混合動(dòng)力汽車機(jī)電復(fù)合制動(dòng)制動(dòng)力分配與穩(wěn)定性控制策略研究.pdf

1、電機(jī)回饋制動(dòng)能量回收技術(shù)作為混合動(dòng)力汽車提高燃油能量利用率的一種手段被廣泛采用。這是因?yàn)樵谥苿?dòng)的過(guò)程中,電動(dòng)機(jī)作為發(fā)電機(jī)來(lái)使用,車輛行駛的部分動(dòng)能被轉(zhuǎn)化為電能存儲(chǔ)到電池中,這部分能量又可以重新作為驅(qū)動(dòng)能量使用從而提高了燃油能量利用率。
　　 與傳統(tǒng)汽車制動(dòng)減速過(guò)程不同的是,混合動(dòng)力汽車由于電機(jī)施加回饋制動(dòng)力矩于動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)中,其機(jī)電復(fù)合制動(dòng)系統(tǒng)就施加了兩種不同的制動(dòng)力矩:一種是由電機(jī)系統(tǒng)提供的電機(jī)回饋制動(dòng)力矩；另一種是由液壓制動(dòng)

2、系統(tǒng)提供的液壓制動(dòng)力矩。因此,傳統(tǒng)汽車的制動(dòng)理論在混合動(dòng)力汽車機(jī)電復(fù)合制動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用就需要進(jìn)行新的研究與分析。
　　 通過(guò)依托我國(guó)混合動(dòng)力轎車產(chǎn)業(yè)化研究課題,按照系統(tǒng)開發(fā)的一般流程,本文針對(duì)混合動(dòng)力汽車機(jī)電復(fù)合制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)力分配與穩(wěn)定性控制策略進(jìn)行了如下的研究。
　　 第一,建立了混合動(dòng)力汽車機(jī)電復(fù)合制動(dòng)系統(tǒng)的整車動(dòng)力學(xué)模型。該模型的建立主要是為了滿足理論研究與系統(tǒng)分析的需要,其主要包括車輛動(dòng)力學(xué)、輪胎、液壓系統(tǒng)、電

3、機(jī)系統(tǒng)和電池系統(tǒng)等模型。作為制動(dòng)系統(tǒng)控制策略開發(fā)的重要組成部分,該模型直接關(guān)系到制動(dòng)系統(tǒng)控制器的開發(fā)效率和精度。建模過(guò)程采用了實(shí)驗(yàn)建模與理論建模相結(jié)合的方法,其中對(duì)輪胎、液壓系統(tǒng)和電機(jī)系統(tǒng)模型進(jìn)行了較為深入地研究。為獲取必要的模型計(jì)算參數(shù),設(shè)計(jì)了試驗(yàn)方案并進(jìn)行了相應(yīng)的試驗(yàn)。
　　 第二,對(duì)混合動(dòng)力汽車機(jī)電復(fù)合制動(dòng)制動(dòng)力分配策略進(jìn)行了研究。由于車輛前、后軸的制動(dòng)力分配顯著影響著車輛的制動(dòng)穩(wěn)定性和安全性,因此,在對(duì)混合動(dòng)力汽車機(jī)電復(fù)

4、合制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析與建模的基礎(chǔ)上,從液壓制動(dòng)系統(tǒng)的前、后軸制動(dòng)器制動(dòng)力分配關(guān)系入手,提出并建立了機(jī)電復(fù)合制動(dòng)的制動(dòng)力分配系數(shù)控制方程并設(shè)計(jì)了制動(dòng)力分配曲線。對(duì)液壓制動(dòng)的利用附著系數(shù)以及制動(dòng)效率等制動(dòng)特性進(jìn)行了分析。最后,制定了機(jī)電復(fù)合制動(dòng)的制動(dòng)力分配策略,并對(duì)其進(jìn)行了仿真試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果表明該策略是可行且有效的。
　　 第三,進(jìn)行了混合動(dòng)力汽車機(jī)電復(fù)合制動(dòng)穩(wěn)定性控制策略的研究。首先,對(duì)影響電機(jī)回饋制動(dòng)力矩輸出的電機(jī)發(fā)電特性、

5、電池安全保證以及充電特性等多方面因素進(jìn)行了分析。通過(guò)對(duì)這些影響因素的分析,在制動(dòng)力分配控制策略基礎(chǔ)之上,制定了電機(jī)回饋制動(dòng)與液壓制動(dòng)的機(jī)電復(fù)合協(xié)同防抱死制動(dòng)穩(wěn)定性控制策略。在控制方法上,提出了防抱死制動(dòng)前電機(jī)介入延續(xù)回饋制動(dòng)控制的方法,并對(duì)液壓制動(dòng)系統(tǒng)的滯后與電機(jī)回饋制動(dòng)如何協(xié)同控制的方法進(jìn)行了論述?；谇梆佈a(bǔ)償和模糊控制方法,以車輛橫擺角速度和質(zhì)心側(cè)偏角為反饋輸入變量,進(jìn)行了混合動(dòng)力汽車側(cè)向制動(dòng)穩(wěn)定性控制的研究。相關(guān)仿真試驗(yàn)結(jié)果表明制

6、動(dòng)穩(wěn)定性控制策略是可行且有效的。
　　 第四,對(duì)制動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)車道路試驗(yàn)。首先,設(shè)計(jì)了制動(dòng)控制軟、硬件系統(tǒng)。最后,通過(guò)進(jìn)行相關(guān)制動(dòng)試驗(yàn),對(duì)控制策略進(jìn)行了進(jìn)一步的分析。實(shí)車制動(dòng)試驗(yàn)結(jié)果表明,電機(jī)回饋制動(dòng)和液壓制動(dòng)之間能夠協(xié)同工作,車輛制動(dòng)安全性與穩(wěn)定性良好,部分制動(dòng)能量被回饋儲(chǔ)存,控制策略與方法有效。
　　 作為混合動(dòng)力汽車控制核心技術(shù)之一,本文的研究對(duì)于開發(fā)具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的混合動(dòng)力汽車,加快其產(chǎn)業(yè)化步伐具有重