汽车防抱死制动系统方向稳定性控制方法

第 郑 太 雄 等 ： 汽 车 防 抱 死 制 动 系 统 方 向 稳 定 性 控 制 方 法 ２期 ２７７ 车 行 驶 工 况 非 常 复 杂 ， 导 致 汽 车 紧 急 制 动 时 μ为 地 面 附 着 系 数 ， 汽 ）－ ０． ００２ ６ｓ］ ， 路 面 ， 常 发 生 侧 滑 跑 偏 ， 因 此 保 持 汽 车 紧 急 制 动 的 方 向 稳 ０． ９ ［ １． ０７（ １ －ｅ 干 定 性 对 于 行 车 安 全 至 关 重 要 献 ［ 车 辆 横 摆 μ ＝ ０． ４７［ ．文 １ ］以 ）－ ０． ００６ｓ］ ， 路 面 ， １． ０７（ １ －ｅ 湿 力 矩 为 控 制 对 象 ， 提 出 了 最 优 控 制 方 法 提 高 汽 车 在 ０． １７［ １． ０７（ １ －ｅ ） － ０． ００３ｓ］ 冰 ， 路 面 ， ．文 ２ ］以 献 ［ 制 动 力 为 输 对 开 路 面 的 制 动 稳 定 性 （ ４） 出 ， 提 出 了 差 动 制 动 方 法 ， 但 横 摆 力 矩 和 制 动 力 都 其 中 ：ｓ 为 车 轮 的 滑 移 率 ， 无 法 测 量 并 准 确 控 制 献 ［ 用 转 向 角 校 正 ｓ ＝ ｖ － ωＲ × １００％ ， ．文 ３６ ］利 （ ５） ｖ 方 法 和 扭 转 力 分 配 方 法 提 高 汽 车 制 动 的 稳 定 性 ．但 中 ：ｖ 为 车 身 速 度 ． ．现 有 式 是 ， 这 些 方 法 都 需 要 添 加 传 感 器 和 硬 件 设 备 辆 制 动 稳 定 性 的 ＡＢＳ（ ａｎｔｉｌｏｃｋ ｂｒａｋｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ） 产 品 ， 应 用 的 控 制 １． ２ 车 ２所 ． 轮 车 辆 模 型 如 图 示 方 法 多 为 逻 辑 门 限 法 ， 可 保 证 汽 车 紧 急 制 动 时 的 方 四 ．汽 车 稳 定 程 向 稳 定 性 ， 但 技 术 资 料 从 不 向 外 公 开 ［ ］ 序 较 好 地 保 ＥＳＰ（ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｐｒｏｇｒａｍ） 可 ＡＢＳ 的 ．为 范 畴 持 汽 车 行 驶 的 稳 定 性 ， 但 已 超 出 此 ， 本 文 提 出 控 制 前 轮 轮 速 差 的 ＡＢＳ 控 制 算 法 ， 在 保 证 后 轮 获 得 最 大 地 面 附 着 力 的 情 况 下 ， 可 以 获 得 很 好 的 制 动 稳 定 性 ．
Ｖｏｌ． ４９ Ｎｏ． ２ Ａｐｒ． ２０１４
汽 车 防 抱 死 制 动 系 统 方 向 稳 定 性 控 制 方 法
４０００１２
（ 庆 邮 电 大 学 汽 车 电 子 与 嵌 入 式 系 统 研 究 所 ，重 庆 庆 卡 福 汽 车 制 动 转 向 系 统 有 限 公 司 ，重 庆 １． 重 ４０００６５ ； ２． 重 ）
ｂ ｂ ｂ
忽 略 风 阻 和 轮 胎 的 滚 动 阻 力 ， 车 辆 的 横 向 、 纵 向 及 绕 惯 性 轴 转 动 的 动 力 学 方 程 为 －φ ｖ ） （ ｖ ｍ（ ＝ ∑Ｆ ， ６） ＋φ ｖ ） （ ｍ（ ｖ ＝ ∑Ｆ ， ７） ｃ ¨ ＝ （ Ｉφ Ｆ ＋Ｆ －Ｆ －Ｆ ） ＋ ２ ， （ ａ （ Ｆ ＋ Ｆ ）－ ｂ （ Ｆ ＋Ｆ ） ８） ｂ ｇ －ｖ ｈ ｖ ｈ ， Ｎ ＝ｍ( ＋ ２Ｌ ２ｃ ) ｈ ｖ ｈ ｂ ｇ －ｖ ， Ｎ ＝ｍ( － ２Ｌ ２ｃ ) ９） （ ｈ ｖ ｈ （ １） ａ ｇ ＋ｖ ， Ｎ ＝ｍ( ＋ ２Ｌ ２ｃ ) ２） （ ｈ ｖ ｈ （ ３） ａ ｇ ＋ｖ ， Ｎ ＝ｍ( － ２Ｌ ２ｃ ) 式 中 ：ｍ 为 整 车 质 量 ； ｖ、 ｖ 分 别 为 车 辆 纵 向 速 度 和 横 向 速 度 ； 别 为 作 用 在 车 轮 纵 向 和 横 ∑Ｆ 、 ∑Ｆ 分 向 力 ； 车 辆 横 摆 角 度 ； φ为 整 车 横 摆 转 动 惯 量 ； Ｉ 为
Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ Ａｎｔｉｌｏｃｋ Ｂｒａｋｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ
１． Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ａｎｄ Ｅｍｂｅｄｄｅｄ Ｓｙｓｔｅｍ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｐｏｓｔｓ ａｎｄ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ， （ Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ４０００６５ ，Ｃｈｉｎａ； ２． Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ Ｋａｆｕ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ｂｒａｋｉｎｇ ＆ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｃｏ． Ｌｔｄ． ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ４０００１２ ， Ｃｈｉｎａ）
０． １７７ ３ｓ
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０． １７７ ３ｓ ０． ３８ｓ


７１４






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１
１． １
Байду номын сангаас
车 轮 受 力 略 车 轮 的 滚 动 摩 擦 和 空 气 阻 力 ， 车 轮 的 受 力 忽 如 图 示 １所 ．

车 辆 动 力 学 分 析
南 交 通 大 学 学 报 西 第 ４９ 卷 第 ２期 ２０１４ 年 ４月 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＳＯＵＴＨＷＥＳＴ ＪＩＡＯＴＯＮＧ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ：０２５８２７２４（ 文 ２０１４ ） ０２０２７６０７ ＤＯＩ： １０． ３９６９ ／ ｊ． ｉｓｓｎ． ０２５８２７２４． ２０１４． ０２． ０１４ 章 编 号
郑 太 雄 ， 付 雷 ， 马 杨 勇
１ １ ２
：为 了 保 持 汽 车 紧 急 制 动 时 的 方 向 稳 定 性 ， 提 出 了 控 制 前 轮 制 动 轮 缸 压 力 差 的 控 制 方 法 防 抱 死 制 动 要 ．将 摘 系 统 的 控 制 过 程 分 为 首 次 控 制 和 常 规 控 制 ， 首 次 控 制 在 保 证 车 轮 不 抱 死 的 情 况 下 ， 利 用 前 轴 两 侧 轮 速 差 辨 识 路 面 ； 常 规 控 制 根 据 辨 识 结 果 ， 在 单 一 附 着 系 数 路 面 下 采 用 前 轮 增 压 同 步 控 制 ， 后 轮 独 立 控 制 ， 在 分 离 附 着 系 数 路 据 国 家 标 准 规 定 试 验 方 法 和 流 程 ， 在 试 车 场 进 行 了 典 型 路 面 面 下 采 用 前 轮 修 正 低 选 控 制 ， 后 轮 独 立 控 制 ．根 ４种 ２ ｓ内 ３０° ， １２０° ， 上 的 制 动 试 验 ， 试 验 过 程 中 车 辆 的 方 向 盘 修 正 角 在 均 小 于 远 小 于 国 家 标 准 规 定 的 表 明 了 控 制 方 法 的 有 效 性 ． ：汽 车 工 程 ； 防 抱 死 制 动 系 统 ； 制 动 稳 定 性 ； 控 制 方 法 关 键 词 ：Ｕ４６３． ５ 文 ：Ａ 中 图 分 类 号 献 标 志 码
ＺＨＥＮＧ Ｔａｉｘｉｏｎｇ１ ＭＡ Ｆｕｌｅｉ１ ＹＡＮＧ Ｙｏｎｇ２
，
，
：Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｍａｉｎｔａｉｎ ｖｅｈｉｃｌｅ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ ｂｒａｋｉｎｇ，ａ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｔｈｅ ｂｒａｋｅ ｗｈｅｅｌ ｃｙｌｉｎｄｅｒ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｆｒｏｎｔ ｗｈｅｅｌｓ ｗａｓ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ． Ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ａｎｔｉｌｏｃｋ ｂｒａｋｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ （ ＡＢＳ ）ｉｓ ｄｉｖｉｄｅｄ ｉｎｔｏ ｆｉｒｓｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ． Ｉｎ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｃｏｎｔｒｏｌ， ｔｈｅ ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ ｓｐｅｅｄ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ｆｒｏｎｔ ｗｈｅｅｌｓ ｉｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｉｄｅｎｔｉｆｙ ｔｈｅ ｒｏａｄ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｐｒｏｖｉｄｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｆｒｏｎｔ ｗｈｅｅｌｓ ａｒｅ ｎｏｔ ｌｏｃｋｉｎｇ． Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔ，ｔｈｅ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｄｏｐｔｓ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｐｒｅｓｓｕｒｉｚａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｈｅ ｆｒｏｎｔ ｗｈｅｅｌｓ ａｎｄ ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｏｒ ｔｈｅ ｒｅａｒ ｗｈｅｅｌｓ ｏｎ ｓｉｎｇｌｅ ｃｏｈｅｓｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｒｏａｄｓ， ａｎｄ ａｄｏｐｔｓ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｌｏｗ ｓｅｌｅｃｔｏｒ ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｏｒ ｆｒｏｎｔ ｗｈｅｅｌｓ ａｎｄ ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｏｒ ｔｈｅ ｒｅａｒ ｗｈｅｅｌｓ ｏｎ ｓｐｌｉｔ ｃｏｈｅｓｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｒｏａｄｓ． Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ ｓｐｅｃｉｆｉｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｎａｔｉｏｎａｌ ｓｔａｎｄａｒｄｓ，ｂｒａｋｉｎｇ ｔｅｓｔｓ ｗｅｒｅ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｏｎ ｆｏｕｒ ｔｙｐｉｃａｌ ｒｏａｄｓ ｉｎ ａ ｔｅｓｔ ｆｉｅｌｄ． Ｔｈｅ ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ ａｎｇｌｅ ｏｆ ｔｈｅ ｖｅｈｉｃｌｅ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｔｅｓｔｓ ｗａｓ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ ３０° ｗｉｔｈｉｎ ２ ｓ， ｍｕｃｈ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ ｔｈｅ １２０° ｉｎ ｎａｔｉｏｎａｌ ｓｔａｎｄａｒｄｓ，ｗｈｉｃｈ ｓｈｏｗｓ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅｔｈｏｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；ａｎｔｉｌｏｃｋ ｂｒａｋｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ；ｖｅｈｉｃｌｅ ｂｒａｋｉｎｇ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ；ｃｏｎｔｒｏｌ






２ Ｆｉｇ． ２ Ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｆｏｕｒｗｈｅｅｌ ｖｅｈｉｃｌｅ
图四 轮 车 辆 模 型


图 轮 受 力 １ 车
Ｆｉｇ． １ Ｆｏｒｃｅｓ ａｃｔｉｎｇ ｏｎ ｖｅｈｉｃｌｅ ｗｈｅｅｌ
由 图 知 ， １可 ＝ ＦＲ － Ｍ ， Ｊω ＝ － Ｆ， Ｍ ｖ Ｆ ＝ Ｎμ， 式 中 ：Ｊ 为 车 轮 转 动 惯 量 ； 车 轮 转 动 角 速 度 ； ω为 车 轮 的 制 动 力 矩 ； Ｍ 为 车 轮 受 到 的 地 面 摩 擦 力 ； Ｆ为 车 轮 半 径 ； Ｒ为 为 ｖ 车 辆 加 速 度 ； Ｎ为 车 轮 对 地 面 的 正 压 力 ；
Ａｂｓｔｒａｃｔ ｍｅｔｈｏｄ
收 稿 日 期 ：２０１２０３０１ ：国 家 自 然 科 学 基 金 资 助 项 目 （ ；重 庆 市 自 然 科 学 基 金 资 助 项 目 （ ５１００５２６４ ） ＣＳＴＣ， ２００９ＢＢ３４１６ ） 基 金 项 目 ：郑 太 雄 （ ， 男 ， 教 授 ， 博 士 ， 研 究 方 向 为 汽 车 电 子 工 程 ， 电 话 ：０２３６２４８７８５９ ，Ｅｍａｉｌ：ｚｈｅｎｇｔｘ＠ ｃｑｕｐｔ． ｅｄｕ． ｃｎ １９７４ － ） 作 者 简 介 ：郑 太 雄 ， 马 付 雷 ， 杨 勇 车 防 抱 死 制 动 系 统 方 向 稳 定 性 控 制 方 法 ［ 南 交 通 大 学 学 报 ， ：２７６２８２． ． 汽 Ｊ］ ． 西 ２０１４ ， ４９ （ ２） 引 文 格 式