汽車再生制動(dòng)穩(wěn)定性與制動(dòng)踏板平穩(wěn)性控制研究.pdf

1、汽車制動(dòng)能量至今還是一種未開發(fā)利用的能源，在制動(dòng)過程中大量的動(dòng)能只能通過摩擦轉(zhuǎn)化為熱能耗散掉，且導(dǎo)致汽車制動(dòng)系統(tǒng)過早地磨損，增加了汽車使用成本。汽車再生制動(dòng)把制動(dòng)過程中的部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能回收并進(jìn)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(dòng)系統(tǒng)加入到傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)中會(huì)改變?cè)熊囕v制動(dòng)性能，影響制動(dòng)穩(wěn)定性及制動(dòng)踏板平穩(wěn)性。如何實(shí)現(xiàn)再生制動(dòng)與常規(guī)液壓制動(dòng)之間協(xié)調(diào)，在車輛行駛制動(dòng)穩(wěn)定的前提下，如何充分利用電機(jī)的再生制動(dòng)，實(shí)

2、現(xiàn)能量回收最大化是再生制動(dòng)系統(tǒng)急需解決的問題。針對(duì)這些問題本文做了如下工作： 首先，為了達(dá)到能量回收的最大化和制動(dòng)穩(wěn)定性的統(tǒng)一，實(shí)現(xiàn)車輛原有的液壓制動(dòng)系統(tǒng)與再生制動(dòng)的協(xié)調(diào)，在液壓制動(dòng)子系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一套能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)機(jī)電制動(dòng)力分配控制策略進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)液壓前后制動(dòng)力的壓力調(diào)節(jié)裝置；根據(jù)再生制動(dòng)特點(diǎn)及回收約束條件，結(jié)合開關(guān)磁阻電機(jī)的特性，提出雙開關(guān)磁阻電機(jī)前輪制動(dòng)、復(fù)合儲(chǔ)能的再生制動(dòng)系統(tǒng)方案；建立了開關(guān)磁阻電機(jī)再生制動(dòng)控制模型；

3、結(jié)合復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)簡(jiǎn)化等效電路模型，采用能量方法建立了復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)的能量流模型。 其次，建立車輛再生制動(dòng)動(dòng)力學(xué)模型，提出了基于模糊滑模變結(jié)構(gòu)控制的電機(jī)防抱死再生制動(dòng)控制策略模型與液壓防抱死制動(dòng)協(xié)調(diào)控制策略；以電機(jī)制動(dòng)效能為車輛制動(dòng)強(qiáng)度劃分依據(jù)，建立前后制動(dòng)力分配控制模型、機(jī)電制動(dòng)力分配策略模型。并建立了基于前輪雙電機(jī)制動(dòng)力矩控制的制動(dòng)穩(wěn)定性控制策略模型。 對(duì)再生制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)踏板平穩(wěn)性影響因素進(jìn)行理論分析，建立了制動(dòng)踏板模型

4、，設(shè)計(jì)了再生制動(dòng)踏板結(jié)構(gòu)，提出了基于軌跡跟蹤的制動(dòng)踏板平穩(wěn)性控制策略，以實(shí)現(xiàn)與原有純液壓制動(dòng)系統(tǒng)一致制動(dòng)踏板平穩(wěn)特性。 建立了再生制動(dòng)穩(wěn)定性集成控制模型，以協(xié)調(diào)控制器為中心，車輛穩(wěn)定性控制、再生制動(dòng)控制、能量回收控制及液壓制動(dòng)控制相互關(guān)聯(lián)制約，實(shí)現(xiàn)集成控制。 最后，采用模塊化分層設(shè)計(jì)的方法建立了再生制動(dòng)模擬試驗(yàn)平臺(tái)，并對(duì)上述提出的汽車再生制動(dòng)控制策略進(jìn)行硬件在環(huán)試驗(yàn)驗(yàn)證。 仿真計(jì)算及模擬試驗(yàn)結(jié)果表明，本文提出的汽

5、車再生制動(dòng)相關(guān)理論和方法可以有效提高汽車制動(dòng)能量回收率、實(shí)現(xiàn)良好的制動(dòng)穩(wěn)定性和制動(dòng)踏板平穩(wěn)性。通過對(duì)再生制動(dòng)系統(tǒng)相關(guān)控制理論和方法的深入研究，為汽車再生制動(dòng)系統(tǒng)開發(fā)與設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)和新的思路。 本文的創(chuàng)新點(diǎn)在于： 1)提出了一種基于雙開關(guān)磁阻電機(jī)前軸再生制動(dòng)，并以鉛酸蓄電池與超級(jí)電容并聯(lián)成復(fù)合儲(chǔ)能器的汽車再生制動(dòng)系統(tǒng)； 2)在原有液壓制動(dòng)子系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一套能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)機(jī)電制動(dòng)力分配控制策略進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)

6、液壓前后制動(dòng)力的壓力調(diào)節(jié)裝置，從結(jié)構(gòu)上解決了再生制動(dòng)與液壓制動(dòng)之間協(xié)調(diào)問題； 3)根據(jù)復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)簡(jiǎn)化等效電路模型，采用能量方法建立了復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)的能量模型； 4)提出了一種通過對(duì)再生制動(dòng)開關(guān)磁阻電機(jī)輸入反向防抱死制動(dòng)電壓實(shí)現(xiàn)電機(jī)防抱死制動(dòng)控制的方法，并設(shè)計(jì)了基于模糊滑模變結(jié)構(gòu)控制的電機(jī)防抱死控制策略； 5)建立了再生制動(dòng)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(dòng)控制、能量回收控制及液壓制動(dòng)