Dizajn kočionog kočionog sistema za bespilotni minibus baziran na ESC

Sistem kočnice po žici zasnovan na ESC-u, predstavljen u ovom radu, jedan je od najekonomičnijih i najzrelijih metoda za realizaciju inteligentne kontrole automobilskih kočnica.

Kontinuiranim razvojem i zrelošću automobilske elektronske tehnologije, nastao je kočioni sistem. Zbog svoje visoke integracije i jednostavnog rasporeda, kočioni sistem ne samo da može ispuniti funkciju ESC, već i realizovati ACC, AEB i druge funkcije, kako bi zadovoljio potrebe razvoja funkcije inteligentne vožnje. Automotive ESC kontrolira veličinu i smjer uzdužne i bočne sile guma kako bi osigurao da automobil radi stabilno pod kočenjem, vožnjom, oštrim upravljanjem, pa čak i drugim ekstremnim uvjetima, te poboljšava sigurnost automobila. Automotive ESC pruža određenu osnovu za automobilsko kočenje putem žice realizacijom precizne kontrole pritiska u cilindru točka svakog točka.

1, Izbor i struktura kočionog sistema

1.1 Izbor kočionog sistema
Bespilotni minibus treba da realizuje funkcije bespilotne vožnje L4 u određenom operativnom području, kao što je autonomno planiranje ruta i odabir stajališta, itd., zahtijevajući da njegovo kašnjenje reakcije kočnice po žici bude manje od ili jednako {{3} }.5 s. Budući da je ESC vozila baziran na tradicionalnom hidrauličnom kočionom sistemu, ima prednosti niske cijene, kratkog kašnjenja, potpunog redundantnog kvara, nezavisne kontrole kočenja na sva četiri točka u realnom vremenu, itd., i može se koristiti za precizno izvršavanje naredba za kočenje koju izdaje automatski kontroler vožnje za realizaciju aktivne kontrole usporavanja vozila ili pritiska kočnice. Stoga, minibus bez vozača koristi sistem kočnice po žici zasnovan na ESC.

1.2 Arhitektura kočionog sistema
Arhitektura kočionog sistema automobila zasnovana na ESC-u prikazana je na slici 1

uključujući:

• čaša za skladištenje ulja 1,
• elektronska hidraulična kontrolna jedinica (HCU) 2
• senzor pritiska 3
• ploča za merenje pritiska 4
• kombinovani senzor 5
• kočione čeljusti 6
• Kočioni disk 7
• tvrda cijev kočnice 8
• crijevo kočnice 9
• crijevo otporno na ulje 10
• kabelski svežanj 11
• CAN signal 12 itd.

Pri čemu elektronička hidraulička upravljačka jedinica (HCU) 2 uključuje motor, kontroler i elektromagnetni ventil. Njegove glavne funkcije su sljedeće:
1) Odgovorite na ciljni zahtjev za usporavanje koji šalje kontrolor najvišeg nivoa vozila (tj. VCU vozila): raspon usporavanja je 0-6.0 m/s2, vrijeme odgovora na usporavanje je manje od ili jednako 0.5 s, a vrijeme podizanja pritiska usporavanja je manje ili jednako 0,6 s. Vrijeme odgovora se odnosi na vrijeme od kada VCU cijelog vozila pošalje zahtjev za kočenjem do trenutka kada brzina vozila počne naglo opadati; vrijeme povećanja pritiska odnosi se na vrijeme od kada VCU cijelog vozila pošalje zahtjev za kočenjem do trenutka kada vozilo postigne ciljno usporavanje.
2) Na normalnim cementnim ili asfaltnim putevima, potrebno je da tačnost kočenja po žici bude maksimalna (0.2 m/s2, 10%), odnosno uzeti maksimalnu vrijednost između 0,2 m/s2 i (10% × usporavanje cilja)
 

1.3 Arhitektura upravljačkog algoritma kočionog sistema
1.3.1 Model pritiska kočnice

Osnova kontrolnog algoritma ESC-baze-by-wire sistema je model kočionog pritiska.

1) Dizajn modela pritiska kočnice. Model kočionog pritiska je dizajniran na sljedeći način: prvo napravite hardverski model motora i raznih kontrolera u HCU na osnovu karakteristika HCU, a zatim uporedite različita ciljana usporavanja izračunata prema parametrima vozila bespilotnog minibusa sa potrebno Krivulja odnosa kočionog pritiska se uvozi u gore pomenuti hardverski model kočionog pritiska, i konačno, kočioni pritisak potreban za različita ciljana usporavanja može se postići kroz odgovarajući dizajn otvaranja motora i kontrolera u modelu.

2) Kontrola modela pritiska kočnice. Kada HCU primi signal kočenja, dizajnirani model pritiska kočenja vrši kontrolu naprijed i vrši povratnu kontrolu prema signalu pritiska cilindra kotača. HCU odabire odgovarajuću kontrolnu komandu za generiranje ciljnog pritiska za kočenje vozila tako da vozilo postigne ciljno usporavanje, istovremeno osiguravajući konzistentnost, stabilnost i glatkoću usporavanja kočenja.

1.3.2 Arhitektura kontrolnog algoritma

Upravljački algoritam baziran na ESC kočionom sistemu je uglavnom podijeljen na modul aktivne kontrole kočenja (proračun relevantne količine stanja i procjena stanja ulaska i izlaska), modul gornjeg kontrolera (regulator ciljanog usporavanja) i donji kontroler (regulator aktivnog pritiska kočnice). ) modul, njegova arhitektura je prikazana na slici 2.

Među njima, upravljačka logika gornjeg ciljnog regulatora usporavanja i donjeg aktivnog regulatora pritiska kočnice prikazana je na slici 3.

Uloga ciljnog regulatora usporavanja višeg nivoa je da pretvori ciljno usporavanje u ciljni pritisak; Uloga aktivnog regulatora pritiska kočnice nižeg nivoa je da riješi odgovarajuće komande motora i elektromagnetnog ventila kako bi se postigao ciljni tlak koji zahtijeva kontroler višeg nivoa.

Kontrolna logika ciljnog regulatora usporavanja višeg nivoa: prema modelu uzdužne dinamike vozila, izračunati referentni ciljni pritisak potreban za postizanje ciljnog usporavanja kao vezu za usmjeravanje u kontrolnom procesu; prema odstupanju između ciljnog usporavanja i stvarnog usporavanja, ciljni kočni pritisak se koriguje kako bi se dobio ispravljeni kočni pritisak, koji se koristi kao povratna veza u procesu upravljanja; konačno, sveobuhvatni ciljni pritisak se dobija na osnovu referentnog pritiska kočenja i korigovanog pritiska kočenja.

Kontrolna logika donjeg aktivnog regulatora pritiska kočnice: prvo izračunajte osnovno otvaranje svakog elektromagnetnog ventila i osnovno otvaranje motora prema modelu prednjeg pritiska; zatim izračunajte ispravljeni otvor svakog elektromagnetnog ventila prema povratnoj informaciji o odstupanju pritiska i ispravljenom otvaranju motora; konačno, kombinovano otvaranje elektromagnetnog ventila i motora se dobija superponiranjem osnovnog otvora i korigovanog otvora.

2, Izbor i struktura kočionog sistema

Komponente gore pomenutog kočionog sistema se ugrađuju u celo vozilo, a gore pomenuti teorijski dizajn je verifikovan da bi se završio konačni dizajn kočionog sistema celog vozila.

Za pomenuti minibus bez posade, dinamička verifikacija kočionog sistema se vrši na ravnom kolovozu visoke adhezije, a temperatura okoline je oko 30 stepeni.

Ova testna stavka za provjeru je promjena koraka usporavanja. Test promjene koraka usporavanja odražava tipičan proces pritiska-držanja-dekompresije i simulira tipične uslove kočenja i usporavanja vozila. Pri kočenju početna brzina je oko 15 km/h, a ciljno usporavanje je 1.0-6.0 m/s2. Za svako ciljano usporavanje, zabilježite vrijeme odziva na usporavanje, vrijeme povećanja pritiska usporavanja i tačnost kočnice po žici. Tehnički zahtjevi i rezultati ispitivanja verifikacionog testa prikazani su u tabeli 1.

Poređenje glavnih funkcija u 1.2 i tehničkih zahtjeva i rezultata ispitivanja u Tabeli 1 pokazuje da sistem može pratiti ciljno usporavanje na vrijeme i precizno pod različitim ciljnim usporavanjima, a dva indikatora vremena također ispunjavaju tehničke zahtjeve i postižu očekivani gol .

3, Zaključak

Ovaj rad izlaže proces projektovanja i razvoja kočionog sistema malog putničkog automobila bez posade dužine 4 m, uglavnom predstavlja arhitekturu, glavne funkcije, tehničke indikatore i arhitekturu algoritma upravljanja kočionog sistema zasnovanog na ESC-u. , i provodi verifikacione testove.

Rezultati pokazuju da ESC-bazirani kočioni sistem u potpunosti ispunjava zahtjeve za vrijeme odziva kočenja manje od ili jednako 0,5 s i zahtjeve vremena izgradnje pritiska pod svakim gradijentom usporavanja.