关键词：电子机械制动助力器;;防抱死制动系统;;基础助力控制;;协调控制;;硬件在环
摘 要：环境污染、能源危机等挑战迫使传统汽车向新能源汽车转型,智能、网联等理念推动传统汽车向智能汽车转型。这些转变对制动系统提出了新要求:(1)新能源汽车取消了发动机或者发动机排量较小,无法提供足够的真空,需探求新的助力方式;(2)智能汽车实时准确地主动控制汽车的状态,需快速响应、精确调节的主动制动功能;(3)新能源汽车制动能量回收,需要与常规助力不变的踏板感觉;(4)多种制动模式体验,需可变的助力特性。由电子机械助力器(Electro-Mechanical Brake Booster,简称EMBB)与电子稳定控制系统ESC组成的电子机械助力制动系统方案,以其自身特性,可满足上述新要求。本论文依托课题组与企业的横向项目,通过与零部件企业地密切合作,围绕试验平台搭建、机理分析与特性测试、控制策略研究与验证等方面展开了如下研究:(1)系统方案确定与台架搭建。提出了电子机械助力制动系统的总体方案,基于自主研制的EMBB原理样机,搭建了伺服驱动测试台和硬件在环试验台,包括软件系统和硬件系统。(2)系统机理分析与特性测试。分析测试了真空助力器工作特性,确定了EMBB基础助力控制目标。分析测试了EMBB橡胶反馈盘的力耦合特性,获得基于反馈盘主副面位移差的伺服力调节原理。测试了某ABS产品在不同附着路面的调节特性和博世i Booster系统工作特性,确定了EMBB与ABS协调控制的目标。(3)EMBB基础助力控制策略研究与验证。判定EMBB是否达到最大助力,并设计伺服力饱和控制和伺服位移控制两模式,底层进行永磁同步电机电流控制跟随。利用伺服驱动测试台验证了不同速度、位移输入下基础控制策略的有效性,获得了与原车真空助力器基本一致的助力特性。(4)EMBB与ABS协调控制策略研究。对于EMBB与ABS未协调时的问题表现,依据协调控制的初步探究结果,确定了基于最大制动轮缸需求的主缸压力环-伺服位移环-电机电流环的三闭环协调控制架构,设计了基础助力控制与协调控制模块的切换逻辑。利用硬件在环试验台,在典型ABS路面环境下验证该协调策略,并取得了良好的试验效果。综上,本文的研究实现了电子机械助力制动系统的一定功能,为以后电子机械助力制动系统方案优化和控制策略开发提供了参考。
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