基于磁流变和电涡流效应的汽车新型缓速器的设计与试验

随着汽车向重大型化发展,制动安全问题日益突出。加装辅助制动装置是实现重大型车辆安全制动的重要途径之一。磁流变制动器具有制动力矩稳定、噪声小和体积质量小等特点,能有效弥补传统辅助制动装置低速性能差等不足。本文中提出利用磁流变效应与电涡流效应进行联合缓速制动的新思路,分析新型磁流变缓速器的工作原理,设计并研制双盘式对称结构的新型缓速器,建立其制动力矩数学模型并从理论上分析不同参数对制动性能的影响。根据重大型汽车大功率制动的工作特点,搭建制动性能测试平台,进行制动力矩特性试验。理论分析与试验结果表明:新型磁流变缓速器具有低速制动性能稳定、高速制动力矩大的特点,其制动力矩特性满足重大型汽车制动要求。     

遗传算法优化的双线圈磁流变制动器模糊PID控制

针对磁流变制动器制动力矩输出不稳定的问题,采用遗传算法优化后的模糊PID控制器对双线圈磁流变制动器进行力矩控制。基于Bingham模型建立了双线圈磁流变制动器的制动力矩数学模型,同时推导了磁流变制动器的动态模型。完成了双线圈磁流变制动器的制动力矩实验,当励磁电流为1.0 A时,磁流变制动器制动力矩最大值为4.8 N·m;采用最小二乘结构模型,开展了双线圈磁流变制动器传递函数的参数辨识;基于遗传算法和模糊PID控制,设计了双线圈磁流变制动器的遗传算法优化的模糊PID控制器;搭建了磁流变制动器控制实验平台,开展了磁流变制动器力矩控制实验研究。研究结果表明,相比于传统模糊PID控制,在基于遗传算法优化的模糊PID控制下,双线圈磁流变制动器能实现较好的力矩控制效果,制动力矩阶跃响应上升时间为0.63 s,超调量为4.17%,制动力矩跟踪误差在0.2 N·m以内,具有较快的响应速度、较小的超调量以及较小的力矩跟踪误差。     

EQ1061轻型汽车制动器制动力矩指标的确定

介绍了ＥＱ１０１６轻型汽车车轮制动器制动力矩设计设计指标的确定，并对汽车车轮制动器制动力矩设计指标的确定方法进行了讨论与完善。     

基于制动器耗散的ABS实验方法研究

汽车防抱死制动系统(简称ABS)是重要的汽车主动安全性装置,是汽车制动电子技术的基础。ABS控制策略是ABS的核心技术,掌握控制策略的设计和匹配,对于自主开发ABS和进一步开展汽车主动安全性理论有着重要的现实意义。本文基于制动器耗散功率最大为目标的ABS控制理论,对制动器的TQ P(制动力矩、压力)动态特性进行了深入的研究,得出了相应的结论,找出制动器制动力矩与油压的关系曲线。     

某轿车盘式制动器设计

基于某轿车制动系统整车匹配进行优化设计,旨在满足相关法规下,简化制动器设计过程。通过将整车性能参数与盘式制动器设计有机结合,制定盘式制动器设计策略。通过计算在制动过程中汽车制动系统各个车轮的最大制动力矩和选定该轿车同步附着系数,确定了盘式制动器的主要部件关键设计参数和材料,并经计算验证了制动器各项性能均符合相关法规要求。最后,应用计算机辅助设计（CAD）软件和UG软件完成主要零件图的绘制和三维建模。从而在满足相关法规要求下,优化了汽车制动器设计流程,同时为后续制动噪声等问题研究奠定基础。     

汽车防抱制动系统控制策略研究-TQ-P动态特性

汽车防抱制动系统(简称ABS)是主要的汽车主动安全性装置,是汽车制动电子技术的主要载体.ABs控制策略是ABS的关键技术.掌握ABs控制策略的理论和实验方法,对于自主开发ABs和掌握主动安全性设计有着重大的意义.本文基于制动器耗散功率的ABs控制理论,对制动器的TQ-P(制动力矩、压力)动态特性进行了系统的研究,得出系统控制结论,探索出制动力矩与油压的动态特性.     

基于安全特性电子液压制动前后轴制动力分配改进方法EI北大核心CSCD

为提高电子液压制动安全性能,本文中对前后轴制动力分配方法进行了改进。首先研究ECE R13制动法规对汽车前后轴制动力分配的影响,然后对电子液压制动安全特性进行分析,得到如下结论:电子液压制动中电机泵的作用频次与制动需液量成正比;输出相同的制动力矩的情况下,单独使用后轮制动器比单独使用前轮制动器需要更少的制动液体积;在低于某一制动强度时,共同使用前后轴制动器时制动需液量大于单独使用前轴制动器;利用单侧车轮的进/出液阀控制左右两侧车轮制动器实施制动,可以降低高速电磁阀的使用频次。最后基于上述结论提出了基于安全特性的电子液压制动的前后轴制动力分配改进方法,并进行NYCC循环工况的仿真。结果表明,与理想制动力分配方法相比,采用所提出的改进方法,电机泵和前轴进/出液阀的作用频次约降低50%,而后轴进/出液阀的使用频次降低90%。     

发动机制动工况下汽车制动器摩擦性能分析

建立了基于恒速制动车辆纵向力平衡方程、制动器耗散功率及其温度变化微分方程、管路压力调节等子模型的恒速长下坡汽车制动器摩擦性能分析系统.以两轴中型汽车为例,对前后制动器在不同挡位发动机制动时的温度、制动副摩擦因数、制动力分配及管路压力变化进行了计算.结果表明,在不影响车速情况下,合理使用各挡发动机制动可改善汽车前、后制动器热负荷,减小或避免制动摩擦力矩热衰退,保证汽车下长坡安全行驶.     

汽车工业用磁流变液器件应用前景分析

简要介绍了磁流变液和磁流变效应，详细分析了磁流变液的性能及其影响因素，将其与电流变流进行了对比，表明磁流变液具有很多优点，在此基础上，介绍了磁流变液应用于汽车工业的结构形式，以及在制动，传动和减振降噪域应用的一些器件。对磁流变液应用于汽车的前景进行了分析并指出了存在的问题。     

气压盘式制动器制动力矩影响因素分析

制动力矩是气压盘式制动器的关键性能指标,直接关系到车辆的制动效果和可靠性。文章结合多年气压盘式制动器技术开发和应用经验,从技术设计角度出发,通过理论计算和有限元分析,对制动力矩的主要影响因素进行归纳分析;同时,兼顾制动块偏磨、杠杆行程等其它性能指标,为制动力矩的提升提供了方向,可为气压盘式制动器的新产品开发和现有产品的技术改进提供借鉴。     

前后车轮制动器制动力矩的分配

探讨了前后车轮制动器力矩分配对轮式机械制动性能的影响,就如何确定合理的前后轮制动器的分配比值进行了分析,最后确定出了合理的前后轮制动力距.     

Cooperative control of the motor and the electric booster brake to improve the stability of an in-wheel electric vehicle

A cooperative control algorithm for an in-wheel motor and an electric booster brake is proposed to improve the stability of an in-wheel electric vehicle. The in-wheel system was modeled by dividing it into motor and mechanical parts, and the electric booster brake was modeled through tests. In addition, the response characteristics of the in-wheel system and the electric booster brake were compared through a frequency response analysis. In the cooperative control, the road friction coefficient was estimated using the wheel speed, motor torque, and braking torque of each wheel, and the torque limit of the wheel to the road was determined using the estimated road friction coefficient. Based on the estimated road friction coefficient and torque limit, a cooperative algorithm to control the motor and the electric booster brake was proposed to improve the stability of the in-wheel electric vehicle. The performance of the proposed cooperative control algorithm was evaluated through a hardware-in-the-loop simulation (HILS). Furthermore, to verify the performance of the proposed cooperative control algorithm, a test environment was constructed for the anti-lock braking system (ABS) hydraulic module hardware, and the performance of the cooperative control algorithm was compared with that of the ABS by means of a HILS test.     

汽车EBD控制策略影响因素的仿真研究

利用逻辑门限控制方法对EBD的整车后轮的滑移率进行控制,使其滑移率始终小于等于前轮滑移率。通过对汽车在高附着路面上的直线制动进行仿真分析,结果表明EBD系统能更有效地提高车辆的制动性能,同时研究了制动力矩控制信号的变化对EBD控制效果的影响。     

分布式驱动电动汽车回馈制动失效的液压补偿控制

分布式驱动电动汽车各驱动轮转速和转矩可以单独精确控制，便于实现整车动力学控制和制动能量回馈，从而提升车辆的主动安全性和行驶经济性。但车辆在回馈制动过程中，一旦1台电机突发故障，其他电机产生的制动力矩将对整车形成附加横摆力矩，从而造成车辆失稳，此时虽可通过截断异侧对应电机制动力矩输出来保证行驶方向，但会使车辆制动力大幅衰减或丧失，同样不利于行车安全。为了解决此问题，提出并验证一种基于电动助力液压制动系统的制动压力补偿控制方法，力图有效保证整车制动安全性。以轮毂电机驱动汽车为例，首先建立了整车动力学模型以及轮毂电机模型，通过仿真验证了回馈制动失效的整车失稳特性以及电机转矩截断控制的不足；然后，建立了电动助力液压制动系统模型，并通过原理样机的台架试验验证了模型的准确性；接着，基于滑模控制算法设计了制动压力补偿控制器，并在单侧电机再生制动失效后的转矩截断控制基础上完成了液压制动补偿控制效果仿真验证；最后，通过实车试验证明了所提控制方法的有效性和实用性。研究结果表明：在分布式驱动电动汽车单侧电机再生制动失效工况下，通过异侧电机转矩截断控制和制动系统的液压主动补偿，能够使车辆快速恢复稳定行驶并满足制动强度需求。     

Co-operative control for regenerative braking and friction braking to increase energy recovery without wheel lock

This paper presents a regenerative braking co-operative control algorithm to increase energy recovery without wheel lock. Considering the magnitude of the braking force available between the tire and road surface, the control algorithm was designed for the regenerative braking force at the front wheel and friction braking force at the rear wheel to be increased following the friction coefficient line. The performance of the proposed regenerative braking co-operative control algorithm was evaluated by the hardware in the loop simulation (HILS) with an electronic wedge brake on its front wheels and an electronic mechanical brake on its rear wheels. The HILS results showed that a proper braking force on the front and rear wheels on a low μ road prevented the lock of the front wheels that was connected to the motor, and maintained the regenerative braking and increased energy recovery.     

基于Matlab的ABS不同控制方式的仿真

汽车防抱制动系统（ABS）能实时控制车辆产生最佳的制动力矩,避免产生过大的车轮滑移,从而保持汽车的操纵性和稳定性。文中分别采用PID控制、逻辑开关控制两种方法对单轮汽车模型进行了模拟仿真。然后与没有ABS的情况进行对比,通过对仿真图形曲线的分析,得出ABS的防抱死效果明显。     

Nonlinear optimal integrated vehicle control using individual braking torque and steering angle with on-line control allocation by using state-dependent Riccati equation technique

This paper proposes the solution of state-dependent Riccati equation as a nonlinear optimal regulator to stabilise the motion dynamics of the vehicle model subjected to sudden disturbance inputs in the lateral direction. The proposed nonlinear regulator coordinates individually actuated wheel braking torque and steering wheel angle simultaneously in an optimal manner. Performance criteria are satisfied by solving the Riccati equation based on the given cost function subjected to the nonlinear vehicle dynamics. On-line control allocation in terms of optimal brake torque distribution enhanced by optimal wheel steering angle input is achieved. Furthermore, the proposed optimal nonlinear regulator is an active fault-tolerant control system against partial by-wire actuator failures while guaranteeing stability with good performance due to its capability to allocate the individual control inputs in an optimal way. The main aim is to stabilise the motion dynamics of the vehicle model during short-term emergency situations along the desired straight trajectory manageable by average drivers and to provide vehicle stability and handling predictability through the interaction of individual wheel braking and steering actuators. Simulation results are used to illustrate the effectiveness of the proposed methodology.     

制动抱死工况下轮毂电机端盖的可靠性分析

介绍了内转子式轮毂电机与盘式制动器的组合结构,分析了固定制动力分配时制动抱死工况下车轮的最大制动力,确定了轮毂电机关键结构负载,最后采用有限元法分析了轮毂电机端盖的可靠性.     

汽车制动系统试验装置的开发及应用

研究和开发了基于GB12676－1999标准的汽车制动系统试验装置，该试验装置所测量的参数有：车轮的转速、转矩，整车速度，制动管路压力，踏板力，制动蹄片的温度等。为具备这些功能，本装置由传感器部分、信号处理部分、数据采集部分构成。对汽车制动时车轮转矩的测量进行了深入分析，并编制了相应的采集处理软件，进行了系统的实车试验。     

电子控制牵引力调节装置

丰田公司凌志ＬＳ４００型１９８０所型轿车装用电子控制牵引力调节有完全调节发动机的扭矩和后驱动轮的制和，并根据路面情况给出一个最佳的驱动力，它主要由制动主继电器，前轮速度传感器，牵引力调节系统执行器等１８个零部件组成，对各零部件的结构和功用进行了详细地介绍。