基于路面識別的復合制動與ABS集成控制策略分析

陳保山

摘 要：隨著信息技術的不斷發(fā)展，在信息技術的加持下機械動力學發(fā)展取得一定的成績。隨著科技的創(chuàng)新發(fā)展，對汽車的安全性以及節(jié)能性能有了一定的提升。本文主要分析的內(nèi)容是復合制動與ABS控制的集成控制在路面識別過程中的應用。進一步闡述不同制動模式下對車輛的安全性進行分析，旨在不斷的促進復合制動與ABS集成控制的進一步發(fā)展。

關鍵詞：路面識別;復合制動;ABS集成;控制策略;分析

路面識別是現(xiàn)階段汽車的重要發(fā)展方向，隨著我國的科技研究水平的進一步提升，傳統(tǒng)的路面識別系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足與機械性能的需要，本文主要研究的內(nèi)容是基于路面識別系統(tǒng)的復合制動與ABS控制技術的集成控制策略分析，提出在不同制動模式下車輛路面識別的穩(wěn)定性以及安全性，和車輛制動過程中的能量回收性。

1 復合制動系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀以及結構組成分析

1.1 復合制動發(fā)展現(xiàn)狀

隨著我國科學技術的進一步研究，使我國汽車的復合制動發(fā)展水平有了一定的提升，同時也很大程度上提升資源的回收利用率。各國家在進行路面識別過程中都采用復合制動方式，利用汽車的再生制動與機械式制動力的發(fā)展相結合，將汽車制動能力進行良好的的存貯與再利用，極大程度上提升了資源的使用。世界上很多國家已經(jīng)將復合制動系統(tǒng)用于實際的路面識過程中，并且已經(jīng)取得了一定的積極成效。

1.2 復合制動的結構組成分析

汽車的再生制動能力在實際的運行過程中會受到很多因素的影響，比如電機的制動功率的大小，電機儲能程度的強弱等等，這就導致了在實際的復合制動在數(shù)據(jù)上有一定的限制，一般不能滿足車輛的制動需求。想要滿足制動需求只能在汽車的再生制動基礎上進行機械式制動力的增加，以此來進一步滿足汽車制動的需求。我們將汽車的再生制動與機械式制動力的相互結合稱之為汽車的復合制動。復合制動系統(tǒng)可以簡單的分為三個部分，由于再生制動發(fā)生位置不同，使其分為前軸復合制動、后軸復合制動以及前后復合制動等。復合制動中包含系統(tǒng)數(shù)據(jù)、系統(tǒng)控制以及執(zhí)行控制，系統(tǒng)數(shù)據(jù)主要是根據(jù)汽車制動過程中的傳感器進行獲取，得到的傳感器數(shù)據(jù)上傳到ECU。系統(tǒng)控制主要是根據(jù)ECU中的數(shù)據(jù)進行分析、計算，根據(jù)計算發(fā)出相應的指令，執(zhí)行機構在獲取指令時進行執(zhí)行[1]。

2 ABS防抱死系統(tǒng)研究情況分析

2.1 ABS汽車防抱死系統(tǒng)簡介

隨著社會上的交通事故頻發(fā)，使汽車在實際安全性能方面的研究受到了廣泛的關注。ABS系統(tǒng)又叫做汽車防抱死系統(tǒng)，是目前有效防止汽車安全事故發(fā)生的一種手段，能夠極大程度上避免汽車行駛過程中突發(fā)事故導致側滑，當車輛急性緊急制動過程中，可以提升汽車的安全性以及穩(wěn)定性，增加汽車的可操作性能力。一旦司機遇到危險情況需要采取緊急制動，進而有效的縮短汽車制動距離，降低輪胎的磨損程度。在很多國家的車輛設計使用過程中，都將ABS技術作為必不可少技術之一，針對這樣的情況，針對路面識別技術，也需要我國對該項技術提供研究經(jīng)費，不斷的深挖ABS技術研究價值，提升我國的自主研究能力，進而打破先進技術外國研究壟斷現(xiàn)象[2]。

2.2 ABS防抱死技術的工作原理

在進行路面識別的過程中汽車進行識別制動，其關鍵的內(nèi)容是汽車輪胎與地面產(chǎn)生的摩擦作用力，ABS防抱死利用的就是輪胎與路面的摩擦，進而保證汽車能夠實現(xiàn)安全制動，從而具備一定安全性與穩(wěn)定性。汽車制動后的滑動可以用數(shù)據(jù)進行表示*100%，其中v表示制動時車速，λ表示車輛制動后滑移率，R表示制動車輛輪胎的半徑，ω表示車輪角速度。

防抱死系統(tǒng)的工作原理是根據(jù)不斷控制行車輛在行駛過程中車輪的制動動力數(shù)據(jù)的變化，以此來保證車輛制動的滑移率處在穩(wěn)定狀態(tài)，進而使汽車車輪具有一定的可控制性，降低車輛輪胎失控風險，極大程度的縮短汽車制動距離。為路面識別技術的發(fā)展提供強有力的支持，增加了路面識別的安全系數(shù)。下圖1為ASB防抱死控制的基本工作流程。

3 基于路面識別的復合制動與ABS集成控制策略

車輛的復合制動與ABS集成控制對于車輛的路面識別有著極其重要的作用。怎樣將復合制動與ABS控制進行集成研究，是現(xiàn)階段路面識別的重要研究方向，需要不斷的進行科學探索并加大科研力度，進一步實現(xiàn)科學技術的創(chuàng)新發(fā)展。

3.1 復合ABS防抱死控制分析

ABS防抱死系統(tǒng)最常見的是純液壓ABS系統(tǒng)，還存在一種純電機的ABS控制，兩種ABS控制方法都有一定的優(yōu)點，純電機ABS很大程度提升車輛輪胎的可操作性;純液壓ABS控制相對穩(wěn)定，且技術發(fā)展的時間久，更加規(guī)范。將純液壓ABS控制與純電機ABS控制相結合，實現(xiàn)復合ABS防抱死控制，以此更加滿足車輛的路面識別需求。在進行復合ABS防抱死控制時既考慮了車輪的可操作性，實現(xiàn)操作技術簡單進而實現(xiàn)ABS系統(tǒng)功能，又考慮如果車輛的制動力度強，純電機對ABS制動系統(tǒng)高要求，常規(guī)電機無法滿足其需求但又需要強大制動能力時，需要優(yōu)先考慮其制動穩(wěn)定性可以選擇液壓ABS防抱死系統(tǒng)。由于其液壓ABS防抱死技術相對純電機ABS技術相對成熟，如果純電機ABS出現(xiàn)問題，可以立即轉化為液壓ABS技術[3]。

3.2 復合制動的ABS防抱死控制方法

復合控制的ABS防抱死控制方法主要有兩個方向并分為3種方法，邏輯門限值控制法、PID控制法、滑膜變結構控制方法、模糊控制法以及最優(yōu)控制法。其中邏輯門控制法是運用的較為廣泛的方法，結合汽車的運行過程中對于機械式制動力的分析控制進行數(shù)據(jù)的分析和邏輯門值相比對，進而對制動進行調(diào)節(jié)的一種手段，PID控制法利用微積分進行控制，實現(xiàn)車輛滑移率的控制，進一步提升不同車輛的面部識別功能，保證其緊急制動的安全性;滑膜變結構控制可以根據(jù)車輛的狀態(tài)進行分區(qū)域控制，進而實現(xiàn)穩(wěn)定制動。

3.3 復合制動控制與ABS控制集成

3.3.1 再生制動與車輛制動能量回收

再生制動是一種常見的車輛制動手段。傳統(tǒng)的車輛制動利用輪胎摩擦動能轉化為熱能進行外散，使車輛的能量流失得不到充分的使用，

再生制動是利用車輛制動減速過程中，將能量轉化為電流的形式傳輸回電機中，再經(jīng)電機的物理轉換，將能量進行有效存儲，以此保證其能量的再次利用，再生制動對于車輛制動過程中得到能量能夠進行有效再利用。

3.3.2 影響再生制動以及能量回收的因素

再生制動在車輛的復合制動過程中可以一定程度的實現(xiàn)能量再利用，進而在車輛路面識別的過程中增加車輛的行駛時間，增加車輛量的制動能力。但是再生制動的影響因素有很多，在很大程度上不如液壓ABS控制系統(tǒng)穩(wěn)定，所以在實際的路面識別過程中的復合制動系統(tǒng)與再生制動集成應用時，需要科學進行再生制動與液壓制動分情況操作。

3.3.3 復合制動與ABS防抱死系統(tǒng)集成

復合制動系統(tǒng)與一般的制動系統(tǒng)存在很大的差別，復合制動系統(tǒng)與ABS防抱死技術相結合，既可以實現(xiàn)能源的回收利用，又能在極大程度上提升車輛制動過程中的穩(wěn)定性和安全性，是現(xiàn)階段車輛路面識別過程中較為安全的一種技術手段，作為一種集成性技術，在研究以及發(fā)展的過程中經(jīng)過不斷地實驗以及創(chuàng)新，既滿足了我國目前車輛的路面識別需求，也更好的堅持資源可回收在利用的發(fā)展原則。該集成技術可以根據(jù)路面的變化有效的對路面進行識別進而控制車輛的靈活性，面對臨時緊急問題，做出準確的反應，實現(xiàn)制動效果的有效性。

4 總結

綜上所述，科學技術的發(fā)展使我們的生活質量得到充分的提升，交通事故頻發(fā)不得不讓我們更加關注車輛的安全性能，加之能源的枯竭對社會經(jīng)濟發(fā)展造成的不良影響。針對車輛緊急制動過程中的安全性與穩(wěn)定性需要進行一定程度的提升，車輛的復合制動與ABS集成控制能夠有效的幫助車輛進行路面識別，在保證制動安全的情況下，更好的實現(xiàn)制動能量的再次利用。

參考文獻：

[1]何仁，李夢琪.基于路面識別的復合制動與ABS集成控制策略[J].江蘇大學學報：自然科學版，2020（01）：20-26.

[2]王政皓，柳江，劉雙雙等.基于輪胎力的ABS與SAS的集成控制研究[J].現(xiàn)代制造工程，2019，462（03）：58-61.

[3]王其東，劉偉，陳無畏等.基于路面識別的汽車穩(wěn)定系統(tǒng)滑?？刂芠J].汽車工程，2018，040（001）：82-90.