基于CAN總線的電子機(jī)械式制動(dòng)系統(tǒng)電控單元的實(shí)現(xiàn)
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4.3 關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法
4.3.1 踏板行程采集
踏板行程傳感器采用角位移傳感器，通過主節(jié)點(diǎn)的模數(shù)轉(zhuǎn)換接口模塊采集模擬信號(hào)。由于剎車系統(tǒng)是汽車中比較關(guān)鍵的部分，對(duì)剎車裝置的安全性要求較高，因此在踏板行程傳感器的設(shè)計(jì)采用冗余的設(shè)計(jì)方法。這里的一種實(shí)現(xiàn)方法是設(shè)計(jì)兩套傳感器，對(duì)應(yīng)某一行程時(shí)兩套傳感器產(chǎn)生的模擬電壓值是二倍的關(guān)系，這樣采集并計(jì)算得來的踏板行程值有很高的安全性。
4.3.2 踏板行程變化率計(jì)算
采用定時(shí)器方式，每隔固定時(shí)間計(jì)將當(dāng)前踏板行程值與前一次踏板行程值作差，求得踏板行程的變化率。但為了減小抖動(dòng)并使變化率曲線平滑些，可以采用公式(1)計(jì)算方式。本文引用地址：http://cafeforensic.com/article/201612/331183.htm
其中dL是要計(jì)算的變化率，dL0是本次計(jì)算得出的變化率，dL1、dL2分別是前二次的變化率值。
4.3.3 制動(dòng)力的計(jì)算
由于在電子制動(dòng)系統(tǒng)中，計(jì)算制動(dòng)力的算法要求有較大的靈活性，如根據(jù)車型不同能夠較方便更改算法參數(shù)。因此可以采用較靈活且對(duì)運(yùn)算能力要求不是很高的模糊控制方法對(duì)踏板行程值和踏板行程變化率值來進(jìn)行PWM輸出值的計(jì)算，進(jìn)而控制制動(dòng)力。
具體算法如下：
①模糊化。
輸入變量踏板行程L，論域?yàn)椋簕Z，PS，PM，PL｝, 采用三角形隸屬度函數(shù)，如圖4所示。
圖4 踏板行程隸屬度函數(shù)
輸入變量踏板行程變化率dL，論域?yàn)椋簕NL，NS，Z，PS，PL｝，采用三角形隸屬度函數(shù)，如圖5所示。
圖5 踏板行程變化率隸屬度函數(shù)
輸出變量定義為要求解的PWM值，論域?yàn)椋簕Z，PS，PM，PL｝。
模糊化變量是根據(jù)隸屬度函數(shù)將輸入變量值轉(zhuǎn)換到論域中各元素的隸屬度值。
②模糊推理：
當(dāng)對(duì)兩個(gè)輸入變量模糊化后，下一步是根據(jù)推理規(guī)則表進(jìn)行模糊化推理。
表1 模糊推理規(guī)則表
表中最左列是行程變化率dL對(duì)應(yīng)的模糊化論域，最上行是行程L對(duì)應(yīng)的模糊化論域。表中其它部分則是欲求解的PWM值對(duì)應(yīng)的模糊化論域。
計(jì)算時(shí)，依次對(duì)表中間部分的每一個(gè)元素計(jì)算隸屬度值，方法是將對(duì)應(yīng)的L和dL的隸屬度相乘。最后把相同的元素隸屬度值相加，可得到一組輸出變量的模糊化向量：(Z，PS，PM，PL)
③解模糊化：
根據(jù)下圖PWM值的隸屬度函數(shù)，采用來重心法來計(jì)算最終PWM輸出值。
圖6 輸出PWM值隸屬度函數(shù)
重心法計(jì)算公式如公式(2)所示。
這樣求得的精確值即為最終PWM輸出值。
5、結(jié)論
本文采用目前流行的車載CAN總線網(wǎng)絡(luò)以較簡(jiǎn)易的方式實(shí)現(xiàn)了EMB的基本功能，有著較高的實(shí)時(shí)性和時(shí)間響應(yīng)性。采用網(wǎng)絡(luò)式控制方式，將驅(qū)動(dòng)電機(jī)的具體實(shí)現(xiàn)設(shè)置到終端，并采用處理能力較弱且價(jià)格較低的微控制器;而在主控端采用處理能力挺強(qiáng)價(jià)格相對(duì)較高的微控制器，提高了整體設(shè)計(jì)的合理性。在安全性控制方面采用了模糊控制方法，而模糊控制方法最大的特點(diǎn)就是有很強(qiáng)的靈活性，可以根據(jù)需要進(jìn)行控制方法的靈活修改，使得制動(dòng)器的制動(dòng)方式更加合理。
本系統(tǒng)在浙江亞太機(jī)電股份有限公司的“汽車線控制動(dòng)系統(tǒng)電控單元研究與開發(fā)”項(xiàng)目中已經(jīng)過臺(tái)架實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證其可行性。
評(píng)論