ABS的車速估算方案設計

馮亞朋廣州城建職業學院

ABS的車速估算方案設計

馮亞朋
廣州城建職業學院

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

關鍵詞：ABS車算估算；動態更新斜率

1.汽車制動過程分析

汽車在直線行駛過程中施加緊急制動，制動過程可以分為兩個階段：第一階段為制動踏板空行程消除和制動管路壓力初始建立階段，在此階段由于制動器制動力矩較小，地面制動力也較小，導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，但車輪減速度和車身減速度處于漸增過程中；第二階段為制動管路壓力達到工作壓力，由于制動器制動力矩和地面制動力都較大，導致車身速度快速下降，地面制動力穩定，使得車身減速度變化較小。在兩階段分界點處，車輪減速度發生突變，而后車身速度幾乎按直線規律減小。

2.車速估算方案設計

2.1第一階段車速估算方案設計

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

式中，v0為初始車速，當得到制動信號時四個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為經驗值，不同的路面取值不同，所以在ABS第一次觸發滑移率門限值前需要針對路面進行識別，并進對a進行賦值。此階段為由觸發制動信號開始增壓到觸發角減速度進入保壓期間，車輪在觸發角減速度門限值到保壓這段期間的滑移率計算中，車速用到最大輪速，雖然會造成滑移率的計算誤差比較大，但各輪的滑移率會小于實際值，所以此時ABS控制邏輯依然會進入保壓狀態，一旦進入保壓狀態便可以根據從增壓到保壓的時間來進行第一次路面識別，并賦予a值。

從第一次增壓進入第一次保壓的時間，在高附著路面和低附著路面，雖然都能觸發保壓的門限值，但時間上差別比較大，當從制動開始到某個輪觸發保壓門限值時，記錄這個時間，通過讀取實驗值進行第一次路面識別，并對a進行賦值，并對滑移率門限值賦值。

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

表1-1后輪制動開始到第一次保壓的時間

表1-2前輪制動開始到第一次保壓的時間

整車仿真結果顯示，后輪先觸發保壓，所以后輪可作為路面識別參考輪，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計

在第二階段，采用動態更新法估算車速[1,2]，ABS控制制動過程中會出現輪速峰值，根據前后輪的車速峰值的最大值計算a，并根據相鄰的兩個峰值實時更新a。從仿真結果可以看出輪速峰值每次出現在梯度增壓區間，所以可以在此區間進行輪速的峰值并進行捕捉來進行計算更新斜率。

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：

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

[2]李臻.汽車穩定性控制系統中的統一車速估計方法的研究[D].吉林:吉林大學碩士學位論文，2007.

作者簡介：馮亞朋（1987-），華南理工大學碩士學位，研究領域，新能源汽車。