試論基于AMESim的汽車電子穩定系統輪缸壓力精確控制

摘要：介紹了汽車電子穩定系統工作原理及模型，分析了輪缸壓力精確控制計算方法。并對壓力精確控制算法模型進行仿真和試驗驗證。驗證結果表明，該控制方法滿足實際工作需要，實現對傳統控制方法的有效改進。有利于提高系統的穩定性和可靠性，在實際控制工作中需要重視該方法的運用。

關鍵詞：AMESim汽車電子穩定系統輪缸壓力精確控制

1.引言

汽車電子穩定系統是一種新型的汽車安全技術，對確保汽車安全運行，保障駕駛員和乘客安全都具有重要意義，在汽車工業的運用越來越廣泛。該系統安裝防抱死系統、牽引力控制系統，還具備實時監測汽車運行穩定性的功能。在汽車運行中，當出現不穩定情況時，系統能做出迅速反應，糾正汽車行駛軌跡，實現對危險情況的有效預防，從而確保汽車的安全穩定運行。下面將結合該系統實際情況，對輪缸壓力精確控制問題進行探討分析，希望能夠為該系統的運用，確保汽車穩定運行提供指導。

2.汽車電子穩定系統工作原理及模型

2.1工作原理。汽車電子穩定系統結構復雜，包括多方面組成，例如，主缸、液壓單元、液壓油路、儲液箱、液壓閥、增壓閥、減壓閥等。這些組成部分共同作用于系統，促進系統功能的有效發揮。其工作原理如下：系統增壓時，輪缸活塞被制動液推動，引起活塞運動，接著制動力繼續增大，輪缸壓力進入保壓狀態。當系統減壓時，泵電機斷電，出現減壓情況，制動液流入低壓蓄能器，增大其容積。存儲制動液，作為下次增壓過程的油源。新增壓過程中，制動液在回油泵作用下，低壓蓄能器再次進入輪缸，增減壓循環直至系統退出汽車電子穩定系統。通過這種工作模式，及時發現汽車運行中存在的不足，并立即作出反應，避免危險情況出現，確保汽車安全穩定運行。

2.2模型。為滿足系統運行需要，促進系統更好工作，保障汽車安全，運用AMESim搭建汽車電子穩定系統模型。具體步驟如下：根據液壓結構圖，從AMESim機械和液壓應用庫找到子模型，進行連接；選擇子模型；定義液壓參數和子模塊元件的內部參數和關鍵尺寸；多液壓模型進行仿真分析。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定系統組成部分，對汽車正常運行具有重要作用。汽車在行駛過程中，如果出現不穩定情況，影響行車安全時，液壓控制單元控制內部各組件，進而精確控制汽車輪缸制動壓力，使得輪缸根據預先計算的理想壓力進行制動，從而確保汽車安全，避免事故發生。

3.輪缸壓力精確控制計算方法

在計算時，為了獲得更為準確的計算結果，系統采用查表法進行計算，以便精確控制輪缸壓力。為了達到精確控制的目的，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容是控制增、減壓閥PWM信號的占空比。為獲得最優占空比，選擇1/4汽車電子穩定系統液壓控制單元作為仿真模型，改變占空比觀察控制效果。對增、減壓閥施加10%—100%的PWM波，觀察輪缸壓力變化情況。通過試驗和研究分析，占空比10%—40%為最佳控制區間。根據這種情況，可運用查表法為增、減壓閥的控制提供依據，從而更好確定控制壓力大小，確保系統運用取得最佳效果。此外，將查表法引入1/4汽車電子穩定系統液壓控制單元模型，在不同工況下，觀察模型的壓力跟隨特性。觀察分析得知，控制單元根據理想壓力和輪缸壓力，計算增、減壓閥控制信號，實現對增、減壓閥狀態的控制，最終實現控制輪缸壓力的目的，確保系統有效運行，及時預防安全故障，確保車輛安全。

4.壓力精確控制算法模型仿真驗證

運用精確控制方法進行仿真驗證，仿真時間3s，仿真步長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，運用查表控制算法，實際輪缸壓力能很好跟隨理想輪缸制動壓力。增、減壓閥控制信號在1s時發出，從而實現對增、減壓閥動作的有效控制，促進其正常運行和工作。在該壓力狀態下，增壓閥先開，減壓閥后開，通過采用這種運行方式，既建立輪缸壓力，又消除增壓中出現的超調現象，從而保證系統有效運行。

4.2方波變化壓力。在該壓力狀態下，運用查表控制算法，實際輪缸壓力能很好跟隨理想輪缸制動壓力，增、減壓閥控制信號周期性開啟，輪缸壓力隨理想壓力變化而變化。整個控制過程中，壓力會出現增大和減小情況，壓力減小時，輪缸約有0.2MPa殘余壓力，導致這種情況出現的原因是低壓蓄能器所致，該情況出現并無大礙，屬于正常現象。

5.壓力精確控制算法模型試驗驗證

進行輪缸壓力精確控制試驗，具體試驗方法如下：用dspace將輪缸壓力控制程序傳遞到汽車電子穩定系統臺架上，控制液壓控制單元。系統工作理想壓力為10MPa，控制輪缸壓力，并得出試驗結果。觀察和分析試驗結果得知，理想壓力為10MPa時，在查表控制算法下，實際輪缸壓力能夠很好跟隨理想輪缸制動壓力。在整個試驗過程中，保壓壓力出現略微下降情況，出現這種情況的原因是液壓調節器內部元件密封結構引起的，沒有受到其它因素影響，是一種正常情況，不影響試驗結果。

6.結束語

通過以上的仿真和試驗驗證，結合汽車電子穩定系統實際情況，可以得出以下幾個結論，同時也能夠為實際工作提供指導與參考。

6.1控制輪缸占空比。在汽車運行過程中，要想實現對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，對其占空比實現有效控制。在壓力不同狀況下，運用查表法可得出增、減壓閥PWM控制信號的占空比。并根據這種情況，對增、減壓閥的開閉情況進行合理有效控制，進而實現對輪缸壓力的精確控制，為汽車安全穩定運行提供保障。

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

6.3應該重視汽車電子穩定系統的運用。試驗分析表明，汽車電子穩定系統滿足實際工作需要，能夠對輪缸壓力進行精確的控制。并且速度快，精確度高，可以精確控制輪缸壓力變化率，在實際運用中能夠取得良好的效果。有利于確保車輛行駛安全，及時預防可能發生的危險情況，將來在實際工作中值得推廣與運用該方法。

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