集成式电子液压制动系统液压力控制方法分析

发表时间:2021/2/19   来源:《电力设备》2020年第31期   作者:涂丽红
[导读] 摘要:在高级驾驶辅助系统中,电子液压制动体现,会与智能及时制动装置相互配合,使驾驶过程更加安全稳定。
        (江铃汽车股份有限公司  江西南昌)
        摘要:在高级驾驶辅助系统中,电子液压制动体现,会与智能及时制动装置相互配合,使驾驶过程更加安全稳定。在电子液压制动系统运行过程中,提高系统的制动能力,应在原有系统基础上,采用有效的控制方法,将电子液压制动系统建立成集成式体系,从而获得良好的控制效果。
        关键词:电子液压;制动系统;压力控制
        引言:
        企业领域在发展过程中,会由手动驾驶转变为智能化驾驶。在汽车智能化发展过程中,集成式电子液压制动系统的应用范围不断扩大,尤其在电动汽车制动系统中,采用液压力控制方法,可以提升集成式电子液压制动系统的控制能力。
        1.I-EHB 系统介绍
        集成式电子液压制动系统是提升汽车智能化和电动化的有效载体,国外汽车厂商,均在积极应用集成式电子液压制动系统。我国电动汽车发展时间较晚,在应用集成式电子液压制动系统过程中,需要进行不断的研究与实验,通过研究创立出我国自主研究的应用体系,通过实验打破国外的垄断,实现我国电动汽车创新发展。
        集成式电子液压制动系统分为两种,一种为泵式电子液压制动系统,另一种为集成式电子液压制动系统。泵式电子液压制动系统,将储蓄的电能作为动力,在系统中进行液压力调整,即可将液压力转变为扭转力,依靠发动机内的液缸,实现动力的转换。现阶段集成式电子液压制动系统应用较为广泛,主要是集成式电子液压制动系统内含有较多的装置,可以使系统内部结构更加完整,一是制动踏板装置、二是电机装置、三是传动装置、四是制动主缸装置。在制动踏板装置中,驾驶员会接触到具备制动能力的踏板,制药驾驶员产生制动意图,制动踏板会对汽车的行驶速度进行调整。在电控装置中,会设有具备永磁不同步电机,用于将传动过程中产生的推力,作用在液压主缸上,液压主缸推动传输装置,在力矩以及摩擦力作用下,会对汽车产生制动效应。
        2.EHB 系统分析
        2.1 电机单元分析
        在电机单元分析过程中,使用U代表电源电压,E代表感应电动势,电枢电流使用I表示,电枢电路电阻使用R表示,电枢电路电感量使用L表示,建立的公式为U=E+IR+LDI/dt。按照感应电动势要求,电机转速会与电动势成正比关系,在公式中电动势常数使用C表示,磁通使用φ表示,电子转速使用n表示,建立的公式为E=Cφn,根据电机电磁转矩公式,在公式中机械负载使用T2表示,空载转矩使用To表示,系统转动惯量使用J表示。根据上述公式,即可掌握电机单元在运行过程中,会使用到的常量,以保证电机单元正常运行为目标,按照上述可以提升电机单元制动控制能力。
        2.2 机械总成分析
        在机械总成分析过程中,电动机在运行过程中,会产生输出力矩,输出力矩会在主缸的带动下,对涡轮、蜗杆以及齿轮等传输机械压力,在机械压力作用下,上述运行中产生的机械量中,还会产生一定的摩擦力,根据摩擦力阻尼要求,建立阻尼振子模型,在模型中hi涉及许多变量,其中等效质量使用m表示、机械部分等效阻尼使用c表示、机械部分等效刚度使用k表示、机械部分传动比使用i表示、齿轮等效半径使用r表示、液压作用力使用Fs表示、机械部分摩擦力总和使用f表示。
        在机械总成中,主缸液压作用力是重要的组成部分,使用Fs=PS公式表示,在公式中Fs代表液压作用力、液压力使用P表示、主缸活塞等效面积使用S表示。多数电动汽车中的集成式电子液压制动系统,会使用涡轮蜗杆减速机构,涡轮蜗杆减速机构会产生较大的摩擦力,但是传动比较高,整个减速过程相抵平稳。在对机械总成分析过程中,重点分析产生的摩擦力,要求在制动管路中,调整主缸、轮缸以及卡钳的距离,调整距离的目的在于减少摩擦力的产生。


        3.控制策略介绍
        3.1 PID 控制实验
        在PID控制实验过程中,实验中会使用PID控制器,整个实验分为三个环节,一是比例环节、二是积分环节、三是微分环节。在PID控制器发展过程中,按照调节原理,对PID控制器产生的偏差进行变化,使误差变化至可控制范围内,使实验产生的制动输出量,与实际制动系统产生的输出量相同。在PID控制器内部,会设置三个回路,一是消除误差回路、二是积分回路、三是微分回路。在上述回路中,会以超前预防理念,对可能出现的控制参数,提前设置运行程序,以便提高实验模型的控制能力。在PID控制实验过程中,在比例环节、积分环节以及微分环节,通过执行机构、被控对象等,对制动系统中的各个元件进行测量,完成测量工作后,会进入到集成式电子液压制动系统的模拟试验环节。在模拟试验环节,首先确定液压力指标,将可能出现的误差,由PID控制器进行调整,通过调整会使电机驱动力距发生变化,时刻观察产生的变化,最后会测得与实际液压力相同的数值。
        使用PID装置进行控制实验,一方面是PID装置操作简单,实验运行状态较为稳定,另一方面对主缸液压进行非线性调整,消除主缸在耦合等环节出现的不稳定情况。
        3.2 模糊控制
        在模糊控制过程中,工作人员向控制环节下达运行指令,整个运行指令会体现出人脑思维的特点,使控制过程具有模糊效应。在模糊控制期间,遵守模糊规则,建立数据模型,可以在模糊规则下,使产生的变量得以有效的调整。如在调整输入量过程中,按照模糊规则设定液压力,然后根据模糊目标,计算液压力在模型中产生的误差,针对误差进行调整,使模糊量更加精准。
        3.3 Bang - Bang 控制
        在Bang - Bang 控制中,制动主缸内部,会在制动补偿液和轮缸之间,产生补偿间隙,在长时间空行运行期间,主缸中的液压油会进入到管路中,此时电机在液压力作用下,会使电机快速运转,在运转中会经过Bang - Bang 控制,获得运转的最大值和最小值。
        3.4 Bang - Bang 加模糊 PID 控制
        3.4.1 设计模糊控制规则
        在设计模糊控制规则过程中,设定PID控制参数,其中e为影响和控制参数,如果e逐渐增大,会对系统的跟踪性能产生影响,此时调整系统的控制方式,确定限制积分量后,即可减少系统由于参数的变化产生的影响。
        3.4.2 输出的去模糊化
        在输出的去模糊化过程中,采用最大隶属度法、中位数法以及重心法,会获取较多的模糊化数据。如在使用最大隶属度法过程中,模糊控制工具会对整个过程进行计算,以便获取模糊数据,根据模糊数据,即可对输出过程进行控制。
        结语:
        综上所述,在集成式电子液压制动系统运行过程中,提高系统的液压制动能力,需要采用多种控制方式,提高系统的液压控制能力,使汽车在行驶中,借助制动系统获得快速制动效果,使汽车运行更加安全稳定。
        参考文献:
        [1]于洋,余卓平,熊璐.基于ANFIS的电子液压制动系统主缸液压力估计[J]. 机电一体化. 2017(11):9.
        [2]余卓平,韩伟,徐松云,熊璐.电子液压制动系统液压力控制发展现状综述[J].机械工程学报. 2017(14):78-80.
        [3]熊璐.集成式电子液压制动系统液压力变结构控制[J]. 汽车工程. 2017(01) :98.
        作者简介:
        涂丽红(1979-11),女,汉族,籍贯:江西南昌,当前职称:中级,学历:本科,研究方向:机电
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