摘要：介紹了汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)工作原理及模型，分析了輪缸壓力精確控制計(jì)算方法。并對(duì)壓力精確控制算法模型進(jìn)行仿真和試驗(yàn)驗(yàn)證。驗(yàn)證結(jié)果表明，該控制方法滿足實(shí)際工作需要，實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)控制方法的有效改進(jìn)。有利于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，在實(shí)際控制工作中需要重視該方法的運(yùn)用。

關(guān)鍵詞：AMESim汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)輪缸壓力精確控制

1.引言

汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)是一種新型的汽車安全技術(shù)，對(duì)確保汽車安全運(yùn)行，保障駕駛員和乘客安全都具有重要意義，在汽車工業(yè)的運(yùn)用越來(lái)越廣泛。該系統(tǒng)安裝防抱死系統(tǒng)、牽引力控制系統(tǒng)，還具備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)汽車運(yùn)行穩(wěn)定性的功能。在汽車運(yùn)行中，當(dāng)出現(xiàn)不穩(wěn)定情況時(shí)，系統(tǒng)能做出迅速反應(yīng)，糾正汽車行駛軌跡，實(shí)現(xiàn)對(duì)危險(xiǎn)情況的有效預(yù)防，從而確保汽車的安全穩(wěn)定運(yùn)行。下面將結(jié)合該系統(tǒng)實(shí)際情況，對(duì)輪缸壓力精確控制問(wèn)題進(jìn)行探討分析，希望能夠?yàn)樵撓到y(tǒng)的運(yùn)用，確保汽車穩(wěn)定運(yùn)行提供指導(dǎo)。

2.汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)工作原理及模型

2.1工作原理。汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，包括多方面組成，例如，主缸、液壓?jiǎn)卧?、液壓油路、?chǔ)液箱、液壓閥、增壓閥、減壓閥等。這些組成部分共同作用于系統(tǒng)，促進(jìn)系統(tǒng)功能的有效發(fā)揮。其工作原理如下：系統(tǒng)增壓時(shí)，輪缸活塞被制動(dòng)液推動(dòng)，引起活塞運(yùn)動(dòng)，接著制動(dòng)力繼續(xù)增大，輪缸壓力進(jìn)入保壓狀態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)減壓時(shí)，泵電機(jī)斷電，出現(xiàn)減壓情況，制動(dòng)液流入低壓蓄能器，增大其容積。存儲(chǔ)制動(dòng)液，作為下次增壓過(guò)程的油源。新增壓過(guò)程中，制動(dòng)液在回油泵作用下，低壓蓄能器再次進(jìn)入輪缸，增減壓循環(huán)直至系統(tǒng)退出汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)。通過(guò)這種工作模式，及時(shí)發(fā)現(xiàn)汽車運(yùn)行中存在的不足，并立即作出反應(yīng)，避免危險(xiǎn)情況出現(xiàn)，確保汽車安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2.2模型。為滿足系統(tǒng)運(yùn)行需要，促進(jìn)系統(tǒng)更好工作，保障汽車安全，運(yùn)用AMESim搭建汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)模型。具體步驟如下：根據(jù)液壓結(jié)構(gòu)圖，從AMESim機(jī)械和液壓應(yīng)用庫(kù)找到子模型，進(jìn)行連接；選擇子模型；定義液壓參數(shù)和子模塊元件的內(nèi)部參數(shù)和關(guān)鍵尺寸；多液壓模型進(jìn)行仿真分析。按照該步驟建立的模型包括主缸、液壓控制單元、輪缸模型。液壓控制單元是汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)組成部分，對(duì)汽車正常運(yùn)行具有重要作用。汽車在行駛過(guò)程中，如果出現(xiàn)不穩(wěn)定情況，影響行車安全時(shí)，液壓控制單元控制內(nèi)部各組件，進(jìn)而精確控制汽車輪缸制動(dòng)壓力，使得輪缸根據(jù)預(yù)先計(jì)算的理想壓力進(jìn)行制動(dòng)，從而確保汽車安全，避免事故發(fā)生。

3.輪缸壓力精確控制計(jì)算方法

在計(jì)算時(shí)，為了獲得更為準(zhǔn)確的計(jì)算結(jié)果，系統(tǒng)采用查表法進(jìn)行計(jì)算，以便精確控制輪缸壓力。為了達(dá)到精確控制的目的，確保車輛行駛安全，在控制工作中，需要處理的最為核心的內(nèi)容是控制增、減壓閥PWM信號(hào)的占空比。為獲得最優(yōu)占空比，選擇1/4汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)液壓控制單元作為仿真模型，改變占空比觀察控制效果。對(duì)增、減壓閥施加10%—100%的PWM波，觀察輪缸壓力變化情況。通過(guò)試驗(yàn)和研究分析，占空比10%—40%為最佳控制區(qū)間。根據(jù)這種情況，可運(yùn)用查表法為增、減壓閥的控制提供依據(jù)，從而更好確定控制壓力大小，確保系統(tǒng)運(yùn)用取得最佳效果。此外，將查表法引入1/4汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)液壓控制單元模型，在不同工況下，觀察模型的壓力跟隨特性。觀察分析得知，控制單元根據(jù)理想壓力和輪缸壓力，計(jì)算增、減壓閥控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)增、減壓閥狀態(tài)的控制，最終實(shí)現(xiàn)控制輪缸壓力的目的，確保系統(tǒng)有效運(yùn)行，及時(shí)預(yù)防安全故障，確保車輛安全。

4.壓力精確控制算法模型仿真驗(yàn)證

運(yùn)用精確控制方法進(jìn)行仿真驗(yàn)證，仿真時(shí)間3s，仿真步長(zhǎng)0.01s，有效占空比10%—40%間，用PWM波控制增、減壓閥。觀察輪缸壓力變化情況。

4.1階躍變化壓力。在該壓力狀況下，運(yùn)用查表控制算法，實(shí)際輪缸壓力能很好跟隨理想輪缸制動(dòng)壓力。增、減壓閥控制信號(hào)在1s時(shí)發(fā)出，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)增、減壓閥動(dòng)作的有效控制，促進(jìn)其正常運(yùn)行和工作。在該壓力狀態(tài)下，增壓閥先開，減壓閥后開，通過(guò)采用這種運(yùn)行方式，既建立輪缸壓力，又消除增壓中出現(xiàn)的超調(diào)現(xiàn)象，從而保證系統(tǒng)有效運(yùn)行。

4.2方波變化壓力。在該壓力狀態(tài)下，運(yùn)用查表控制算法，實(shí)際輪缸壓力能很好跟隨理想輪缸制動(dòng)壓力，增、減壓閥控制信號(hào)周期性開啟，輪缸壓力隨理想壓力變化而變化。整個(gè)控制過(guò)程中，壓力會(huì)出現(xiàn)增大和減小情況，壓力減小時(shí)，輪缸約有0.2MPa殘余壓力，導(dǎo)致這種情況出現(xiàn)的原因是低壓蓄能器所致，該情況出現(xiàn)并無(wú)大礙，屬于正?，F(xiàn)象。

5.壓力精確控制算法模型試驗(yàn)驗(yàn)證

進(jìn)行輪缸壓力精確控制試驗(yàn)，具體試驗(yàn)方法如下：用dspace將輪缸壓力控制程序傳遞到汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)臺(tái)架上，控制液壓控制單元。系統(tǒng)工作理想壓力為10MPa，控制輪缸壓力，并得出試驗(yàn)結(jié)果。觀察和分析試驗(yàn)結(jié)果得知，理想壓力為10MPa時(shí)，在查表控制算法下，實(shí)際輪缸壓力能夠很好跟隨理想輪缸制動(dòng)壓力。在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中，保壓壓力出現(xiàn)略微下降情況，出現(xiàn)這種情況的原因是液壓調(diào)節(jié)器內(nèi)部元件密封結(jié)構(gòu)引起的，沒(méi)有受到其它因素影響，是一種正常情況，不影響試驗(yàn)結(jié)果。

6.結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上的仿真和試驗(yàn)驗(yàn)證，結(jié)合汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)實(shí)際情況，可以得出以下幾個(gè)結(jié)論，同時(shí)也能夠?yàn)閷?shí)際工作提供指導(dǎo)與參考。

6.1控制輪缸占空比。在汽車運(yùn)行過(guò)程中，要想實(shí)現(xiàn)對(duì)輪缸壓力的精確控制，其中最為有效的方式方式是，在確定增、減壓閥PWM波頻率前提下，對(duì)其占空比實(shí)現(xiàn)有效控制。在壓力不同狀況下，運(yùn)用查表法可得出增、減壓閥PWM控制信號(hào)的占空比。并根據(jù)這種情況，對(duì)增、減壓閥的開閉情況進(jìn)行合理有效控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)輪缸壓力的精確控制，為汽車安全穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。

6.1合理確定占空比最佳控制區(qū)間。試驗(yàn)分析得知，占空比最佳控制區(qū)間為10%—40%。因而必須合理確定控制區(qū)間，以達(dá)到更好的控制效果。如果占空比在其他區(qū)間，不管采用何種方式方法，都難以達(dá)到最佳控制效果。

6.3應(yīng)該重視汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)的運(yùn)用。試驗(yàn)分析表明，汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)滿足實(shí)際工作需要，能夠?qū)喐讐毫M(jìn)行精確的控制。并且速度快，精確度高，可以精確控制輪缸壓力變化率，在實(shí)際運(yùn)用中能夠取得良好的效果。有利于確保車輛行駛安全，及時(shí)預(yù)防可能發(fā)生的危險(xiǎn)情況，將來(lái)在實(shí)際工作中值得推廣與運(yùn)用該方法。

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