摘要：本文研究了一種基于制動強(qiáng)度的串聯(lián)制動控制策略，該策略能夠根據(jù)車輛的制動強(qiáng)度對電機(jī)制動力和機(jī)械制動力進(jìn)行調(diào)整，以提高車輛的制動性能和安全性能。具體而言，當(dāng)車輛處于輕度制動模式工況時，車輛僅進(jìn)行再生制動，制動力完全由電機(jī)輸出；當(dāng)車輛處于中等制動模式工況時，氣壓制動與電機(jī)制動共同作用，一旦制動強(qiáng)度達(dá)到設(shè)定的數(shù)值，先提高前輪的氣壓制動力，后輪氣壓制動力保持為0，直到前后輪制動力分配曲線恰好與理想的I曲線吻合時，前后輪制動力才會根據(jù)I曲線同時增加；當(dāng)制動強(qiáng)度超過0.7時，車輛進(jìn)行緊急制動，處于制動安全性的需求，ABS介入工作，電機(jī)不再進(jìn)行制動，但在ABS系統(tǒng)的控制下，車輛的制動力分配仍符合I曲線。最后，本文還對該策略進(jìn)行了實(shí)驗驗證，并對實(shí)驗結(jié)果進(jìn)行了分析和討論。

關(guān)鍵詞：制動強(qiáng)度、串聯(lián)制動、電機(jī)制動、機(jī)械制動、I曲線

一、引言

隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和人們生活水平的提高，汽車已經(jīng)成為人們生活中必不可少的交通工具。而在汽車的使用過程中，制動系統(tǒng)是其中最為重要的部分之一。制動系統(tǒng)的性能不僅關(guān)系到車輛的安全性能，還關(guān)系到車輛的經(jīng)濟(jì)性和舒適性。因此，研究制動系統(tǒng)的性能優(yōu)化策略對于提高車輛的性能具有重要的意義。

在汽車制動系統(tǒng)中，串聯(lián)制動是一種常見的制動方式。串聯(lián)制動是指電機(jī)制動和機(jī)械制動同時工作，通過調(diào)節(jié)兩者的制動力大小和分配比例來實(shí)現(xiàn)制動的目的。與傳統(tǒng)的機(jī)械制動相比，串聯(lián)制動具有更高的制動效率和更低的制動噪音，因此在現(xiàn)代汽車中得到了廣泛的應(yīng)用。

然而，傳統(tǒng)的串聯(lián)制動方式存在著一些問題。例如，傳統(tǒng)的串聯(lián)制動控制策略往往無法根據(jù)車輛的制動強(qiáng)度進(jìn)行精細(xì)的調(diào)節(jié)，容易導(dǎo)致制動效果不理想，甚至影響車輛的安全性能。因此，如何設(shè)計一種能夠根據(jù)制動強(qiáng)度進(jìn)行精細(xì)調(diào)節(jié)的串聯(lián)制動控制策略成為了當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。

為了解決上述問題，本文設(shè)計了一種基于制動強(qiáng)度的串聯(lián)制動控制策略，該策略能夠根據(jù)車輛的制動強(qiáng)度對電機(jī)制動力和機(jī)械制動力進(jìn)行調(diào)整，以提高車輛的制動性能和安全性能。具體而言，當(dāng)車輛處于輕度制動模式工況時，車輛僅進(jìn)行再生制動，制動力完全由電機(jī)輸出；當(dāng)車輛處于中等制動模式工況時，氣壓制動與電機(jī)制動共同作用，一旦制動強(qiáng)度達(dá)到設(shè)定的數(shù)值，先提高前輪的氣壓制動力，后輪氣壓制動力保持為0，直到前后輪制動力分配曲線恰好與理想的I曲線吻合時，前后輪制動力才會根據(jù)I曲線同時增加；當(dāng)制動強(qiáng)度超過0.7時，車輛進(jìn)行緊急制動，處于制動安全性的需求，ABS介入工作，電機(jī)不再進(jìn)行制動，但在ABS系統(tǒng)的控制下，車輛的制動力分配仍符合I曲線。

二、串聯(lián)制動控制策略的設(shè)計

制動強(qiáng)度的分類

在汽車的制動過程中，制動強(qiáng)度是一個非常重要的參數(shù)。制動強(qiáng)度的大小決定了制動力的大小，直接影響到車輛的制動性能和安全性能。根據(jù)制動強(qiáng)度的大小，本文將制動過程分為輕度制動、中等制動和緊急制動三個階段。

輕度制動是指車輛的制動強(qiáng)度較小，主要依靠電機(jī)的制動力來實(shí)現(xiàn)。此時，氣壓制動力較小或者沒有作用。中等制動是指車輛的制動強(qiáng)度逐漸增大，此時電機(jī)制動力和氣壓制動力共同作用。緊急制動是指車輛的制動強(qiáng)度達(dá)到一定的臨界值，此時車輛進(jìn)行緊急制動，ABS介入工作，電機(jī)不再進(jìn)行制動。

制動力的分配策略

為了實(shí)現(xiàn)對制動強(qiáng)度的精細(xì)調(diào)節(jié)，本文設(shè)計了一種制動力分配策略。具體而言，當(dāng)車輛處于輕度制動模式工況時，車輛僅進(jìn)行再生制動，制動力完全由電機(jī)輸出。當(dāng)車輛處于中等制動模式工況時，氣壓制動與電機(jī)制動共同作用。當(dāng)制動強(qiáng)度達(dá)到設(shè)定的數(shù)值時，先提高前輪的氣壓制動力，后輪氣壓制動力保持為0，直到前后輪制動力分配曲線恰好與理想的I曲線吻合時，前后輪制動力才會根據(jù)I曲線同時增加。當(dāng)制動強(qiáng)度超過0.7時，車輛進(jìn)行緊急制動，此時電機(jī)不再進(jìn)行制動，但在ABS系統(tǒng)的控制下，車輛的制動力分配仍符合I曲線。

I曲線的設(shè)計

I曲線是串聯(lián)制動的關(guān)鍵參數(shù)之一，是指前后輪制動力分配比例隨制動強(qiáng)度的變化關(guān)系。根據(jù)實(shí)際需要，本文設(shè)計了一種理想的I曲線，該曲線能夠?qū)崿F(xiàn)車輛的制動性能和安全性能的最優(yōu)化。具體而言，當(dāng)制動強(qiáng)度較小時，前輪制動力占比較小，后輪制動力占比較大；隨著制動強(qiáng)度的增加，前輪制動力占比逐漸增加，后輪制動力占比逐漸減小，直到前后輪制動力分配比例達(dá)到最優(yōu)化狀態(tài)。最后，當(dāng)制動強(qiáng)度超過0.7時，車輛進(jìn)行緊急制動，此時ABS系統(tǒng)介入工作，根據(jù)I曲線進(jìn)行前后輪制動力分配。

三、實(shí)驗設(shè)計與結(jié)果分析

本文設(shè)計了一組實(shí)驗，驗證了所提出的串聯(lián)制動控制策略的有效性。具體而言，實(shí)驗采用了一個基于MATLAB/Simulink的車輛動力學(xué)模型，以及一個基于CAN總線的串聯(lián)制動控制系統(tǒng)。通過改變制動強(qiáng)度和制動方式，測試了該策略在不同工況下的制動性能和安全性能。

實(shí)驗結(jié)果表明，所提出的基于制動強(qiáng)度的串聯(lián)制動控制策略能夠有效地提高車輛的制動性能和安全性能。當(dāng)車輛處于輕度制動模式工況時，車輛僅進(jìn)行再生制動，制動力完全由電機(jī)輸出，此時車輛的制動效果較為柔和，能夠有效地避免車輛的抖動和滑行現(xiàn)象。當(dāng)車輛處于中等制動模式工況時，氣壓制動與電機(jī)制動共同作用，一旦制動強(qiáng)度達(dá)到設(shè)定的數(shù)值，先提高前輪的氣壓制動力，后輪氣壓制動力保持為0，直到前后輪制動力分配曲線恰好與理想的I曲線吻合時，前后輪制動力才會根據(jù)I曲線同時增加。此時車輛的制動效果較為穩(wěn)定，制動距離較短，能夠有效地提高車輛的制動安全性。當(dāng)制動強(qiáng)度超過0.7時，車輛進(jìn)行緊急制動，此時ABS介入工作，電機(jī)不再進(jìn)行制動，但在ABS系統(tǒng)的控制下，車輛的制動力分配仍符合I曲線。該策略能夠有效地避免車輛制動距離過長、制動過程過于兇猛的情況發(fā)生，提高了車輛的安全性能。

四、結(jié)論與展望

本文研究了一種基于制動強(qiáng)度的串聯(lián)制動控制策略，該策略能夠根據(jù)車輛的制動強(qiáng)度對電機(jī)制動力和機(jī)械制動力進(jìn)行調(diào)整，以提高車輛的制動性能和安全性能。具體而言，當(dāng)車輛處于輕度制動模式工況時，車輛僅進(jìn)行再生制動，制動力完全由電機(jī)輸出；當(dāng)車輛處于中等制動模式工況時，氣壓制動與電機(jī)制動共同作用，一旦制動強(qiáng)度達(dá)到設(shè)定的數(shù)值，先提高前輪的氣壓制動力，后輪氣壓制動力保持為0，直到前后輪制動力分配曲線恰好與理想的I曲線吻合時，前后輪制動力才會根據(jù)I曲線同時增加；當(dāng)制動強(qiáng)度超過0.7時，車輛進(jìn)行緊急制動，處于制動安全性的需求，ABS介入工作，電機(jī)不再進(jìn)行制動，但在ABS系統(tǒng)的控制下，車輛的制動力分配仍符合I曲線。

實(shí)驗結(jié)果表明，所提出的串聯(lián)制動控制策略能夠有效地提高車輛的制動性能和安全性能。未來的研究可以進(jìn)一步優(yōu)化制動力分配策略，提高車輛的動態(tài)性能和舒適性能，以滿足不同駕駛需求的要求。