线控制动系统踏板模拟器与制动感觉评价

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1、2015年6月第41卷第6期北京兢空航天大学学报JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsJune2015V01．4lNo．6http：／／bhxb．buaa．edu．cnjbuaa@buaa．edu．cnDOI：10．13700／j．bh．1001—5965．2014．0067线控制动系统踏板模拟器与制动感觉评价姬芬竹“，周晓旭2，朱文博1(1．北京航空航天大学交通科学与工程学院，北京100191；2．山西省交通科学研究院，太原030006)摘要：在分析

2、传统液压制动系统踏板特性的基础上，以试验得到的踏板特性为目标，设计了以弹性元件和液压单元为基本模拟单元的踏板模拟器；分析了“制动感觉”指数(BFI)评价指标；以AMESim和Matlab／Simulink为仿真平台，建立踏板模拟器仿真模型并进行了仿真计算．计算结果表明，模拟器输出的踏板反力随踏板行程的增加而增大，其踏板特性能够跟随目标踏板特性而变化；改变弹性元件的刚度和液压缸的压力，可以得到不同的踏板特性；对3种不同弹簧刚度的模拟器“制动感觉”进行评价，BFI达到92．4分，具有良好的制动感觉；通过调整模拟器参数，可以适

3、应不同的车型或满足不同的驾驶员需求．关键词：线控制动；踏板模拟器；踏板特性；制动感觉；评价中图分类号：U462．3文献标识码：A文章编号：1001．5965(2015)06-0989-06电动汽车电．液复合制动系统中，若保留传统的液压系统结构，则由于电制动(再生制动)的加入而使得踏板制动力无法正确反映实际制动力的大小，从而造成踏板的“制动感觉”不良⋯．线控制动(BBW)具有响应速度快、制动性能好、布置灵活等特点，是实现电动汽车再生制动的最佳制动形式，受到国外许多汽车厂家和科研机构的重视¨⋯．但由于BBW系统取消了制动踏板

4、与制动器之间的液压或机械连接，使得驾驶员无法直接感知制动时反馈到制动踏板上的制动反力，从而丧失了传统制动系统的“制动感觉”．因此，电动汽车线控制动系统中应增设制动踏板模拟器，以模拟制动踏板特性，为驾驶员提供良好的“制动感觉”．“制动感觉”是一种综合感觉，它包括踏板制动感觉、驾驶员感受到的车辆制动减速度、听觉上的制动噪音以及视觉上的车辆减速度等诸多因素，其中踏板制动感觉是最重要的组成部分¨。．踏板制动感觉是驾驶员踩下制动踏板后反馈得到的，通常由踏板力与踏板行程之问的关系来描述．国外在制动踏板感觉方面以试验为主进行了深入研究

5、，并统计归纳得到了制动踏板力、踏板行程、车辆减速度和制动踏板感觉的关系∞⋯．国内的研究主要集中在踏板力与踏板行程关系的理论建模与仿真¨“111，对踏板制动感觉的研究还少见报道，且出于安全法规的限制，与整车安全性紧密相关的线控机械制动技术还无法应用于实车¨“．本研究以某纯电动汽车线控制动系统为对象，设计一种踏板模拟器，以AMESim和Matlab／Simulink为平台建立仿真模型，对模拟器踏板特性进行仿真计算，对“制动感觉”进行评价；研究模拟器基本参数对制动感觉的影响，为电动汽车线控制动系统研究奠定基础．1踏板特性与“制

6、动感觉”评价1．1传统液压制动系统踏板特性传统液压制动系统中，驾驶员施加在踏板上收稿日期：2014-02-24；录用日期：2014-03—11；网络出版时间：2014-04-0909：56网络出版地址：WWW．cnki．net／kcms／doi／10，13700／j．bh．1001-5965．2014．0067．html基金项目：国家“863”计划(2012AAlll202)；北京市自然科学基金(3122024)+通讯作者：姬芬竹(1963一)，女，河南偃市人，副教授，jfz@buaa．edu．ell，主要研究方向为电动

7、汽车电驱动系统和热管理．引用格式：姬芬竹，周晓旭，朱文博．线控制动系统踏板模拟器与制动感觉评价fJj．北京航空航天大学学报，2015，41(6)：989-994．JiFZ，ZhouXx，ZhuWB，PedalsimulatorandbrakingfeelevaluationinbrakebywiresystemfJJ．JournalofBeijingUni—versityofAeronauticsandAstronautics．2015。4lf6)：989．994(inChinese)．990北京航空航天大学学报2015

8、年的力克服踏板操纵机构、真空助力器以及液压系统的阻力而使踏板产生一定的位移，即踏板位移，也叫踏板行程．踏板力与踏板行程之间存在一定的对应关系，通常把这种对应关系称为踏板特性．图1是试验得到的某乘用车液压制动系统的踏板特性㈣．为便于分析，把曲线分为3段：OA段为真空罨杂蟮蛰踏板位移／mm图1踏板力与踏板行程关系Fig．