基于线控制动的分布式驱动电动汽车制动俯仰角舒适控制研究

doi:10.3901/JME.2024.10.463

机械工程学报 ›› 2024, Vol. 60 ›› Issue (10): 463-475.doi: 10.3901/JME.2024.10.463

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基于线控制动的分布式驱动电动汽车制动俯仰角舒适控制研究

张雷^1,2, 王祺^1,2, 王震坡^1,2, 丁晓林^1,2, 孙逢春^1,2

1. 北京理工大学电动车辆国家工程研究中心北京 100081;
2. 北京电动车辆协同创新中心北京 100081

收稿日期:2023-09-13 修回日期:2024-01-05 出版日期:2024-05-20 发布日期:2024-07-24
作者简介:张雷,男,1987年出生,博士,特别研究员,博士研究生导师。主要研究方向为智能网联新能源汽车安全控制技术。
E-mail:lei_zhang@bit.edu.cn
王祺,男,1998年出生。主要研究方向为线控复合制动系统动力学控制。
E-mail:854894923@qq.com
王震坡(通信作者),男,1976年出生,博士,教授,博士研究生导师。主要研究方向为车辆动力学理论与控制,车用锂离子动力电池成组理论与技术。
E-mail:wangzhenpo@bit.edu.cn
丁晓林,男,1993年出生,博士,博士后。主要研究方向为智能驾驶与车辆动力学控制。
E-mail:dingxiaolin@bit.edu.cn
孙逢春,男,1958年出生,博士,教授,中国工程院院士,博士研究生导师。主要研究方向为电动车辆总体设计理论、系统集成与控制、一体化电驱动与传动、充/换电站基础设施及运行健康管理等。
E-mail:sunfch@bit.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金(52272387)和北京市科技新星计划(20230484475)资助项目。

Research on Brake Pitch Comfort Control for Distributed-drive Electric Vehicles Based on Brake-by-wire System

ZHANG Lei^1,2, WANG Qi^1,2, WANG Zhenpo^1,2, DING Xiaolin^1,2, SUN Fengchun^1,2

1. National Engineering Research Center for Electric Vehicles, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081;
2. Collaborative Innovation Center for Electric Vehicles in Beijing, Beijing 100081

Received:2023-09-13 Revised:2024-01-05 Online:2024-05-20 Published:2024-07-24

摘要/Abstract

摘要： 车辆制动时车身俯仰角变化，尤其是停车前的“制动点头”现象，是造成制动舒适性下降的主要原因之一，显著影响车辆乘坐舒适性。以配备线控制动系统的分布式驱动电动汽车为研究对象，提出一种基于线控制动系统的制动俯仰角舒适控制策略。首先根据驾驶员输入与车速参数判断制动意图。然后根据制动意图与车辆参数，设计制动模式切换流程；然后，在舒适制动模式下，设计基于模型预测控制的前后轴制动力控制算法；另外，设计双闭环反馈电液复合制动力平顺切换控制算法；最后，通过Simulink-Carsim联合仿真平台在轻度制动、正弦信号制动等多种工况下进行仿真验证。结果表明，所提出的控制策略能够在保证制动性能的前提下，明显减小制动过程中的车身俯仰角、角速度、角加加速度，且制动距离增加不超过20 cm，显著改善了制动舒适性。

关键词: 线控制动, 制动舒适性, 制动意图, 分布式驱动电动汽车, 复合制动

Abstract: The changes in pitch angle of the vehicle body during braking, especially the “braking nodding” phenomenon before absolute stop, are a significant factor for the compromised ride comfort. In this paper, a comfort control strategy based on brake-by-wire system for distributed drive electric vehicles is proposed. Firstly, the braking intention is determined based on driver input and vehicle speed. Then, the braking mode switching is designed based on the driver's braking intention and vehicle parameters. Under non-emergency braking conditions, a predictive model control method is designed for the front and rear axle braking force distribution. In addition, a smooth switching control algorithm with double closed-loop feedback is presented for smoothing the electro-hydraulic compound braking force. Finally, the proposed strategy is evaluated under various brake scenarios in Simulink-Carsim joint simulation. Finally, the proposed strategy is examined under various brake scenarios in Simulink-Carsim joint simulation. The results show that the proposed scheme can significantly reduce the changes in pitch angle and pitch rate during braking under the premise of ensuring braking performance, only resulting in a braking distance increase of up to 20 cm.

Key words: brake-by-wire, brake comfort, braking intention, distributed drive electric vehicles, compound brake

中图分类号:

TG156

张雷, 王祺, 王震坡, 丁晓林, 孙逢春. 基于线控制动的分布式驱动电动汽车制动俯仰角舒适控制研究[J]. 机械工程学报, 2024, 60(10): 463-475.

ZHANG Lei, WANG Qi, WANG Zhenpo, DING Xiaolin, SUN Fengchun. Research on Brake Pitch Comfort Control for Distributed-drive Electric Vehicles Based on Brake-by-wire System[J]. Journal of Mechanical Engineering, 2024, 60(10): 463-475.

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Research on Brake Pitch Comfort Control for Distributed-drive Electric Vehicles Based on Brake-by-wire System

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