基于气压式EPB的汽车坡道起步控制研究

摘要

坡道起步作为汽车行驶的典型工况，是较为复杂的驾驶操作，坡道起步辅助系统不但可以避免驾驶员操作失误造成的事故，还可以延长车辆使用寿命。
　　电子驻车制动系统(Electrical Park Brake，EPB)将行车过程中的临时性制动和泊车功能整合在一起，并且实现了驻车制动的智能化，提高驾驶与操纵的舒适性与便捷性。
　　针对车辆坡道起步问题，提出基于气压式EPB的汽车坡道起步控制策略。分析了坡道起步过程中的受力变化以及气压式EPB工作原理，提出理想坡道起步过程和坡道起步控制的难点。研究了复合式制动气室结构和力学特性，提出坡道起步控制目标，并设计了坡道起步控制流程图。提出以滑磨功和冲击度作为坡道起步品质的评价指标，针对基于EPB的坡道起步控制策略，对滑磨功进行分解，提出由于制动力释放延迟造成的滑磨功计算公式。
　　针对坡道阻力识别做了深入探讨，对坡道角度和汽车质量分别进行研究。分析了影响倾角传感器测量精度的因素，提出动态与静态角度修正算法和滤波算法。设计了基于纵向动力学公式的汽车质量识别算法，并进行整车试验验证。
　　研究了电磁阀的工作特性，提出了电磁阀的PWM-PFM控制方式。研究了坡道起步过程中驱动力矩与制动力之间的对应关系，提出了坡道起步需求气压理想控制目标，分析比较了Bang-Bang控制算法和逻辑门限控制算法。
　　进行了坡道起步控制策略的建模和仿真分析，验证了坡道起步控制策略的可行性。在某越野试验车辆上进行了实车验证，试验数据表明:在控制制动气压的跟随效果上，逻辑门限控制较之Bang-Bang控制更适用于本文提出的坡道起步控制。针对坡道起步评价指标的分析，提出合理性假设，验证了本文设计的坡道起步控制策略有效改善了滑磨功和冲击度，说明该控制策略的可行性。