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车辆防抱死制动系统(ABS)的关键技术的研究[摘要] 本文介绍了车辆防抱死制动系统(abs)的基本设计原理与构造、基本结构要素和关键技术,为开发研制我国具有独立知识产权的新型车辆防抱死制动系统提供参考。
[关键词] 车辆防抱死制动系统(abs)基本构造基本结构要素关键技术[abstract]this article describes the basic design theory, constitution, basic frame element and key technology of vehicles antilock braking system, giving a reference to developing the new type vehicles antilock braking system having independent intellectual property of china. [keywords]vehicleantilock braking system(abs)basic constitutionbasic frame elementkey technology1.前言车辆防抱死制动系统(antilock brake system),通常叫车辆防抱制动系统,简称abs系统。
它是车辆上的一种主动安全装置,其作用是在车辆制动时,防止车轮抱死在路面上滑拖,以提高车辆制动过程中的方向稳定性、转向控制能力和缩短制动距离,使车辆制动更为安全有效。
我国对车辆防抱死制动系统的研究和开发正处在起步阶段。
本文将对国外车辆防抱死制动系统的组成及关键技术进行分析研究,为开发研制我国具有独立知识产权的新型车辆防抱死制动系统提供参考。
2.车辆防抱死制动系统(abs)设计原理车辆一在制动过程中,车轮制动器产生的摩擦阻力,会使车轮转速减慢,而车轮与地面间产生摩擦力会使车辆减速,前者称为制动器制动力,后者称为地面制动力。
2007年 第5期 商品储运与养护第29卷 总第161期 STORACE TRANSPORTATION & PRESERV ATION OF COMMODITIES【收稿日期】2007-07-30【作者简介】梁 婷，武汉理工大学 汽车工程学院。
梁啸风，武汉理工大学 汽车工程学院。
・物流技术・ 汽车ABS 技术的发展综述□ 梁 婷 梁啸风（武汉理工大学汽车工程学院 武汉 430070）【摘 要】文中介绍了ABS 的工作原理，主要阐述了汽车ABS 在制动系统结构、控制方法以及结合其他电控技术结合方面的发展。
【关键词】ABS；制动系统结构 控制方法；其他电控技术【中图分类号】 TN O 14 【文献标识码】 A 【文章编号】 1007-4538（2007）05-0034-02The Development Summary of Auto ABS Technology□ Liang Ting Liang Xiaofeng(automobile engineering institution in Wuhan University of Technology Wuhan 430070) 【Abstract】This paper introduces the principle of ABS, mainly on the development of the automobile ABS braking system structure, control methods, and the integration with other electronic control technology.【Key words】ABS; Braking System structure; control methods; electronic control technology1 引言汽车防抱死制动系统（Anti-lock Braking System，简称ABS）的出现从根本上解决了汽车在制动过程中的车轮抱死问题。
论文汽车ABS技术的研究与分析摘要：在汽车防抱死制动系统出现之前，汽车所用的都是开环制动系统。
其特点是制动器制动力矩的大小仅与驾驶员的操纵力、制动力的分配调节以及制动器的尺寸和型式有关。
由于没有车轮运动状态的反馈信号，无法测知制动过程中车轮的速度和抱死情况，汽车就不可能据此调节轮缸或气室制动压力的大小。
因此在紧急制动时，不可避免地出现车轮在地面上抱死拖滑的现象。
当车轮抱死时，地面的侧向附着性能很差，所能提供的侧向附着力很小，汽车在受到任何微小外力的作用下就会出现方向失稳问题，极易发生交通事故。
在潮湿路面或冰雪路面上制动时，这种方向失稳的现象会更加严重。
汽车防抱死制动系统（Anti-lock Braking System简称ABS）的出现从根本上解决了汽车在制动过程中的车轮抱死问题。
它的基本功能就是通过传感器感知车轮每一瞬时的运动状态，并根据其运动状态相应地调节制动器制动力矩的大小以避免出现车轮的抱死现象，因而是一个闭环制动系统。
它是电子控制技术在汽车上最有成就的应用项目之一，汽车制动防抱死系统可使汽车在制动时维持方向稳定性和缩短制动距离，有效提高行车的安全性。
关键词：ABS 组成原理控制电路发展趋势Abstract:Anti-lock Braking Systemin the car before, with the car is the brake system. it is the brake system power with the size of the pilot's control force, power distribution of regulation and the brake on the size and type of movement. the wheels of the state of the feedback signals to be known as brake process, the speed and carry the dead, the car wheels would not be accordingly adjust the air chamber pressure or the size of the brake. The emergency brake inevitably occur when the wheel on the ground with the death of her death. when the wheel when the ground to the performance of the devil, by providing is small, the car to any single under the action of forces to lose direction and, most likely the traffic accident. On wet pavement or the ice on the brake, it is the direction of the more serious. The anti - lock braking the system of instruments abs the root of the car in the process of carrying out the dead. its basic function is perceived by the sensors in each movement of the state, the instantaneous .According to the state and exercise the power of the size of the brake system are to avoid the death of his arms, and is a close link the brake system. it is electronic control techniques in the most successful projects, one of the brake system can make the car brake maintain stability in the direction and shorten the distance, the brake effectively improve safety.Key words:Anti-lock Braking System compose elements control circuit trend of development目录概述 (3)第一章ABS的组成及工作原理 (4)1.1ABS的组成 (4)1.2ABS的主要部件结构工作原理 (6)1.2.1车轮转速传感器 (6)1.2.2执行器 (7)1.2.3液压控制系统 (8)1.2.4ABS控制器 (11)1.3ABS中ECU的基本结构 (12)1.4ABS中ECU的工作原理 (14)第二章ABS技术的应用现状 (15)第三章ABS技术的发展趋势 (16)结论 (17)参考文献 (18)致谢 (19)概述1906年ABS首次被授予专利，1936年博世注册了一项防止机动车辆车轮抱死的“机械”专利。
汽车防碰撞系统研究文献综述1.引言汽车碰撞有汽车碰撞到固定的物体或与行驶中的汽车相撞两种类型。
为了防止汽车在行驶中，特别在高速行驶时发生碰撞，一些现代汽车已装备了自动控制防碰撞系统，这是一种主动安全系统。
汽车行驶时，防碰撞系统处于监测状态，当汽车接近前车车尾或超越前车时，该系统将发出警告信号。
在发出警告后，如果驾驶员没有采取减速制动措施，该系统便启动紧急制动装置，以避免发生碰撞事故。
2.概述防碰撞控制系统装有测距传感器，它们利用激光、超声波或红外线，测得汽车与障碍物间的距离，这个距离信号，加上车速传感器和车轮转角传感器的信号送入电子控制器，通过计算求出行驶汽车与前方物体的实际距离以及相互接近的相对速度，并向驾驶员发出预告信号或显示前方物体的距离。
当将要碰撞时，控制器向制动装置和节气门控制电路发出控制指令，使汽车发动机降速并及时制动，从而有效地避免碰撞。
3.测距传感器（1）防碰撞传感器① CCD照相机CCD（电荷耦合器件）摄像元件可以读取受光元件接收的光通量放出的电流值，并作为图像信号输出。
在夜间，由于照相机处于低照度的环境，只有在汽车前、后照灯打开时才能确认障碍物。
汽车装设的CCD照相机如上图所示，当点火开关接通时，变速器换档杆换到前进档或倒档，多功能显示板上就能显示出车辆前方或后方的图像。
② 激光雷达激光雷达是从激光发送至被测物体，然后反射回来被接收，其间的时间差即用来计算至障碍物的距离。
早期的车用激光雷达都是发送多股激光光束，并依靠前车反射镜的反射时间来测定距离。
现代汽车除了测定前方车的距离外还要对前方多辆车的位置进行辨识，因而开始采用扫描式激光雷达。
根据物体的反射特性，激光的反射光亮变化很大，因此可能检测出的距离也是变化的。
由于车辆后部的反射镜等容易反射，故可以检测出稳定的较长距离。
有少许凹凸的铁板等因不能得到充足的反射光量，故测出的距离较短。
另外，在检测侧面方向及后方的障碍物时，与检测前方障碍物的情况不同，如果障碍物上没有反射镜，那么由于各种障碍物的反射特性变化很大，故可能稳定测出的距离 变短。
调研报告ABS系统ABS系统是一种车辆制动系统，ABS是Anti-lock Braking System的缩写，即防抱死制动系统。
它是指当车辆制动时，能够自动检测车轮是否抱死，并通过调节制动压力来避免车轮抱死的一种先进制动系统。
ABS系统的原理是利用车轮传感器来监测车轮的转速，并将数据传输给控制器。
当车轮即将抱死时，控制器将自动减小制动压力，使车轮恢复旋转。
当车轮恢复旋转后，控制器会重新增加制动压力。
通过不断调整制动压力的大小，使车辆保持最佳制动效果。
ABS系统的优势主要体现在以下几个方面：1. 提高制动安全性：由于ABS系统可以避免车轮抱死，车辆制动时能够保持方向稳定，减少侧滑或打滑的可能性，提高制动安全性。
尤其在湿滑道路或急转弯等情况下，ABS系统能够更好地保持车辆的稳定性，降低事故发生的风险。
2. 缩短制动距离：ABS系统可以保持车轮的旋转，避免车轮抱死，使制动距离相对缩短。
当车辆发生急刹车时，系统能够快速调节制动压力，使车辆更好地控制，并尽快停下。
3. 提高制动舒适性：ABS系统在制动时可以根据车辆状况快速调整制动压力，避免制动过程中的不平衡，提高制动舒适性。
减少了制动时的颤动和不适感，使乘坐体验更加舒适。
4. 减少轮胎磨损：由于ABS系统能够避免车轮抱死，减少了车轮在制动时与地面的摩擦，降低了轮胎磨损。
相比于传统制动系统，ABS系统能够更好地保护轮胎，延长其使用寿命。
然而，ABS系统也存在一些局限性：1. 成本较高：由于ABS系统需要传感器、控制器等复杂的组件，以及配套的机械部件，导致其成本相对较高。
这也是为什么一些低价车型没有配置ABS系统的原因之一。
2. 维修和保养较为复杂：ABS系统是一个复杂的电子系统，需要专业的技术人员进行维修和保养。
一旦出现故障，需要更高的维修和保养成本。
3. 对路况要求较高：ABS系统在良好的路况下发挥更好的效果，而在恶劣的路况下，如冰雪路面或泥泞路面，可能会减少其制动效果。
汽车防抱死制动系统（ABS ）摘要：本文简要介绍了汽车防抱死制动系统（Anti-lock Braking System ，简称ABS ）的控制原理，对目前汽车防抱死制动系统所采用的控制技术进行了综述，并对其发展趋势进行了预测。
关键词：汽车；防抱死制动系统；控制技术1.概述随着汽车工业的迅猛发展和高速公路的不断修建，汽车的行驶安全性越来越为人们重视。
为了全面满足制动过程中汽车对制动的要求，使制动器制动力分配更趋合理。
汽车防抱死制动系统（简称ABS ）已越来越多地应用在汽车上。
“ABS”中文译为“防锁死刹车系统”.它是一种具有防滑、防锁死等优点的汽车安全控制系统。
ABS 是常规刹车装置基础上的改进型技术，可分机械式和电子式两种。
现代汽车上大量安装防抱死制动系统，ABS 既有普通制动系统的制动功能，又能防止车轮锁死，使汽车在制动状态下仍能转向，保证汽车的制动方向稳定性，防止产生侧滑和跑偏，是目前汽车上最先进、制动效果最佳的制动装置。
普通制动系统在湿滑路面上制动，或在紧急制动的时候，车轮容易因制动力超过轮胎与地面的摩擦力而安全抱死。
汽车防抱死制动系统是指汽车在制动过程中能实时判定车轮的滑动率，自动调节作用在车轮上的制动力矩，防止车轮抱死。
从而获得最佳制动效能的电子装置。
它能把车轮的滑动率控制在一定的范围之内，充分地利用轮胎与路面之间的附着力，有效地缩短制动距离，显著地提高车辆制动时的可操纵性和稳定性，从而避免了车轮抱死时易出现的各种交通事故。
随着制动强度的增加，车轮滚动成分越来越少，而滑动成分越来越多，一般用滑动率S 来说明制动过程中滑动成分的多少。
滑动率越大，滑动成分越少。
S=1-ur ω%100⨯ 其中： u ——车轮中心的速度；r ——没有地面制动力时的车轮滚动半径； w ——车轮的角速度。
纵向和侧向附着系数可表达为车轮滑动率的函数（如图1）。
最大纵向附着系数所对应的滑动率称为临界稳定点SK 。
汽车防抱死制动系统的研究汽车防抱死制动系统（Anti-lock Braking System，简称ABS），是一种能够有效防止汽车制动过程中车轮抱死的系统。
它使用了先进的传感器和电子控制单元，能够实时监测车轮的转速，并在车轮即将抱死时，通过调整制动压力分配，使车轮保持在滚动状态，提高了车辆的制动效果，提高了行车的安全性。
下面将对ABS系统的研究进行详细的分析。
首先，ABS系统的研究主要包括以下几个方面：1.传感器的研究：ABS系统需要依靠传感器来实时监测车轮的转速。
研究人员需要对传感器的性能进行充分了解，并进行精确的校准，以确保传感器能够准确地感知车轮的转速，并将这些数据传输给控制单元。
2.控制算法的研究：ABS系统的核心是控制算法，它通过分析传感器提供的车轮转速数据，判断出车轮即将抱死的状态，并通过调整制动压力分配，使车轮保持在滚动状态。
研究人员需要对控制算法进行深入研究，调整算法的参数，以提高系统的稳定性和实时性。
3.制动系统的优化：为了提高ABS系统的效果，研究人员需要对整个制动系统进行优化。
这包括对制动器、制动液、制动管路等进行改进，以提高制动系统的灵敏度和反应速度，使ABS系统能够更好地发挥作用。
4.系统集成的研究：ABS系统需要与车辆的其他控制系统进行无缝集成，以实现整车的协同控制。
研究人员需要对车辆的整体架构进行研究，设计合理的集成方案，保证各个系统之间的信息交互和协调工作。
此外，还有一些相关领域的研究也是有必要的。
例如，制动材料的研究，对制动盘和制动鼓的材料进行改进，以提高制动性能和耐久性；对传感器的布置和传感数据的处理进行研究，以提高系统的鲁棒性和可靠性；对ABS系统的故障诊断算法进行研究，及时检测和排除故障。
综上所述，汽车防抱死制动系统的研究涉及多个方面，从传感器研究到控制算法优化，再到整车系统的集成等，都需要研究人员进行深入的研究和探索。
通过不断的创新和提高，ABS系统将能够更好地保护驾驶者的行车安全。
汽车ABS技术总结报告背景汽车安全性一直是人们关注的焦点之一，而防抱死制动系统（Anti-lock Braking System，简称ABS）作为一项重要的汽车安全技术，被广泛应用于现代汽车中。
ABS技术的出现和发展，为驾驶员提供了更好的操控性和更短的制动距离，从而大大提高了行车安全性。
分析ABS技术原理ABS技术通过监测车轮的转速和制动力，并根据监测结果控制制动系统来避免车轮抱死。
具体来说，当驾驶员踩下刹车踏板时，传感器会实时监测到每个车轮的转速。
如果某个车轮即将抱死（转速急剧下降），ABS系统会迅速调整该轮的制动力，使其保持在一个可控范围内。
这样一来，即使在紧急制动时，驾驶员仍能保持对方向盘的操控，并且能够继续躲避障碍物。
ABS技术优势1.提高操控性：ABS系统可以防止车轮抱死，使驾驶员在紧急制动时仍能保持对车辆的操控。
2.缩短制动距离：由于ABS系统可以根据实时监测结果调整制动力，因此可以更有效地利用轮胎与地面之间的摩擦力，从而缩短制动距离。
3.避免打滑：ABS系统可以在车轮即将抱死时减少制动力，防止车辆打滑，提高行驶稳定性。
4.减少事故发生率：通过提高操控性和缩短制动距离，ABS系统可以大大减少交通事故的发生率。
ABS技术发展趋势随着科技的不断进步和汽车行业的发展，ABS技术也在不断演进和改进。
以下是一些ABS技术的发展趋势：1.集成化：将ABS系统与其他车辆安全系统（如牵引力控制、稳定性控制等）进行集成，提供更全面的安全保护。
2.自适应控制：利用传感器和计算机算法实现自动调节制动力的功能，根据路面状况和驾驶员意图来优化制动效果。
3.电动化：随着电动汽车的兴起，ABS技术也需要适应电动汽车的特殊需求，例如电动汽车的能量回收和再利用等。
4.智能化：利用人工智能和大数据分析等技术，实现对驾驶员行为和路况的智能识别和预测，从而更加精准地控制制动系统。
结果ABS技术的应用已经取得了显著的成效。
根据相关研究数据显示，ABS系统可以将制动距离缩短10%至20%，并且能够减少约30%的交通事故。
山东商业职业技术学院毕业设计（论文）汽车ABS综述姓名 XXX专业汽车检测与维修技术班级汽检1102班指导老师刘树臣二0一四年四月十日山东商业职业技术学院毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）摘要目录前言 (5)第1章电控防抱死系统的发展及分类 (6)1.1电控防抱死制动系统（ABS）的发展及应用现状 (6)1.2电控防抱死制动系统（ABS）的分类 (7)第2章电控防抱死制动系统（ABS）的基本组成与工作原理 (12)2.1ABS的基本组成 (12)2.2传感器 (12)2.3电子控制单元（ECU） (13)2.4执行器 (14)2.5ABS警示装置 (16)第3章博世（BOSCH）ABS系统制动调节过程 (17)3.1常规制动（ABS不工作）时 (17)3.2ABS工作时 (17)第4章电控防抱死制动系统（ABS）的检修 (19)4.1检修ABS的注意事项 (19)4.2ABS故障检修的一般步骤 (19)第5章典型故障案例分析 (21)5.1故障案例 (21)致谢 (23)参考文献 (24)前言现代汽车上大量安装了防抱死制动系统ABS，其全称是Anti-lock Brake System。
它既有普通制动系统的制动功能，又能防止车轮锁死，使汽车在制动状态下仍能转向，保证汽车的制动方向稳定性，防止产生侧滑和跑偏，是目前汽车上最先进、制动效果最佳的制动装置。
本文还介绍了汽车ABS技术发展，ABS基本结构和工作原理，ABS系统的检修，并对典型ABS系统的车辆也作了简要介绍。
制动性能是汽车主要性能之一，它关系到行车安全性。
评价一辆车的制动性能最基本的指标是制动加速度﹑制动距离﹑制动时间及制动时方向的稳定性。
ABS 的功能即在车轮将要抱死时降低制动力，而当车轮不会抱死时又增加制动力，如此反复动作使制动效果最佳。
本文对ABS的工作原理和使用中的问题以及其优点进行探讨。
ABS技术不断发展成熟，控制精度、控制功能不断完善。
第26卷第12期2009年12月机 电 工 程Mechanical &Electrical Engineering MagazineVol .26No .12Dec .2009收稿日期:2009-03-05基金项目:国家自然科学基金资助项目(60804059);广西自然科学基金资助项目(桂科自0640172);广西科技开发资助项目(桂科能06300625G 23)作者简介:张向文(1976-),男,河南南阳人,副教授,博士研究生,主要从事汽车ABS 和智能轮胎等汽车电子技术方面的研究.E 2mail:zhangx 2iang wen128@!综 述#汽车ABS 控制系统关键技术研究综述3张向文,许 勇,潘 明,樊永显(桂林电子科技大学计算机与控制学院,广西桂林541004)摘 要:为了深入研究和比较汽车ABS 控制系统的关键技术,根据汽车ABS 技术发展的背景和ABS 控制系统的工作原理,对汽车ABS 控制系统的参考车速估计和最佳滑移率估计两项关键技术进行了总结。
通过比较几种参考车速估计技术的实现原理和优缺点发现,模糊卡尔曼滤波法在计算复杂性、求解精度、鲁棒性和实用性等方面是一种比较理想的车速估计方法;通过比较最佳滑移率估计技术的实现原理和优缺点发现,斜率法和函数极值法是比较理想的估计方法,而同时采用这两种方法进行估计,然后进行估计结果的互相验证,将是一种更理想的估计方法。
关键词:ABS;轮速;汽车加速度;参考车速估计;最佳滑移率估计中图分类号:U463.52 文献标识码:A 文章编号:1001-4551(2009)12-0001-04Rev i ew of key technolog i es on veh i cle ABS con trol syste m ZHANG Xiang 2wen,XV Yong,P AN M ing,F AN Yong 2xian(Co m puter and Control College,Guilin U niversity of Electronic Technology,Guilin 541004,China )Abstract:A i m ing at researching and comparing the key technol ogies of the vehicle antil ock braking syste m (ABS )deep ly,a re 2vie w was given on the t w o key technol ogies of the vehicle reference s peed esti m ati on and the op ti m al sli p rati o esti m ati on,based on the vehicle ABS technol ogy devel opment and the working p rinci p le of the ABS contr ol syste m.For the vehicle reference s peed esti m ati on and the op ti m al sli p rati o esti m ati on,the advantages and disadvantages of the realizati on methods were analyzed and compared .The results show that the fuzzy Kal m an filtering method is the ideal vehicle reference s peed esti m ati on method in the calculati on comp lexity,accuracy,r obustness and p racticality etc ..The sl ope method and the extre me functi on method are good method,which should be better when the t w o methods are both used and their results are calibrated mutually .Key words:ABS;wheel s peed;vehicle accelerati on;vehicle reference s peed esti m ati on;op ti m al sli p rati o esti m ati on0 引 言当汽车在高速行驶时,如果遇到危险,驾驶人员一般通过踩刹车进行紧急制动来躲避危险,制动时间和制动距离越短,制动效果就越好。
熟练的驾驶人员能够根据轮胎的滑动状况逐步调整制动力,获得较好的制动效果;没有经验的驾驶人员通过最大化制动力来进行刹车,当制动力最大时,车轮容易发生抱死,此时,轮胎在路面滑动,汽车失去方向控制能力,另外,制动距离也很长,难以躲避危险[124]。
汽车ABS 就是为了防止车轮抱死而开发的一种高技术汽车安全设备,它可以像经验丰富的驾驶人员一样,根据轮胎和路面之间的摩擦情况和车轮的运动状况自动进行制动力的调整,避免车轮在汽车制动过程中抱死而失去方向控制能力,实现最佳的制动效果,从而缩短汽车的制动距离,减少汽车制动时轮胎的磨损,从而延长轮胎的使用寿命[527]。
汽车ABS 技术的核心是控制系统的设计,其制动性能的优劣依赖于所采用的控制方法,其中基于滑移率的控制方法是目前的主要控制方法,而参考车速估计方法[8-16]和最佳滑移率估计方法[17218]是其中的关键技术。
目前对参考车速和最佳滑移率的估计有很多方法,其优缺点和实现方法差别较大,为了深入地研究不同方法的特点和进行各种估计方法的比较,本研究对汽车ABS 控制系统的参考车速估计和最佳滑移率估计两项关键技术进行综述。
1 汽车ABS 控制原理轮胎的运动状态一般用滑移率来表示,它可以通过汽车运动速度与轮胎旋转速度求得。
汽车运动速度可以通过车速传感器测量获得,但是成本很高,目前主要是通过观测器估计得到。
轮胎的旋转速度可以用磁电式或光电式传感器直接测量获得。
路面状况一般用轮胎与路面之间的摩擦系数来描述。
通过实验研究发现,不同路面状况下的轮胎纵向摩擦系数与滑移率之间的关系如图1所示,随着滑移率的增加,纵向摩擦系数逐渐增加,达到最大值后开始逐渐下降。
最大纵向摩擦系数对应的滑移率为最佳滑移率,不同路面状况对应的最佳滑移率不同。
图1 不同路面状况下的纵向摩擦系数与滑移率之间的关系曲线汽车ABS 控制原理:根据初始设定的参考滑移率和利用测量值求解的滑移率的差,通过控制器调整制动力矩,根据制动力矩和获得的滑移率进行最佳滑移率的估计;将估计的最佳滑移率作为参考滑移率,重新进行制动力矩的调整;这样通过闭环循环,使得滑移率逐渐达到最佳滑移率。
并一直保持在最佳滑移率,这样,轮胎与路面之间的纵向摩擦力最大,汽车的制动效果最好。
2 汽车ABS 控制系统的关键技术根据前面的分析,汽车ABS 控制系统实现的关键是轮胎滑移率和最佳滑移率的确定。
轮胎的滑移率与车速和轮速有关,由于轮速可以直接测量,但是车速不易测量,需要通过估计获取参考车速,它是ABS 控制系统研究的一项关键技术。
另外,根据汽车ABS 的控制原理,参考滑移率只有达到最佳滑移率,控制系统的制动效果才能最佳,但是由图1可以看出,不同路面状况下的最佳滑移率差别很大,因此,最佳滑移率的估计是控制系统研究的另一项关键技术。
2.1 参考车速估计技术参考车速可以通过利用为汽车其它测量信号设计的观测器进行估计获得,最简单的是利用轮速信号进行估计的轮速信号融合法,另外还有利用加速度信号和轮速信号,并结合轮胎运动模型进行估计的斜率法、综合法、自适应斜率法、递推法、最小二乘法、压力函数法、自适应非线性滤波法、卡尔曼滤波法、模糊法和模糊卡尔曼滤波法。
(1)轮速信号融合法。
利用测量的4个轮速信号进行组合以得到参考车速的估计,常用的组合方法有最大值、平均值、非驱动轮平均值等。
最大值是将每一时刻测量的4个轮速的最大值作为该时刻参考车速的估计值,平均值是将每一时刻测量的4个轮速的平均值作为该时刻的参考车速估计值,非驱动轮平均值是将每一时刻测量的非驱动轮轮速的平均值作为该时刻的参考车速估计值。
这些方法实现过程非常简单,但是估计的参考车速受路面状况、轮胎滑动状况、汽车加速状况等因素的影响,估计的参考车速与实际车速偏差较大。
(2)斜率法。
根据车速与初始车速和加速度的关系进行参考车速的估计,加速度为车速变化的斜率。
初始车速可以假定为轮速,加速度的确定依赖于不同的路面状况和制动工况。
由于不同路面状况和制动工况下的汽车加速度不同,可以通过大量的实验测试获得汽车在不同路面状况和制动工况下的平均加速度,然后在汽车制动过程中通过识别路面状况和制动工况进行汽车加速度的估计。
这种方法在初始车速和加速度估计准确时,估计参考车速可以很好地逼近实际车速,但是需要对路面状况和制动工况进行识别,还需要大量的实验测试来确定不同路面状况和制动工况下的汽车加速度,因此,实现难度较大。
另外,这种方法的自适应性较差,不能用于不同路面状况下汽车制动时的参考车速估计。
(3)综合法。
同时采用轮速信号融合法中的最大轮速法和斜率法进行参考车速的估计,选取较大的车速为参考车速的估计值,这种方法综合了最大轮速法和斜率法的优点,不用设定初始车速,具有很好的稳定性和精度,但是仍然无法避免斜率法的缺点,需要进行路面状况和制动工况的识别,自适应能力差。
(4)自适应斜率法是具有一定自适应能力的参考车速估计方法,它根据汽车ABS 控制系统的控制特征,在轮速变化的极大值点进行车速初始值和汽车加速度的自适应调整,利用斜率法进行参考车速的估计,并将估计的参考车速和实时轮速两者中的较大者作为实时估计的参考车速。
这种方法解决了斜率法初始车・2・机 电 工 程第26卷速选择困难和汽车加速度适应性差的问题,除少数点外,在单一路面和变化路面情况下都可以得到较为准确的参考车速估计,具有较强的自适应性,因此,该方法具有较大的实际应用价值。
但是,这种方法需要轮速减小之后才能确定轮速变化的极大值点,因此,实时性不强。
(5)递推法。
根据滑移率、轮速及车速的变化率以及当前的车速,通过递推关系进行参考车速的估计。
由于滑移率的初始值、车速的初始值是已知的,因此,递推法避开了斜率法估计时所需的制动初速度和车身加速度的确定,并且对各种路面都有很好的自适应性,但是递推过程出现发散时需要进行初始值的修正,以保证递推结果收敛。
