汽车abs液压调节器动态响应特性仿真分析

汽车abs液压调节器动态响应特性仿真分析

实车道路试验abs缓冲保险系统是一种集成机、电、液的汽车电子控制系统。其工作性能不仅与控制器的控制逻辑和控制算法密切相关，而且与液压器的性能密切相关。国内关于ABS液压调节器的测试、研究、试验大多是采用装有ABS系统的原车进行道路试验的,而ABS液压调节器的动态性能、工作过程以及其故障只有在汽车行驶过程中实施制动时才能观察到。这种实车道路测试不但成本高、试验周期长、试验精度低,不易观察ABS液压调节器的动态性能、工作过程及故障现象,而且危险性相当高。目前,国内可以在实验室条件下对ABS液压调节器性能进行检测的设备还处于研发阶段。本文在分析汽车ABS的基本结构和工作原理的基础上,运用AMESim软件建立液压ABS系统压力调节器的模型,分析制动液、阀的结构等因素对其性能的影响,实现ABS液压调节器的模拟仿真。1abs液压调节器的组成ABS液压调节器作为防抱死制动系统的执行机构,是ABS系统的重要组成部分,它根据电子控制单元发出的指令进行动作,以调节制动压力的大小,其性能好坏直接影响ABS的制动效果。因而研究和评价ABS液压调节器的性能十分重要。图1为典型的ABS液压调节器的结构图,主要由ABS电机、增压阀、减压阀、回液泵、低压蓄能器组成。在ABS液压调节器总成中,增压阀、减压阀通过开关动作实现对制动液路的控制,达到增压、保压、减压的控制作用。回液泵负责把流回蓄能器的制动液加压送回到制动主缸。蓄能器用于接纳回流的制动液,并衰减与回流制动液。ABS液压调节器的工作原理如图2所示,调节器的增压阀为常开阀,减压阀为常闭阀,二者都为二位二通电磁阀。常开阀连接在从制动主缸到制动轮缸的管路中,常闭阀连接在制动轮缸与低压蓄能器之间。在防抱制动过程中,通过上述的电磁阀开关切换,改变了制动液的通路,从而形成增压、保压和减压三种压力状态。2基于amesim的仿真优化AMESim(AdvancedModelingEnvironmentforperformingSimulationofengineeringsystems)是法国Imagine公司于1995年推出的基于键合图的液压/机械系统建模、仿真及动力学分析软件,至今已经发展到AMESim4.2版本。AMESim为用户提供了一个时域仿真建模环境,可使用已有模型和(或)建立新的子模型元件,构建优化设计所需的实际原型,采用易于识别的标准ISO图标和简单直观的多端口框图,方便用户建立复杂系统及用户所需的特定应用实例,可修改模型和仿真参数,进行稳态及动态仿真、绘制曲线并分析仿真结果,界面比较友好、操作非常方便。AMESim搭建模型时需按照如下步骤进行:(1)依据调节器的工作原理,从AMESim模型库中选取合适元件并按照原理图连接好;(2)为在不同的应用层次上的元件选择数学模型;(3)定义全局性液压参数,如制动液的体积模量、密度、动力黏度和工作温度等;定义各个液压元件的关键尺寸与内部参数;(4)设定仿真参数,运行仿真,查看结果。结合ABS液压调节器的工作原理,按照上述步骤建立某型号ABS液压调节器的AMESim模型如图3所示。3仿真分析的提出利用AMESim软件在液压建模和动态仿真方面优势,对ABS液压调节器的工作过程,实现增压、保压及减压工作过程进行仿真分析,探讨相关参数对调节器液压响应特性的影响。主要对调节器液压特性产生影响的是制动液、制动管路及电磁阀的结构等因素,本文只对调节器进行仿真分析,调节器和ECU集成在一起,因此不考虑制动管路的影响。仿真时间步长设为0.001s,分别以不同制动液属性及电磁阀结构参数,对液压调节器液压特性进行保压-增压-保压,保压-减压-保压仿真分析。3.1调节特性仿真设置不同的体积弹性模量(E)和粘度(Φ),分析工作介质对调节器液压特性的影响,仿真结果如图4所示。由图4可以看出,制动液的体积弹性模量和制动液粘度影响着调节器的液压特性。弹性模量越大,粘度越小,调节器表现的液压特性越好。3.2节器液压特性的影响设置不同的通流面积(A)和节流系数(μ),分析阀的结构因素对调节器液压特性的影响,仿真结果如图5所示。由图5可以看出,节流阀口的形状和通流面积直接决定增、减压阀时的流量大小,因而显著影响着调节器的液压特性。节流系数,通流面积越大,表现的液压特性越好。3.3仿真曲线对比将同型号的ABS调节器进行台架试验,其压力特性曲线与AMESim建模仿真曲线对比如图6所示,由图可见,二者基本吻合。因此,将AMEsim用于液压调节器的动态特性仿真,其结果可信度较高,同时能缩短产品开发周期,为压力调节器的设计开发及特性仿真分析,提供了一种行之有效的方法。4基于amesim的系统仿真在分析汽车ABS液压调节器的组成和工作原理的基础上,运用ANESim软件进