CarSim仿真快速入門(mén)(十)—制動(dòng)系統(tǒng)建模

CarSim和TruckSim中的制動(dòng)系統(tǒng)基于駕駛員和主動(dòng)干預(yù)系統(tǒng)（例如防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）和電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)（ESC））的控制，在車(chē)輪上提供制動(dòng)扭矩。制動(dòng)扭矩受到非簧載部件的反作用，并始終與車(chē)輪的旋轉(zhuǎn)方向相反.

制動(dòng)系統(tǒng)模型

使用本文檔中描述的界面設(shè)置制動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)，并在為每個(gè)仿真生成的Echo文件的“制動(dòng)”部分中列出了這些參數(shù)（圖1）。注意，制動(dòng)模型中使用的可配置函數(shù)的名稱(chēng)也在Echo文件的注釋中給出（411-413行）.

最上層控制

制動(dòng)系統(tǒng)的頂級(jí)控制被指定為踏板力或來(lái)自主缸的液壓。參數(shù)OPT_BK_PEDAL確定輸入形式。如果設(shè)置為0，則不需要有關(guān)制動(dòng)踏板力的信息，系統(tǒng)的輸入只是主缸壓力。如果OPT_BK_PEDAL = 1，則將踏板力定義為輸入，并將其直接轉(zhuǎn)換為主缸壓力。如果OPT_BK_PEDAL = 2，則踏板力將由向主缸提供壓力的助力器作用。如果使用了閉環(huán)速度控制器，它將根據(jù)速度控制器的設(shè)置來(lái)調(diào)節(jié)踏板力或主缸壓力。

圖1. Echo文件的一部分，列出了制動(dòng)參數(shù)和可配置的函數(shù)名稱(chēng)

即使使用內(nèi)部閉環(huán)速度控制器，也始終會(huì)應(yīng)用開(kāi)環(huán)制動(dòng)控制。如果在閉環(huán)控制和開(kāi)環(huán)控制之間遇到復(fù)雜的情況，請(qǐng)確保在激活閉環(huán)速度控制器時(shí)將開(kāi)環(huán)制動(dòng)控制設(shè)置為零。

主缸壓力控制

當(dāng)OPT_BK_PEDAL = 0時(shí)，任何涉及踏板力的參數(shù)或可配置函數(shù)都將被忽略；制動(dòng)模型的輸入是主缸壓力。開(kāi)環(huán)制動(dòng)是使用可配置函數(shù)PBK_CON定義的，該函數(shù)是通過(guò)庫(kù)“Control: Braking MC Pressure (OpenLoop).”中的數(shù)據(jù)集設(shè)置的。

制動(dòng)踏板力控制

當(dāng)OPT_BK_PEDAL為1或2時(shí)，制動(dòng)模型的輸入為踏板力。開(kāi)環(huán)制動(dòng)是使用可配置函數(shù)F_BRAKE_PEDAL定義的，該函數(shù)是通過(guò)庫(kù)“Control: Braking Pedal Force (Open Loop)：控制：制動(dòng)踏板力（開(kāi)環(huán)）”中的數(shù)據(jù)集設(shè)置的。在這種情況下，不使用函數(shù)PBK_CON.

制動(dòng)壓力控制

用于跟蹤控件和流體壓力的變量遵循圖2所示的順序。對(duì)于每個(gè)車(chē)輪，來(lái)自主缸的管路壓力都受到比例閥的作用，從而產(chǎn)生輸送壓力?？蛇x的控制器向執(zhí)行器提供控制器壓力，執(zhí)行器可能具有影響提供給執(zhí)行器壓力的動(dòng)力學(xué)特性。執(zhí)行器產(chǎn)生制動(dòng)扭矩。

圖2.產(chǎn)生制動(dòng)扭矩的液壓壓力流程圖

傳統(tǒng)的制動(dòng)系統(tǒng)通常使用比例閥或其他流體控制裝置將不同的壓力傳遞給前后制動(dòng)器。在模型中，使用管路壓力和瞬時(shí)輪胎垂直載荷的可配置函數(shù)計(jì)算輸送壓力。對(duì)于具有ABS控制器的現(xiàn)代系統(tǒng)，通常不包括此比例。在這些情況下，可配置函數(shù)應(yīng)設(shè)置為系數(shù)1.0。CarSim和TruckSim包含一個(gè)簡(jiǎn)單的內(nèi)置ABS控制器，可用于調(diào)節(jié)輸送壓力以提供受控壓力.

執(zhí)行器動(dòng)態(tài)特性

模型中有三個(gè)選項(xiàng)可用于表示執(zhí)行器的瞬態(tài)行為。使用參數(shù)OPT_BK_DYN為每個(gè)制動(dòng)器指定選擇。如果OPT_BK_DYN = 0，則沒(méi)有動(dòng)態(tài)：執(zhí)行器壓力與控制器壓力完全相同。當(dāng)OPT_BK_DYN = 1時(shí)，制動(dòng)執(zhí)行器的瞬態(tài)特性由一階延遲時(shí)間常數(shù)表征，該常數(shù)用于后述的執(zhí)行器壓力微分方程中。當(dāng)OPT_BK_DYN = 2時(shí)，將根據(jù)卡鉗中的流體量對(duì)制動(dòng)執(zhí)行器的瞬態(tài)行為進(jìn)行建模，如下所述。

制動(dòng)扭矩，包括鎖止行為

應(yīng)用于非旋轉(zhuǎn)車(chē)輪的制動(dòng)器與應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)車(chē)輪的制動(dòng)器的行為不同。紡車(chē)具有動(dòng)態(tài)自由度；鎖止輪沒(méi)有。當(dāng)將制動(dòng)轉(zhuǎn)矩施加到紡車(chē)上時(shí)，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩主要是所施加的液壓的函數(shù)，并通過(guò)耗散能量來(lái)抵抗旋轉(zhuǎn)。然而，當(dāng)應(yīng)用于非旋轉(zhuǎn)車(chē)輪時(shí)，制動(dòng)扭矩會(huì)根據(jù)需要做出反應(yīng)，以防止車(chē)輪打滑，而不會(huì)耗散能量或進(jìn)行任何工作。車(chē)輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，制動(dòng)扭矩定義為液壓和溫度的可配置函數(shù)。稍后將描述熱模型的詳細(xì)信息。在不包含熱效應(yīng)的模型中，扭矩直接從執(zhí)行器壓力中計(jì)算得出。CarSim / TruckSim制動(dòng)器模型通過(guò)用扭轉(zhuǎn)彈簧和減震器代表鎖定的制動(dòng)器來(lái)解決非旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，該扭轉(zhuǎn)彈簧和減震器根據(jù)需要纏繞以對(duì)輪胎/地面力作出反應(yīng)。當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到零時(shí)，模型方程式就會(huì)發(fā)生這種變化。那時(shí)，扭轉(zhuǎn)彈簧和阻尼器的方程被激活，以使車(chē)輪在鎖定狀態(tài)下達(dá)到真正的靜態(tài)平衡。根據(jù)頻率和阻尼參數(shù)LOCK_BK_R_FREQ和LOCK_BK_ZETA（請(qǐng)參見(jiàn)圖1，第415 – 417行），數(shù)學(xué)模型會(huì)自動(dòng)確定在此步驟中應(yīng)用的彈簧和阻尼器的屬性，以滿足數(shù)值穩(wěn)定性的要求。這些參數(shù)未在GUI中表示。但是，高級(jí)用戶可以使用其他黃色字段來(lái)設(shè)置它們。只要來(lái)自彈簧/減震器系統(tǒng)的扭矩大小小于施加的制動(dòng)扭矩的當(dāng)前值，制動(dòng)器就保持鎖定狀態(tài)。如果彈簧/阻尼器扭矩超過(guò)所施加的扭矩，則彈簧/阻尼器將被禁用。

制動(dòng)模型的配置函數(shù)

可配置函數(shù)用于描述系統(tǒng)中的非線性關(guān)系。表1列出了用于指定具有標(biāo)準(zhǔn)編輯和查看控件的可配置函數(shù)的數(shù)據(jù)集的庫(kù)，如VehicleSim BrowserReference Manual中所述。根據(jù)表中列出的根名稱(chēng)，通過(guò)關(guān)鍵字為求解器程序標(biāo)識(shí)表格數(shù)據(jù)集。這些也可以在Echo文件中標(biāo)識(shí)（請(qǐng)參閱第2頁(yè)的圖1的389-391行）。

制動(dòng)系統(tǒng)界面

CarSim中的主制動(dòng)系統(tǒng)界面名為Brakes: Four-Wheel System。在TruckSim中，使用庫(kù)Brakes: Two-Wheel System中的數(shù)據(jù)集，按軸指定制動(dòng)特性。CarSim中提供了另一個(gè)名為Brakes: TrailerTwo-Wheel System的庫(kù)。它與其他兩個(gè)相似，但是沒(méi)有用于設(shè)置頂級(jí)控件的用戶控件。

表1.制動(dòng)系統(tǒng)表庫(kù)

四輪制動(dòng)系統(tǒng)和兩輪制動(dòng)系統(tǒng)

CarSim庫(kù)中的Brakes: Four-Wheel System（圖3）主要用于車(chē)輛，該車(chē)輛始終有四個(gè)車(chē)輪。它也用于四輪拖車(chē)的制動(dòng)器。TruckSim庫(kù)“ Brakes: Two-Wheel System”的界面與四輪界面幾乎相同，但是正如名稱(chēng)所期望的那樣，它僅具有兩個(gè)車(chē)輪的設(shè)置。

踏板制動(dòng)力公式

當(dāng)選擇踏板力作為頂層控制時(shí)，主缸壓力Pbk_Con使用簡(jiǎn)單的幾何來(lái)計(jì)算:

公式中?Fmc?輸入制動(dòng)主缸的力，D 制動(dòng)主缸的有效半徑(參數(shù)D_MC).如果沒(méi)有制動(dòng)助力, 則

公式中?Fpedal?是踏板力，?Rlever?杠桿比例?(參數(shù)R_BK_PEDAL).另一方面，如果有動(dòng)力提升，則進(jìn)入主缸的力會(huì)因具有瞬態(tài)響應(yīng)的提升力而增加。在這種情況下，杠桿比率定義了可配置函數(shù)fboost的輸入（關(guān)鍵字= F_BRAKE_PEDAL_BOOST）。主缸輸入力由一個(gè)微分方程定義，該方程使用不同的系數(shù)作為時(shí)間常數(shù)，具體取決于制動(dòng)器是被施加還是被釋放。

圖3. Brakes：四輪系統(tǒng)界面.

踏板力用戶設(shè)置

應(yīng)在定義前軸制動(dòng)特性的數(shù)據(jù)集中提供頂級(jí)控制的規(guī)范（壓力或踏板力）。在沒(méi)有拖車(chē)的CarSim模型中，沒(méi)有歧義，因?yàn)閱蝹€(gè)數(shù)據(jù)集定義了所有四個(gè)車(chē)輪的屬性。但是，在TruckSim中，可以從用于任何車(chē)軸的數(shù)據(jù)集中設(shè)置頂級(jí)控件。應(yīng)注意提供一致的數(shù)據(jù)集，以使后軸的數(shù)據(jù)不會(huì)更改預(yù)期的設(shè)置。

①???用于設(shè)置頂級(jí)制動(dòng)控制類(lèi)型的下拉控制（關(guān)鍵字= OPT_BK_PEDAL）。該控件提供了四個(gè)選項(xiàng)（圖4）。如果選擇了第一個(gè)或最后一個(gè)選項(xiàng)，則將隱藏與踏板力有關(guān)的所有信息，并顯示一個(gè)或兩個(gè)字段以指定管路壓力的傳輸延遲⑥。

如果選擇了第二個(gè)或第三個(gè)選項(xiàng)，則會(huì)顯示兩個(gè)字段，這些字段將踏板力與主缸壓力相關(guān)聯(lián)（圖3中的③和④）。如果選擇了第三個(gè)選項(xiàng)，則會(huì)顯示到庫(kù)Brakes：Booster Force②的鏈接，并且顯示兩個(gè)帶有制動(dòng)主缸⑤時(shí)間常數(shù)的字段。如果選擇了最后一個(gè)選項(xiàng)，則Parsfile不包含對(duì)關(guān)鍵字的任何引用。

圖4.設(shè)置頂級(jí)制動(dòng)控制類(lèi)型的選項(xiàng)

②?鏈接到庫(kù)Brakes：BoosterForce。?僅當(dāng)下拉控件①指定啟用功率提升時(shí)才顯示此鏈接。?鏈接的數(shù)據(jù)集提供助力后的力，該力是踏板力乘以杠桿比③的函數(shù)（請(qǐng)參見(jiàn)方程式3和4）。

③?踏板杠桿比，用于計(jì)算施加到主缸上的力（公式2-4，關(guān)鍵字= R_BK_PEDAL）。值1.0表示施加在液壓缸上的力與踏板力相同。通常，連桿機(jī)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生更大的力，從而使傳動(dòng)比大于1.0.

④主缸直徑，用于計(jì)算施加到主缸上的力（請(qǐng)參見(jiàn)公式1，關(guān)鍵字= D_MC）。

⑤公式中用于增強(qiáng)力的時(shí)間常數(shù)（公式3和4，關(guān)鍵字= TC_BK_APP和TC_BK_REL）。

⑥ 傳輸延遲（關(guān)鍵字= TLAG_BK）。這些是每個(gè)制動(dòng)鉗或輪缸中制動(dòng)執(zhí)行控制信號(hào)與壓力響應(yīng)之間的時(shí)間延遲。僅當(dāng)頂層控制是通過(guò)使用可配置功能PBK_CON進(jìn)行開(kāi)環(huán)制動(dòng)控制施加主缸壓力時(shí)才應(yīng)用傳輸延遲，該功能通過(guò)“Control: Braking MC Pressure (Open Loop)控制：制動(dòng)MC壓力（開(kāi)環(huán)）”庫(kù)定義。

在所有其他情況下，這些參數(shù)將被忽略：如果使用內(nèi)部速度控制器施加制動(dòng)，如果通過(guò)踏板力施加控制，或者使用VS Commands定義了控制，或者從外部代碼導(dǎo)入了制動(dòng)控制信號(hào)。

?索引參數(shù)

特定車(chē)輪的所有參數(shù)和可配置函數(shù)都已索引到車(chē)軸號(hào)，如系統(tǒng)參數(shù)IAXLE的當(dāng)前值所示。對(duì)于帶有掛車(chē)的車(chē)型，它們也被索引到車(chē)輛單元，如系統(tǒng)參數(shù)IUNIT的當(dāng)前值所示。大多數(shù)屬性可以應(yīng)用于左側(cè)或右側(cè)。上下文是在parsfile中使用系統(tǒng)參數(shù)ISIDE指定的（1 =左，2 =右）.

內(nèi)部 ABS控制

CarSim和TruckSim包含一個(gè)簡(jiǎn)單的內(nèi)置ABS控制器，該控制器通過(guò)使用下拉控件③（圖3）自動(dòng)裝配，以啟用車(chē)橋的ABS。啟用系統(tǒng)會(huì)使命令I(lǐng)NSTALL_ABS_CONTROLLER寫(xiě)入數(shù)據(jù)集的Parsfile中，然后車(chē)內(nèi)裝配內(nèi)置控制器?？刂破鞯膮?shù)顯示在Echo文件的不同部分中（圖5）.

圖5. Echo文件的ABS部分.

ABS旨在防止在猛烈制動(dòng)過(guò)程中車(chē)輪完全抱死。當(dāng)車(chē)輪開(kāi)始抱死時(shí)，其縱向滑移從0減小并接近-1。當(dāng)滑差減小到規(guī)定水平以上時(shí)，閥門(mén)將釋放對(duì)輪缸的供應(yīng)壓力，從而使車(chē)輪回旋。然后，當(dāng)滑差再次接近零時(shí)，閥門(mén)使壓力再次致動(dòng)制動(dòng)器。在低速行駛時(shí)，即在車(chē)輛停車(chē)之前，ABS被禁用并且允許車(chē)輪抱死。ABS控制器處于活動(dòng)狀態(tài)的極限停止期間的循環(huán)頻率通常約為10 Hz。頻率不僅取決于此界面上的設(shè)置，還取決于輪胎/車(chē)輪慣性（在輪胎和懸架屏幕上指定）和輪胎縱向松弛長(zhǎng)度（在輪胎界面上指定）.⑦下拉控件選擇內(nèi)置的ABS功能。對(duì)于每個(gè)車(chē)軸，可以將ABS控制指定為單通道控制，兩個(gè)通道控制或禁用（圖6）。在單通道模式下，當(dāng)該軸上任一車(chē)輪的滑移超過(guò)“滑入關(guān)閉”字段中設(shè)置的值時(shí)，將釋放該軸上的兩個(gè)制動(dòng)器。當(dāng)兩個(gè)車(chē)輪的滑移率都低于“滑入”字段中指定的水平時(shí)，將再次應(yīng)用它們。在兩通道模式下，分別控制軸上的每個(gè)制動(dòng)器，當(dāng)滑差超過(guò)滑行關(guān)閉水平時(shí)釋放，并在滑行降到滑行打開(kāi)水平以下時(shí)再次應(yīng)用。禁用ABS時(shí)，將繞過(guò)內(nèi)部ABS邏輯，并且用于設(shè)置ABS屬性（⑧和⑨）的字段被隱藏。

圖6.在軸上使用內(nèi)置ABS的選項(xiàng)

⑧ ABS參數(shù)：用于打開(kāi)和關(guān)閉制動(dòng)器的縱向滑移（關(guān)鍵字= ABS_SLIP_OFF，ABS_SLIP_ON）。ABS_SLIP_OFF是制動(dòng)器被關(guān)閉時(shí)的車(chē)輪打滑狀態(tài)（0|自由滾動(dòng)，1 |鎖定）。典型值將在0.1到0.3之間。

ABS_SLIP_ON是車(chē)輪打滑狀態(tài)，在該狀態(tài)下再次打開(kāi)制動(dòng)器。它應(yīng)該小于ABS_SLIP_OFF的值。典型值將介于0.05和0.3。

盡管制動(dòng)時(shí)的滑移率具有負(fù)號(hào)，但為方便起見(jiàn)，將絕對(duì)值用于這兩個(gè)參數(shù)。?⑨ ABS最低速度（關(guān)鍵字= ABS_VMIN）。這是ABS起作用的最低車(chē)速。當(dāng)絕對(duì)車(chē)速降至該水平以下時(shí)，ABS控制將關(guān)閉，并允許車(chē)輪鎖定。典型值在2至10 km / h的范圍內(nèi).

制動(dòng)系統(tǒng)溫度

車(chē)輪產(chǎn)生的制動(dòng)扭矩可以選擇對(duì)溫度敏感。如果啟用此選項(xiàng)?，則會(huì)顯示用于指定制動(dòng)系統(tǒng)模型熱部分中使用的初始溫度的字段。稍后將介紹該模型的詳細(xì)信息。⑩ Initial Rotor Temperature 初始輪轂溫度. 熱模型具有轉(zhuǎn)子或滾筒溫度的狀態(tài)變量，該變量會(huì)影響執(zhí)行器壓力和制動(dòng)扭矩之間的關(guān)系。在此設(shè)置狀態(tài)變量的初始值。變量的關(guān)鍵字為SV_TROT_id，其中id標(biāo)識(shí)車(chē)輪：L1，L2，R1等.??熱模型使用的空氣溫度 (關(guān)鍵字=? T_AIR).

制動(dòng)液壓力

??用于計(jì)算輸送壓力的設(shè)置是主缸壓力和輪胎垂直載荷的可配置功能。?可配置功能的根關(guān)鍵字是PBK_DL。下拉控件指定函數(shù)是使用線性系數(shù)（關(guān)鍵字= PBK_DL_COEFFICIENT）還是從“Brakes: Proportioning / Limiting Valve制動(dòng)器：比例/限制閥”庫(kù)中鏈接到表格數(shù)據(jù)。如前所述，如果系統(tǒng)沒(méi)有比例閥，則應(yīng)將線性系數(shù)指定為1.0。??? ?執(zhí)行器動(dòng)力學(xué)。下拉控件提供了四個(gè)選項(xiàng)，用于指定執(zhí)行器的瞬態(tài)行為（圖7）.

圖7.設(shè)置執(zhí)行器動(dòng)力學(xué)的選項(xiàng)

如果選擇第一個(gè)選項(xiàng)，則將參數(shù)OPT_BK_DYN設(shè)置為1，并顯示一個(gè)時(shí)間常數(shù)參數(shù)Tbk （關(guān)鍵字= TC_BK）的字段。在這種情況下，使用制動(dòng)執(zhí)行器壓力Pbk和受控壓力Pctl的微分方程來(lái)計(jì)算制動(dòng)執(zhí)行器的瞬態(tài)行為。

如果選擇了第二個(gè)選項(xiàng)，則將參數(shù)OPT_BK_DYN設(shè)置為2，并鏈接到庫(kù)Brakes：Caliper Pressure vs Volume，在下一節(jié)中介紹。
第三個(gè)選項(xiàng)指定沒(méi)有動(dòng)態(tài)延遲。執(zhí)行器壓力等于控制壓力。第四個(gè)選項(xiàng)指定此處未指定動(dòng)態(tài)行為。

制動(dòng)力矩

??? ?用于計(jì)算制動(dòng)扭矩的設(shè)置，作為液壓和溫度的可配置函數(shù)。下拉控件指定函數(shù)是使用線性系數(shù)還是使用來(lái)自Brakes：Torque庫(kù)的表格數(shù)據(jù)的鏈接，或者使用Brakes：Caliper和Rotor Properties庫(kù)中的數(shù)據(jù)集的熱模型的鏈接。如果不考慮溫度，則使用可配置函數(shù)MY_BRAKE.??? ?車(chē)輪的軸承摩擦（關(guān)鍵字= MY_FRICTION）。這是始終存在的摩擦扭矩，可抵抗車(chē)輪打滑。在多體模型中，將指定的扭矩添加到制動(dòng)扭矩之前，將其施加到車(chē)輪上。

可以分別設(shè)置左右輪屬性

??? ?復(fù)選框，用于指定是否應(yīng)為車(chē)輛的左側(cè)和右側(cè)指定不同的制動(dòng)特性。取消選中時(shí)（如圖所示），指定的設(shè)置將兩次寫(xiě)入數(shù)據(jù)集中以供雙方使用。選中后，左側(cè)和右側(cè)的屏幕上將顯示單獨(dú)的設(shè)置.

制動(dòng)系統(tǒng)卡鉗壓力與體積

可以將參數(shù)OPT_BK_DYN設(shè)置為在三種處理制動(dòng)執(zhí)行器瞬態(tài)行為的方法之間進(jìn)行選擇。選項(xiàng)包括：

無(wú)瞬變現(xiàn)象（執(zhí)行器壓力與控制器壓力相同）。

指定要在公式5中使用的時(shí)間常數(shù)。

計(jì)算執(zhí)行器中的流體量并使用液壓阻力.

在制動(dòng)系統(tǒng)界面上使用帶指定執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性的下拉控件進(jìn)行選擇（?，圖3）。當(dāng)為“鏈接：壓力與體積”選擇了選項(xiàng)時(shí)，將鏈接到庫(kù)“制動(dòng)器：卡尺壓力與體積”（圖8）。

圖8.制動(dòng)：卡鉗壓力與體積界面

在這種情況下，進(jìn)入每個(gè)執(zhí)行器的流量Q是由壓力差除以液壓阻力R（由參數(shù)BK_HYD_RES定義②，圖8來(lái)計(jì)算）得出的。

執(zhí)行器容積（V）是流量的整數(shù)：

卡尺（執(zhí)行器）壓力由卡尺體積與使用可配置功能PBK_CALIPER①定義的壓力特性給出.

將四個(gè)車(chē)輪的體積相加，以計(jì)算踏板位移。此方法最初是為CarSim和假設(shè)制動(dòng)系統(tǒng)有四個(gè)車(chē)輪。踏板位移輸出變量也存在于TruckSim中，但可能不準(zhǔn)確適用于空氣系統(tǒng)或具有四個(gè)以上車(chē)輪的車(chē)輛。

制動(dòng)系統(tǒng)卡鉗和輪轂屬性

制動(dòng)模型在計(jì)算制動(dòng)扭矩時(shí)支持熱效應(yīng)。啟用熱模型時(shí)（OPT_BK_THERMAL = 1），制動(dòng)扭矩取決于卡鉗壓力和轉(zhuǎn)子溫度。制動(dòng)器轉(zhuǎn)子溫度的計(jì)算使用了來(lái)自制動(dòng)器轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的能量輸入，以及通過(guò)冷卻去除的能量。功率輸入（Pin）為.

公式中?My_bk?制動(dòng)力矩?w?是輪速. 冷卻系統(tǒng)帶走的功率?(Pout)? :

公式中?Cv?是作為車(chē)速的函數(shù)的冷卻系數(shù)（在模型中使用可配置函數(shù)BRAKE_COOL計(jì)算）, mrotor?輪轂質(zhì)量?(參數(shù)M_ROTOR), Cp?是轉(zhuǎn)子的比熱與轉(zhuǎn)子溫度的函數(shù), Trotor?輪轂溫度, Tair?是空氣溫度. 計(jì)算比熱容Cp作為轉(zhuǎn)子溫度的線性函數(shù):

公式中Cp0是溫度為0°C時(shí)的比熱（參數(shù)BK_CP_RTR），Cp2?是Cp相對(duì)于攝氏溫度的梯度（參數(shù)BK_CP2_RTR）。輪轂溫度的導(dǎo)數(shù)為：

熱選項(xiàng)通過(guò)參數(shù)OPT_BK_THERMAL啟用，并通過(guò)帶有下拉控件的制動(dòng)系統(tǒng)界面進(jìn)行設(shè)置，該下拉控件指定了如何指定制動(dòng)扭矩（?，圖3）。當(dāng)選擇Torque vs pressure w. thermal effects，將鏈接到“Brakes: Caliper and Rotor Properties制動(dòng)器：卡鉗和轉(zhuǎn)子屬性”庫(kù)（圖9）。①輪轂質(zhì)量?mrotor?(關(guān)鍵字= M_ROTOR), 公式9和公式11中使用。②轉(zhuǎn)子比熱（關(guān)鍵字= BK_CP_RTR）。當(dāng)轉(zhuǎn)子溫度為零（kJ / kg / C）時(shí)轉(zhuǎn)子的比熱，等式10中的Cp0?。③比熱的線性斜率（關(guān)鍵字= BK_CP2_RTR）。公式10中輪轂比熱相對(duì)于轉(zhuǎn)子溫度的導(dǎo)數(shù)（kJ / kg / C2）Cp2.④鏈接到數(shù)據(jù)庫(kù)Brakes: CoolingCoefficient.⑤進(jìn)行設(shè)置以定義每個(gè)制動(dòng)執(zhí)行器對(duì)壓力和轉(zhuǎn)子溫度的機(jī)械響應(yīng)。下拉控件指定函數(shù)是否應(yīng)使用線性系數(shù)（關(guān)鍵字= MY_BRAKE_TEMP_COFFICIENT），或藍(lán)色鏈接至Brakes：Caliper Torque Properties數(shù)據(jù)集。

圖9.制動(dòng)：卡鉗和輪轂屬性界面

⑥?指定用于計(jì)算制動(dòng)扭矩的線性系數(shù)的選項(xiàng)在較早的版本中存在，仍可用于提供與較早的數(shù)據(jù)集的向后兼容性。但是，如果選擇線性選項(xiàng)，則將忽略所有熱效應(yīng)。

復(fù)選框以設(shè)置制動(dòng)器的壓力/體積關(guān)系。選中此框后，將顯示更多控件，可用于以體積流量指定執(zhí)行器動(dòng)態(tài)（圖10）.

圖10.涉及壓力/體積關(guān)系的控件

該復(fù)選框顯示與制動(dòng)模型的熱部分無(wú)關(guān)的信息?，F(xiàn)在可以在“制動(dòng)系統(tǒng)”界面上選擇通過(guò)“制動(dòng)器：基于卡尺壓力與體積”庫(kù)使用基于體積的執(zhí)行器動(dòng)力學(xué)模型。⑦設(shè)置為將卡尺壓力指定為卡尺體積的可配置函數(shù)。下拉控件指定函數(shù)應(yīng)使用線性系數(shù)（關(guān)鍵字= PBK_CALIPER_COFFICIENT），還是藍(lán)色鏈接至Brakes：Caliper Volume vs. Pressure數(shù)據(jù)集。⑧此處設(shè)置液壓阻力的復(fù)選框。選中后，將顯示⑨字段。還可以在“Brakes: CaliperVolume vs. Pressure制動(dòng)：卡尺體積與壓力”界面上設(shè)置有效液壓阻力。如果在兩個(gè)位置均設(shè)置，則此界面⑨（字段）中的值將覆蓋鏈接數(shù)據(jù)集的值。⑨有效阻力（關(guān)鍵字= BK_HYD_RES）。制動(dòng)鉗的液壓阻力，在上一小節(jié)“Brakes: Caliper Volume vs. Pressure制動(dòng)：制動(dòng)鉗體積與壓力庫(kù)”中進(jìn)行了描述。

替換掉部分制動(dòng)系統(tǒng)

制動(dòng)系統(tǒng)的I/O變量

表2列出了制動(dòng)系統(tǒng)頂層控制和軸1上的兩個(gè)車(chē)輪的導(dǎo)入變量。請(qǐng)注意，基于車(chē)輪的變量具有后綴_L1或_R1。所有車(chē)軸都存在類(lèi)似的變量，后綴最多等于車(chē)輛上的車(chē)軸數(shù)量（L2，R2，L3等）。表3列出了制動(dòng)系統(tǒng)控制器和軸1的輸出變量。參考圖2的流程圖（以及在圖3所示的界面上），每個(gè)車(chē)輪的壓力變量可從四個(gè)位置獲得:1.輸入（在主缸之后）；替換，導(dǎo)出Pbk_Con和導(dǎo)入IMP_PLIN_L12.傳遞（在比例閥之后）；替換，導(dǎo)出PbkD_L1并導(dǎo)入IMP_PDEL_L13.受控（在可選控制器之后）；替換，導(dǎo)出Pctl_L1和導(dǎo)入IMP_PCTL_L14.執(zhí)行器（執(zhí)行器動(dòng)態(tài)后）；替換，導(dǎo)出PbkCh_L1和導(dǎo)入IMP_PBK_L1

表2.頂級(jí)制動(dòng)系統(tǒng)和車(chē)軸1的輸入

表3.可用于導(dǎo)出的輸出變量

使用外部ABS控制器：A型和B型

2017年之前的CarSim版本具有“動(dòng)態(tài)制動(dòng)”選項(xiàng)，其中包括帶助力器的踏板力輸入，用于處理執(zhí)行器動(dòng)力學(xué)的體積/壓力方法以及熱效應(yīng)。它支持兩個(gè)用于鏈接到外部ABS控制器的選項(xiàng)：A型和B型。A型在比例閥之前裝有控制器，B型在比例閥之后裝有控制器。要為軸1創(chuàng)建A型控制器，將主缸壓力Pbk_Con導(dǎo)出到Simulink，并以替換模式導(dǎo)入輸出壓力IMP_PDEL_L1和IMP_PDEL_R1。要為軸1創(chuàng)建B型控制器，將輸出壓力PbkD_L1和PbkD_R1導(dǎo)出到Simulink，并使用REPLACE模式導(dǎo)入受控壓力IMP_PCTL_L1和IMP_PCTL_R1。

（歡迎申請(qǐng)加入智能駕駛交流學(xué)習(xí)群，加小編微信號(hào)zhijiashexiaoming）