4輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證

4輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車已成為下一代汽車中最具前景的汽車。這種新的動(dòng)力總成結(jié)構(gòu)，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能駕駛，而且還給出了新的底盤結(jié)構(gòu)實(shí)施方案，有助于提高汽車的主動(dòng)安全性和駕駛舒適性。這對(duì)于防抱死制動(dòng)系統(tǒng)尤其重要，系統(tǒng)可以通過摩擦制動(dòng)和電動(dòng)機(jī)制動(dòng)兩種方式改變車輪轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)防抱死制動(dòng)系統(tǒng)功能，提高電動(dòng)傳動(dòng)效率。但在這種情況下，底盤結(jié)構(gòu)、半軸的扭轉(zhuǎn)動(dòng)力特性會(huì)對(duì)防抱死制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)揮作用產(chǎn)生影響。本文針對(duì)該問題對(duì)防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的控制策略進(jìn)行設(shè)計(jì)與驗(yàn)證。

給出防抱死制動(dòng)系統(tǒng)中控制器的一般結(jié)構(gòu)，通過駕駛操作信息、制動(dòng)踏板行程計(jì)算需求轉(zhuǎn)矩。使用一個(gè)嵌入踏板的解耦電液伺服制動(dòng)系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)的踏板位置信號(hào)。給出滑移率參考值計(jì)算、反轉(zhuǎn)力矩控制，以及各種力矩混合的計(jì)算方法。最后給出防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的控制程序。

對(duì)所設(shè)計(jì)控制程序進(jìn)行驗(yàn)證的裝置基于dSPACE模塊化平臺(tái)，采用一輛四驅(qū)城市越野車。該車的動(dòng)力總成由4個(gè)車載驅(qū)動(dòng)電機(jī)、4個(gè)變速器以及4個(gè)安裝在驅(qū)動(dòng)電機(jī)和車輪之間的半軸組成，摩擦制動(dòng)力矩通過解耦電液伺服制動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生。下面是4種工況下的試驗(yàn)。

（1）為研究不同恒定的滑移率參考值條件下系統(tǒng)的響應(yīng)，在不激活滑動(dòng)目標(biāo)自適應(yīng)的情況下，測(cè)試車速為60、90、120km/h，路面附著系數(shù)最大值為0.3、0.6、1，研究不同參數(shù)組合時(shí)的新型防抱死制動(dòng)系統(tǒng)響應(yīng)。

（2）在激活滑動(dòng)目標(biāo)自適應(yīng)情況下，測(cè)試車速為120km/h，路面附著系數(shù)最大值為0.3、0.6、1時(shí)，研究新型防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的響應(yīng)。

（3）在動(dòng)力總成扭轉(zhuǎn)剛度分別為9000N·m/rad和21000N·m/rad，車速為120km/h，路面附著系數(shù)最大值分別為0.3和0.6時(shí)，對(duì)新型防抱死制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試。

（4）對(duì)車輛控制單元發(fā)生故障進(jìn)行測(cè)試。

測(cè)試結(jié)果表明，新設(shè)計(jì)的防抱死制動(dòng)系統(tǒng)在工作過程中電機(jī)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩幾乎沒發(fā)生振蕩。即使在高附著系數(shù)路面上產(chǎn)生振蕩，最高頻率僅為1～3Hz、振蕩幅度微乎其微。在不激活滑動(dòng)目標(biāo)自適應(yīng)的情況下，高附著系數(shù)路面下有無防抱死制動(dòng)系統(tǒng)對(duì)制動(dòng)距離幾乎沒影響，在其它路面附著系數(shù)下，制動(dòng)距離可以減少5.4%～16.8%。在激活滑動(dòng)目標(biāo)自適應(yīng)的情況下，制動(dòng)操作1s后，滑移率可以被控制在參考值之內(nèi)。增加動(dòng)力總成扭轉(zhuǎn)剛度可以提高防抱死制動(dòng)系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性。測(cè)試驗(yàn)證了新設(shè)計(jì)系統(tǒng)的可用性，下一步將在實(shí)車上對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證。

ValentinIvanovetal.SAE 2014-01-9128.

編譯：王祥