基于AMESim的汽车ESP液压系统建模.pdf

2009 年 LMS 中国用户大会论文集

基于 AMESim 的汽车 ESP 液压系统建模
李以农 1 米林 2 谢敏松 1
1 重庆大学机械传动国家重点实验室重庆,400044
2 重庆理工大学汽车零部件制造及检测技术教育部重点实验室,重庆 400000

摘要:本文以某 ESP 液压系统为研究对象,分析了 ESP 液压系统结构和详细的工作原理;基于 AMESim 建立
了汽车 ESP 系统液压单元模型、带预压单元的主缸模型和轮缸模型;并依据流体力学相关理论,建立了节流器、液
压控制阀、蓄能器以及回油泵数学模型,为 ESP 液压系统动态性能仿真分析和液压单元设计提供理论依据。

汽车 ESP(Electronic Stability Program)系统,中文名称是汽车电子稳定性控制系统,是目前世
界上最尖端的汽车主动安全系统电子设备。ESP 系统除了具有制动防抱死系统 ABS(Anti-Lock
Braking System)和牵引力控制系统 TCS(Traction Control System)的功能之外,更是一种智能的主
动安全系统。在汽车行驶过程中,ESP 始终监测车的运动状态,尤其是与转向相关的运行状态,一
旦出现不稳定的预兆,ESP 系统便实时予以修正,从而使行车安全性大大提高,驾车人员感觉更灵
活、更快捷、更安全。ESP 使汽车在各种恶劣状况下,都能非常可靠的按照驾驶人员的意图进行控
制,而不会出现摆尾和方向失控等危险状况。
汽车ESP系统主要由电子控制单元(ECU)、传感器和液压系统三部分所组成,其控制品质的好
坏和工作性能的可靠性不仅与ECU的控制逻辑、传感器的作用有关,还与液压系统动态特性密切相
关。汽车ESP液压系统是由多个液压元件组成,各液压元件在ECU的驱动下协同工作,根据汽车的
不同行驶工况对车轮施加相应的液压制动力,实行车辆的主动干预。作为汽车ESP系统的执行机构,
液压系统是一个高速响应系统,各液压控制阀的动态响应均在短时间内完成。因此,对液压系统进
行动态特性研究,了解和掌握液压系统工作过程中动态工作特性和参数变化,以便进一步改进和完
善液压系统,提高液压系统的动态响应特性,提高运动和ECU控制精度以及工作可靠性,是非常必
要的。
在国内,ESP的研究还在起步,涉及到ESP液压系统的研究极少。国内吉林大学利用硬件在环仿
真技术进行了液压系统与控制逻辑的分析[1],国内清华大学、上海交通大学、东南大学等运用Simulink
软件建立了液压系统简化模型进行了相关的研究[2-3]。作为高速响应的液压系统,其动态特性直接影
响着ESP控制精度和工作可靠性,了解和掌握其工作过程中动态特性和参数变化影响,是实现执行
机构的开发的关键,所以开展这方面的研究显得极为必要。

1 AMESim 软件介绍

AMESim是法国IMAGINE SA公司于1995年推出的一种新型的高级建模、仿真及动力学分析软
件。它是一个图形化的开发环境,专用于液压/机械系统的建模、仿真和动态性能分析。面向工程应
用的定位使得AMESim成为在汽车、液压技术、航天工业和航空工业研发部门的理想选择。
多学科领域的交叉、鲁棒性极强的职能求解器、