ABS控制策略与算法研究

制动防抱死控制系统（Anti-Lock brake system 简称ABS）是一种车辆主动安全

控制系统，它可以使车辆在紧急制动过程中，车轮仍然可以滚动，保证转向轮的可操

纵性，同时防止由于后轮抱死而导致的汽车侧滑甩尾，提高制动方向稳定性；有效地

利用轮胎与路面间的附着能力，缩短制动距离；减少轮胎的磨损，提高轮胎使用寿命，

同时减少粉尘对空气的污染、

原理：由装在车轮上的转速传感器采集四个车轮的转速信号，送到电子控制单元计算出每

个车轮的转速成，进而推算出车辆的减速度及车轮的滑移率。?ABS电子控制单元根据计算出的参数，通过液压控制单元调节制动过程的制动压力，达到防止车轮的抱死的目的，在ABS不起作用时，电子制动力分配系统仍可调节后轮制动力，保证后轮不会先于前轮抱死，以保证车辆的安全

ABS控制方法

1.逻辑门限值控制方法

在逻辑门限值控制方法中，选取车轮滑移率和车轮减速度作为调节参数，在控制软件中分别对这两个调节参数预置多个逻辑门限值，ABS的控制软件根据车轮滑移率和车轮减速度是否达到某一设定的门限值，来识别车轮的运动状态，进而采取相应的增压、保压或减压措施

2.基于制动器耗散功率的ABS控制方法

基于制动器耗散功率的ABS控制方法的思路是：汽车减速制动的过程，实质是

将汽车的运动动能转化为其他形式的能量耗散掉的过程。在应急制动时，安装摩擦式

制动器的汽车的运动动能主要通过制动器摩擦力作功和轮胎与地面摩擦力作功两种

方式转化为热能耗散掉。由于不希望车轮抱死，轮胎与地面摩擦力应适当；而制动器

的耗散功率应最大，即汽车的动能通过制动器摩擦力作功转化为热能的速率最快，则

有可能保证汽车具有较好的制动性能。据此推理，若取制动器耗散功率为目标函数，

利用最优控制的方法调节制动力矩，使得目标函数取得最大值，则有可能将车轮滑移

率控制在理想的范围内，实现ABS的控制功能

车身速度确定的算法

1）斜率法

随着路面附着状况不同,汽车紧急制动时的平均车身减速度不同,但在同一路面上进行紧急制动时,车身速度几乎均匀变化。通过确定初始制动速度

接下来车身减速度的

确定：直道上,在不同工况下(不同路面、不同初始速度、不同载荷、不同驾驶员等）利用

五轮仪传感车身速度,利用自制的车速采集板采集车身速度,利用安装在制动管路上的4个压力传感器分别测量前、后、左、右4个制动管路的制动液压力,对大量的车身速度试验数据进行统计分析,可确定在直道上各种紧急制动工况下的车身减速度大小.。

初始制动速度v0的确定

汽车在直线行驶过程中施加紧急制动,制动过程可以分为两个阶段,如图4所示。

第一阶段为制动踏板空行程消除和制动管路压力初始建立阶段,在此阶段由于制动器制动力矩较小,地面制动力也较小,导致车轮减速度较小和车身减速度较小,车轮滑移率维持在较小值范围内,但车轮减速度和车身减速度处于渐增过程中

第二阶段由于制动器制动力矩和地面制动力都较大,导致车身速度快速下降,但在此阶段由于地面制动力稳定,使得车身减速度变化较小。从图4中可以看出,在两阶段分界点处,车轮减速度发生突变,此时的车轮速度较接近车身速度,而后车身速度几乎按直线规律减小,故可以将此时的车轮速度作为初始制动速度v0。在实际工程应用过程中,通过车轮减速度的突变来识别两阶段的分界点,并且通过经验数据补偿车轮速度和车身速度的差值

2.汽车在行驶过程中施加制动时，由于车轮滑移率的存在并且当车轮滑移率大于零

时，车轮速度就会小于车身速度，但四个车轮轮速的最大值最接近于实际车身速度，

故将其作为车身速度的估计值

路面识别

1.利用仪器识别路面，通过试验仪器直接对路面附着系数进行测量是一种最简单的方法

2.利用传感器识别路面，通过对采自特定路面的数字图像和噪声信号进行分析处理并从中抽取路面特征的方法是近年来在车辆所处道路状况识别及分类研究中较新的途径

3.

路面识别

制动力矩数据来源于车轮扭矩传感器，车速数据来源于五轮仪。轮速数据和制动压力数据来源于试验车上安装的磁电式轮速传感器和压力传感器。

驾驶员紧急踩下制动踏板，控制器根据控制参数对车轮进行保压控制试验，发现紧急制动时，同种路面上车身减速度几乎为常量；对车轮进行保压控制后，同种路面上车轮减速度

几乎为常量；对车轮进行保压控制后，车轮速度的斜率和车身速度的斜率几乎相等。所以本

文提出了基于估计车身减速度的路面识别方法。