Zasnova zavornega sistema z zavoro po žici za minibus brez posadke na osnovi ESC

Sistem zaviranja po žici, ki temelji na ESC, predstavljen v tem dokumentu, je ena najbolj ekonomičnih in zrelih metod za uresničitev inteligentnega nadzora avtomobilskih zavor.

Z nenehnim razvojem in zrelostjo avtomobilske elektronske tehnologije je nastal sistem zaviranja po žici. Zaradi svoje visoke integracije in enostavne postavitve lahko sistem zaviranja po žici ne le izpolni funkcije ESC, ampak tudi uresniči funkcije ACC, AEB in druge, tako da zadosti potrebam razvoja funkcij inteligentne vožnje. Avtomobilski ESC nadzira velikost in smer vzdolžne sile pnevmatike in bočne sile, da zagotovi stabilno vožnjo avtomobila pri zaviranju, vožnji, ostrem krmiljenju in celo drugih ekstremnih pogojih ter poveča varnost avtomobila. Avtomobilski ESC zagotavlja določeno osnovo za avtomobilsko zaviranje po žici z realizacijo natančnega nadzora tlaka kolesnega valja vsakega kolesa.

1, Izbira in struktura zavornega sistema

1.1 Izbira zavornega sistema
Minibus brez posadke mora izvajati funkcije vožnje brez posadke L4 v določenem delovnem območju, kot je avtonomno načrtovanje poti in izbira postankov itd., pri čemer mora biti odzivna zakasnitev zavore po žici manjša ali enaka {{3} },5 s. Ker ESC vozila temelji na tradicionalnem hidravličnem zavornem sistemu, ima prednosti nizkih stroškov, kratke zakasnitve, popolne redundantnosti okvar, neodvisnega nadzora štirikolesnega zaviranja v realnem času itd., in se lahko uporablja za natančno izvajanje ukaz za zaviranje, ki ga izda krmilnik samodejne vožnje za realizacijo aktivnega nadzora pojemka vozila ali zavornega tlaka. Zato minibus brez voznika uporablja zavorni sistem, ki temelji na ESC.

1.2 Arhitektura sistema Brake-by-Wire
Arhitektura zavornega sistema avtomobila, ki temelji na ESC, je prikazana na sliki 1

vključno z:

• posoda za shranjevanje olja 1,
• elektronska hidravlična krmilna enota (HCU) 2
• senzor tlaka 3
• plošča za merjenje tlaka 4
• kombinirani senzor 5
• zavorne čeljusti 6
• Zavorni disk 7
• trda zavorna cev 8
• zavorna cev 9
• cev, odporna na olje 10
• kabelski snop 11
• CAN signal 12 itd.

Pri čemer elektronska hidravlična krmilna enota (HCU) 2 vključuje motor, krmilnik in elektromagnetni ventil. Njegove glavne funkcije so naslednje:
1) Odgovorite na zahtevo za ciljno upočasnitev, ki jo pošlje najvišji krmilnik vozila (to je VCU vozila): območje upočasnitve je 0-6.0 m/s2, odzivni čas upočasnitve je Manjši ali enak 0,5 s, čas vzpostavitve tlaka pojemka pa je Manjši ali enak 0,6 s. Odzivni čas se nanaša na čas od trenutka, ko VCU celotnega vozila pošlje zahtevo za zaviranje, do trenutka, ko se začne hitrost vozila strmo zmanjševati; čas vzpostavitve tlaka se nanaša na čas od trenutka, ko VCU celotnega vozila pošlje zahtevo za zaviranje, do trenutka, ko vozilo doseže ciljni pojemek.
2) Na običajnih cementnih ali asfaltnih cestah mora biti natančnost zaviranja z žico max (0,2 m/s2, 10%), kar pomeni, da se upošteva največja vrednost med 0,2 m/s2 in (10 % × ciljni pojemek)
 

1.3 Arhitektura krmilnega algoritma zavornega sistema
1.3.1 Model zavornega tlaka

Osnova krmilnega algoritma zavornega sistema, ki temelji na ESC, je model zavornega tlaka.

1) Zasnova modela zavornega tlaka. Model zavornega tlaka je zasnovan na naslednji način: najprej zgradite model strojne opreme motorja in različnih krmilnikov v HCU na podlagi značilnosti HCU, nato pa primerjajte različne ciljne pojemke, izračunane glede na parametre vozila brezpilotnega minibusa, z zahtevano Krivulja razmerja zavornega tlaka je uvožena v zgoraj omenjen model strojne opreme zavornega tlaka in končno je mogoče doseči zavorni tlak, potreben za različne ciljne pojemke, z ujemajočo se zasnovo odprtine motorja in krmilnika v modelu.

2) Nadzor modela zavornega tlaka. Ko HCU prejme zavorni signal, načrtovani model zavornega tlaka izvede krmiljenje naprej in povratno krmiljenje glede na signal tlaka kolesnega valja. HCU izbere ustrezen nadzorni ukaz za ustvarjanje ciljnega tlaka za zaviranje vozila, tako da vozilo doseže ciljni pojemek, hkrati pa zagotavlja doslednost, stabilnost in gladkost zaviranja pojemka.

1.3.2 Arhitektura krmilnega algoritma

Krmilni algoritem, ki temelji na sistemu zaviranja po žici ESC, je v glavnem razdeljen na modul aktivnega krmiljenja zaviranja (izračun ustrezne količine stanja ter presoja stanja vstopa in izstopa), zgornji krmilnik (krmilnik ciljnega pojemka) in spodnji krmilnik (krmilnik aktivnega zavornega tlaka ), njegova arhitektura je prikazana na sliki 2.

Med njimi sta na sliki 3 prikazana krmilna logika zgornjega ciljnega regulatorja pojemka in spodnjega aktivnega krmilnika zavornega tlaka.

Vloga krmilnika ciljnega pojemka zgornje ravni je pretvoriti ciljni pojemek v ciljni tlak; vloga krmilnika aktivnega zavornega tlaka nižje ravni je reševanje ustreznih ukazov motorja in elektromagnetnega ventila za doseganje ciljnega tlaka, ki ga zahteva krmilnik zgornje ravni.

Logika krmiljenja krmilnika ciljnega pojemka zgornje ravni: v skladu z modelom vzdolžne dinamike vozila izračuna referenčni ciljni tlak, potreben za dosego ciljnega pojemka kot posredovalne povezave v procesu krmiljenja; glede na odstopanje med ciljnim pojemkom in dejanskim pojemkom se ciljni zavorni tlak popravi, da se dobi popravljeni zavorni tlak, ki se uporablja kot povratna povezava v procesu krmiljenja; končno se skupni ciljni tlak pridobi glede na referenčni zavorni tlak in popravljeni zavorni tlak.

Krmilna logika spodnjega aktivnega krmilnika zavornega tlaka: najprej izračunajte osnovno odprtino vsakega elektromagnetnega ventila in osnovno odprtino motorja glede na model prednjega tlaka; nato izračunajte popravljeno odpiranje vsakega elektromagnetnega ventila glede na povratno informacijo odstopanja tlaka in popravljeno odpiranje motorja; končno, kombinirano odprtino elektromagnetnega ventila in motorja dobimo s prekrivanjem osnovne odprtine in popravljene odprtine.

2, Izbira in struktura zavornega sistema

Komponente zgoraj omenjenega zavornega sistema so sestavljene v celotno vozilo, zgoraj omenjena teoretična zasnova pa je preverjena za dokončanje končne zasnove zavornega sistema celotnega vozila.

Za prej omenjeni minibus brez posadke se dinamično preverjanje sistema zaviranja z žico izvaja na ravnem pločniku z visoko oprijemljivostjo in temperatura okolja je približno 30 stopinj.

Ta predmet preverjanja je sprememba stopnje pojemka. Preskus postopnega spreminjanja pojemka odraža tipičen proces tlaka-zadrževanja-dekompresije in simulira tipične pogoje zaviranja in pojemka vozila. Pri zaviranju je začetna hitrost približno 15 km/h, ciljni pojemek pa 1.0-6.0 m/s2. Za vsak ciljni pojemek zabeležite odzivni čas pojemka, čas povečanja tlaka pojemka in natančnost zaviranja po žici. Tehnične zahteve in rezultati preskusa preverjanja so prikazani v tabeli 1.

Primerjava glavnih funkcij v 1.2 ter tehničnih zahtev in rezultatov preskusov v tabeli 1 kaže, da lahko sistem pravočasno in natančno sledi ciljnemu pojemku pri različnih ciljnih pojemkih, oba indikatorja časa pa izpolnjujeta tudi tehnične zahteve in dosegata pričakovano cilj .

3, Zaključek

Ta prispevek razlaga načrtovanje in razvojni proces zavornega sistema brez posadke 4-metrskega majhnega osebnega avtomobila brez posadke, predvsem predstavlja arhitekturo, glavne funkcije, tehnične kazalnike in arhitekturo algoritma za upravljanje zavornega sistema, ki temelji na ESC. , in izvaja preizkuse preverjanja.

Rezultati kažejo, da sistem zaviranja po žici, ki temelji na ESC, v celoti izpolnjuje zahteve glede odzivnega časa zaviranja, manjšega ali enakega 0,5 s, in zahteve glede časa ustvarjanja tlaka pod vsakim gradientom pojemka.