专利名称：一种适应多种路况的汽车abs控制方法
技术领域：
本发明涉及汽车中防抱死制动系统(ABS)中的控制方法。
背景技术：
ABS (Antilock Braking System)制动系统，即防抱死制动系统，能够在汽车制动 过程中自动调节制动力的大小，有效防止车轮抱死、侧滑、甩尾等现象，提高了汽车制动的 安全性。汽车在高速行驶过程中进行紧急制动时，若前轮被抱死，汽车将失去转向能力，若 后轮被抱死，汽车可能发生侧滑或甩尾等安全事故。为了解决这个问题，近年来，国内外公 司和学者对ABS控制方法进行了大量的研究，现有的成熟方法是基于加减速度辅助参考滑 移率门限的控制方法，该控制方法原理简单，但逻辑复杂，涉及的关键技术较多，国外公司 经过长期的研究，已经掌握了包括路面辨识方法、控制策略在内许多关键技术，其产品可以 适应多种路面情况，制动时的方向稳定性较好，制动距离较短，占有较广阔的市场份额。而 国内成熟的产品也都是基于加减速度辅助参考滑移率门限的控制方法，但由于对某些关键 技术理解不够透彻，其产品的路面适应性差，不能很好的解决制动距离和方向稳定性的问 题，因此市场占有率低。另外，国内外科研院所和学者也进行了大量理论研究，包括PID控 制方法、模糊控制方法、神经网络控制方法、滑模变结构控制方法、自适应控制方法及等。然 而纵观以上方法，PID的控制方法和模糊控制方法基于经验规则的控制，调试整定参数比较 困难；神经网络控制方法依赖于大量的学习样本和复杂的数学运算；滑模变结构控制方法 最大的缺点是它的“抖振”；自适应控制方法的缺点是易受外部扰动和未建模动态的影响， 并且自适应的瞬间特性无法保证。
发明内容
本发明针对现有的基于加减速度辅助参考滑移率门限的控制方法不能很好解决 制动距离和方向稳定性问题。提出一种基于以轮加速度为主、参考滑移率为辅的防抱死制 动系统控制方法，适应多种路况的汽车ABS控制方法。轮速传感器在线提取制动过程中的 轮速^当车辆处于紧急制动时，启用ABS功能，即ABS控制单元根据两前车轮的轮加速度及 速度判断车辆所处路面，利用首次减压至减压结束时的前轮轮速差值变化，辨识两侧车轮 所处的路面附着系数，根据不同路面对汽车前轮和后轮采用不同的制动方式。所述判断车辆所处路面具体为当汽车紧急制动时，若一个前轮的轮加速度达到 首次减压的减速度门限af，ABS控制单元对比同轴的另一前轮的轮速，若两个车轮的轮速 差大于第一阈值dl，则汽车在对开路面行驶，若轮速差不大于dl，则在单一附着系数路面 行驶，当前轮产生加速度开始保压时，对比前轮开始减压和减压结束时的轮速，若轮速降值 大于第二阈值d2，则汽车在低附着系数路面行驶，若轮速降值不大于d2，则汽车在高附着 系数路面。不同的制动方式具体包括，ABS控制单元采取修正的低选控制策略和前轮增压 同步控制策略，所述修正的低选控制策略包括当低附着一侧的车轮加速度达到减压的减 速度门限，开始减压时，处于高附着一侧的车轮开始保压；当低附着一侧车轮的产生正的加速度时，控制低附着一侧的车轮开始保压，高附着一侧车轮开始减压，减压时间为低附着侧 车轮减压时间的50%，然后进行保压；当低附着侧车轮的参考滑移率达到增压的滑移率门 限时，低附着侧车轮按照一定的频率进行小步增压，而高附着侧车轮按同样的频率进行小 步增压，所述前轮增压同步控制策略具体为当1个前轮加速度达到减压的减速度门限时 该前轮开始减压，如另一前轮加速度未达到减压的减速度门限值，且两前轮的轮速差值大 于轮速阈值d3则前轮进入保压状态，否则进入减压状态；在保压过程中只要有一个车轮达 到增压的门限值，则控制两个前轮同时进入小步增压状态。制动过程中根据轮速峰值斜率Kp、减压段中的轮速降值和增压次数辨识路面，当 参考车速处于低速时，对4个车轮采取长增压的控制方式，直到停车。上述适应多种路况的汽车ABS控制方法，包括首次控制循环和常规控制循环，车 轮从紧急制动开始，首次控制循环经过首次增压状态、首次减压状态，之后保压状态到小步 增压状态再到减压状态控制称为常规控制循环。上述适应多种路况的汽车ABS控制方法，控制过程包括如下步骤首次控制循环 中，若滑移率S大于滑移率门限值&，分析轮加速度a，若a小于轮加速度门限值％(4<0)， 则表明车轮进入不稳定趋势，此时应减小制动压力，因此由首次增压状态进入首次减压状 态；制动压力在减小过程中，车轮逐渐由不稳定趋势转为稳定趋势，车轮加速度若满足a>iib (ab>=0)则进入常规控制循环的保压状态；保压过程中，车轮速度逐渐开始回升，若满足 S<SZ与a〉^则进入小步增压状态；随着制动压力的逐渐增大，车轮再次进入不稳定趋势，若 满足与ahj (aj<0)则进入减压状态。上述适应多种路况的汽车ABS控制方法，控制过程中的滑移率和轮加速度门限值 4通过实验统计得出。首次控制循环为了能让防抱死的功能充分发挥，应该有较大的轮速 差，同时又有利于不同路面下首次路面辨识所需轮速差值可比性，但又不能有过强的制动， 太强及太弱的防抱死循环都给后续的防抱死循环带来不利，所以首次增压状态要有较大的 滑移率门限值和较小的减速度门限值。一般首次进入减压的滑移率门限&要比后面进入 减压的大5% 10%，轮加速度门限值af (af<0)要比后面的小10% 15%。上述适应多种路况的汽车ABS控制方法，控制过程中的门限参数值采用滑移率和 轮加速度的组合值，可以避免单个参数值异常，触发门限值造成ABS的误动作。上述适应多种路况的汽车ABS控制方法，前轮修正低选控制，低附着一侧进入减 压时，高附着一侧进入保压，且高附着一侧减压为低附着一侧的50%，因此可在两个前轮之 间经过每次ABS控制循环之后形成一个压力差，可避免对开路面下制动时车辆的跑偏现 象，因此前轮修正低选控制可用于左右附着系数不同路面的控制，即对开路面下的控制。上述适应多种路况的汽车ABS控制方法，前轮增压同步控制策略，当一个前轮满 足减压门限值进入减压，判断与另一个前轮之间的轮速差，由差值的大小决定另一个前轮 进入保压或者减压状态，另外两个前轮中有一个前轮满足进入小步增压的门限值，便同时 进入小步增压状态，在单一附着系数路面下可避免两个前轮之间产生较大的压力差，因此 采用前轮增压同步控制策略，可以保证单一附着系数路面的制动方向稳定性。本发明中路面辨识的方法利用减压段中轮速下降值来对路面进行辨识，该方法的 提出主要基于路面附着系数不同，低附着下路面附着系数较小，相同的制动压力下，轮速在 短时间内的下降程度要比高附着路面下大的多，另外由于压力滞后性等因素，减压状态结束进入保压状态后，车轮的减速度才开始由负值变为正值，此时轮速值处于波谷，因此利用 此时刻的轮速下降值能够准确的对路面信息进行辨识。
图1 :ABS系统结构示意图，
图2 首次循环中首次路面辨识流程示意图， 图3 制动过程中路面辨识流程示意图， 图4 常规控制循环控制流程图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进 一步的详细描述.
本发明中ABS E⑶主控芯片可采用英飞凌16位单片机)(C164CS对整个控制过程进行 处理，系统的结构示意图如图1所示，轮速传感器采集汽车车轮轮速，输入主控单元进行参 考车速估计，计算轮加速度和参考滑移率，根据不同路面设置不同的轮加速度和参考滑移 率门限，通过ABS控制单元输出电磁阀控制信号到ABS执行单元控制调节制动轮缸压力，控 制汽车车轮。主控单元主要包括轮速采集与处理模块、参考车速估算模块、路面辨识模块和控 制逻辑模块。( 1)利用轮速传感器在线提取汽车制动过程中的轮速IS并根据轮速计算轮加速度 a和参考车速V，进而计算参考滑移率S。轮速采集与处理模块通过磁电式轮速传感器对车轮的速度进行采集，根 据当前时刻的轮速
权利要求
1.一种适应多种路况的汽车ABS控制方法，其特征在于，包括以下步骤轮速传感器在 线提取制动过程中的轮速^当车辆处于紧急制动时，启用ABS功能，即ABS控制单元根据前 车轮的轮加速度及速度判断车辆所处路面，利用首次减压至减压结束时的前车轮轮速差值 变化，辨识两侧车轮所处的路面附着系数，根据路面附着系数针对不同路面对前轮和后轮 采用相应的制动方式。
2.根据权利要求1所述的汽车ABS控制方法，其特征在于，所述判断车辆所处路面具 体为当汽车紧急制动时，若一个前轮的轮加速度达到首次减压的减速度门限af，ABS控制 单元对比同轴的另一前轮的轮速，若两个前轮的轮速差大于第一阈值dl，则汽车在对开路 面行驶，若轮速差不大于dl，则汽车在单一附着系数路面行驶，当前轮产生加速度开始保压 时，对比前轮开始减压和减压结束时的轮速，若轮速降值大于第二阈值d2，则汽车在低附着 系数路面行驶，若轮速降值不大于d2，则汽车在在高附着系数路面行驶。
3.根据权利要求1所述的汽车ABS控制方法，其特征在于，ABS控制单元利用轮速峰值 斜率Kp、减压段中的轮速降值和增压次数辨识路面，当参考车速处于低速时，对4个车轮采 取长增压的控制方式，直到停车。
4.根据权利要求2所述的汽车ABS控制方法，其特征在于，当汽车在单一附着系数路面 行驶，前轮采用增压同步控制，后轮采用单一附着系数路面的控制方法。
5.根据权利要求2所述的汽车ABS控制方法，其特征在于，所述轮速差值阈值Clpd2的 值与车速成正比。
6.根据权利要求1一3其中之一所述的汽车ABS控制方法，其特征在于，所述制动方式 具体包括，ABS控制单元采取修正的低选控制策略和前轮增压同步控制策略，所述修正的低 选控制策略包括当低附着系数路面一侧车轮加速度达到减压的减速度门限，开始减压，处 于高附着系数路面一侧车轮开始保压；当低附着系数路面一侧车轮产生正的加速度时，控 制低附着系数路面一侧的车轮开始保压，高附着系数路面一侧车轮开始减压，然后进行保 压；当低附着系数路面侧车轮的参考滑移率达到增压的滑移率门限时，低附着系数路面侧 车轮进行小步增压，而高附着系数路面侧车轮按同样的频率进行小步增压，所述前轮增压 同步控制策略具体为当1个前轮加速度达到减压的减速度门限时该前轮开始减压，如另 一前轮加速度未达到减压的减速度门限值，且两前轮的轮速差值大于轮速阈值时前轮进入 保压状态，否则进入减压状态；在保压过程中如有一个车轮达到增压门限值，则控制两个前 轮同时进入小步增压状态。
7.根据权利要求2—3其中之一所述的汽车ABS控制方法，其特征在于，首次减压的减 速度门限af满足首次大制动强度的原则，设置为负值。
8.根据权利要求3所述的汽车ABS控制方法，其特征在于，根据火=\γ( )、P、"1、计算所述轮速峰值斜率，其中为当前时刻的轮速峰值，
全文摘要
本发明请求保护一种适应多种路面情况的汽车防抱死制动系统(ABS)控制方法，涉及汽车电子控制技术领域。该方法将ABS的控制过程分为首次控制循环和常规控制循环，在首次控制循环时，利用轮速差来辨识路面，在常规控制循环，利用轮速峰值斜率、减压段中的轮速降值和增压次数来辨识路面。针对对开路面，两个前轮采用修正的低选控制，两个后轮根据辨识出的所处路面采用相应路面的控制策略进行独立控制，针对单一的高附着和低附着路面，前轮采用增压同步控制，后轮采用单一路面的控制方法。根据车辆附着路面采用相应路面的控制策略。该方法可解决汽车在各种路面下的制动的方向稳定性和制动距离问题。
文档编号B60T8/36GK102120446SQ20111004898
公开日2011年7月13日 申请日期2011年3月2日 优先权日2011年3月2日
发明者李炯球, 李银国, 杨勇, 蒋国英, 郑太雄, 马付雷, 马红星 申请人:重庆邮电大学