汽车制动防抱死系统（ABS）制动控制过程分析

通过对汽车ABS在各种路面和行驶状态下制动控制过程的分析,表明采用逻辑门限值控制方式,以车轮减速度、加速度及滑移率为控制参数的ABS,具有路面自动选择功能,能依据路面附着系数的变化情况实施不同的控制,提高汽车的制动效能和方向稳定性.     

基于逻辑门限控制的汽车ABS仿真分析

为了提高制动稳定性,结合汽车ABS控制原理在MATLAB/Simulink环境下采用逻辑门限控制方式建立ABS液压控制模型,以车轮滑动率和车轮角速度作为逻辑门限参数,设定门限值,通过液压调节装置实时控制制动力的大小,防止制动时车轮抱死拖滑。为验证设计效果,同时搭建未装ABS系统的单轮汽车控制模型,在相同制动条件下进行仿真分析。结果表明:采用逻辑门限控制方式的汽车模型具有较好的实时性,制动时ABS系统可以使车轮滑动率一直维持在20%左右;与未装ABS系统的单轮汽车模型相比,制动距离缩短了13.02%。     

汽车ABS控制方式探讨

汽车防抱死制动系统(简称ABS:Anti-Lock Brake System)是基于汽车轮胎与路面之间的附着特性开发的高技术制动系统,充分利用轮胎与地面的附着系数,依据ABS的工作原理,本文分析研究了ABS的控制方式,ABS的控制方式包括逻辑门限值控制、滑动模态变结构控制等。并通过对这些控制方式的研究,提出了自己的改进理论。     

汽车ABS电机PWM控制方法研究

通过对ABS工作过程中制动液流量的分析,确定了ABS电机的基本工作要求.结合ABS电机的工作特性,采用基于逻辑门限值的PWM控制方法控制电机.运用DSpace搭建快速原型试验台,对比在不同电机工作转速、PWM控制频率下的噪声和制动踏板感觉,优化逻辑门限值大小,得出合理的工作方式,使电机既能满足控制要求,又有较长的寿命.通过在不同路面的试验结果对该控制方法的两个关键参数进行了优化.最后进行不同工况的试验,结果表明:通过优化控制参数的PWM控制方法,具有较强的鲁棒性,能够满足ABS在任何工作条件下对电机的要求.     

汽车主动悬架与防抱制动系统分层集成控制研究

在考虑汽车主动悬架系统(ASS)与防抱制动系统(ABS)之间相互影响的情况下,基于汽车7自由度整车模型,设计了一个分层集成控制系统.底层包括2个子系统的控制器:主动悬架控制子系统采用最优预见控制策略,防抱制动控制子系统采用逻辑门限值控制策略;上层控制器对2个子系统控制器进行协调控制,以改善汽车在制动情况下的整体性能.仿真实验结果表明,在分层集成控制情况下,汽车主动悬架性能和制动性能均有所改善,为解决因2个子系统间相互影响而使汽车性能变坏的问题提供了一种方法.     

基于一体式制动主缸的电液复合制动系统仿真

为了能更多地回收制动能量并改善汽车制动性,设计了一种新型的采用一体式制动主缸总成的电液复合制动系统,根据性能要求和国家标准确定系统中主要组成部件的参数。基于该系统的结构和工作原理,利用AMESim软件搭建系统液压部分的模型,并利用Simulink软件建立整车模型和系统控制逻辑,其中系统控制逻辑主要包括制动力分配逻辑、制动轮缸压力精确控制方法及再生制动系统与防抱死制动系统协调控制策略.最后以联合仿真的形式验证了该电液复合制动系统的必要功能,说明该系统具备良好的可实现性.     

车辆制动油管液体压力传递特性分析

车辆采用ABS系统进行制动控制时,对制动压力响应能力提出了较高要求.当车辆制动管道较长时,管道内制动液体压力传递特性是影响这一能力的重要因素.由于制动管道内存在高频压力变化,对ABS制动管道压力传递的研究不适宜用集中参数模型,而应采用分布式管道参数模型.通过建立包含14个变量组成的制动系统仿真模型,可计算获得特定制动管道压力传递频域特性解.通过对频域特性解的辨识可进一步获得精确的管道压力传递函数表达式.利用传递函数表达式对具有不同参数的制动系统阶跃响应特性进行对比,发现制动液温度和制动管径的变化对管道的压力传递能力影响显著.车辆制动系统控制逻辑应根据管道参数的变化进行调整.     

ABS硬件在环仿真的车辆系统建模

通过理论推导、经验公式总结和参数测定等方法得到用于HIL的车辆系统数学模型,其中包括7自由度四轮车辆制动动力学模型、液压回路模型、制动器模型、Dugoff轮胎模型和ABS控制模型,并在MATLAB/Simulink环境下进行建模与仿真.将液压制动回路、压力调节器和控制器以实物形式嵌入仿真系统,在dSPACE系统平台下对所建车辆系统模型进行ABS HIL仿真试验.试验结果表明,通过在线参数调整确定逻辑门限值,采用ABS实车道路,所建车辆系统模型是合理的.     

汽车ABS与AFS集成控制算法

提出一种制动防抱死系统(ABS)与主动前轮转向(AFS)系统的集成控制算法.ABS采用逻辑门限值控制算法,以车轮的角加速度为主要门限、滑移率为辅助门限.AFS采用基于二自由度车辆模型建立的横摆力矩补偿前馈控制和滑模反馈控制相结合的复合控制算法.采用8自由度车辆模型验证所提出的控制算法,该模型包含“Magic Formula”轮胎模型和基于单点预瞄的驾驶员模型.在Matlab/Simulink中通过对开路面的直线制动工况和定圆弯道制动工况下的仿真来评价集成控制算法.仿真结果表明:在对开路面上ABS与AFS的集成控制能够有效地缩短制动距离,提高车辆制动过程的方向稳定性.     

基于逻辑门限值的爆胎车辆制动仿真研究

为研究汽车防抱死制动系统(ABS)在爆胎工况下的有效性,基于逻辑门限值控制设计了ABS控制系统,结合动力学软件CarSim与Simulink设计控制系统,以轮胎滑移率为控制对象,以纵向制动距离和横向偏移量为衡量标准,对正常驾驶和爆胎工况下的汽车采用不同的制动方式进行仿真研究。结果表明,在汽车正常行驶和爆胎工况下,逻辑门限值ABS控制器都能起到实时的制动效果,但不同的制动策略有着较为明显的差别;爆胎工况下,汽车的纵向制动距离较正常行驶的汽车有所延长,此时前左、右侧控制策略中的四轮独立控制策略的轮胎没有出现抱死现象,制动效果最佳。     

基于路面识别的重载车ABS控制与硬件在环试验

建立了整车多体动力学模型,提出了路面附着系数估计算法,在Matlab/Simulink中搭建了路面识别模块和ABS制动模块以及制动压力模块,应用自适应的控制策略对整车的制动性能进行仿真分析.在三轴汽车底盘实验台上进行了硬件在环测试,验证了含有路面识别的ABS控制系统的车辆制动距离明显小于无路面识别的ABS控制系统的车辆制动距离,具有良好的自适应性和控制精度.     

半挂汽车列车液压再生制动与ABS协调控制研究

为了保证制动安全性,需要将再生制动与原车的ABS系统进行协调控制。基于半挂汽车列车按固定比值分配制动力的制动器结构,提出了适用于三轴车辆的最优能量回收控制策略。根据制动强度、蓄能状态与路面附着条件,分配三轴间机械摩擦与再生制动力,调节摩擦制动力以控制车轮滑移率。利用AMESim和MATLAB/Simulink建立了联合仿真模型。结果表明,协调控制策略可以使制动能量回收率在中低附着路面、中度制动工况下达到13.48%,同时三轴制动时的滑移率均维持在最佳范围内。     

急刹车情况下汽车防抱死制动性能影响因子分析

采用传统方法对急刹车情况下汽车防抱死制动性能进行研究时,通常将车轮转速作为影响因子确定车轮转速阈值,效率不高。提出一种新的汽车防抱死制动性能影响因子,通过对制动器摩擦力矩所需的力、地面制动力、地面附着力等进行分析,完成急刹车情况下汽车防抱死制动过程中受力分析。通过对急刹车情况下汽车防抱死制动过程中车轮滑动程度、滑移率和轮胎侧偏角等进行分析,完成汽车防抱死制动性能影响因子分析过程。依据汽车横向稳定性、控制误差、轮胎特性变化,以及车辆运动状态和路面条件等,对汽车防抱死制动过程中滑移率和轮胎侧偏角之间的关系进行描述,实现滑移率的实时控制,保证制动过程中的附着力,提高汽车防抱死制动性能。实验结果表明,依据实际情况实时改变滑移率,保证高附着系数,对汽车防抱死制动性能有积极的影响。     

不同路况下路面附着系数实时估计

为了准确估计不同路况下的路面附着系数,提高汽车行驶的安全性与稳定性,提出了一种在制动工况下基于前后轮轮速和制动力矩估计路面附着系数的方法。首先,考虑汽车前后轴荷转移,在Matlab/Simulink软件中完成建模操作,创建关于双轮车辆制动的动力学模型;其次,将控制目标确定为汽车前轮以及后轮的理想和实际滑移率,建立理想制动力矩滑模控制器,对于汽车滑模控制器存在的抖振现象,通过积分切换面对其进行处理;最后,以前后轮轮速和制动力矩作为输入进行扩张状态观测器的设计,利用这一观测器观测路面附着系数相关值。结果表明,各种路况中的路面附着系数都可以通过上述手段进行准确估计,扩张状态观测器能够抵抗外界干扰,鲁棒性强。将扩张状态观测器用于路面附着系数识别的良好结果可为汽车稳定性控制系统的设计提供参考。     

ABS整车布置方式对制动性能的影响

为分析防抱死系统的不同控制方式对整车制动性能的影响，基于滑移率的智能权函数模糊防抱死控制思想建立防抱死系统数学模型．通过Matlab／Simulink模决，建立了采用不同ABS控制方式的整车系统模型．利用该模型针对特定的工况进行了整车制动性能的仿真，并给出了ABS的布置方式．结果表明：独立和高选控制的布置方式能够充分利用路面条件进行制动，但车辆的稳定性被破坏；而低选控制方式的制动效能不及上述两种布置方式，但能保证车辆有较好的制动稳定性．     

分离路面上车辆紧急制动时稳定性分析与控制

传统的制动防抱死系统在分离路面上紧急制动时制动效能不尽理想,四通道ABS能够产生最大的制动力但却容易跑偏,而侧向稳定性较好的三通道ABS将增加制动距离.针对这种情况,提出了采用基于四通道ABS的主动前轮转向控制系统,该方法将在最大限度地提高车辆纵向制动力的同时保持车辆的侧向稳定性.建立了一个基于虚拟样机的全功能多体动力学模型,采用联合仿真的方法对车辆在分离路面上高速紧急制动过程进行了动力学仿真.仿真结果表明,提出的控制策略能够提高车辆在分离路面上紧急制动时的侧向稳定性.     

汽车主动悬架与ABS系统联合控制研究

文章建立了7自由度的半车模型、液压制动模型及白噪声路面模型,基于实用的PID控制器,将汽车主动悬架与ABS系统进行了联合控制。悬架控制系统既以改善悬架性能为调节目标,又以车轮滑移率在最优时车轮法向反力达最优为调节目标;ABS系统以车轮滑移率达最优,制动性能提高为调节目标。仿真实验表明,在联合控制情况下,汽车悬架的性能指标、制动性能较之两系统单独控制的情况均有明显改善与提高。     

汽车ABS制动过程的道路识别

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．     

电动汽车再生制动与防抱死制动协调控制

以电动汽车的再生制动与防抱死制动系统协调控制为研究对象,提出一种协调控制方法.采用滑模控制研究防抱死,并证明带有电机制动力矩时控制的稳定性.进而提出不影响滑模控制的滑移率门限值,并设计了协调控制算法.最后,在Simulink环境下搭建了整车模型,选择高、低附着系数路面工况对所提出策略进行仿真,结果验证了协调控制算法的正确性.     

汽车自适应巡航控制主动制动实现方法

探讨主动制动控制系统在汽车自适应巡航控制中的作用.对主动制动采用基于加速度的控制方案,给出了主动制动系统的硬件组成.为了实现期望加速度跟随控制,在理论和试验的基础上建立了用于求解期望制动压力的车辆制动逆动力学模型.利用改进的PID算法开发了制动压力控制器.实车试验证明,制动压力和加速度控制效果都达到了自适应巡航系统对主动制动控制的要求.