Ин таҳқиқот барои ҳамоҳанг кардани тормозкунии регенеративӣ, тормозкунии гидравликӣ ва вазифаи ABS дар як низом дар нақлиёти барқии дорои муҳаррикҳои дохили чарх стратегияи нави тормозкунии таркибии электро-гидравликиро таҳия мекунад. Муҳаққиқон вазифаи фаъоли коҳиши фишорро аз воҳиди анъанавии идоракунии гидравликӣ хориҷ карда, воҳиди нави идоракунии гидравликиеро тарҳрезӣ кардаанд, ки аз ду клапани баландкунандаи фишор, ду сенсори фишор ва ду аккумулятори фишори баланд иборат аст. Дар тормозкунии муқаррарӣ моменти муҳаррик ва моменти гидравликӣ мувофиқи шиддати тормозкунӣ ва суръати нақлиёт тақсим мешаванд; ҳангоми пайдо шудани тамоюли қулфшавии чарх бошад, моменти тормози гидравликӣ доимӣ нигоҳ дошта шуда, танҳо моменти муҳаррик зуд тағйир дода мешавад, то таносуби лағжиш дар минтақаи ҳадафии %13–17 нигоҳ дошта шавад.

Дар симулятсияи муштараки Simulink–AMESim–CarSim барои шиддати пасти тормозкунӣ z=0,2 таносуби барқарорсозии энергия дар 40 km/h %57,9, дар 80 km/h %76,2 ва дар 100 km/h %79,1 ҳисоб шудааст. Барои шиддати миёнаи тормозкунӣ z=0,5 ҳамин арзишҳо %26,3, %37,1 ва %39,3; барои шиддати баланди тормозкунӣ z=0,7 бошад %20,3, %33,5 ва %36,4 мебошанд. Дар муқоисаи ABS дар асфалти тар, идоракунӣ танҳо бо моменти муҳаррик 41,5 kJ энергияро барқарор кардааст, дар ҳоле ки ABS-и анъанавии ҳамоҳангшудаи муҳаррик-гидравликӣ 18,2 kJ барқарор кардааст. Дар навбати худ, низоми ҳамоҳангшуда аз нигоҳи вақти фаъолшавии ABS, вақти нишаст ва аз ҳад гузаштан каме беҳтар натиҷа додааст. Аз ин рӯ, бартарии асосии низоми пешниҳодшуда бартарии мутлақ дар ҳамаи нишондиҳандаҳои иҷро нест, балки ба вуҷуд овардани тавозуни дигар байни барқарорсозии энергия ва устувории тормоз бо танзими лағжиши чарх тавассути моменти муҳаррик бе пайваста каму зиёд кардани моменти гидравликӣ мебошад.

Озмоиши воқеии нақлиёт дар асфалти хушк бо суръати ибтидоии 30 km/h асосан режими тормозкунии софи регенеративии муҳаррикро тасдиқ кардааст. Вақте суръати нақлиёт аз 10 km/h паст шуд, ба тақрибан сифр наздик шудани ҷараёни бозгашт, ки муҳаррик тавлид мекард, мантиқи муҳаққиқонро дастгирӣ кард, ки дар поён аз ин суръат тормози муҳаррик тадриҷан кам карда шуда, ба тормози гидравликӣ гузаронида шавад. Аммо идоракунии софи ABS бо муҳаррик дар сатҳҳои дорои часпиши паст, тормозкунии пурраи таркибии электро-гидравликӣ ва гузаришҳои мураккаби сатҳи роҳ дар нақлиёти воқеӣ ба таври фарогир озмоиш нашудаанд.

Аз нигоҳи Туркия, таҳқиқот меъмории идоракуниеро пешниҳод мекунад, ки дар нақлиёти барқии дорои гардонандаи тақсимшуда, прототипҳои муҳаррики дохили чарх ва низомҳои тормози барқароркунандаи энергия бехатарии тормоз ва истифодаи энергияи регенеративиро якҷоя баррасӣ мекунад. Аммо массаи нақлиёт, иқтидори муҳаррик, низоми гидравликӣ, батарея, муносибати шина-роҳ ва параметрҳои идоракунӣ дар ин таҳқиқот ба платформаи мушаххаси пажӯҳишӣ тааллуқ доранд. Дар татбиқҳои воқеии нақлиётӣ дар Туркия талаботи ECE/гомологатсияи нақлиёт, сатҳҳои маҳаллии роҳ, хусусиятҳои шина, ҳудудҳои моменти муҳаррик, таҷҳизоти гидравликӣ ва талаботи бехатарии функсионалӣ бояд алоҳида тасдиқ шаванд; аз ин таҳқиқот наметавон мустақиман натиҷаи бехатарии тормози истеҳсоли силсилавӣ ё афзоиши муайяни масофаи ҳаракатро баровард.

Масъалаи асосие, ки таҳқиқот ҳал кардан мехоҳад, чист?

Дар тормозкунии нақлиёти барқӣ як талаботи якхелаи сустшавӣ метавонад бо ду механизми физикии гуногун ба вуҷуд оварда шавад. Вақте муҳаррики дохили чарх ҳамчун генератор кор мекунад, як қисми энергияи кинетикии нақлиёт метавонад ба энергияи барқӣ табдил дода шуда, ба батарея баргардонда шавад. Тормози гидравликии соишӣ бошад, энергияи кинетикиро асосан ба гармӣ табдил медиҳад. Аз нигоҳи энергия истифодаи ҳарчи бештари тормози муҳаррик фоидаовар аст; аммо ҳангоми талаботи баланди тормозкунӣ ё часпиши пасти роҳ танҳо моменти регенеративӣ метавонад ҳамаи талаботи тормозкунӣ ва устувории нақлиётро қонеъ накунад.

Масъалаи дувум бо ABS пайдо мешавад. Дар низомҳои анъанавии таркибии электро-гидравликӣ, вақте тамоюли қулфшавии чарх оғоз мешавад, ҳам моменти муҳаррик ва ҳам фишори тормози гидравликӣ тағйир дода мешаванд. Азбаски суръати ҷавоби ду актуатор яксон нест, чунин идоракунии ҳамзамон метавонад ба ларзиши момент, ҳаракатҳои зиёди клапан ва кам шудани миқдори энергияи регенеративӣ оварда расонад.

Муҳаққиқон кӯшиш мекунанд ин масъаларо бо меъмории дигар ҳал кунанд: баъд аз он ки низоми гидравликӣ моменти асосии тормозро таъмин мекунад, дар вақти ABS моменти гидравликӣ то ҳадди имкон доимӣ нигоҳ дошта мешавад ва моменти умумии чарх танҳо тавассути муҳаррики дохили чарх, ки зуд ҷавоб дода метавонад, тағйир дода мешавад ё дар ҳолати зарурӣ моменти муҳаррик ба самти муқобил, яъне ба моменти гардонанда табдил дода мешавад.

Низоми нави тормози электро-гидравликӣ аз кадом ҷузъҳо иборат аст?

Дар Шакли 1 сохтори умумии низом нишон дода шудааст. Ҷузъҳои асосӣ:

• идоракунандаи низоми тормози таркибии электро-гидравликӣ,
• воҳиди идоракунии гидравликӣ (HCU),
• идоракунандаи муҳаррик,
• батареяи қувва,
• тормозҳои дискӣ,
• муҳаррикҳои дохили чарх,
• силиндраи асосии тормоз,
• педали тормоз ва сенсори мавқеи педал,
• сенсорҳои суръати чарх, суръати нақлиёт ва фишори гидравликӣ мебошанд.

Маълумоти мавқеи педали тормоз ба идоракунандаи марказӣ фиристода мешавад. Идоракунанда аввал моменти умумии тормози меҳварҳои пеш ва ақибро, сипас саҳмҳои моменти муҳаррик ва гидравликиро муайян мекунад. Фармон ба идоракунандаи муҳаррик тавассути CAN фиристода мешавад. Моменти тормози гидравликӣ бошад, бо сенсорҳои фишор ва клапанҳои соленоидӣ дар HCU бо бозхӯр идора карда мешавад. Бо истифода аз суръати чархҳо ва суръати нақлиёт таносуби лағжиш ҳисоб мешавад; агар ҳудуди лағжиш гузашта шавад, вазифаи ABS тавассути тағйир додани моменти муҳаррик иҷро мешавад.

HCU-и нав аз воҳиди анъанавии идоракунии гидравликӣ чӣ фарқ дорад?

Шакли 2 сохтори HCU-и анъанавиро, ки аз шумораи зиёди клапанҳои даромад, клапанҳои баромад, насосҳо ва аккумуляторҳо иборат аст, нишон медиҳад; Шакли 3 бошад, низоми содатареро, ки дар таҳқиқот пешниҳод шудааст, нишон медиҳад.

Ҷузъҳои асосӣ дар HCU-и нав:

Ҳангоми тормозкунии софи регенеративии муҳаррик клапани баландкунандаи фишор баста нигоҳ дошта мешавад. Моеъи тормозе, ки аз силиндраи асосӣ меояд, ба аккумулятори фишори баланд равона мешавад ва ҳадаф он аст, ки моменти тормози гидравликӣ дар силиндраи чарх ба сифр наздик нигоҳ дошта шавад.

Дар режими тормозкунии таркибии электро-гидравликӣ клапан кушода мешавад; моеъи тормоз ба силиндраи чарх мерасад ва моменти асосии тормози гидравликиро ба вуҷуд меорад. Қисми боқимондаи моменти умумии лозимаи тормозро муҳаррики дохили чарх таъмин мекунад.

Агар моменти муҳаррик нокифоя бошад ё муҳаррик вайрон шавад, моеъи фишори баланд дар аккумулятор метавонад ба силиндраи чарх интиқол дода шавад. Манба ин вазифаро ҳамчун унсуре арзёбӣ мекунад, ки дар низоми тормоз зиёдатии функсионалӣ таъмин мекунад.

Чаро ҳангоми ABS моменти гидравликӣ доимӣ нигоҳ дошта мешавад?

Хусусияти фарқкунандаи HCU-и пешниҳодшуда он аст, ки ҳангоми ABS моменти тормози гидравликӣ мисли ABS-и классикӣ пайваста кам ва боз зиёд карда намешавад. Вақте чарх ба қулфшавӣ оғоз мекунад, клапани баландкунандаи фишор баста мешавад ва моменти мавҷудаи гидравликӣ нигоҳ дошта мешавад.

Агар кам кардани моменти умумии тормози чарх лозим бошад, моменти манфии регенеративии муҳаррик кам карда мешавад; агар ислоҳи калонтар лозим шавад, моменти муҳаррик метавонад муваққатан ба самти баръакс, яъне ба самти моменти гардонанда дода шавад. Ҳамин тавр, ҷамъбасти моменти доимии гидравликӣ ва моменти зудтағйирёбандаи муҳаррик моменти лозимаи чархро ба вуҷуд меорад.

Ҳадафи ин равиш истифода бурдани ҷавоби тези моменти муҳаррик ва ҳамзамон то андозае ҷудо кардани динамикаи нисбатан сусти клапан-фишори низоми гидравликӣ аз даври ABS мебошад.

Низоми гидравликӣ чӣ гуна моделсозӣ шудааст?

HCU-и нав бо истифода аз китобхонаҳои гидравликӣ, механикӣ ва сигналии AMESim моделсозӣ шудааст. Низом ба силиндраи асосии тормози тандемӣ асос ёфтааст.

Барои поршени силиндраи ақиб, вақте холигӣ мавҷуд аст, муодилаи ҳаракат:

\[ m_1\frac{d^2x_1}{dt^2} = -F_b+F_{y1}+F_{s1}+F_{d1} \]

барои поршени силиндраи пеш:

\[ m_2\frac{d^2x_2}{dt^2} = F_{s3}+F_{y2}-F_{s1}-F_{d1} \]

дода шудааст. Қувваҳои пружина ва демпфинг байни поршенҳо:

\[ F_{s1}=(x_1-x_2+G_1)k_1 \]

\[ F_{d1}= \left( \frac{dx_1}{dt}-\frac{dx_2}{dt} \right)f_1 \]

ҳисоб мешаванд.

Ҷараёни моеъи тормоз аз камераҳои пеш ва ақиб бошад:

\[ q_1=A_1\frac{dx_1}{dt} \]

\[ q_2=A_2\frac{dx_2}{dt} \]

мебошад.

Модели физикии клапани соленоидӣ чӣ гуна сохта шудааст?

Барои клапани соленоидии дуҳолата ва дураҳа ҳаракати ғалтаки клапан аз рӯйи қувваи электромагнитӣ, қувваи пружина ва қувваи гидравликӣ моделсозӣ шудааст:

\[ m\frac{d^2x}{dt^2} = F_{magn}+F_{spring}+F_{hyd}+F_k \]

Манба соиш ва дигар қувваҳои хурдро нисбат ба се қувваи аввал хурд ҳисобида, дар таҳлили минбаъда нодида мегирад.

Қувваи электромагнитӣ:

\[ F_{magn} = \frac{\phi^2} {2\mu_0A_{armature}} \]

ва ҷараёни магнитӣ:

\[ \phi= \frac{I N}{R_{total}} \]

ифода шудаанд.

Қувваи фишори гидравликӣ, ки аз фарқи фишор дар ду тарафи клапан ба вуҷуд меояд:

\[ F_{yeyali}=\Delta P A \]

ва қувваи гузарои ҷараён:

\[ F_{transient} = \rho L\frac{dQ}{dt} \]

моделсозӣ шудаанд.

Дебити моеъ аз сӯрохи клапан:

\[ Q=C_dA(x) \sqrt{ \frac{2\Delta P}{\rho} } \]

ҳисоб карда мешавад. Дар Шакли 5 нишон дода мешавад, ки ҳангоми хурд будани кушодагии клапан дебит бо кушодагӣ меафзояд, аммо баъд аз арзиши критикии \(x_{lim}\) аз сабаби маҳдудкунанда шудани буриши орифис дебит ба плато мерасад.

Фишори HCU то чӣ андоза дақиқ идора карда шуд?

Натиҷаҳои AMESim ва баъдан санҷиши физикии гидравликӣ нишон доданд, ки duty cycle-и PWM-и клапан суръати афзоиши фишорро тағйир медиҳад. Муҳаққиқон баъд аз муқоисаи duty cycle-ҳои гуногун рафтори пайгирии фишори ҳадафро дар duty cycle-и %84 мувофиқ донистанд.

Дар Шакли 27 duty cycle-ҳои 0, %20, %40, %60, %80, %84 ва %88 муқоиса мешаванд. Дар Шакли 28 нишон дода мешавад, ки дар duty cycle-и %84 фишори воқеии силиндраи чарх тағйироти зинавии фишори ҳадафро пайгирӣ мекунад.

Чаро тақсимоти идеалии қувваи тормоз истифода мешавад?

Ҳангоми тормозкунӣ вазн ба меҳвари пеш мегузарад, бинобар ин барои он ки чархҳои пеш ва ақиб ҳамзамон ба ҳадди часпиши роҳ расанд, қувваҳои тормоз бояд бо таносубҳои мувофиқ тақсим шаванд. Муҳаққиқон ин робитаро тавассути каҷи идеалии тақсимоти қувваи тормоз, яъне каҷи I истифода мебаранд.

Барои шарти ҳамзамон қулф шудани қувваҳои тормози пеш ва ақиб, робитаи асосии дар манба додашуда:

\[ F_{\mu2} = \frac{1}{2} \left[ \frac{G}{h_g} \sqrt{ d^2+\frac{4h_gL}{G}F_{\mu1} } - \left( \frac{Gd}{h_g}+2F_{\mu1} \right) \right] \]

мебошад.

Коэффитсиенти тақсимоти қувваи тормоз:

\[ \beta= \frac{F_{\mu1}}{F_\mu} \]

таъриф шудааст.

Се режими асосии тормозкунӣ чӣ гуна интихоб мешаванд?

Идоракунанда яке аз се режими асосиро тавассути шиддати ҳадафии тормозкунӣ \(z\), ҳудуди \(z_0\) ва суръати нақлиёт \(v\) интихоб мекунад. Арзиши ададии \(z_0\) дар манба дода нашудааст.

Режими тормозкунии софи регенеративии муҳаррик чӣ гуна кор мекунад?

Ҳангоми \(z<z_0\) ва \(v>10\) km/h талаби тормозкунӣ пурра аз ҷониби муҳаррикҳои дохили чарх таъмин мешавад. Моментҳои муҳаррики меҳварҳои пеш ва ақиб мувофиқи каҷи I чунин ҳисоб мешаванд:

\[ T_{m\_req\_fl} = -\frac{mzgr}{2L}(d+zh_g) \]

\[ T_{m\_req\_rl} = -\frac{mzgr}{2L}(c-zh_g) \]

ҳисоб мешаванд.

Дар ин режим, азбаски клапани HCU баста аст, моменти гидравликӣ сифр мебошад ва ҳадафи асосӣ баргардонидани ҳарчи бештари энергияи кинетикӣ ба батарея аст.

Дар тормозкунии таркибии электро-гидравликӣ момент чӣ гуна тақсим мешавад?

Ҳангоми \(z\geq z_0\) ва \(v>10\) km/h бо сабаби талаботи баландтари тормозкунӣ муҳаррик ва низоми гидравликӣ якҷоя истифода мешаванд. Дар стратегияи манба моменти муҳаррик ва гидравликӣ дар оғоз баробар тақсим мешаванд:

\[ T_{m\_req\_fl} = T_{h\_req\_fl} = -\frac{mzgr}{4L}(d+zh_g) \]

\[ T_{m\_req\_rl} = T_{h\_req\_rl} = -\frac{mzgr}{4L}(c-zh_g) \]

Ин тақсимот махсусан ҳангоми фаъол шудани ABS барои моменти муҳаррик фазои идоракуниро нигоҳ медорад, то моменти умумии тормозро ба самти кам ё зиёд танзим кунад.

Таносуби лағжиши чарх чӣ гуна ҳисоб мешавад?

Таносуби лағжиш:

\[ s= \frac{v-r_r\omega}{v} \times100\% \]

таъриф шудааст. Дар ин ҷо \(v\) суръати нақлиёт, \(r_r\) радиуси ғелиши чарх ва \(\omega\) суръати кунҷии чарх аст.

Таҳқиқот бо такя ба он ки максимуми каҷи часпиши шина-роҳ одатан дар минтақаи лағжиши %10–20 ҷойгир аст, диапазони ҳадафии лағжишро %13–17 интихоб кардааст.

Идоракунандаи PID моменти муҳаррикро чӣ гуна танзим мекунад?

Ҳангоми ABS хатои байни таносуби воқеии лағжиш ва таносуби ҳадафӣ ба идоракунандаи PID дода мешавад. Моменти ислоҳие, ки PID тавлид мекунад, бо моменти асосии муҳаррик, ки бо истифода аз сустшавии ченшудаи нақлиёт ва моменти воқеии гидравликӣ ҳисоб шудааст, якҷоя мешавад.

Моментҳои асосии муҳаррики пеш ва ақиб дар манба чунин таъриф шудаанд:

\[ T_{m\_basic\_front} = \frac{m\dot vr}{2L} \left( d-\frac{\dot v}{g}h_g \right) - T_{h\_real\_front} \]

\[ T_{m\_basic\_rear} = \frac{m\dot vr}{2L} \left( c+\frac{\dot v}{g}h_g \right) - T_{h\_real\_rear} \]

таъриф шудаанд.

Ҳангоми тағйир додани моменти гидравликӣ идоракунии ABS-и муҳаррик муваққатан хомӯш мешавад; баъди анҷоми танзими гидравликӣ боз фаъол мегардад. Муҳаққиқон ин мантиқро барои пешгирӣ аз он истифода мебаранд, ки ду актуатор бар зидди ҳамдигар кор кунанд.

Натиҷаҳои асосие, ки таҳқиқот дастгирӣ мекунад

• Дар шиддати пасти тормозкунӣ тормозкунии софи регенеративии муҳаррик таносубҳои баланди барқарорсозии энергияро таъмин кардааст.
• Таносуби барқарорсозии энергия дар ҳар се шиддати тормозкунӣ бо зиёд шудани суръати ибтидоӣ афзоиш ёфтааст.
• Бо зиёд шудани шиддати тормозкунӣ саҳми тормози гидравликӣ афзуда, таносуби барқарорсозӣ коҳиш ёфтааст.
• Дар симулятсияҳои часпиши паст, бо доимӣ нигоҳ доштани моменти гидравликӣ ва танҳо тағйир додани моменти муҳаррик таносуби лағжиш дар наздикии минтақаи ҳадаф идора карда шудааст.
• ABS-и софи моменти муҳаррик дар сенарияи асфалти тар нисбат ба ABS-и анъанавии ҳамоҳангшуда бештар энергия барқарор кардааст.
• ABS-и анъанавии ҳамоҳангшуда дар баъзе меъёрҳои ҷавоби гузаро аз идоракунии софи муҳаррик каме беҳтар боқӣ мондааст.
• Duty cycle-и %84-и клапани HCU дар озмоиши физикии гидравликӣ фишори ҳадафии силиндраи чархро мувофиқ пайгирӣ кардааст.
• Дар озмоиши воқеии нақлиёт дар асфалти хушк аз 30 km/h, вақте суръат аз 10 km/h паст шуд, ба тақрибан сифр расидани ҷараёни генератори муҳаррик мантиқи гузариши суръати пастро дастгирӣ кард.

Натиҷаҳое, ки таҳқиқот нишон надодааст

• Бехатарии ABS-и софи моменти муҳаррик дар ҳамаи сатҳҳои воқеии роҳ бо озмоишҳои физикии нақлиёт нишон дода нашудааст.
• Тасдиқи ABS-и нақлиёти воқеӣ дар барф, ях ё асфалти тар бо часпиши паст анҷом дода нашудааст.
• Тормозкунии пурраи таркибии электро-гидравликӣ дар нақлиёти воқеӣ дар ҳамаи шароити симулятсионӣ тасдиқ нашудааст.
• Таҳқиқот натиҷаи сертификатсияи бехатарии функсионалии нақлиёти тиҷоратӣ ё гомологатсияро пешниҳод намекунад.
• Афзоиши барқарорсозии энергия ба афзоиши масофаи ҳаракат дар сикли воқеии ронандагӣ табдил дода нашудааст.
• Таҷрибавӣ нишон дода нашудааст, ки дар муҳаррикҳои дохили чархи пуриқтидортар ҳамон иҷрои идоракунӣ нигоҳ дошта мешавад.
• Фарсудашавии дарозмуддат, ифлосшавӣ, сиклҳои ҳароратӣ ва устувории истеҳсоли силсилавии HCU-и нав арзёбӣ нашудаанд.

Усул ва натиҷаҳои таҳқиқот

Платформаи муштараки Simulink–AMESim–CarSim

Тасдиқи ададии стратегияи идоракунӣ бо истифодаи якҷояи се муҳити гуногун анҷом дода шудааст:

Мубодилаи маълумот байни Simulink ва AMESim/CarSim тавассути интерфейсҳои S-function анҷом дода шудааст. Ҳамин тавр фармонҳои идоракунанда ба моделҳои зернизомҳои физикӣ фиристода шуда, сигналҳои гирифташуда аз сенсорҳои нақлиёт ва низом боз ба модели идоракунӣ баргардонда шудаанд.

Параметрҳои нақлиёт, ки дар манба дода шудаанд

Эзоҳи дохилии манба: Пойгоҳи чархҳо дар Ҷадвали 1-и манба ба таври возеҳ “2400 m” навишта шудааст. Verianla ин арзишро бо тахмин ба “2400 mm” ё “2,4 m” иваз намекунад; номутобиқатии воҳид дар манба намоён нигоҳ дошта шудааст.

Симулятсияҳои тормозкунии муқаррарӣ чӣ гуна ташкил шуданд?

Муҳаққиқон се шиддати тормозкуниро муайян карданд:

• Паст: z = 0,2
• Миёна: z = 0,5
• Баланд: z = 0,7

Ҳар як шиддати тормозкунӣ дар суръатҳои ибтидоии 40, 80 ва 100 km/h арзёбӣ шудааст. Таносуби барқарорсозии энергия:

\[ \eta= \frac{E_r}{E_0} \times100\% \]

ҳисоб шудааст. \(E_r\) энергияи барқароршаванда/барқароршуда ва \(E_0\) энергияи умумии кинетикии ҳангоми тормозкунӣ сарфшуда мебошад.

Дар тормозкунии шиддати паст чӣ рӯй дод?

Дар шароити z=0,2 то вақте ки суръати нақлиёт аз 10 km/h боло буд, тамоми моменти тормоз аз ҷониби муҳаррикҳои дохили чарх таъмин шуд. Моменти гидравликӣ сифр нигоҳ дошта шуд ва вақте суръати нақлиёт аз 10 km/h паст шуд, тормози гидравликӣ фаъол гардид.

Дар манба нишон дода шудааст, ки сустшавӣ тақрибан дар сатҳи −0,2g нигоҳ дошта шуда, гузариши муҳаррик–гидравликӣ танаффуси назарраси сустшавиро ба вуҷуд наовардааст.

Натиҷаҳои тормозкунии шиддати миёна

Дар шароити z=0,5 моменти муҳаррик ва гидравликӣ якҷоя истифода шуда, сустшавии ҳадаф тақрибан −0,5g буд.

Азбаски тормози гидравликӣ энергияро барқарор карда наметавонад, дар ҳамон суръатҳои ибтидоӣ нисбат ба шароити z=0,2 афзоиши SOC-и батарея ва таносуби барқарорсозии энергия пасттар буд.

Натиҷаҳои тормозкунии шиддати баланд

Дар шароити z=0,7 сустшавии ҳадаф тақрибан дар −0,7g нигоҳ дошта шуда, низоми тормози таркибии электро-гидравликӣ истифода шудааст.

Дар баландтарин шиддати тормозкунӣ муҳаррик ҳанӯз дар барқарорсозии энергия иштирок кардааст, аммо аз сабаби зиёд шудани саҳми тормози гидравликӣ таносуби барқарорсозӣ нисбат ба шароити шиддати миёна ва паст камтар мондааст.

Омори симулятсияҳои такрорӣ

Манба аз се симулятсияи такрорӣ каҷравиҳои стандартӣ ва фосилаҳои эътимодии %95-ро барои энергияи барқароршуда гузориш медиҳад. Барои шароити шиддати паст дар 100 km/h миёнаи барқарорсозӣ %79,1, каҷравии стандартӣ %0,9 ва фосилаи эътимодии %95 барои энергияи барқароршуда 404,5–407,3 kJ мебошад.

Аммо дар ҳоле ки матни манба ибораи “хатои миёнаи мутлақи лағжиш аз %1,5 паст” -ро истифода мекунад, дар Ҷадвали 5 барои z=0,7 дар 40 km/h %1,6 ва дар 100 km/h %1,7 мавҷуд аст. Аз ин рӯ, натиҷаи содиқтар ба манба ин аст, ки дар нӯҳ шароити ҷадвал хатои миёнаи мутлақи лағжиш байни %1,0 ва %1,7 буд; ҷумлаи “аз %1,5 паст” дар матни манба бо ҷадвал пурра мувофиқат намекунад.

ABS дар симулятсияи барфи фишурда чӣ кард?

Барои роҳи дорои часпиши паст коэффитсиенти часпиш \(\mu=0,2\), суръати ибтидоӣ 70 km/h ва шиддати ҳадафии тормозкунӣ z=0,5 интихоб шуд.

Дар Шакли 21 нишон дода шудааст, ки ҳангоми оғози қулфшавии чарх моменти гидравликӣ тақрибан доимӣ мемонад ва моменти муҳаррик бо басомади баланд тағйир дода шуда, таносуби лағжиши чархи пеши чап тақрибан дар %13 нигоҳ дошта мешавад.

Манба мегӯяд, ки дар марҳилаи аввал дар ин шароит муҳаррик тақрибан −350 N·m моменти регенеративӣ тавлид кардааст. Вақте моменти гидравликӣ ба сатҳи ҳудудӣ мерасад, клапан баста мешавад ва тамоми ислоҳи ABS тавассути муҳаррик иҷро мегардад.

Номутобиқатии муҳими дохилии манба: Шарҳи кӯтоҳи пеш аз Шакли 21 сустшавиро тақрибан “−2g” менависад. Параграфи муфассали ҳамон саҳифа бошад, барои \(\mu=0,2\) тақрибан −2 m/s² медиҳад. Verianla яке аз ин ду ибораро хомӯшона бо дигараш иваз намекунад.

Идоракунии лағжиш дар часпиши пасти тағйирёбанда

Дар симулятсияе, ки коэффитсиенти часпиши роҳ байни 0,2 ва 0,3 пайваста тағйир дода шуд, таносуби лағжиш танҳо бо идоракунии моменти муҳаррик тақрибан дар %14 нигоҳ дошта шуд. Муҳаққиқон инро ҳамчун нишондиҳандаи устувории стратегия ба тағйироти хурди коэффитсиенти часпиш тафсир мекунанд.

Натиҷаи ABS дар асфалти тар

Дар шароити асфалти тар коэффитсиенти часпиш \(\mu=0,5\), суръати ибтидоӣ 70 km/h ва шиддати ҳадафии тормозкунӣ z=0,8 мебошад. Дар шарҳи Шакли 23 гуфта мешавад, ки таносуби лағжиш тақрибан дар сатҳи %17 танҳо бо моменти муҳаррик идора карда шуда, моменти гидравликӣ доимӣ мондааст.

Дар часпиши тағйирёбандаи асфалти тар низ манба гузориш медиҳад, ки тақрибан %17 таносуби лағжиш нигоҳ дошта шудааст.

ABS-и анъанавӣ бо ABS-и софи муҳаррик чӣ гуна муқоиса шуд?

Таҳқиқот равиши анъанавии ABS-и ҳамоҳангшударо, ки ҳам моменти муҳаррик ва ҳам моменти гидравликиро пайваста тағйир медиҳад, бо стратегияи пешниҳодшудае муқоиса кардааст, ки танҳо моменти муҳаррикро тағйир медиҳад.

Дар муқоисаи асфалти тар, 41,5 kJ энергияи барқароркардаи ABS-и софи муҳаррик аз арзиши 18,2 kJ-и усули ҳамоҳангшуда зиёда аз ду баробар аст. Аммо идоракунии ҳамоҳангшуда фаъолшавии ABS-ро бо 0,22 s каме барвақттар, вақти нишастро бо 0,65 s кӯтоҳтар ва аз ҳад гузаштанро бо %6,5 пасттар нишон додааст.

Аз ин рӯ, натиҷаҳои манба идоракунии софи муҳаррикро “аз ҳар ҷиҳат беҳтар” нишон намедиҳанд. Муомилаи асосӣ аз даст додани андаке иҷрои ҷавоби гузаро дар ивази энергияи бештари регенеративӣ ва ҳаракати камтари клапанҳои гидравликӣ мебошад.

Номутобиқатии дувуми дохилии манба дар таносуби лағжиш: Таҳқиқот минтақаи ҳадафии лағжишро %13–17 таъриф мекунад ва дар матни Шакли 23 барои асфалти тар тақрибан %17 гузориш медиҳад; аммо Ҷадвали 6 дар сутуни софи муҳаррик–асфалти тар таносуби миёнаи лағжишро %19,5 медиҳад. Ин ду натиҷа бояд ҳамчун арзишҳои алоҳидаи манба нигоҳ дошта шаванд.

Озмоиши физикии низоми гидравликӣ

Қобилияти HCU барои расонидани фишори силиндраи чарх ба фишори ҳадаф дар дастгоҳи физикӣ алоҳида санҷида шудааст. Duty cycle-и сигнали идоракунии клапан тағйир дода шуда, ҷавобҳои гуногуни фишор чен карда шудаанд.

Манба рафтори пайгирии ҳадафро дар duty cycle-и %84 мувофиқ мешуморад. Дар Шакли 28 рафтори пайгирии ҳадафҳои зинавии тақрибан 20, 30 ва 40 bar аз ҷониби фишори воқеии HCU нишон дода шудааст.

Озмоиши воқеии нақлиёт чиро тасдиқ кард?

Озмоиши воқеии нақлиёт дар асфалти хушк бо суръати ибтидоии 30 km/h анҷом дода шудааст. Дар ин таҷриба асосан режими тормозкунии софи регенеративии муҳаррик арзёбӣ шудааст.

Ҳангоми дар режими гардонанда будани муҳаррик, тибқи таърифи аломати манба, ҷараён манфӣ аст; дар режими генератор/регенеративӣ ҷараён мусбат аст. Пас аз расидани нақлиёт ба 30 km/h тормозкунии регенеративӣ татбиқ шуда, муҳаррик ба ҳолати генератор гузаштааст.

Дар Шаклҳои 32 ва 33 нишон дода шудааст, ки ҳангоми паст шудани суръати нақлиёт аз 10 km/h ҷараёни мусбати бозгашти тавлидшудаи муҳаррик тақрибан ба сифр мерасад. Муҳаққиқон ин натиҷаро ҳамчун асоси таҷрибавии стратегия истифода мебаранд, ки ҳангоми v ≤ 10 km/h тормози муҳаррик тадриҷан кам карда шуда, ба тормози гидравликӣ гузаронида шавад.

Ин таҷриба тасдиқи физикии идоракунии ABS бо часпиши паст дар нақлиёти воқеӣ нест. Бахши хулосаи манба низ ошкоро мегӯяд, ки тасдиқи нақлиёти воқеӣ бо режими тормозкунии регенеративӣ маҳдуд буд ва озмоишҳои тормозкунии таркибӣ ва ABS дар сатҳҳои мураккаб бояд дар оянда анҷом дода шаванд.

Филтре, ки ба сигналҳои нақлиёти воқеӣ татбиқ шуд

Азбаски суръати нақлиёт аз сигналҳои суръати чор чарх ҳисоб мешуд ва дар ҷараёни муҳаррик ларзишҳо вуҷуд доштанд, дар таҳқиқот филтри дараҷаи аввал истифода шуд:

\[ Y_n= \alpha X_n+ (1-\alpha)Y_{n-1} \]

Манба мегӯяд, ки арзишҳои α=0,05, 0,1 ва 0,2 муқоиса шуда, дар таҳлилҳои минбаъда α=0,1 истифода шудааст.

Эзоҳи математикӣ дар бораи баёни дохилии манба: Дар муодила бо калон шудани α вазни ченаки ҷории \(X_n\) мустақиман зиёд мешавад. Бо вуҷуди ин, матни манба менависад, ки α-и калонтар ҳамворкунии бештар ва таъхири бештар ба вуҷуд меорад ва α=0,2 ба таъхири аз ҳад зиёд овардааст. Азбаски муодила ва шарҳи шифоҳӣ дар як самт ба назар намерасанд, Verianla ин қисмро хомӯшона бозтафсир намекунад; танҳо арзиши α=0,1-и интихобшуда дар манба интиқол дода мешавад.

Паёми асосии муҳандисии таҳқиқот чист?

Саҳми асосии таҳқиқот танҳо зиёд кардани моменти тормози регенеративӣ нест. Меъмории пешниҳодшуда низоми тормози гидравликиро аз модулятсияи зуди ABS то андозае ҷудо мекунад ва ислоҳи лағжиши чархро ба ҷавоби тези моменти муҳаррики дохили чарх месупорад. Ҳамин тавр, дар ҳоле ки тормози гидравликӣ моменти асосиро таъмин мекунад, муҳаррики барқӣ ҳам барои регенератсия ва ҳам барои танзими нозуки моменти умумӣ истифода мешавад.

Ин ғоя дар симулятсия аз нигоҳи барқарорсозии энергия натиҷаи қавӣ дод; махсусан дар муқоисаи ABS-и асфалти тар фарқи 41,5 kJ бар зидди 18,2 kJ ҷолиби диққат аст. Бо вуҷуди ин, муҳаққиқон ошкоро эътироф мекунанд, ки тасдиқи физикии нақлиёти воқеӣ ҳанӯз ҳамаи шароити ABS ва тормозкунии таркибиро фаро нагирифтааст. Аз ин рӯ, арзиши ниҳоии усулро баъд аз анҷоми озмоишҳои муҳаррикҳои дохили чархи пуриқтидортар, HIL, стенди тормоз ва таҷрибаҳои воқеии роҳ бо часпиши паст метавон бо эътимоди бештар арзёбӣ кард.

Эзоҳи манба ва усул

Номи пурраи аслии таҳқиқот: Braking Force Coordination Control for In-Wheel Motor Drive Electric Vehicles with Electro-Hydraulic Composite Braking System

Муаллифон ва тартиби онҳо: Huichen Li; Liqiang Jin; Jianhua Li; Feng Xiao; Zhongshu Wang; Guangming Zhang.

Саҳми баробар/муаллифи якуми баробар: Дар манба нишон дода нашудааст.

Муаллифи масъул: Feng Xiao.

Муассисаҳо:
1. School of Vehicle Engineering, Jilin University, Changchun 130025, China.
2. SAIC Motor Corp. Technology Center, Shanghai 201804, China.

Навъи манба: Мақолаи таҳқиқотии тақризшуда. Усул моделсозии математикӣ, симулятсияи муштараки Simulink–AMESim–CarSim, озмоиши физикии HCU ва таҷрибаи маҳдуди нақлиёти воқеиро якҷоя мекунад.

Маҷалла: Vehicles.

Нашриёт: MDPI.

Ҷилд / шумора / рақами мақола: 7 / 4 / 119.

DOI: 10.3390/vehicles7040119

Санаи ирсол: 16 Август 2025.

Санаи бозбинӣ: 28 Сентябр 2025.

Санаи қабул: 13 Октябр 2025.

Санаи нашр: 17 Октябр 2025.

Пайванди расмии нашр: https://www.mdpi.com/2624-8921/7/4/119

Пайванди DOI: https://doi.org/10.3390/vehicles7040119

Иҷозатнома: Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0).

Маблағгузорӣ: Guangxi Science and Technology Major Program, Grant No. Guike AA23062067.

Дастрасии маълумот: Гуфта шудааст, ки маълумотро бо дархости асоснок аз муаллифи масъул гирифтан мумкин аст; бинобар таҳқиқоти идомадошта ба таври оммавӣ дастрас нест.

Бархӯрди манфиатҳо: Қайд шудааст, ки Guangming Zhang корманди SAIC Motor Corp. Technology Center мебошад. Муаллифони дигар изҳор кардаанд, ки робитаи тиҷоратӣ ё молиявие, ки метавонад бархӯрди манфиатҳоро ба вуҷуд орад, вуҷуд надорад.

Саҳми муаллифон: Консептуализатсия Huichen Li ва Liqiang Jin; усул Huichen Li ва Jianhua Li; нармафзор Jianhua Li; тасдиқ Huichen Li, Jianhua Li ва Feng Xiao; таҳлили расмӣ Huichen Li; таҳқиқ Feng Xiao; захираҳо Feng Xiao ва Zhongshu Wang; идоракунии маълумот Feng Xiao ва Guangming Zhang; тарҳи аввал Huichen Li; бозбинӣ ва таҳрир Liqiang Jin ва Zhongshu Wang; визуализатсия Guangming Zhang; машварат Liqiang Jin; идоракунии лоиҳа ва таъмини маблағгузорӣ Feng Xiao анҷом додаанд.

Ҳудуди тасдиқи нақлиёти воқеӣ: Озмоиши физикии нақлиёт асосан бо шароити тормозкунии софи регенеративӣ дар асфалти хушк бо суръати ибтидоии 30 km/h маҳдуд аст. ABS-и софи муҳаррик дар сатҳҳои часпиши паст, ҳамаи режимҳои тормозкунии таркибӣ ва гузаришҳои сатҳи тағйирёбанда дар нақлиёти воқеӣ пурра тасдиқ нашудаанд.

Эзоҳи дохилии манба дар бораи пойгоҳи чархҳо: Ҷадвали 1 арзиши wheel base-ро 2400 ва воҳидро “m” медиҳад. Манба ин ифодаро дар ҷои дигар ошкоро ислоҳ намекунад; Verianla воҳидро бо тахмин тағйир надодааст.

Эзоҳи дохилии манба дар бораи сустшавӣ: Як ҷумла дар атрофи Шакли 21 барои шароити часпиши паст тақрибан −2g сустшавӣ мегӯяд, дар ҳоле ки шарҳи муфассали баъдӣ тақрибан −2 m/s² медиҳад. Азбаски ҳар ду ифода дар як манба ҳастанд, номутобиқатӣ ошкоро зикр шудааст.

Эзоҳи дохилии манба дар бораи хатои лағжиш: Матни пеш аз Ҷадвали 5 мегӯяд, ки хатои миёнаи мутлақи лағжиш аз %1,5 паст мондааст; аммо дар ҳамон ҷадвал барои z=0,7 натиҷаҳои %1,6 ва %1,7 ҳастанд.

Эзоҳи дохилии манба дар бораи таносуби лағжиши ABS: Диапазони ҳадафии лағжиш %13–17 ва арзиши асфалти тар дар шарҳи Шакли 23 тақрибан %17 аст, дар ҳоле ки Ҷадвали 6 дар идоракунии софи муҳаррик барои асфалти тар таносуби миёнаи лағжишро %19,5 медиҳад.

Эзоҳи дохилии манба дар бораи филтр: Байни вазнгузории α дар Муодилаи 26 ва шарҳи шифоҳии таъсири α ба ҳамворкунӣ ва таъхир номутобиқатии намоёни самт вуҷуд дорад. Арзиши α=0,1, ки дар манба истифода шудааст, нигоҳ дошта шудааст ва механизм аз ҷониби Verianla хомӯшона ислоҳ нашудааст.

Ҳудуди мундариҷаи илмӣ: Сохтори HCU, муодилаҳо, режимҳои тормозкунӣ, алгоритми идоракунӣ, таносубҳои барқарорсозии энергия, таносубҳои лағжиш, муқоисаҳои ABS, озмоишҳои гидравликӣ ва натиҷаҳои нақлиёти воқеӣ дар ин мақолаи Verianla танҳо ба таҳқиқоти баррасишуда асос ёфтаанд. Манбаи беруна танҳо барои тасдиқи шахсияти библиографӣ ва мақоми нашри тақризшуда истифода шудааст.

Эзоҳи Verianla Live v0.2: Раванди идоракунии тормоз ва муқоисаҳои барқарорсозии энергия дар ҷадвалҳои намоёни HTML нигоҳ дошта шудаанд. Ба HTML-и мақола Live SVG, JavaScript, inline event handler ё майдони data-vlive-* илова нашудааст. Қабати интерактивии SVG метавонад дар вақти кор аз ҷониби муҳаррики умумии сатҳи сайт verianla-live.js v0.2 эҷод шавад; ҳатто агар JavaScript кор накунад, ҷадвалҳои илмӣ ва натиҷаҳои асосӣ хондашаванда мемонанд.