纯电动汽车的ESC制动力分配策略与控制研究
发布时间：2021-10-17 10:06
汽车销量从2018年来不断下跌。然而中国从2015年起,新能源汽车销量跌宕前行,每年都是全球最大的新能源产销国。其中纯电动汽车的绿色零排放特点,得到迅猛发展。无论何种车,在底盘操纵制动安全方面都是重中之重。首先,本文电动汽车采用脱胎于传统汽车的集中式驱动。车辆动力传动模型选用集中式驱动纯电动汽车的结构形式,利用Carsim软件中传统汽车动力模型,去除传统发动机模型、离合器、变速箱,于Simulink中构建三相永磁同步电机模型以及轮胎滑移率模型,两软件联合仿真构成纯电动汽车模型。利用目标车速和车身实际车速改进纯电动汽车驱动控制策略,实现普通TCS（Traction Control System,汽车牵引力控制系统）驱动功能。其次,借鉴 bosch8.1的ESP（Electronic Stability Program,车身电子稳定系统）液压系统结构,在它的基础上精简出本文需要的ESC（Electronic Stability Control,汽车电子稳定控制系统）液压系统结构,利用Amesim液压软件构建出ESC液压模型,主动制动缸采用制动踏板角度传感器转化的制动压力信号,采用ESC主动...
【文章来源】：苏州大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１国内ＥＳＣ装配率预测［７］?图１．２国内ＥＳＣ各级车型装配率［７］??１．２纯电动汽车概述??
纯电动汽午－的ＥＳＣ制动力分配策略与控制研究?第一章绪论??依据机械传动结构的类型，将纯电动汽车驱动系统分成四大类有传统模式、??组合模式、整体模式、轮毂电机分散模式。其中驱动电机又有多种类型，选择不??同电机配合不同传动模式能发挥出不同的优势，同时也有一些缺陷，根据实际需??求选择对应组合。??传统模式是直接将传统内燃机汽车的发动机替换为电机，不改变原有的机??械传动结构，其驱动系统结构如图１．３ａ所示，即驱动电机＿＞离合器－＞变速器－＞??差速器－＞车轮驱动轴。根据驱动轮的不同可以分为前轮驱动和后轮驱动。该驱动??模式优点增强起动转矩，爬坡性能很棒，但由于传动链较长、布局复杂、消耗大，??无法体现出驱动电机的优势，因此通常会去掉离合器，选用固定速比减速器，如??图?１．３ｂ〇???）?ｄ．???￣?（?）?Ｃ?Ｊ???ｃ????ＴＴ）￣［［｜￣］ｇｂ?｜ｄ｜?［＾Ｔ］ｆ?ＦＧ?￣［ｄ??—山?ｌ－ｔ－ｊ?—?—?Ｌ－Ｈ??丄??＊■??＾?）?????（??—??⑷传统布置改造型?（ｂ）传统模型简化型??Ｃ——离合器：Ｄ——差速器；ＦＧ——固定速比减速器??ＧＢ——变速器；Ｍ——驱动电机??图１．３传统布置改造型及其简化型??组合模式如图１．４所示，采用驱动电机轴端装备减速齿轮和差速器，且三轴??平行构成？个驱动系统。该布局结构精密，能效高，易于组装。所以这种模式的??驱动布局具有很棒的移植性，可以应用在大部分的汽车底盘上，且便于维护。但??对电机电控性能要求很高。??ｒ—Ｃ?）?＜?）－－？…?Ｃ?）?Ｃ?）???Ｍ?Ｍ??，帷?１＿?ｒｎ??艇齿轮?Ｉ?ＪＺＬ??
纯巾，动汽．午．的ＥＳＣ制动力分配策略与控制研究?第一章绪论??ＴＣＳ的传感器和执行器包含了?ＡＢＳ的相关部分，所以ＴＣＳ功能也包含了?ＡＢＳ??的功能卩２］。第三阶段是汽车电子稳定控制系统：系统布置如图１．６所示。ＥＳＣ?（?Ａ??ＹＣ）主要作用是对过度转向以及不足转向进行控制，见图１．７［１３］。??ＥＣＵ?角》通廋惰《＊「?■＇ａｉｗ?＇??ＲＳＥＳＣ?ｆＥ，??ｅｉｐ电子？玦?ｆＳＵＭｍ?无ＥＳＣ?Ｓ３??图１．６?ＥＳＣ制动系统组成?图１．７?ＥＳＣ?（ＡＹＣ）主要作用??ＡＢＳ和ＴＣＳ控制原理：从图１．８可知，当Ｓｅ［０，?Ｉｍ］（滑移率＊Ｓ是轮胎线??速度与轮胎角速度的比值，见公式２．１０），?Ｓ变大，纵向附着系数变大；当??＿Ｍ，１］，?Ｓ变大，纵向附着系数变小；当Ｓｅ［０，?１］，?Ｓ变大，横向附着系数变小；??当Ｓ为１时（抱死或打滑），横向附着系数接近零，轮胎丧失方向控制能力。因??此要将轮胎滑移率控制在ｔｓｍ附近综合性能最好。??１?＼??。９?—?＼?｜?／??〇？５?＼?｜?纵向附着系数??忌?０．６?＼??造?＼！??１?０．４５?＼?｜??丨?＼??０，３?丨丨＼＼、横向附着系数??０１５?卜??°〇?０．１５?０．３?０．４５?０．６?０．７５?０．９?１??ｍｍ－ｓ??图１．８?—般曲线??ＥＳＣ?（ＡＹＣ）控制原理：ＥＳＣ电控单元根据车身状态传感器测量的数据，包??括车身纵向速度、轮胎平均转角、路面最大附着系数等，计算出驾驶员期望的车??身横摆率以及车身速度的质心侧偏角，然后控制器依据计算得到的期望值对比实??际传感器测得的实际横摆率和车身速度的质
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于极限车速的车辆稳定性控制研究[J]. 金辉,李世杰. 汽车工程. 2018(01)
[2]基于转向临界的AFS和ESC集成控制研究[J]. 张文浩,李玉芳,陈明诺. 重庆理工大学学报(自然科学). 2018(01)
[3]基于遗传算法的魔术公式轮胎模型参数两级辨识[J]. 边伟,龚佳慧,文爱民,陈林山,刘奕贯. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2017(05)
[4]中国油气资源研究现状与发展方向[J]. 贾承造,庞雄奇,姜福杰. 石油科学通报. 2016(01)
[5]基于遗传算法的魔术公式轮胎模型参数辨识方法研究[J]. 田晶晶,阳冬波,李枭. 交通节能与环保. 2014(04)
[6]基于Carsim/Simulink联合仿真的分布式驱动电动汽车建模[J]. 熊璐,陈晨,冯源. 系统仿真学报. 2014(05)
[7]基于AMESim的汽车ESP液压系统建模[J]. 李以农,谢敏松,米林. 计算机辅助工程. 2010(02)
[8]基于加速度反馈的任意道路和车速跟随控制驾驶员模型[J]. 丁海涛,郭孔辉,李飞,张建伟. 机械工程学报. 2010(10)
[9]基于逻辑门限值的汽车ABS控制策略[J]. 郑太雄,马付雷. 交通运输工程学报. 2010(02)
[10]博世第9代ABS/ESP系统将于2010年开始量产[J]. 白洁. 商用汽车. 2010(04)
博士论文
[1]ESC液压执行机构压力精确控制研究[D]. 孟爱红.清华大学 2014
[2]ESC液压执行单元的动态特性分析与综合仿真平台的建立[D]. 王伟玮.清华大学 2011
硕士论文
[1]四轮驱动电动汽车驱动力分配与防滑控制研究[D]. 赵庆薛.吉林大学 2018
[2]汽车电子机械助力制动与ABS协调控制策略研究[D]. 马秀丹.吉林大学 2018
[3]车辆稳定系统执行器和传感器联合故障诊断研究[D]. 鲍亚新.吉林大学 2017
[4]汽车电子稳定系统（ESC）建模及控制策略研究[D]. 张凡.南京理工大学 2017
[5]汽车防抱死系统的控制方法及仿真分析[D]. 林欢.重庆交通大学 2014
[6]ESC线性电子控制单元研制[D]. 杨璐.燕山大学 2014
[7]汽车ESC硬件在环仿真研究与试验[D]. 张对霞.燕山大学 2013
[8]ESC中线性电磁阀的动态特性研究及参数优化[D]. 石蕾.燕山大学 2013
[9]电动汽车永磁同步驱动电机控制方法的研究[D]. 江哲懿.清华大学 2012
[10]汽车防抱死制动系统控制方法分析与仿真研究[D]. 姚占辉.长安大学 2009
本文编号：3441579
【文章来源】：苏州大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１国内ＥＳＣ装配率预测［７］?图１．２国内ＥＳＣ各级车型装配率［７］??１．２纯电动汽车概述??
纯电动汽午－的ＥＳＣ制动力分配策略与控制研究?第一章绪论??依据机械传动结构的类型，将纯电动汽车驱动系统分成四大类有传统模式、??组合模式、整体模式、轮毂电机分散模式。其中驱动电机又有多种类型，选择不??同电机配合不同传动模式能发挥出不同的优势，同时也有一些缺陷，根据实际需??求选择对应组合。??传统模式是直接将传统内燃机汽车的发动机替换为电机，不改变原有的机??械传动结构，其驱动系统结构如图１．３ａ所示，即驱动电机＿＞离合器－＞变速器－＞??差速器－＞车轮驱动轴。根据驱动轮的不同可以分为前轮驱动和后轮驱动。该驱动??模式优点增强起动转矩，爬坡性能很棒，但由于传动链较长、布局复杂、消耗大，??无法体现出驱动电机的优势，因此通常会去掉离合器，选用固定速比减速器，如??图?１．３ｂ〇???）?ｄ．???￣?（?）?Ｃ?Ｊ???ｃ????ＴＴ）￣［［｜￣］ｇｂ?｜ｄ｜?［＾Ｔ］ｆ?ＦＧ?￣［ｄ??—山?ｌ－ｔ－ｊ?—?—?Ｌ－Ｈ??丄??＊■??＾?）?????（??—??⑷传统布置改造型?（ｂ）传统模型简化型??Ｃ——离合器：Ｄ——差速器；ＦＧ——固定速比减速器??ＧＢ——变速器；Ｍ——驱动电机??图１．３传统布置改造型及其简化型??组合模式如图１．４所示，采用驱动电机轴端装备减速齿轮和差速器，且三轴??平行构成？个驱动系统。该布局结构精密，能效高，易于组装。所以这种模式的??驱动布局具有很棒的移植性，可以应用在大部分的汽车底盘上，且便于维护。但??对电机电控性能要求很高。??ｒ—Ｃ?）?＜?）－－？…?Ｃ?）?Ｃ?）???Ｍ?Ｍ??，帷?１＿?ｒｎ??艇齿轮?Ｉ?ＪＺＬ??
纯巾，动汽．午．的ＥＳＣ制动力分配策略与控制研究?第一章绪论??ＴＣＳ的传感器和执行器包含了?ＡＢＳ的相关部分，所以ＴＣＳ功能也包含了?ＡＢＳ??的功能卩２］。第三阶段是汽车电子稳定控制系统：系统布置如图１．６所示。ＥＳＣ?（?Ａ??ＹＣ）主要作用是对过度转向以及不足转向进行控制，见图１．７［１３］。??ＥＣＵ?角》通廋惰《＊「?■＇ａｉｗ?＇??ＲＳＥＳＣ?ｆＥ，??ｅｉｐ电子？玦?ｆＳＵＭｍ?无ＥＳＣ?Ｓ３??图１．６?ＥＳＣ制动系统组成?图１．７?ＥＳＣ?（ＡＹＣ）主要作用??ＡＢＳ和ＴＣＳ控制原理：从图１．８可知，当Ｓｅ［０，?Ｉｍ］（滑移率＊Ｓ是轮胎线??速度与轮胎角速度的比值，见公式２．１０），?Ｓ变大，纵向附着系数变大；当??＿Ｍ，１］，?Ｓ变大，纵向附着系数变小；当Ｓｅ［０，?１］，?Ｓ变大，横向附着系数变小；??当Ｓ为１时（抱死或打滑），横向附着系数接近零，轮胎丧失方向控制能力。因??此要将轮胎滑移率控制在ｔｓｍ附近综合性能最好。??１?＼??。９?—?＼?｜?／??〇？５?＼?｜?纵向附着系数??忌?０．６?＼??造?＼！??１?０．４５?＼?｜??丨?＼??０，３?丨丨＼＼、横向附着系数??０１５?卜??°〇?０．１５?０．３?０．４５?０．６?０．７５?０．９?１??ｍｍ－ｓ??图１．８?—般曲线??ＥＳＣ?（ＡＹＣ）控制原理：ＥＳＣ电控单元根据车身状态传感器测量的数据，包??括车身纵向速度、轮胎平均转角、路面最大附着系数等，计算出驾驶员期望的车??身横摆率以及车身速度的质心侧偏角，然后控制器依据计算得到的期望值对比实??际传感器测得的实际横摆率和车身速度的质
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于极限车速的车辆稳定性控制研究[J]. 金辉,李世杰. 汽车工程. 2018(01)
[2]基于转向临界的AFS和ESC集成控制研究[J]. 张文浩,李玉芳,陈明诺. 重庆理工大学学报(自然科学). 2018(01)
[3]基于遗传算法的魔术公式轮胎模型参数两级辨识[J]. 边伟,龚佳慧,文爱民,陈林山,刘奕贯. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2017(05)
[4]中国油气资源研究现状与发展方向[J]. 贾承造,庞雄奇,姜福杰. 石油科学通报. 2016(01)
[5]基于遗传算法的魔术公式轮胎模型参数辨识方法研究[J]. 田晶晶,阳冬波,李枭. 交通节能与环保. 2014(04)
[6]基于Carsim/Simulink联合仿真的分布式驱动电动汽车建模[J]. 熊璐,陈晨,冯源. 系统仿真学报. 2014(05)
[7]基于AMESim的汽车ESP液压系统建模[J]. 李以农,谢敏松,米林. 计算机辅助工程. 2010(02)
[8]基于加速度反馈的任意道路和车速跟随控制驾驶员模型[J]. 丁海涛,郭孔辉,李飞,张建伟. 机械工程学报. 2010(10)
[9]基于逻辑门限值的汽车ABS控制策略[J]. 郑太雄,马付雷. 交通运输工程学报. 2010(02)
[10]博世第9代ABS/ESP系统将于2010年开始量产[J]. 白洁. 商用汽车. 2010(04)
博士论文
[1]ESC液压执行机构压力精确控制研究[D]. 孟爱红.清华大学 2014
[2]ESC液压执行单元的动态特性分析与综合仿真平台的建立[D]. 王伟玮.清华大学 2011
硕士论文
[1]四轮驱动电动汽车驱动力分配与防滑控制研究[D]. 赵庆薛.吉林大学 2018
[2]汽车电子机械助力制动与ABS协调控制策略研究[D]. 马秀丹.吉林大学 2018
[3]车辆稳定系统执行器和传感器联合故障诊断研究[D]. 鲍亚新.吉林大学 2017
[4]汽车电子稳定系统（ESC）建模及控制策略研究[D]. 张凡.南京理工大学 2017
[5]汽车防抱死系统的控制方法及仿真分析[D]. 林欢.重庆交通大学 2014
[6]ESC线性电子控制单元研制[D]. 杨璐.燕山大学 2014
[7]汽车ESC硬件在环仿真研究与试验[D]. 张对霞.燕山大学 2013
[8]ESC中线性电磁阀的动态特性研究及参数优化[D]. 石蕾.燕山大学 2013
[9]电动汽车永磁同步驱动电机控制方法的研究[D]. 江哲懿.清华大学 2012
[10]汽车防抱死制动系统控制方法分析与仿真研究[D]. 姚占辉.长安大学 2009
本文编号：3441579
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