智能化制动试验平台的制动控制研究
陆辉 李仲凯 王明亮
中车青岛四方机车车辆股份有限公司 山东青岛 266000
一、制动控制系统的组成与功能
1.1 制动控制系统的主要组件
制动控制系统属于现代汽车安全系统的核心部分,它的主要构成部件有制动器、制动踏板、制动主缸、制动助力器、ABS(防抱死制动系统)、ECU(电子控制单元),其中 ABS 通过调节制动压力,防止车轮在紧急制动的时候锁死,从而保证车辆的操控性和稳定性。在智能化制动试验平台当中,这些部件的性能以及彼此之间的交互是评判并改良的重点,如模仿各种路面状况和驾驶行为,就能检测制动助力器在不同压力下的反应时间,而且可以查看 ECU 凭借算法怎样调整制动压力以达成最好的制动效果。智能化技术的运用,给这些检测赋予了精确的数据支撑,保证制动控制系统在实际应用中既可靠又安全。
1.2 制动控制系统的功能
制动控制系统是现代汽车安全的重要部分,其功能是否完备直接关乎车辆在紧急状况下的制动表现及乘客安全。从功能分析着手,首要考虑的就是制动响应时间,也就是从驾驶员踩下制动踏板到车辆真正开始减速所用的时间。通过研究得知,理想制动响应时间要小于 0.5 秒,这样才能保证在突发事件时快速做出反应,制动控制系统还包含电子制动力分配(EBD)功能,它会依照车辆的载重和路面情形,自动调节前后轮的制动力,从而保证制动过程中车辆的稳定性。在分析模型方面,可参考“泰勒 - 法拉利方程”,这个方程结合了车辆的质量,制动器的制动力以及路面的摩擦系数等要素,进而预估制动距离。
二、制动试验平台的智能化技术
2.1 制动试验中传感器技术的应用
智能化制动试验平台的研究与应用当中,传感器技术的作用极其关键,传感器属于数据采集的重要装置,它能随时监测并记载制动期间的各种参数,包含压力、温度、加速度等等,以压力传感器为例,它可以准确地测出制动液压力的变动情况,给分析制动系统响应时间以及制动效能给予数据支撑。数据采集与处理技术的智能化进一步提升了传感器在制动试验中的应用价值,采用先进的数据采集系统,能够做到对传感器数据实施及时的监控和剖析,进而迅速察觉制动系统潜藏的问题,拿机器学习算法来识别所采集的制动数据为例,可以预估制动系统的维修需求,预先找到潜藏的故障点,以此优化制动系统的可靠性和安全性。
2.2 智能化数据采集与处理技术
智能化制动试验平台研究及应用当中,数据采集与处理技术的智能化属于关键要素之一,传感器技术发展起来之后,制动试验平台便能及时察觉到车辆制动期间的各种参数数值,制动压力、加速度、温度等等,这些数据被准确搜集起来之后,就给评价制动性能奠定了基础。智能化的数据处理技术能够从大量试验数据里筛选出有用信息,借助先进的数据分析模型,比如机器学习算法,就能对制动系统性能展开预测并加以改良。这些分析模型不仅提升了数据处理的速度,还提升了制动试验结果的精确度和可信度,在实际使用当中,智能化的数据采集和处理技术相融合,给制动控制系统的规划和改良给予了科学的支撑,如经过比较不同种制动材料在同样条件下所产生的磨损数据,工程师就可以评判出材料的耐久性,进而选出更合适的材料,数据的可视化技术把繁杂的数据分析结果表现得更为直观易懂,利于工程师和决策者迅速作出判断。
三、制动控制系统的性能评估
3.1 制动性能评估指标体系
制动性能评价指标体系属于关键部分,它是设计、测试以及改良制动控制系统的量化准则,按照国际汽车工程师协会(SAE)的标准,制动距离的测量往往要在某些特定条件之下展开,比如干燥的沥青路面,这样才能保证数据具有可比较性,制动响应时间,制动力的均匀度和稳定性也包含在评估体系之内。实际应用当中,借助先进的传感器技术,像加速度计和压力传感器,能够及时监测并记录制动过程中的动态改变,给制动性能评判给予更为准确的数据支撑。就分析模型而言,多体动力学仿真模型被大量用于预测和改善制动性能,通过模拟各种工况下的制动过程,可以预先找出设计上的不足之处,从而在产品投放市场之前做出必要的改良。
3.2 智能化制动控制系统性能测试方法
智能化制动控制系统性能测试方法里,准确的数据收集与剖析非常关键,拿高精度的传感器技术来说,可以随时检测制动过程中的压力、温度、加速度等关键指标,这些数据之后借助先进数据处理技术加以剖析,从而保证制动系统响应时间以及制动距离符合安全标准。按照 ISO26262 标准,制动系统性能测试要在不同环境条件下执行,这样才能在极端状况下保障系统可靠,而且采用模糊逻辑或者神经网络之类的剖析模型,能够对制动控制系统的性能展开更为深入的考察,进而预估并改善制动行为。
四、智能化制动试验平台的应用前景
4.1 智能化制动试验平台的汽车工业应用
汽车工业发展得很快,智能化制动试验平台在汽车行业里的应用变得越发重要起来,这种平台利用先进的传感器技术,可以随时监测并分析制动系统的性能状况,保证汽车在各种行驶情况下的安全性和可靠性。拿高精度的加速度计和压力传感器来说,智能化制动试验平台就能准确量度制动距离,反应时间以及制动力矩分布情形,从而对制动系统展开全面评价,在实际应用当中,智能化制动试验平台可以模仿不同的道路状况和驾驶情景,譬如湿滑路面,紧急制动等等,以此来检测制动系统的极限性能。智能化制动试验平台对于提升汽车安全性的巨大的潜力,智能化制动试验平台的应用前景非常广,它可以协助汽车制造商提升产品质量,还能为交通安全作出贡献。
4.2 智能化制动试验平台对交通安全的影响
随着智能化制动试验平台不断发展,它在交通安全方面的作用也逐渐明显起来,这种平台利用先进传感器技术,可以随时观察并剖析制动系统性能状况,进而保证汽车在遇到危险时能快速又精准地作出反应。按照一项调查来看,智能化制动试验平台可以把刹车距离缩减到常规系统的二分之一,如此一来就大大增强了汽车的安全性表现,而且数据采集与处理变得智能化之后,对制动性能的评价也变得更加精确可靠,这给制定汽车安全标准提供了科学依据。
参考文献:
[1] 王鑫海 . 基于混合线控制动系统的再生制动控制策略研究 [D]. 吉林 :吉林大学 ,2024.
[2] 何通 . 基于 dSPACE测试平台的客车自动紧急制动系统控制策略研究[D]. 陕西 : 长安大学 ,2023.