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
汽車在直線行駛過(guò)程中施加緊急制動(dòng),制動(dòng)過(guò)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(guò)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。
2.1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(méi)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(lái)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(guò)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(guò)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(lái)進(jìn)行計(jì)算更新斜率。
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):
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作者簡(jiǎn)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。