馮亞朋廣州城建職業(yè)學(xué)院

ABS的車速估算方案設(shè)計(jì)

馮亞朋
廣州城建職業(yè)學(xué)院

摘要：ABS控制中的滑移率準(zhǔn)確性取決于車速估算，本文在分析最大輪速法、斜率法、斜率動(dòng)態(tài)更新法車速估算方法后，提出了一種新的車速估算方案。

關(guān)鍵詞：ABS車算估算；動(dòng)態(tài)更新斜率

1.汽車制動(dòng)過程分析

汽車在直線行駛過程中施加緊急制動(dòng)，制動(dòng)過程可以分為兩個(gè)階段：第一階段為制動(dòng)踏板空行程消除和制動(dòng)管路壓力初始建立階段，在此階段由于制動(dòng)器制動(dòng)力矩較小，地面制動(dòng)力也較小，導(dǎo)致車輪減速度較小和車身減速度較小，車輪滑移率值維持在較小范圍內(nèi)，但車輪減速度和車身減速度處于漸增過程中；第二階段為制動(dòng)管路壓力達(dá)到工作壓力，由于制動(dòng)器制動(dòng)力矩和地面制動(dòng)力都較大，導(dǎo)致車身速度快速下降，地面制動(dòng)力穩(wěn)定，使得車身減速度變化較小。在兩階段分界點(diǎn)處，車輪減速度發(fā)生突變，而后車身速度幾乎按直線規(guī)律減小。

2.車速估算方案設(shè)計(jì)

2.1第一階段車速估算方案設(shè)計(jì)

第一階段時(shí)間很短，而在此期間ABS還沒觸發(fā)滑移率門限值，所以在從制動(dòng)開始到第一次觸發(fā)滑移率門限值期間的車速估算為：

式中，v0為初始車速，當(dāng)?shù)玫街苿?dòng)信號(hào)時(shí)四個(gè)車輪的輪速傳感器開始采集輪速，并取最大值作為初始車速；a為經(jīng)驗(yàn)值，不同的路面取值不同，所以在ABS第一次觸發(fā)滑移率門限值前需要針對(duì)路面進(jìn)行識(shí)別，并進(jìn)對(duì)a進(jìn)行賦值。此階段為由觸發(fā)制動(dòng)信號(hào)開始增壓到觸發(fā)角減速度進(jìn)入保壓期間，車輪在觸發(fā)角減速度門限值到保壓這段期間的滑移率計(jì)算中，車速用到最大輪速，雖然會(huì)造成滑移率的計(jì)算誤差比較大，但各輪的滑移率會(huì)小于實(shí)際值，所以此時(shí)ABS控制邏輯依然會(huì)進(jìn)入保壓狀態(tài)，一旦進(jìn)入保壓狀態(tài)便可以根據(jù)從增壓到保壓的時(shí)間來進(jìn)行第一次路面識(shí)別，并賦予a值。

從第一次增壓進(jìn)入第一次保壓的時(shí)間，在高附著路面和低附著路面，雖然都能觸發(fā)保壓的門限值，但時(shí)間上差別比較大，當(dāng)從制動(dòng)開始到某個(gè)輪觸發(fā)保壓門限值時(shí)，記錄這個(gè)時(shí)間，通過讀取實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行第一次路面識(shí)別，并對(duì)a進(jìn)行賦值，并對(duì)滑移率門限值賦值。

表1-1和1-2是在不同系數(shù)附著路面上仿真得到前后輪由增壓到第一次保壓的時(shí)間。

表1-1后輪制動(dòng)開始到第一次保壓的時(shí)間

表1-2前輪制動(dòng)開始到第一次保壓的時(shí)間

整車仿真結(jié)果顯示，后輪先觸發(fā)保壓，所以后輪可作為路面識(shí)別參考輪，前輪輪速大，其可作為最大輪速法參考車速。

2.2第二階段車速估算方案設(shè)計(jì)

在第二階段，采用動(dòng)態(tài)更新法估算車速[1,2]，ABS控制制動(dòng)過程中會(huì)出現(xiàn)輪速峰值，根據(jù)前后輪的車速峰值的最大值計(jì)算a，并根據(jù)相鄰的兩個(gè)峰值實(shí)時(shí)更新a。從仿真結(jié)果可以看出輪速峰值每次出現(xiàn)在梯度增壓區(qū)間，所以可以在此區(qū)間進(jìn)行輪速的峰值并進(jìn)行捕捉來進(jìn)行計(jì)算更新斜率。

3.車速估算方案流程圖

綜上分析，ABS車算估算方案流程圖如下圖所示。

圖1　車速估算方案流程圖

參考文獻(xiàn)：

[1]邊明遠(yuǎn).汽車防滑控制系統(tǒng)(ABS/ASR)道路識(shí)別技術(shù)及車身速度算法研究[D].北京:北京理工大學(xué)學(xué)位論文，2003.

[2]李臻.汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)中的統(tǒng)一車速估計(jì)方法的研究[D].吉林:吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文，2007.

作者簡介：馮亞朋（1987-），華南理工大學(xué)碩士學(xué)位，研究領(lǐng)域，新能源汽車。