汽车制动器性能控制方法

（） ３
或由（ 以（得 ， 者式） 式）到等＝ 则 ３ １ 除 ， 有
）： 。 肘（） ｔ （） ４
加制动 ， 当满足设 定的结束 条件 时 ， 完成一 次制 动。路 就 试车辆 的指定 车轮在 制动 时承受 载荷。将这个 载荷在 车 辆平动时具有的能量 （ 忽略 车轮 自身转 动具有 的能量 ） 等
拆卸机构的惯量称 为基 础惯量 。飞轮 组 由若 干个 飞轮组 成， 使用时根据需要 选择几 个飞 轮固定 到主轴上 ， 些飞 这 轮的惯 量之和再加上基础惯量称 为机械惯量 。例如 ， 假设 有 ４个 飞轮 ， 其单个惯量分别是 １ ，０ ４ ，Ｏｋ ｍ ， ０ ２ ，Ｏ ８ ｇ・ 基础 惯 量 为 ｌ ｇ・ 则 可 以组 成 １ ，０ ３ ， ，６ ｇ・ ２ Ｏｋ ｍ ， Ｏ ２ ，０ … １０ｋ ｍ １ ６种 数值 的 机 械 惯 量。但 对 于 等 效 转 动 惯 量 为 ４ ． ５７ ｋ Ｉ 的情况 ， ｇ・ｌ ｌ 就不能精确地 用机械惯量模拟试 验。常用 的解决方法是 ： 把机械惯 量设定 为 ４ ｇ・ ， ０ ｋ ｍ。然后在制动 过程 中， 电动机 在一定 规律 的电流控 制下参 与工作 ， 让 补 偿 由于机械惯量不足而缺少 的能 量 ， 从而满足模 拟试验 的
刘 田 ： 车 制 动 器性 能 控 制 方 法 汽
状态和实际实验状态 ２种情 况 ， 分别讨 论制动 过程 中消耗 的能 量 。 １ ）路试情 况下。由于是行车制动 ， 设轮胎 与地 面的摩
擦力为无穷大 ， 因此 轮 胎 与 地 面 无 滑 动 。 这 种 条 件 下 根 据 动 能 定 理 ， 动 器 消 耗 的 能 量 就 是 汽 车 动 能 的变 化 量 ， 制 即
． 关于主轴 的扭矩为 ． ｄ）从 而 电流 产 生 的扭 矩 为 ， － ， ｏ
，
Ｍｅ￡ ＝ （－一＿ （） － ， ， ）
（） ２
由于电机 的驱 动 电流 ， ｔ （ ）＝ｋＭ （ ） 其 中 ｋ 为 常系数 ， ｏ ｔ， 。
所 以
，ｆ （）＝ ｋ（ ｔ一＇ ｏ ｏ， ， ｄ） ）
时使车辆减速或者停止 ， 障人 身和车辆 的安全 。为了检 保 验设计 的优劣 ， 必须进行相应 的测试 。模 拟试 验的原则是
试验 台上制动器的制 动过程 与路试 车辆上 制动器 的制动 过程尽可能一致 。通 常试验 台仅 安装单轮制 动器 试验 ， 而 不是 同时安装所 有车轮 的制 动器进行 试验。制动 器试验 台一般 由安装 了飞轮组 的主轴 、 驱动 主轴旋 转的 电动机 、 底座 、 施加制动 的辅助装 置 以及 测量 和控制 系统等组 成。 被 试 验 的制 动 器 安 装 在 主 轴 的 一 端 ， 制 动 器 工 作 时 ， 当 主 轴减速。试验 台工作 时， 电动机拖动 主轴和 飞轮 旋转 ， 达 到与设定 的车速相 当的转速 （ 拟实验 中， 模 可认 为主轴 的 角速度 与车轮的角速度始终一致 ） ， 后 电动机断 电， 同时施
原 则。
垫 一
一——— 一 【 ＝！ 二 ） ｆ ）
由于 （ 、 一１ 、 （ 都是可观测量 的 ， ）∞（ ） ） 驱动 电
流 ｉ 依赖 于可观测量的数学模型可表述 为： （ ）
姒）
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一 ㈤ ）
卜式 就 旱 驱动 申． 依 粕 千 ２个 可 观 测 骨 的 数 学模 型 流
２ 模 型检 验
由于实验模拟实际车辆 制动 ， 因此作为评价 实验 方法
优劣 的指标主要有 ２个 ： 一是从制动器能量消耗的角度看 ， 路试时制动器 消耗 的能量与 实验 台上制 动器 消耗的能量 之差 ； 二是从模拟 的效果 来看 ， 实验模 拟过 程与路 试过程
的 吻合 程 度 。
时， 该段 内的驱动 电流可认 为保持 不变 ， 记该 时间段 的电 动机的驱 动电流为 ｉ 七 ； ｋ ｔ （ ）在 Ａ 时刻 ， 电动机 的主轴 角速 度的观测值为 （ ）瞬时扭矩为 （ ； ％， ） 由于 Ａ 很小 ， ｔ
…
在本文 中称为等 效的转 动惯量 。试 验 台上 的主轴 等不可
效地转化为试验 台上 飞轮 和主轴 等机构转 动时具 有的 能 量 ， 此能 量 相 应 的 转 动 惯量 （ 下 转 动 惯 量 简 称 为 惯 量 ） 与 以
将制动过程离散化 ， 即把整个 制动时间 Ｔ平分为若干
时 间 段 Ａ 。在 任 意 时 间 段 【 ｋ一１ Ａ ，Ａ 】 ， Ａ 很 小 ｔ （ ） ｔｋ ｔ内 当 ｔ
一
１ 模 型 的分 析 与 建 立
记需要模拟的单轮 的等效转 动惯量为 ， 轴转速 为 主
ｎ ｔ ， 械惯 量 Ｊ 则 Ｊ关 于 主轴 的制 动 扭矩 Ｍ（） ， ）机 （ ｊ ｔ为
．
方面 ， 从能量 消耗 的角度看 ， 等效 于路试 的理想 分
亲 收 稿 日期 ： １ Ｏ ２ ２ ０一 １— ６ ０ 作者 简介 ： 田（９ １ ） 男 ， 刘 １８一 ， 硕士 ， 讲师 ， 主要从事车辆工程方面的研究 。
第３ １卷
第 ４期
四 川 兵 工 学 报
２ １ ４月 ０ ０年
【 制造技术】
汽 车 制动器 性 能控 制 方 法拳
刘 田
（ 重庆通信学院 ， 重庆 ４０３） ０ ０ ５
摘要 ： 利用差 分的方法 ， 将连续问题 离散 化， 解决 了车辆制动器实验 台上等效转动惯量及补偿 驱动电流的计算方 法， 提出了电动机驱动 电流的控制方法模型 ， 实现了以更少 的能耗最大限度逼近路试状态的 目标 。
关键 词 ： 制动 器 ； 机械 惯 量 ； 动惯 量 ； 矩 ； 动 电流 转 扭 驱
中图分类号 ：４ ຫໍສະໝຸດ Baidu ５ Ｕ ６．１
文献标识码 ： Ａ
文章编号：０ ６— ７ ７ ２ １ ）４— ０ ２— ２ １０ ０ ０ （００ ０ ０ ６ ０
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汽 车行车制动器 （ 以下 简称制动器 ） 的作 用是在行 驶