4輪獨立驅動電動汽車防抱死制動系統的設計與驗證

4輪獨立驅動電動汽車防抱死制動系統的設計與驗證

4輪獨立驅動電動汽車已成為下一代汽車中最具前景的汽車。這種新的動力總成結構，不僅能夠實現節能駕駛，而且還給出了新的底盤結構實施方案，有助于提高汽車的主動安全性和駕駛舒適性。這對于防抱死制動系統尤其重要，系統可以通過摩擦制動和電動機制動兩種方式改變車輪轉矩，實現防抱死制動系統功能，提高電動傳動效率。但在這種情況下，底盤結構、半軸的扭轉動力特性會對防抱死制動系統發揮作用產生影響。本文針對該問題對防抱死制動系統的控制策略進行設計與驗證。

給出防抱死制動系統中控制器的一般結構，通過駕駛操作信息、制動踏板行程計算需求轉矩。使用一個嵌入踏板的解耦電液伺服制動系統提供實時的踏板位置信號。給出滑移率參考值計算、反轉力矩控制，以及各種力矩混合的計算方法。最后給出防抱死制動系統的控制程序。

對所設計控制程序進行驗證的裝置基于dSPACE模塊化平臺，采用一輛四驅城市越野車。該車的動力總成由4個車載驅動電機、4個變速器以及4個安裝在驅動電機和車輪之間的半軸組成，摩擦制動力矩通過解耦電液伺服制動系統產生。下面是4種工況下的試驗。

（1）為研究不同恒定的滑移率參考值條件下系統的響應，在不激活滑動目標自適應的情況下，測試車速為60、90、120km/h，路面附著系數最大值為0.3、0.6、1，研究不同參數組合時的新型防抱死制動系統響應。

（2）在激活滑動目標自適應情況下，測試車速為120km/h，路面附著系數最大值為0.3、0.6、1時，研究新型防抱死制動系統的響應。

（3）在動力總成扭轉剛度分別為9000N·m/rad和21000N·m/rad，車速為120km/h，路面附著系數最大值分別為0.3和0.6時，對新型防抱死制動系統進行測試。

（4）對車輛控制單元發生故障進行測試。

測試結果表明，新設計的防抱死制動系統在工作過程中電機制動轉矩幾乎沒發生振蕩。即使在高附著系數路面上產生振蕩，最高頻率僅為1～3Hz、振蕩幅度微乎其微。在不激活滑動目標自適應的情況下，高附著系數路面下有無防抱死制動系統對制動距離幾乎沒影響，在其它路面附著系數下，制動距離可以減少5.4%～16.8%。在激活滑動目標自適應的情況下，制動操作1s后，滑移率可以被控制在參考值之內。增加動力總成扭轉剛度可以提高防抱死制動系統工作的穩定性。測試驗證了新設計系統的可用性，下一步將在實車上對該系統進行驗證。

ValentinIvanovetal.SAE 2014-01-9128.

編譯：王祥