汽车ABS制动过程的道路识别.pdf

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1、华南理工大学学报（自然科学版）第34卷第4期JournalofSouthChinaUniversityofTechnologyVol.34No.42006年4月（NaturalScienceEdition）April2006文章编号：1000-565X（2006）04-0024-04*汽车ABS制动过程的道路识别1222李熙亚吴诰珪廖俊周全（1.东莞理工学院机械学院，广东东莞523106；2.华南理工大学汽车工程学院，广东广州510640）摘要：汽车ABS控制的效果与道路识别有着重要关系，在制动过程中实时对各轮胎所附着

2、道路的附着系数进行识别，可及时地调整制动力，提高道路的附着利用率和制动效能，使汽车ABS控制更加合理.文中通过试验获得了ABS制动过程轮缸的可等效压力函数，由储气缸压力和轮缸压力控制阀开关信号的时间历程，推导出各轮的滑移率，进而得出附着系数，实现了道路识别.道路试验检测验证了该方法的可行性.关键词：防抱制动系统；道路识别；附着系数；滑移率+中图分类号：U463.526文献标识码：AABS系统的控制效果主要取决于该系统的控制心是在汽车紧急制动时充分利用地面附着系数而获策略和控制算法.目前大多数都采用了基于最佳滑得较高的地

3、面制动力，缩短汽车的制动距离，并保持移率为目标的控制方法.在实际的研究过程中，由于汽车制动时有较好的方向操纵性.逻辑门限控制方法具有结构简单、成本较低等特点，汽车制动时的附着系数!与制动时滑移率!所以得到了较为广泛的应用.目前大多数的ABS系有很密切的关系，道路附着系数与制动时车轮滑移［3］统都是用一个固定的、人为设定的最佳滑移率作为率关系曲线如图1所示.当滑移率小于峰值附着控制目标参量，并以此为根据将车轮的实际滑移率系数对应滑移率时，此时加大制动力矩，增大滑移率与之对比来确定出车辆的稳定区域和非稳定区域，可使附着系数

4、增大；反之，当滑移率大于峰值附着系没有考虑到道路状况对目标滑移率、车轮速度及角数对应滑移率时，减小制动力矩，降低滑移率，可增加速度等参量变化的影响.所以现有的很多控制算加附着系数.当滑移率大于峰值区后，随着滑移率增法无法实现对车辆进行精确的、实时的控制.而要从大，附着系数较快减小，车轮减速度增大.即使车轮根本上改变这一状况的关键，便是要能够对车轮所制动力矩不变，由于附着系数进一步减小，也将导致处的路面进行实时的监测和识别，根据路面状况采车轮较快抱死.因此滑移率范围应控制在附着系数用不同的控制门限值并采取不同的控制算法和

5、控制峰值附近对应的滑移率区间.低门限点应处于附着［1-2］逻辑.系数峰值点左侧，高门限点应较靠近峰值右侧点.以充分利用附着系数，并防止车轮进入不稳定的制动1问题的提出［4］状态.汽车防抱制动系统（Anti-IockBrakingSystem，对比不同道路的纵、侧向附着系数曲线，可知：简称ABS）是根据不同滑移率下所对应的轮胎-地1）低附着道路比高附着道路!"!曲线平坦，说面的附着特性来调节制动力的汽车制动系统，其核明低附着道路附着峰值区对应的滑移率范围大于高附着道路曲线的范围.前者约为0.20~0.40，后者约为0.1

6、0~0.20.收稿日期：2005-03-172）反映轮胎转向操纵能力的侧向附着系数在*基金项目：广州科技资助项目（2002c1390141）滑移率0.15~0.35的范围内也处于较高水平，表明作者简介：李熙亚（1967-），女，副教授，主要从事汽车制制动时车轮能承受一定横向作用力，具备转向能力.动性能研究.E-maiI：sea_r@tom.com第4期李熙亚等：汽车ABS制动过程的道路识别25可见车轮地面制动力Fbi由轮缸压力函数P（it）和车轮角减速度决定.2.2滑移率Si的确定通常ABS仅装备车轮转速传感器，只能获

7、得轮周速"iR，不考虑空气阻力和滚动阻力，制动时整车［5］平移速度1可以从下式获得，从而可以确定车轮［6-7］滑移率Si.c1m=Fbi（4）cttc1图l附着系数-滑移率曲线1=10-ct（5）0ctFig.lThecurveofachesioncoefficientversussliprate1-"iRSi=（6）由上述分析，ABS的主要控制参数为滑移率，而1不同路面!-S曲线不同，控制门限值也应不同.因2.3道路附着系数的确定此，要优化ABS控制首先必须判明控制的车轮于路面摩擦副附着系数!及相应的滑移率S，即进行

8、道路识别.2制动过程道路识别2.l车轮制动的地面制动力以四轮可进行独立调节的ABS系统为例，如图2所示单轮模型，一般紧急制动时滚动阻力只有地面制动力的几十分之一，因此不计滚动阻力影响，只考虑轮缸压力P（it）产生的制动力矩Mbi和地面制动力（附着力）Fbi对车轮系统的作用.单车轮系统的转动惯量为Ji，其角速度为"i，车轮半径为R，