طراحی سیستم ترمز ترمز با سیم برای یک مینی بوس بدون سرنشین بر اساس ESC

سیستم ترمز با سیم مبتنی بر ESC که در این مقاله معرفی شده است، یکی از مقرون به صرفه ترین و بالغ ترین روش ها برای تحقق کنترل هوشمند ترمزهای خودرو است.

با توسعه مداوم و بلوغ فناوری الکترونیکی خودرو، سیستم ترمز با سیم به وجود آمد. با توجه به یکپارچگی بالا و طرح آسان، سیستم ترمز با سیم نه تنها می تواند عملکرد ESC را برآورده کند، بلکه ACC، AEB و سایر عملکردها را نیز درک می کند تا نیازهای توسعه عملکرد رانندگی هوشمند را برآورده کند. Automotive ESC اندازه و جهت نیروی طولی تایر و نیروی جانبی را کنترل می کند تا اطمینان حاصل شود که خودرو در شرایط ترمز، رانندگی، فرمان تیز و حتی سایر شرایط شدید به طور پایدار کار می کند و ایمنی خودرو را افزایش می دهد. Automotive ESC با کنترل دقیق فشار سیلندر چرخ هر چرخ، مبنای خاصی را برای ترمز به سیم خودرو فراهم می کند.

1، انتخاب و ساختار سیستم ترمز با سیم

1.1 انتخاب سیستم ترمز با سیم
مینی‌بوس بدون سرنشین باید عملکردهای رانندگی بدون سرنشین L4 را در یک منطقه عملیاتی خاص، مانند برنامه‌ریزی مستقل مسیرها و انتخاب توقف‌ها و غیره، محقق کند، که نیاز به تأخیر پاسخ ترمز به سیم آن کمتر یا مساوی {{3} است. }.5 ثانیه از آنجایی که ESC خودرو مبتنی بر سیستم ترمز هیدرولیک سنتی است، از مزایای کم هزینه، تاخیر کوتاه، افزونگی کامل خرابی، کنترل مستقل در زمان واقعی ترمز چهار چرخ و غیره برخوردار است و می تواند برای اجرای دقیق ترمز استفاده شود. فرمان ترمز صادر شده توسط کنترل کننده رانندگی خودکار برای کنترل فعال کاهش سرعت خودرو یا فشار ترمز. بنابراین، مینی‌بوس بدون راننده از سیستم ترمز با سیم مبتنی بر ESC استفاده می‌کند.

1.2 معماری سیستم ترمز با سیم
معماری سیستم ترمز با سیم مبتنی بر ESC خودرو در شکل 1 نشان داده شده است

شامل:

• فنجان ذخیره روغن 1،
• واحد کنترل هیدرولیک الکترونیکی (HCU) 2
• سنسور فشار 3
• برد جذب فشار 4
• سنسور ترکیبی 5
• کالیپر ترمز 6
• دیسک ترمز 7
• لوله سخت ترمز 8
• شیلنگ ترمز 9
• شیلنگ مقاوم در برابر روغن 10
• دسته سیم 11
• سیگنال CAN 12 و غیره

که در آن واحد کنترل هیدرولیک الکترونیکی (HCU) 2 شامل یک موتور، یک کنترلر و یک شیر برقی است. توابع اصلی آن به شرح زیر است:
1) به درخواست کاهش سرعت هدف ارسال شده توسط کنترل کننده سطح بالای وسیله نقلیه (یعنی VCU وسیله نقلیه) پاسخ دهید: محدوده کاهش سرعت 0-6 است.0 m/s2، زمان واکنش کاهش سرعت است. کمتر یا مساوی 0.5 ثانیه است و زمان ایجاد فشار کاهش سرعت کمتر یا مساوی 0.6 ثانیه است. زمان پاسخ به زمانی اشاره دارد که از زمانی که VCU کل وسیله نقلیه درخواست ترمز می فرستد تا زمانی که سرعت خودرو شروع به کاهش شدید می کند. زمان افزایش فشار به زمانی اشاره دارد که VCU کل وسیله نقلیه درخواست ترمز می فرستد تا زمانی که خودرو به کاهش سرعت هدف می رسد.
2) در جاده های سیمانی یا آسفالت معمولی، دقت ترمز به سیم باید حداکثر باشد (0.2 m/s2, 10%)، یعنی حداکثر مقدار را بین 0.2 متر بر ثانیه و (10٪× کاهش سرعت هدف)
 

1.3 معماری الگوریتم کنترل سیستم ترمز با سیم
1.3.1 مدل فشار ترمز

اساس الگوریتم کنترل سیستم ترمز با سیم مبتنی بر ESC، مدل فشار ترمز است.

1) طراحی مدل فشار ترمز. مدل فشار ترمز به شرح زیر طراحی شده است: ابتدا مدل سخت افزاری موتور و کنترلرهای مختلف در HCU را بر اساس ویژگی های HCU بسازید و سپس کاهش سرعت های مختلف هدف محاسبه شده با توجه به پارامترهای خودروی مینی بوس بدون سرنشین را با آن مقایسه کنید. مورد نیاز منحنی رابطه فشار ترمز به مدل سخت افزاری فشار ترمز فوق الذکر وارد می شود و در نهایت فشار ترمز مورد نیاز برای کاهش سرعت های مختلف هدف را می توان از طریق طراحی تطبیق دهانه موتور و کنترلر در مدل به دست آورد.

2) کنترل مدل فشار ترمز. هنگامی که HCU سیگنال ترمز را دریافت می کند، مدل فشار ترمز طراحی شده، کنترل فید رو به جلو را انجام می دهد و کنترل بازخورد را مطابق با سیگنال فشار سیلندر چرخ انجام می دهد. HCU فرمان کنترل مناسب را برای ایجاد فشار هدف برای ترمز خودرو انتخاب می کند تا خودرو به کاهش سرعت هدف برسد و در عین حال از ثبات، پایداری و نرمی کاهش سرعت ترمز اطمینان حاصل کند.

1.3.2 معماری الگوریتم کنترل

الگوریتم کنترل مبتنی بر سیستم ترمز با سیم ESC عمدتاً به ماژول کنترل ترمز فعال (محاسبه کمیت وضعیت مربوطه و قضاوت شرایط ورود و خروج)، ماژول کنترل کننده بالایی (کنترل کننده کاهش سرعت هدف) و کنترل کننده پایینی (کنترل کننده فشار ترمز فعال) تقسیم می شود. ) ماژول، معماری آن در شکل 2 نشان داده شده است.

در میان آنها، منطق کنترل کنترل کننده کاهش سرعت هدف بالا و کنترل کننده فشار ترمز فعال پایین در شکل 3 نشان داده شده است.

نقش کنترل کننده کاهش سرعت هدف سطح بالایی این است که کاهش سرعت هدف را به فشار هدف تبدیل می کند. نقش کنترل کننده فشار ترمز فعال سطح پایین، حل فرمان های موتور و شیر برقی مناسب برای دستیابی به فشار هدف درخواست شده توسط کنترل کننده سطح بالایی است.

منطق کنترل کنترل کننده کاهش سرعت هدف سطح بالایی: با توجه به مدل دینامیک طولی خودرو، فشار هدف مرجع مورد نیاز برای دستیابی به کاهش سرعت هدف را به عنوان لینک پیشخور در فرآیند کنترل محاسبه کنید. با توجه به انحراف بین کاهش سرعت هدف و کاهش سرعت واقعی، فشار ترمز هدف برای به دست آوردن فشار ترمز اصلاح شده، که به عنوان پیوند بازخورد در فرآیند کنترل استفاده می شود، اصلاح می شود. در نهایت، فشار هدف جامع با توجه به فشار ترمز مرجع و فشار ترمز اصلاح شده به دست می آید.

منطق کنترل کنترل کننده فشار ترمز فعال پایین تر: ابتدا باز شدن پایه هر شیر برقی و باز شدن پایه موتور را با توجه به مدل فشار رو به جلو محاسبه کنید. سپس، باز شدن اصلاح شده هر شیر برقی را با توجه به بازخورد انحراف فشار و باز شدن اصلاح شده موتور محاسبه کنید. در نهایت، باز شدن ترکیبی شیر برقی و موتور با روی هم قرار دادن دهانه اصلی و باز شدن اصلاح شده به دست می آید.

2، انتخاب و ساختار سیستم ترمز با سیم

اجزای سیستم ترمز با سیم فوق الذکر در کل خودرو مونتاژ می شوند و طراحی تئوری فوق الذکر برای تکمیل طراحی نهایی سیستم ترمز به سیم کل وسیله نقلیه تأیید می شود.

برای مینی بوس بدون سرنشین فوق الذکر، تأیید دینامیکی سیستم ترمز با سیم بر روی یک روسازی صاف و با چسبندگی بالا انجام می شود و دمای محیط حدود 30 درجه است.

این مورد تست تأیید، تغییر مرحله کاهش سرعت است. تست تغییر گام کاهش سرعت، فرآیند معمولی فشار-نگهداشت-فشرده سازی را منعکس می کند و شرایط معمول ترمز و کاهش سرعت خودرو را شبیه سازی می کند. هنگام ترمزگیری، سرعت اولیه حدود 15 کیلومتر بر ساعت و کاهش سرعت هدف 1 است.0 متر بر ثانیه. برای هر کاهش سرعت هدف، زمان واکنش کاهش سرعت، زمان افزایش فشار کاهش سرعت و دقت ترمز به سیم را ثبت کنید. الزامات فنی و نتایج آزمایش تست تأیید در جدول 1 نشان داده شده است.

مقایسه عملکردهای اصلی در 1.2 و الزامات فنی و نتایج آزمایش در جدول 1 نشان می دهد که سیستم می تواند کاهش سرعت هدف را به موقع و با دقت تحت کاهش سرعت های مختلف هدف دنبال کند و دو نشانگر زمانی نیز الزامات فنی را برآورده کرده و به خواسته های مورد انتظار دست می یابد. هدف .

3، نتیجه گیری

این مقاله فرآیند طراحی و توسعه سیستم ترمز با سیم یک خودروی سواری کوچک بدون سرنشین 4 متری را توضیح می‌دهد و عمدتاً معماری، عملکردهای اصلی، شاخص‌های فنی و معماری الگوریتم کنترل سیستم ترمز به سیم بر اساس ESC را معرفی می‌کند. ، و تست های تایید را انجام می دهد.

نتایج نشان می‌دهد که سیستم ترمز با سیم مبتنی بر ESC به طور کامل الزامات زمان پاسخ ترمز کمتر یا مساوی 5/0 ثانیه و الزامات زمان ایجاد فشار تحت هر گرادیان کاهش سرعت را برآورده می‌کند.