再生制動(dòng)與ABS聯(lián)合制動(dòng)控制策略探究

齊歡寧

摘 要：本文主要對電動(dòng)汽車的制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了簡化，通過對再生制動(dòng)與ABS聯(lián)合制動(dòng)仿真模型的仿真結(jié)果進(jìn)行了分析。仿真結(jié)果表明模糊—PID控制的ABS再生制動(dòng)系統(tǒng)效果更好，并且與實(shí)際情況比較吻合，對電動(dòng)汽車再生制動(dòng)系統(tǒng)的理論研究與設(shè)計(jì)有一定的意義。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車;ABS;再生制動(dòng)

再生制動(dòng)與ABS聯(lián)合制動(dòng)的控制策略在傳統(tǒng)的化石燃料汽車上是沒有的，只出現(xiàn)在電動(dòng)汽車上。這個(gè)系統(tǒng)的重點(diǎn)在于怎樣來調(diào)節(jié)傳統(tǒng)的制動(dòng)方式與再生制動(dòng)之間的制動(dòng)比例。同時(shí)，為了得到較好的駕駛平順感，再生制動(dòng)力的大小應(yīng)該可以調(diào)節(jié)傳統(tǒng)的ABS產(chǎn)生的液壓制動(dòng)力的大小，相互配合后達(dá)到駕駛員所需要的汽車制動(dòng)力。

為了能夠達(dá)到這一要求，混合制動(dòng)系統(tǒng)可以采用下面的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，如圖1所示。當(dāng)駕駛員實(shí)施制動(dòng)，電動(dòng)泵開始工作，產(chǎn)生制動(dòng)所需要的高油壓，形成制動(dòng)力，制動(dòng)控制和電動(dòng)機(jī)控制相互協(xié)調(diào)，確定每個(gè)輪上所需要的合適的制動(dòng)力。在進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，再生的制動(dòng)系統(tǒng)會(huì)將制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的能量進(jìn)行回收，然后儲(chǔ)存到蓄電池中。

總的制動(dòng)力矩取決于傳統(tǒng)制動(dòng)和再生制動(dòng)的力矩之和，并滿足預(yù)定的比例關(guān)系，如圖2所示，就是為了既滿足最大再生制動(dòng)力的要求，又滿足駕駛員的舒適感。當(dāng)踏板的轉(zhuǎn)動(dòng)角度較小時(shí)，只允許再生制動(dòng)系統(tǒng)對驅(qū)動(dòng)輪實(shí)施制動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)角度超過預(yù)定值時(shí)，全部的再生制動(dòng)力都加在輪上，并且由液壓制動(dòng)系統(tǒng)補(bǔ)充所需的剩余制動(dòng)力。也就是說為了回收制動(dòng)能量，再生制動(dòng)力矩可以保持在最大值。

當(dāng)然整個(gè)制動(dòng)過程中能量是不可能全部被回收?；厥盏倪^程中也伴隨著能量的損失。當(dāng)然在這些損失的前提下，電動(dòng)汽車仍然能夠節(jié)省20%的能量。

當(dāng)電動(dòng)汽車需要緊急制動(dòng)時(shí)僅靠再生制動(dòng)就不能滿足制動(dòng)要求了，此時(shí)就需要ABS與再生制動(dòng)協(xié)同合作來完成制動(dòng)過程。

根據(jù)再生制動(dòng)原理和單輪車制動(dòng)力學(xué)模型建立了門限值—PID控制模型及模糊—PID控制模型，通過仿真數(shù)據(jù)測試得出測試結(jié)果如下：

由仿真結(jié)果圖3-5可見與門限值—PID控制相比采用模糊—PID控制：

（1） 采用再生制動(dòng)時(shí)電流比較平穩(wěn)，其時(shí)間調(diào)整為0.9s，超調(diào)量為9A。而門限值控制的電流調(diào)整時(shí)間為1.2s，超調(diào)量為13A。

（2） 采用模糊—PID控制制動(dòng)時(shí)間短。車速由每秒30m降到0m所用時(shí)間為3.85s，而門限值—PID控制為4.3s。

（3） 采用模糊—PID控制制動(dòng)距離較短。車速由30m/s降到0m/s時(shí)的制動(dòng)距離為62.48m，而門限值—PID控制為70.17m。

通過測試結(jié)果表明模糊—PID控制ABS再生制動(dòng)系統(tǒng)的效果更好，其結(jié)果與真實(shí)情況基本相同，這對電動(dòng)汽車再生制動(dòng)系統(tǒng)理論與現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)有指導(dǎo)作用。

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（作者單位：山東科技職業(yè)學(xué)院，山東 濰坊 261053）