基于PWM控制的线控液压制动系统模型辨识.pdf

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1、公路与汽运8Highways&AutomotiveApplications总第167期基于PWM控制的线控液压制动系统模型辨识*李玉芳，石志潇，金智林，徐哲(南京航空航天大学能源与动力学院，江苏南京210016)摘要：线控液压制动系统在实际应用中多数是采用PWM信号对开关阀进行控制，所以建立变PWM信号作用下的液压模型具有实际应用意义。文中通过对线控液压制动系统关键液压零部件进行理论分析，得到了变占空比作用时的压力变化模型；再利用试验数据对系统模型进行参数辨识，通过开关电磁阀试验辨识得到节流指数和最大开度时的系统参数、不同PWM压

2、力变化试验得到占空比与平均开度的关系，最后得到变占空比调节时的轮缸压力模型。经试验验证，该模型可以准确表达变占空比调节时的压力变化过程，实现轮缸压力的准确估计。关键词：汽车；线控液压制动；制动模型；参数辨识；变占空比中图分类号：U463．52文献标志码：A文章编号：1671—2668(2015)02—0008—05现代汽车对制动性能的要求越来越高，传统的部分研究者是对电磁阀全开时的系统响应进行建制动系统无法实现对压力的实时控制及精细调节。模，而EHB系统是由PWM控制，实际应用中更多而线控液压制动系统(ElectroHydraul

3、icBrake，地是用PWM信号对开关阀进行控制，所以不同EHB)具有响应速度快、可控性好、无真空助力器、PWM信号作用下的模型才具有实际应用意义。鉴可以单独控制4个车轮上的制动力等优点，使其成于此，该文提出阀口平均开度的概念，对变PWM占为未来发展的必然。国外的一些汽车零部件供应商空比下系统的参数进行精确辨识，使模型可模拟随机已投入大量资金进行EHB系统的研发，如博世公PWM输入下的轮缸压力，使其具有实际应用价值。司的HAShev、丰田汽车公司的ECB、大陆公司的1EHB结构及工作原理RBS、天合汽车集团的SCB等。EHB控制模

4、型的准确性直接影响其实际使用线控液压制动系统原理如图1所示。该系统包性能和控制精度。近年来，很多学者对EHB系统括踏板感觉模拟器、液压系统和电子控制器三部分。进行了研究，其中德国大陆公司WolfgangF．等围其中：液压部分除包括传统的制动轮缸、制动管路、绕EHB系统的结构和控制策略进行研究并获得了制动主缸外，还包括高压源和压力调节单元。电子相关专利、吉林大学的郭孔辉院士对ABS液压特性控制器采集驾驶员踏板位移与加速度，根据传感器进行了分析与建模、南京航空航天大学的金智林对采集的信号进行处理，控制各轮缸压力，并保持与其EHB系统进

5、行了系统辨识及动态特性分析。但大他控制器的通信。l989．前轮自激摆振特性影响[J]．汽车科技，2014(1)．赵立山，李春成．汽车前轮摆振的原因与故障排除[18]王鹏，魏道高．三轮汽车前轮自激摆振特性研究[J]．[J]．客车技术与研究，2002(3)．汽车工程学报，2013，3(5)．郑亮．汽车前轮摆振试验研究[J]．客车技术与研究，[19]林逸，李胜．非独立悬架汽车转向轮自激型摆振的分2006(3)．岔特性分析[J]．机械工程学报，2004，40(12)．张志龙，潘宁，魏道高．转向系参数对汽车自激摆振多[2O]贺丽娟，李庆军．

6、汽车整车稳定性的Hopf分岔特性极限环特性影响研究[J]．农业装备与车辆工程，数值分析[J]．农业装备与车辆工程，2010，48(4)．2O14，52(10)．王鹏，魏道高，潘之杰，等．转向柱后倾角对三轮汽车收稿日期：2O14一O7—1O*基金项目：国家自然科学基金资助项目(51375007)2015年第2期李玉芳，等：基于PWM控制的线控液压制动系统模型辨识9Q=KV(3)式中：K为液压油的体积模量；V为轮缸与阀之间的体积之和；P为制动轮缸压力。高压蓄能器压力一直由压力传感器检测，当压力小于预定压力时，由电机泵给其输送高压制动液

7、，因而蓄能器压力可视为恒定值P。增压时，阀口打开，制动液从高压源蓄能器流向低压源制动轮缸，Ap为其差值，可表示为P一P。由此得到增压时RLRRFLFR轮缸压力变化率为：图1EHB的工作原理-f(r)．((4)压力采用高速开关阀进行调节。高速开关阀采式中：A为增压阀打开时的最大截面积。用PwM控制，通过控制其占空比，可以对流量进行进一步可得增压时轮缸压力随时问变化关系：比例调节。[p一(f)]一[户一户(f。)]一一EHB系统通常包括增压、减压和保压3种工作CA，状态。增压时，打开进油阀并关闭出油阀，制动液从厂(r‘卜)(—f。)(

8、5)高压蓄能器通过进油阀进入制动轮缸；减压时，打开减压时，阀口打开，制动液从相对的高压源制动出油阀并关闭进油阀，制动液从制动轮缸通过出油轮缸流向制动液油箱，制动液油箱压力可视为零，阀返回油箱；保压时，进油阀及出油阀均处于关闭状Ap可表示为P；流量大