Abstrait
Le système de freinage par fil basé sur l'ESC présenté dans cet article est l'une des méthodes les plus économiques et les plus matures pour réaliser le contrôle intelligent des freins automobiles.
Avec le développement continu et la maturité de la technologie électronique automobile, le système de freinage électrique a vu le jour. En raison de sa haute intégration et de sa disposition facile, le système de freinage par fil peut non seulement répondre à la fonction ESC, mais également réaliser ACC, AEB et d'autres fonctions, afin de répondre aux besoins de développement de fonctions de conduite intelligente. L'ESC automobile contrôle la taille et la direction de la force longitudinale et latérale des pneus pour garantir que la voiture fonctionne de manière stable en cas de freinage, de conduite, de direction précise et même dans d'autres conditions extrêmes, et améliore la sécurité de la voiture. L'ESC automobile fournit une certaine base pour le freinage par fil automobile en réalisant un contrôle précis de la pression des cylindres de roue de chaque roue.
1, sélection et structure du système de freinage par fil
1.1 Sélection du système de freinage électrique
Le minibus sans pilote doit réaliser des fonctions de conduite sans pilote L4 dans une zone d'exploitation spécifique, telles que la planification autonome des itinéraires et la sélection des arrêts, etc., nécessitant que son délai de réponse de freinage électrique soit inférieur ou égal à {{3} }.5 s. Étant donné que l'ESC du véhicule est basé sur le système de freinage hydraulique traditionnel, il présente les avantages d'un faible coût, d'un délai court, d'une redondance complète des pannes, d'un contrôle indépendant en temps réel du freinage aux quatre roues, etc., et peut être utilisé pour exécuter avec précision le commande de freinage émise par le contrôleur de conduite automatique pour réaliser un contrôle actif de la décélération du véhicule ou de la pression de freinage. Par conséquent, le minibus sans conducteur utilise un système de freinage électrique basé sur ESC.
1.2 Architecture du système de freinage électrique
L'architecture du système de freinage électrique basé sur l'ESC de la voiture est illustrée à la figure 1.
y compris:
- tasse de stockage d'huile 1,
- unité de commande hydraulique électronique (HCU) 2
- capteur de pression 3
- carte d'acquisition de pression 4
- capteur combiné 5
- étriers de frein 6
- Disque de frein 7
- tuyau dur de frein 8
- flexible de frein 9
- tuyau résistant à l'huile 10
- faisceau de câblage 11
- CAN signal 12, etc.
L'unité de commande hydraulique électronique (HCU) 2 comprend un moteur, un contrôleur et une électrovanne. Ses principales fonctions sont les suivantes :
1) Répondez à la demande de décélération cible envoyée par le contrôleur de niveau supérieur du véhicule (c'est-à-dire le VCU du véhicule) : la plage de décélération est de 0-6.0 m/s2, le temps de réponse à la décélération est inférieur ou égal à 0,5 s, et le temps d'accumulation de la pression de décélération est inférieur ou égal à 0,6 s. Le temps de réponse fait référence au temps écoulé entre le moment où le VCU de l'ensemble du véhicule envoie une demande de freinage et le moment où la vitesse du véhicule commence à diminuer précipitamment ; le temps de montée en pression fait référence au temps écoulé entre le moment où le VCU de l'ensemble du véhicule envoie une demande de freinage et le moment où le véhicule atteint la décélération cible.
2) Sur les routes normales en ciment ou en asphalte, la précision du freinage électrique doit être maximale (0,2 m/s2, 10%), c'est-à-dire prendre la valeur maximale entre 0,2 m/s2 et (10 % × décélération cible)
1.3 Architecture de l'algorithme de contrôle du système de freinage électrique
1.3.1 Modèle de pression de freinage
La base de l'algorithme de contrôle du système de freinage électrique basé sur l'ESC est le modèle de pression de freinage.
1) Conception du modèle de pression de freinage. Le modèle de pression de freinage est conçu comme suit : construisez d'abord le modèle matériel du moteur et des divers contrôleurs dans le HCU en fonction des caractéristiques du HCU, puis comparez les différentes décélérations cibles calculées en fonction des paramètres du véhicule du minibus sans pilote avec le requis La courbe de relation de pression de freinage est importée dans le modèle matériel de pression de freinage mentionné ci-dessus, et enfin la pression de freinage requise pour différentes décélérations cibles peut être obtenue grâce à la conception correspondante de l'ouverture du moteur et du contrôleur dans le modèle.
2) Contrôle du modèle de pression de freinage. Lorsque le HCU reçoit le signal de freinage, le modèle de pression de freinage conçu effectue une commande anticipée et effectue une commande par rétroaction en fonction du signal de pression du cylindre de roue. Le HCU sélectionne la commande de contrôle appropriée pour générer la pression cible pour freiner le véhicule afin que le véhicule atteigne la décélération cible, tout en garantissant la cohérence, la stabilité et la douceur de la décélération du freinage.
1.3.2 Architecture de l'algorithme de contrôle
L'algorithme de contrôle basé sur le système de freinage par fil ESC est principalement divisé en module de contrôle de freinage actif (calcul de la quantité d'état pertinente et jugement des conditions d'entrée et de sortie), module de contrôleur supérieur (contrôleur de décélération cible) et contrôleur inférieur (contrôleur de pression de freinage actif). ), son architecture est illustrée à la figure 2.
Parmi eux, la logique de commande du contrôleur de décélération cible supérieur et du contrôleur de pression de freinage actif inférieur est illustrée à la figure 3.
Le rôle du contrôleur de décélération cible de niveau supérieur est de convertir la décélération cible en une pression cible ; le rôle du contrôleur de pression de freinage actif de niveau inférieur est de résoudre les commandes appropriées du moteur et de l'électrovanne pour atteindre la pression cible demandée par le contrôleur de niveau supérieur.
La logique de contrôle du contrôleur de décélération cible de niveau supérieur : selon le modèle de dynamique longitudinale du véhicule, calcule la pression cible de référence requise pour atteindre la décélération cible en tant que lien de rétroaction dans le processus de contrôle ; en fonction de l'écart entre la décélération cible et la décélération réelle, la pression de freinage cible est corrigée pour obtenir la pression de freinage corrigée, qui est utilisée comme lien de rétroaction dans le processus de commande ; enfin, la pression cible globale est obtenue en fonction de la pression de freinage de référence et de la pression de freinage corrigée.
La logique de contrôle du contrôleur de pression de freinage actif inférieur : calculez d'abord l'ouverture de base de chaque électrovanne et l'ouverture de base du moteur en fonction du modèle de pression avant ; puis calculer l'ouverture corrigée de chaque électrovanne en fonction du retour d'écart de pression et de l'ouverture corrigée du moteur ; enfin, l'ouverture combinée de l'électrovanne et du moteur est obtenue en superposant l'ouverture de base et l'ouverture corrigée.
2, sélection et structure du système de freinage par fil
Les composants du système de freinage électrique mentionné ci-dessus sont assemblés dans l'ensemble du véhicule, et la conception théorique mentionnée ci-dessus est vérifiée pour compléter la conception finale du système de freinage électrique de l'ensemble du véhicule.
Pour le minibus sans pilote susmentionné, la vérification dynamique du système de freinage électrique est effectuée sur une chaussée plate à haute adhérence, et la température ambiante est d'environ 30 degrés.
Cet élément de test de vérification est le changement d'étape de décélération. L'essai de changement d'étape de décélération reflète le processus typique de pressurisation-maintien-décompression et simule les conditions typiques de freinage et de décélération du véhicule. Lors du freinage, la vitesse initiale est d'environ 15 km/h et la décélération cible est de 1.0-6.0 m/s2. Pour chaque décélération cible, enregistrez le temps de réponse à la décélération, le temps d'accumulation de la pression de décélération et la précision du freinage électrique. Les exigences techniques et les résultats des tests de vérification sont présentés dans le tableau 1.
| Décélération cible/（ms-2） | Temps de réponse à la décélération/s | Temps/s de montée en décélération | Précision du freinage par fil/（ms-2） |
| 1.0 | Inférieur ou égal à {{0}}.5/0.13 | Inférieur ou égal à {{0}}.6/0.48 | ±0.2/0.025 |
| 2.0 | Inférieur ou égal à {{0}}.5/0.12 | Inférieur ou égal à {{0}}.6/0.52 | ±0.2/0 |
| 3.0 | Inférieur ou égal à {{0}}.5/0.12 | Inférieur ou égal à {{0}}.6/0.49 | ±0.3/0.023 |
| 4.0 | Inférieur ou égal à {{0}}.5/0.14 | Inférieur ou égal à {{0}}.6/0.52 | ±0.4/0.16 |
| 5.0 | Inférieur ou égal à {{0}}.5/0.12 | Inférieur ou égal à {{0}}.6/0.53 | ±0.5/0.17 |
| 6.0 | Inférieur ou égal à {{0}}.5/0.1 | Inférieur ou égal à {{0}}.6/0.52 | ±0.6/0.32 |
La comparaison des principales fonctions en 1.2 et les exigences techniques et les résultats des tests dans le tableau 1 montre que le système peut suivre la décélération cible dans le temps et avec précision sous différentes décélérations cibles, et que les deux indicateurs de temps répondent également aux exigences techniques et atteignent les objectifs attendus. but .
3,Conclusion
Cet article expose le processus de conception et de développement du système de freinage par fil d'une petite voiture de tourisme sans pilote de 4 m, présente principalement l'architecture, les fonctions principales, les indicateurs techniques et l'architecture de l'algorithme de contrôle du système de freinage par fil basé sur ESC. , et effectue des tests de vérification.
Les résultats montrent que le système de freinage par fil basé sur l'ESC répond pleinement aux exigences de temps de réponse de freinage inférieur ou égal à 0,5 s et aux exigences de temps de création de pression sous chaque gradient de décélération.