電動汽車制動系統(tǒng)研究

電動汽車制動系統(tǒng)研究電動汽車制動系統(tǒng)研究 2013/10/22 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)本系統(tǒng)硬件由控制電路和驅(qū)動電路構(gòu)成其中控制電路由主和監(jiān)控構(gòu)成，完成點(diǎn)火和踏板中斷信號、駐車中斷信號、踏板位移信號、輪速信號、電機(jī)反饋電流信號等輸入信號的采集驅(qū)動電路主要由電機(jī)驅(qū)動控制電路和電磁離合器驅(qū)動控制電路構(gòu)成主和監(jiān)控通過驅(qū)動電路控制和驅(qū)動制動電機(jī)和電磁離合器主、從采用基于構(gòu)架的位處理器和位處理器主、從通過模擬開關(guān)實(shí)現(xiàn)部分信號采集和電機(jī)以及電磁離合器的輸出控制其中采用路模擬開關(guān)實(shí)現(xiàn)路駐車信號和路制動踏板位移信號的采集采用路開關(guān)信號實(shí)現(xiàn)路制動電機(jī)和路電磁離合器的控制切換仲裁控制由監(jiān)控實(shí)現(xiàn)主，從之間通過通信實(shí)現(xiàn)相互監(jiān)控當(dāng)主出現(xiàn)故障時(shí)，監(jiān)控通過模擬開關(guān)各個(gè)通道的開關(guān)切換，接管控制權(quán)實(shí)現(xiàn)對部分信號的采集和對電制動器執(zhí)行器的控制主、從分別具有和整車的通信接口，從整車獲取相關(guān)信息，同時(shí)也將系統(tǒng)故障報(bào)警信息通過整車網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到儀表控制單元實(shí)現(xiàn)故障報(bào)警系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)本系統(tǒng)控制單元由主和監(jiān)控組成主完成系統(tǒng)故障檢測、電機(jī)電流閉環(huán)控制、常規(guī)制動控制、電子駐車制動控制從則完成簡單的電機(jī)開環(huán)控制、常規(guī)制動控制和電子駐車制動控制主、從之間通過通信進(jìn)行相互監(jiān)控本系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)部分主要介紹常規(guī)制動控制算法、駐車制動控制算法和系統(tǒng)冗余控制算法系統(tǒng)軟件控制流程圖如圖所示常規(guī)制動控制算法系統(tǒng)通過采集制動踏板位移判斷駕駛員的制動意圖，采集到制動踏板位移后，按照整車踏板位移和制動力曲線和前后輪制動力分配比例對前后輪制動力進(jìn)行分配，再根據(jù)電制動器的減速比和效率推算出電機(jī)輸出扭矩，然后根據(jù)電機(jī)堵轉(zhuǎn)電流和輸出扭矩曲線推算出電機(jī)堵轉(zhuǎn)電流（本系統(tǒng)制動時(shí)，電機(jī)始終處于堵轉(zhuǎn)狀態(tài)）得到電流閉環(huán)控制的目標(biāo)電流值，電流閉環(huán)控制算法根據(jù)目標(biāo)電流值和反饋的實(shí)際電流進(jìn)行閉環(huán)調(diào)節(jié)，直到反饋值和目標(biāo)值在精度范圍內(nèi)趨于一致為止，接著進(jìn)入下一個(gè)常規(guī)制動閉環(huán)控制。駐車制動控制算法系統(tǒng)駐車制動控制算法需要采集駐車制動開關(guān)信號、制動踏板位移信號、油門踏板位移信號、離合器踏板位移信號、檔位信號、點(diǎn)火開關(guān)信號、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號和車速信號等作為駐車狀態(tài)和駛離狀態(tài)的判斷條件，從而執(zhí)行駐車制動根據(jù)手動駐車按扭開關(guān)信號、駐車狀態(tài)和駛離狀態(tài)的判別結(jié)果進(jìn)行手動駐車、自動駐車和輔助駛離的駐車制動控制算法。系統(tǒng)冗余控制算法本系統(tǒng)采用主加監(jiān)控的方式實(shí)現(xiàn)冗余控制，主、從通過通信方式定時(shí)通信實(shí)現(xiàn)相互監(jiān)控，發(fā)送數(shù)據(jù)內(nèi)容為事先設(shè)定的數(shù)據(jù)，當(dāng)主、從接收到的數(shù)據(jù)為設(shè)定數(shù)據(jù)時(shí)，認(rèn)為被監(jiān)控的控制器運(yùn)行良好，否則認(rèn)為出現(xiàn)故障，進(jìn)行故障報(bào)警當(dāng)從監(jiān)控到主出現(xiàn)故障時(shí)，通過模擬切換開關(guān)接管控制權(quán)，并進(jìn)行常規(guī)制動和駐車制動的開環(huán)控制系統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)電子機(jī)械制動器作為該系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，主要由制動電機(jī)、電磁離合器、減速齒輪、非自鎖滾珠絲桿、制動卡鉗、剎車片和剎車盤等組成制動電機(jī)通過驅(qū)動減速齒輪，減速齒輪帶動同軸的滾珠絲桿將轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為移動，將活塞推進(jìn)并作用于剎車片，剎車片通過對剎車盤的擠壓產(chǎn)生夾緊力，從而達(dá)到車輛制動的目的當(dāng)制動電機(jī)關(guān)閉輸出時(shí)，非自鎖機(jī)構(gòu)在剎車盤的反作用力下自動反退，實(shí)現(xiàn)夾緊力的自動卸載為了實(shí)現(xiàn)制動力的保持，本制動器采用了電磁離合器，電磁離合器一部分和制動卡鉗固定，另一部分和電機(jī)輸出軸固定，當(dāng)給電磁離合器通電時(shí)，兩部分吸合即可將制動電機(jī)輸出軸端鎖死，電磁離合器斷電即可釋放。系統(tǒng)測試借助于現(xiàn)有的新型電制動試驗(yàn)臺、輔助測試板和對基于以上硬件、軟件和機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)開發(fā)的控制驅(qū)動單元及電制動器組成的電子機(jī)械制動系統(tǒng)進(jìn)行了動態(tài)測試，測試數(shù)據(jù)如表所示由表可知，系統(tǒng)制動距離大，減速度小，制動時(shí)間長，主要有以下原因：制動電機(jī)只有，制動力最大只有負(fù)載過輕，雖然車輪能夠抱死，但是所加載的負(fù)載小，地面附著力小制動力、車速、滑移率和時(shí)間關(guān)系曲線如圖所示制動力隨踏板位移變化呈平滑變化，制動力調(diào)節(jié)精度經(jīng)測試為，響應(yīng)時(shí)間，達(dá)到最大制動力響應(yīng)時(shí)間由于目前還未進(jìn)行測試，故滑移率一直為總結(jié)該系統(tǒng)不僅實(shí)現(xiàn)了常規(guī)制動和電子駐車制動各項(xiàng)功能，而且運(yùn)行可靠，制動力達(dá)，響應(yīng)時(shí)間，達(dá)到最大制動力響應(yīng)時(shí)間，制動電機(jī)堵轉(zhuǎn)時(shí)間可達(dá)，驅(qū)動電路功率管溫度不超過，電磁離合器溫度不超過制動距離和減速度后期通過增加負(fù)載和電機(jī)功率可以滿足輕量化電動車行車制動和駐車制動各項(xiàng)指標(biāo)該系統(tǒng)能夠很好的模擬整車制動踏板位移和制動力曲線，并進(jìn)行電子常規(guī)制動和駐車制動配合目前正在研制的四輪新型電制動系統(tǒng)試驗(yàn)臺，為后期進(jìn)行四輪防抱死制動系統(tǒng)以及車輛穩(wěn)定性控制系統(tǒng)開發(fā)奠定了基礎(chǔ)作者：劉貴如王陸林張世兵高國興單位：安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院奇瑞汽車股份有限公司 上一個(gè)文章： 電子機(jī)械制動系統(tǒng)的研究下一個(gè)文章： 機(jī)械工程學(xué)位研究生導(dǎo)師的情況