液压混合动力车辆再生制动与ABS协调控制

论文摘要

再生制动技术是混合动力汽车的一项关键技术,可有效节约燃油,延长行驶里程。液压混合动力车(Hydraulic Hybrid Vehicle,简称HHV)再生制动系统由液压泵/马达、蓄能器、反馈元件以及控制系统组成。HHV再生制动系统功率密度大,全充全放能力强,但能量密度低,必需与传统的摩擦制动系统配合工作。另外,再生制动力的加入改变了前后轴制动力分配比,易发生制动不稳定的情况,车辆必须具备ABS制动防抱死功能。如何在确保制动安全性的前提下,使再生制动系统和ABS系统协调工作,最大限度的回收制动能成为液压混合动力汽车亟待解决的问题。本文基于再生制动系统特性和ECE法规,以制动安全性和回收制动能为目的,利用MATLAB/M语言制定了复合制动控制策略,合理的分配前后轴摩擦制动力和再生制动力。基于再生制动系统和ABS系统工作特点,制定了高附着系数路面紧急制动和中低附着系数路面非紧急制动车轮趋于抱死时控制策略,通过调节前后轮摩擦制动力以及后轮再生制动力,将滑移率控制在最佳滑移率附近,保障了车辆制动的稳定性。针对再生制动与ABS集成控制这一复杂的非线性问题,基于MATLAB/SIMULINK仿真模块,搭建了制动力需求模型、制动力分配控制器模型、再生制动系统模型、整车模型、车轮模型、轮胎模型以及ABS模型。分别进行了高附着系数路面中轻度制动等车轮不发生抱死的模拟仿真,高附着系数路面紧急制动、中低附着系数路面中度制动等车轮发生抱死滑移情况时模拟仿真。仿真结果表明该控制策略既能保障车辆制动的稳定性,又能较大程度的回收制动能,验证了制定的再生制动与ABS协同工作控制策略的合理性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外再生制动与ABS 协调控制研究现状
• 1.2.2 国内再生制动与ABS 协调控制研究现状
• 1.3 本课题主要研究内容
• 第2章 液压混合动力车辆制动力分配理论分析
• 2.1 再生制动与ABS 协调控制设计方案
• 2.1.1 液压混合动力车整车布置及相关参数
• 2.1.2 再生制动与ABS 系统集成
• 2.2 前、后轴制动器制动力分配理论分析
• 2.2.1 制动时车轮受力
• 2.2.2 理想的前、后轴制动器制动力分配曲线
• 2.2.3 实际的前、后轴制动器制动力分配曲线
• 2.2.4 利用附着系数的概念
• 2.3 前、后轴制动力分配的限制
• 2.3.1 ECE R13 制动法规约束
• 2.3.2 ECE R13 对前、后轴制动力分配的限制
• 2.4 本章小结
• 第3章 液压混合动力车复合制动控制策略研究
• 3.1 复合制动控制策略
• 3.1.1 复合制动系统的基本要求
• 3.1.2 复合制动基本控制策略
• 3.2 并行复合制动控制策略
• 3.2.1 并行复合制动可回收能量的约束条件
• 3.2.2 基于再生制动系统特性的复合制动控制算法
• 3.2.3 基于ECE 法规要求的复合制动控制算法
• 3.2.4 修正的并行复合制动控制算法
• 3.3 本章小结
• 第4章 复合制动系统模型的建立与仿真
• 4.1 制动力需求及分配模型的建立
• 4.1.1 制动力需求模型的建立
• 4.1.2 制动力分配控制器模型的建立
• 4.1.3 整车模型的建立
• 4.2 再生制动系统模型的建立
• 4.2.1 液压泵/马达模型的建立
• 4.2.2 蓄能器模型的建立
• 4.3 高附着系数路面复合制动仿真结果与分析
• 4.3.1 高附着系数路面轻度制动仿真结果
• 4.3.2 高附着系数路面中度制动仿真结果
• 4.4 本章小结
• 第5章 再生制动与ABS 协调控制模型的建立与仿真
• 5.1 优化的再生制动与ABS 协调控制策略
• 5.2 再生制动与ABS 协调控制仿真模型的建立
• 5.2.1 车轮模型的建立
• 5.2.2 轮胎模型的建立
• 5.2.3 ABS 模型的建立
• 5.3 再生制动与ABS 协调控制仿真结果与分析
• 5.3.1 中低附着系数路面中度制动仿真结果与分析
• 5.3.2 高附着系数路面紧急制动仿真结果与分析
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间所发表的论文及其它成果
• 致谢