【摘要】：汽車工業(yè)經(jīng)過(guò)一百多年的創(chuàng)新發(fā)展,從最初的機(jī)械物理系統(tǒng)逐漸向信息物理系統(tǒng)邁進(jìn),汽車電動(dòng)化和智能化的發(fā)展趨勢(shì)需要集成度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔且容易實(shí)現(xiàn)的新型底盤(pán)系統(tǒng),線控制動(dòng)系統(tǒng)成為汽車制動(dòng)系統(tǒng)的主要發(fā)展方向。線控液壓制動(dòng)系統(tǒng)相較于線控機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)在電子、硬件和生產(chǎn)成本上的優(yōu)勢(shì),已成為國(guó)際研究熱點(diǎn)之一,其“主動(dòng)建壓快速、壓力控制精確”的性能決定了汽車能否跟隨駕駛員意圖快速、準(zhǔn)確地產(chǎn)生制動(dòng)力。高速開(kāi)關(guān)電磁閥作為線控制動(dòng)系統(tǒng)壓力控制的關(guān)鍵零件,其非線性流量可控性的分析、評(píng)價(jià)和優(yōu)化是提高汽車制動(dòng)系統(tǒng)壓力控制效果的關(guān)鍵。較好的輪缸壓力控制策略和估算方法是保障整車制動(dòng)性能的重要基石。本文從提升線控液壓制動(dòng)系統(tǒng)性能的角度出發(fā),分別在高速開(kāi)關(guān)電磁閥非線性流量可控性、輪缸壓力控制策略和估算方法等方面開(kāi)展了深入的研究工作,本文主要研究?jī)?nèi)容如下:第一,提出一種新型閥控調(diào)壓型線控液壓制動(dòng)系統(tǒng),建立用于該系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性分析的動(dòng)力學(xué)模型。以現(xiàn)有某款乘用車作為設(shè)計(jì)對(duì)象,提出一種新型閥控調(diào)壓型線控液壓制動(dòng)系統(tǒng),采用高壓蓄能器作為制動(dòng)壓力源,并引入踏板感覺(jué)模擬器實(shí)現(xiàn)制動(dòng)液壓調(diào)節(jié)與制動(dòng)踏板感覺(jué)的完全解耦。分析線控液壓制動(dòng)系統(tǒng)的工作機(jī)理,探討線控液壓制動(dòng)系統(tǒng)“主動(dòng)建壓快速和壓力控制精確”兩項(xiàng)性能指標(biāo)實(shí)現(xiàn)的可能性。建立線控液壓制動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型,并用于系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性分析。第二,研究揭示高速開(kāi)關(guān)電磁閥非線性流量可控性區(qū)間拓展機(jī)理,提出一種新型常閉型高速線性電磁閥構(gòu)型。高速開(kāi)關(guān)電磁閥是調(diào)節(jié)制動(dòng)液壓動(dòng)態(tài)特性的關(guān)鍵零部件,其流量可控性是實(shí)現(xiàn)制動(dòng)系統(tǒng)“主動(dòng)建壓快速和壓力控制精確”的核心。仿真研究常開(kāi)和常閉型高速開(kāi)關(guān)電磁閥流量變化動(dòng)態(tài)特性,分析兩種電磁閥流量可控區(qū)間較小原因,揭示高速開(kāi)關(guān)電磁閥較易全開(kāi)與全關(guān)的機(jī)理;提出“流量可控因子”用于評(píng)價(jià)高速開(kāi)關(guān)電磁閥的非線性流量可控性,進(jìn)而提出一種新型常閉型高速線性電磁閥;采用自適應(yīng)權(quán)重粒子群優(yōu)化方法,完成常開(kāi)型高速開(kāi)關(guān)電磁閥和新型常閉型高速線性電磁閥的結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化。第三,針對(duì)線控液壓制動(dòng)系統(tǒng)亟需解決的“主動(dòng)建壓快速、壓力控制精確”這一關(guān)鍵問(wèn)題,提出基于新型常閉型高速線性電磁閥的改進(jìn)型線控液壓制動(dòng)系統(tǒng)及控制策略。研究基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊Bang-Bang的電磁閥控制器,提出適合初始的和改進(jìn)后的線控液壓制動(dòng)系統(tǒng)的兩種輪缸壓力控制策略,分析在多種信號(hào)激勵(lì)下兩種線控液壓系統(tǒng)的輪缸壓力動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。仿真及試驗(yàn)結(jié)果表明,采用兩種控制策略的初始的和改進(jìn)后的線控液壓制動(dòng)系統(tǒng)的快速增壓和精確控壓能力均較好,且改進(jìn)后的線控液壓制動(dòng)系統(tǒng)及其控制策略的性能更佳。第四,針對(duì)采用單一傳感和單一模型不能很好解決由于汽車高頻瞬態(tài)動(dòng)態(tài)特性及復(fù)雜行駛工況易導(dǎo)致傳感器信號(hào)失真,從而帶來(lái)輪缸壓力估計(jì)精度較低甚至錯(cuò)誤的問(wèn)題,提出一種基于交互多模型概率數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)濾波(IMMPDA)的輪缸壓力估算方法。建立定壓力和定壓力變化率兩個(gè)壓力模型,基于執(zhí)行器非線性特性和車輛動(dòng)力學(xué)特性的兩個(gè)輪缸壓力量測(cè)信息,采用多源信息融合技術(shù)獲得輪缸壓力的精確估計(jì)值,提高在雜波環(huán)境下輪缸壓力的估算精度和工況適應(yīng)性。最后,完成線控液壓制動(dòng)系統(tǒng)硬件在環(huán)試驗(yàn)臺(tái)搭建,進(jìn)行執(zhí)行器動(dòng)態(tài)特性試驗(yàn)和輪缸壓力動(dòng)態(tài)特性試驗(yàn)。通過(guò)高速開(kāi)關(guān)電磁閥測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行常開(kāi)型高速開(kāi)關(guān)電磁閥的保壓實(shí)驗(yàn)和常閉型高速開(kāi)關(guān)電磁閥的開(kāi)啟實(shí)驗(yàn);進(jìn)行高壓蓄能器和制動(dòng)輪缸的P-V特性測(cè)試;基于該硬件在環(huán)試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行多種虛擬目標(biāo)壓力下制動(dòng)輪缸壓力連續(xù)控制的試驗(yàn)驗(yàn)證。試驗(yàn)結(jié)果表明,本文所提出的執(zhí)行器的控制器和輪缸壓力控制策略能有效地滿足線控液壓制動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性響應(yīng)需求,所研究的線控液壓制動(dòng)系統(tǒng)的快速增壓和精確控壓能力均較好。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U463.5

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2792843