4轮独立驱动电动汽车防抱死制动系统的设计与验证

4轮独立驱动电动汽车防抱死制动系统的设计与验证

4轮独立驱动电动汽车已成为下一代汽车中最具前景的汽车。这种新的动力总成结构，不仅能够实现节能驾驶，而且还给出了新的底盘结构实施方案，有助于提高汽车的主动安全性和驾驶舒适性。这对于防抱死制动系统尤其重要，系统可以通过摩擦制动和电动机制动两种方式改变车轮转矩，实现防抱死制动系统功能，提高电动传动效率。但在这种情况下，底盘结构、半轴的扭转动力特性会对防抱死制动系统发挥作用产生影响。本文针对该问题对防抱死制动系统的控制策略进行设计与验证。

给出防抱死制动系统中控制器的一般结构，通过驾驶操作信息、制动踏板行程计算需求转矩。使用一个嵌入踏板的解耦电液伺服制动系统提供实时的踏板位置信号。给出滑移率参考值计算、反转力矩控制，以及各种力矩混合的计算方法。最后给出防抱死制动系统的控制程序。

对所设计控制程序进行验证的装置基于dSPACE模块化平台，采用一辆四驱城市越野车。该车的动力总成由4个车载驱动电机、4个变速器以及4个安装在驱动电机和车轮之间的半轴组成，摩擦制动力矩通过解耦电液伺服制动系统产生。下面是4种工况下的试验。

（1）为研究不同恒定的滑移率参考值条件下系统的响应，在不激活滑动目标自适应的情况下，测试车速为60、90、120km/h，路面附着系数最大值为0.3、0.6、1，研究不同参数组合时的新型防抱死制动系统响应。

（2）在激活滑动目标自适应情况下，测试车速为120km/h，路面附着系数最大值为0.3、0.6、1时，研究新型防抱死制动系统的响应。

（3）在动力总成扭转刚度分别为9000N·m/rad和21000N·m/rad，车速为120km/h，路面附着系数最大值分别为0.3和0.6时，对新型防抱死制动系统进行测试。

（4）对车辆控制单元发生故障进行测试。

测试结果表明，新设计的防抱死制动系统在工作过程中电机制动转矩几乎没发生振荡。即使在高附着系数路面上产生振荡，最高频率仅为1～3Hz、振荡幅度微乎其微。在不激活滑动目标自适应的情况下，高附着系数路面下有无防抱死制动系统对制动距离几乎没影响，在其它路面附着系数下，制动距离可以减少5.4%～16.8%。在激活滑动目标自适应的情况下，制动操作1s后，滑移率可以被控制在参考值之内。增加动力总成扭转刚度可以提高防抱死制动系统工作的稳定性。测试验证了新设计系统的可用性，下一步将在实车上对该系统进行验证。

ValentinIvanovetal.SAE 2014-01-9128.

编译：王祥