一种基于制动力改善汽车起步颤振异响的控制系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及汽车制动系统振动噪声控制技术领域，尤其是涉及一种基于制动力改善汽车起步颤振异响的控制系统及方法。
【背景技术】
[0002]随着社会经济的发展，居民生活水平的提高，汽车被越来越多的用户所需要。而用户对于汽车性能的要求也逐渐提高，在满足基本使用的基础上，越来越看重汽车的振动噪声舒适性。汽车低速起步颤振问题是出现在自动变速箱汽车制动系统的一种振动噪声问题，其出现的根本原因是因为制动器摩擦材料静摩擦系数大于动摩擦系数。影响汽车低速起步颤振异响的因素包括了:摩擦材料的摩擦特性、制动器的振动特性、悬架系统的振动特性、前后悬架的K&C特性、起步初始时悬架的姿态以及驱动力矩的大小。如果改变摩擦材料的摩擦特性，则会大幅改变车辆的制动性能；如果改变制动器或悬架系统的振动特性，则会影响到制动系统其他振动噪声性能；如果改变了前后悬架的K&C特性，则会影响到车辆的操稳性。
[0003]如图2所示，一辆汽车在制动过程中，前后轮所受到的切向力和法向力都发生改变，在悬架系统K&C作用的影响下，其轴距减小，类似张紧的弓，故称其为“弓形效应”。
[0004]当制动过程结束，前后轮受到的法向力恢复到初始状态，车轮趋向于回到松弛状态，但是由于前后轮均制动锁止，车轮无法克服地面摩擦力而运动，阻止轴距回到原始的大小，所以在前后轮之间形成一对大小相等、方向相反的力，并在悬架系统K&C特性的影响下导致悬架姿态改变。
[0005]大量理论与试验分析表明，这对力的存在会大幅恶化自动变速箱汽车低速起步颤振异响问题，所以希望能在汽车再次起步前，短暂去除某一轴的制动力，使得悬架能回到如图2实线所示的松弛状态。
[0006]为了在不过多影响汽车制动性能、操稳性能及其他振动噪声性能的前提下，尽可能改善汽车低速起步颤振异响问题，因此提出通过改变汽车起步初始时悬架的姿态来改善汽车低速起步颤振异响的主动控制方法。
【发明内容】
[0007]本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种效果显著、构造简单、适用性广、延长制动零件寿命的基于制动力改善汽车起步颤振异响的控制系统及方法。
[0008]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0009]一种基于制动力改善汽车起步颤振异响的控制系统，安装在汽车制动系统上，所述的制动系统包括制动踏板、与制动踏板连接的制动主缸、安装在车轮上的制动盘和与制动盘配套设置的制动钳，该控制系统包括悬架姿态控制单元、制动压力执行器、设置在车轮上的轮速传感器和设置在制动主缸液压输出端的液压传感器，所述的悬架姿态控制单元分别与轮速传感器和液压传感器连接，所述的制动压力执行器分别与制动主缸和制动钳连接;
[0010]汽车在制动后启动的过程中，所述的悬架姿态控制单元获取轮速传感器和液压传感器的信号，进行判断后，发送信号到制动压力执行器中来控制制动钳的动作，通过先卸载后加载制动力的方式改善汽车起步颤振异响。
[0011]所述的悬架姿态控制单元包括信号采集模块，数据处理模块和执行模块，所述的信号采集模块分别与数据处理模块、轮速传感器和液压传感器连接，所述的执行模块分别与数据处理模块和制动压力执行器连接。
[0012]所述的制动压力执行器内部为液压泵，所述的液压泵前端与制动主缸连接，后端与制动钳连接。
[0013]该控制系统集成于汽车制动防抱死系统或车身电子稳定系统中。
[0014]—种基于制动力改善汽车起步颤振异响的控制方法，包括以下步骤:
[0015]I)悬架姿态控制单元获取液压传感器产生的制动压力信号，并判断制动主缸建立的制动液压是否高于上限值P1，若是，则悬架姿态控制单元确认车辆处于制动状态，进行步骤2)，若否，则返回步骤I);
[0016]2)轮速传感器获得车轮的轮速信号，并发送至悬架姿态控制单元，悬架姿态控制单元判断轮速信号是否小于限值e，若是，则车辆处于静止状态，发送指令打开制动压力执行器内部的液压泵，控制制动压力执行器卸载非驱动轴的制动压力至0，并进行步骤3)，若否，则返回步骤2);
[0017]3)经过一段预设的时间后，悬架姿态控制单元发送指令控制制动压力执行器内部的液压泵关闭，非驱动轴再次建立制动压力；
[0018]4)车辆起步。
[0019]在步骤2)的判断轮速的过程中，若液压传感器检测到制动主缸建立的制动液压低于下限值P2，则自动解除悬架姿态控制单元的悬架姿态调整过程，控制制动压力执行器输出的制动液压等于制动主缸建立的制动液压，并返回步骤I)。
[0020]所述的限值e为轮速传感器的最低测量转速，所述的P1为使车辆产生0.2g制动减速度下制动主缸产生的油压，P2SP i取值的1% _2%。
[0021]所述的步骤3)中的一段预设的时间范围为0.8-1.2s。
[0022]与现有技术相比，本发明具有以下优点:
[0023]一、效果显著:本发明通过在汽车制动时卸载非驱动轴上的制动力，消除了前后轮之间的一对大小相等、方向相反的力，使得在制动过程中处于弓形效应的悬架恢复到松弛状态，在下次汽车启动时显著降低了起步异响。
[0024]二、构造简单、适用性广:本发明中的控制系统采用了市场上能够方便获得的构件，并且可以方便地集成于现有的制动防抱死系统(ABS)或车身电子稳定系统(ESP)等可以实现制动力控制的系统之中。
[0025]三、延长制动零件寿命:在车辆静止时，释放悬架内应力，有效保护底盘系统与制动系统，提升相关零部件的疲劳寿命。
【附图说明】
[0026]图1为本发明的结构示意图。
[0027]图2为悬架制动的弓形效应示意图。
[0028]图3为本发明实施例集总参数模型示意图。
[0029]图4为本发明实施例的制动加载工况。
[0030]图5为本发明实施例打开系统前后的车速对比效果图。
[0031]图6为本发明实施例打开系统前后的振动加速度对比效果图。
[0032]其中，1、制动踏板，2、制动主缸，3、制动盘，4、制动钳，5、悬架姿态控制单元，6、制动压力执行器，7、轮速传感器，8、液压传感器。
【具体实施方式】
[0033]下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0034]实施例1:
[0035]如图1所示，一种基于制动力改善汽车起步颤振异响的控制系统，安装在汽车制动系统上，制动系统包括制动踏板1、与制动踏板I连接的制动主缸2、安装在车轮上的制动盘3和与制动盘3配套设置的制动钳4，该控制系统包括悬架姿态控制单元5、制动压力执行器6、设置在车轮上的轮速传感器7和设置在制动主缸液压输出端的液压传感器8，悬架姿态控制单元5分别与轮速传感器7和液压传感器8连接，制动压力执行器6分别与制动主缸2和制动钳4连接。
[0036]悬架姿态控制单元5包括信号采集模块，数据处理模块和执行模块，信号采集模块分别与数据处理模块、轮速传感器7和液压传感器8连接，执行模块分别与数据处理模块和制动压力执行器6连接，制动压力执行器6为液压泵，液压泵前端与制动主缸连接，后端与制动钳4连接，该控制系统集成于汽车制动防抱死系统或车身电子稳定系统中。
[0037]—种基于制动力改善汽车起步颤振异响的控制方法，包括以下步骤:
[0038]I)悬架姿态控制单元获取液压传感器产生的制动压力信号，并判断制动主缸建立的制动液压是否高于上限值P1, P1为使车辆产生0.2g制动减速度下制动主缸产生的油压，若是，则悬架姿态控制单元确认车辆处于制动状态，车辆悬架处于弓起的状态，并进行步骤2)，若否，则返回步骤I);
[0039]2)轮速传感器获得车轮的轮速信号，并发送至悬架姿态控制单元，悬架姿态控制单元判断轮速信号是否小于限值e，限值e为轮速传感器的最低测量转速，若是，则车辆处于静止状态，车辆悬架仍处于弓起的状态，发送指令打开制动压力执行器内部的液压泵，控制制动压力执行器卸载非驱动轴的制动压力至0，后轮拥有自由滚动的能力，使车辆悬架处于松弛的状态，并进行步骤3)，若否，则返回步骤2);
[0040]若液压传感器检测到制动主缸建立的制动液压低于下限值P2，匕为P i取值的I %，则自动解除悬架姿态控制单元的悬架姿态调整过程，控制制动压力执行器输出的制动液压等于制动主缸建立的制动液压，并返回步骤I);
[0041]3)经过0.8秒的时间后，悬架姿态控制单元认为悬架姿态已经处于松弛状态，前后轴之间的一对大小相等、方向相反的力已经消失，