汽車再生制動穩(wěn)定性與制動踏板平穩(wěn)性控制研究.pdf

1、汽車制動能量至今還是一種未開發(fā)利用的能源，在制動過程中大量的動能只能通過摩擦轉化為熱能耗散掉，且導致汽車制動系統(tǒng)過早地磨損，增加了汽車使用成本。汽車再生制動把制動過程中的部分動能轉化為電能回收并進行再利用，提高了汽車能量綜合利用率、節(jié)約了汽車使用成本，但再生制動系統(tǒng)加入到傳統(tǒng)制動系統(tǒng)中會改變原有車輛制動性能，影響制動穩(wěn)定性及制動踏板平穩(wěn)性。如何實現(xiàn)再生制動與常規(guī)液壓制動之間協(xié)調，在車輛行駛制動穩(wěn)定的前提下，如何充分利用電機的再生制動，實

2、現(xiàn)能量回收最大化是再生制動系統(tǒng)急需解決的問題。針對這些問題本文做了如下工作： 首先，為了達到能量回收的最大化和制動穩(wěn)定性的統(tǒng)一，實現(xiàn)車輛原有的液壓制動系統(tǒng)與再生制動的協(xié)調，在液壓制動子系統(tǒng)的基礎上，設計了一套能夠實現(xiàn)根據(jù)機電制動力分配控制策略進行自動調節(jié)液壓前后制動力的壓力調節(jié)裝置；根據(jù)再生制動特點及回收約束條件，結合開關磁阻電機的特性，提出雙開關磁阻電機前輪制動、復合儲能的再生制動系統(tǒng)方案；建立了開關磁阻電機再生制動控制模型；

3、結合復合儲能系統(tǒng)簡化等效電路模型，采用能量方法建立了復合儲能系統(tǒng)的能量流模型。 其次，建立車輛再生制動動力學模型，提出了基于模糊滑模變結構控制的電機防抱死再生制動控制策略模型與液壓防抱死制動協(xié)調控制策略；以電機制動效能為車輛制動強度劃分依據(jù)，建立前后制動力分配控制模型、機電制動力分配策略模型。并建立了基于前輪雙電機制動力矩控制的制動穩(wěn)定性控制策略模型。 對再生制動系統(tǒng)制動踏板平穩(wěn)性影響因素進行理論分析，建立了制動踏板模型

4、，設計了再生制動踏板結構，提出了基于軌跡跟蹤的制動踏板平穩(wěn)性控制策略，以實現(xiàn)與原有純液壓制動系統(tǒng)一致制動踏板平穩(wěn)特性。 建立了再生制動穩(wěn)定性集成控制模型，以協(xié)調控制器為中心，車輛穩(wěn)定性控制、再生制動控制、能量回收控制及液壓制動控制相互關聯(lián)制約，實現(xiàn)集成控制。 最后，采用模塊化分層設計的方法建立了再生制動模擬試驗平臺，并對上述提出的汽車再生制動控制策略進行硬件在環(huán)試驗驗證。 仿真計算及模擬試驗結果表明，本文提出的汽

5、車再生制動相關理論和方法可以有效提高汽車制動能量回收率、實現(xiàn)良好的制動穩(wěn)定性和制動踏板平穩(wěn)性。通過對再生制動系統(tǒng)相關控制理論和方法的深入研究，為汽車再生制動系統(tǒng)開發(fā)與設計提供了理論依據(jù)和新的思路。 本文的創(chuàng)新點在于： 1)提出了一種基于雙開關磁阻電機前軸再生制動，并以鉛酸蓄電池與超級電容并聯(lián)成復合儲能器的汽車再生制動系統(tǒng)； 2)在原有液壓制動子系統(tǒng)的基礎上，設計了一套能夠實現(xiàn)根據(jù)機電制動力分配控制策略進行自動調節(jié)

6、液壓前后制動力的壓力調節(jié)裝置，從結構上解決了再生制動與液壓制動之間協(xié)調問題； 3)根據(jù)復合儲能系統(tǒng)簡化等效電路模型，采用能量方法建立了復合儲能系統(tǒng)的能量模型； 4)提出了一種通過對再生制動開關磁阻電機輸入反向防抱死制動電壓實現(xiàn)電機防抱死制動控制的方法，并設計了基于模糊滑模變結構控制的電機防抱死控制策略； 5)建立了再生制動穩(wěn)定性集成控制模型，以集成控制器為中心，車輛穩(wěn)定性控制、再生制動控制、能量回收控制及液壓制動