n j 濟(jì)人學(xué)壩i j 學(xué)位論上摘要 摘要 本論文針對現(xiàn)有a b s 汽車制動性能檢測方法存在的不足，對a b s 汽車制動 性能的室內(nèi)等價試驗技術(shù)進(jìn)行了初步探索。 文中首先建立了四分之一車輛動力學(xué)模型，研究了增減制動力矩斜率對正、 負(fù)角加速度控制和滑移率控制兩類模式a b s 控制品質(zhì)的影響。對滑移率控制模 式，還研究了制動初速度對a b s 控制品質(zhì)影響。得到了路面附著系數(shù)、最佳滑 移率以及制動仞始車速之間的關(guān)系。根據(jù)不同路面、不同制動初速度時，最佳滑 移率足一個隨之而變動的事實，提出了a b s 控制品質(zhì)的評價指標(biāo)。 論文運用自行建立的a b s 汽車整車動力學(xué)模型，仿真分析制動初速、路面 附著系數(shù)對制動效能的影響規(guī)律，為實現(xiàn)a b s 汽車室內(nèi)制動等價試驗提供了基 礎(chǔ)性理論依據(jù)。 論文最后進(jìn)行了a b s 汽車室內(nèi)等價制動的試驗設(shè)計，提出了新型制動測試 臺的概念設(shè)計、結(jié)構(gòu)原理框圖以及試驗項目和試驗規(guī)范。首次提出了采用特制光 滑低附著輪胎來實現(xiàn)多種路面條件下的制動性能評價，首次提出了以液壓伺服慣 性模擬加載機(jī)構(gòu)實現(xiàn)軸荷轉(zhuǎn)移模擬和轉(zhuǎn)向制動聯(lián)合工況模擬，這些措施擴(kuò)展了檢 測工況，一定程度上實現(xiàn)了室內(nèi)全工況制動性能的分析與評價，彌補(bǔ)了現(xiàn)有整車 道路制動測試的不足。 本文研究結(jié)論可作為新型a b s 汽車制動試驗臺的設(shè)計基礎(chǔ)，并可據(jù)此擬定 a b s 汽車室內(nèi)制動性能試驗規(guī)范的基礎(chǔ)。 關(guān)鍵詞：a b s 汽車制動測試評價指標(biāo)室內(nèi)等價試驗 液壓伺服慣性模擬全工況制動測試 a b s t r a c t b a s e do nt h ed i s a d v a n t a g e so fc u r r e n tb r a k i n gt e s t i n gm e t h o d s ，t h i s p a p e rm a k ep r e l i m i n a r yr e s e a r c ho nt h ee q u i v a l e n te x p e r i m e n tt e c h n i q u ef o r t h eb r a k i n gp e r f o r m a n c eo fv e h i c l ew i t ha b s ( a n t il o c kb r a k i n gs y s t e m ) t of i n do u tt h e r e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h es l o p eo ft h ei n c r e a s i n go r d e c r e a s i n gb r a k i n gt o r q u ea n dt h ec o n t r o lr e s u l tu n d e rt h ep o s i t i v e n e g a t i v e w h e e lr o t a t i o na c c e l e r a t i o nc o n t r o lt y p ea n dt h es l i p - r a t ec o n t r o lt y p e f i r s t ， 1 n j 濟(jì)人學(xué)壩i j 學(xué)位論上摘要 摘要 本論文針對現(xiàn)有a b s 汽車制動性能檢測方法存在的不足，對a b s 汽車制動 性能的室內(nèi)等價試驗技術(shù)進(jìn)行了初步探索。 文中首先建立了四分之一車輛動力學(xué)模型，研究了增減制動力矩斜率對正、 負(fù)角加速度控制和滑移率控制兩類模式a b s 控制品質(zhì)的影響。對滑移率控制模 式，還研究了制動初速度對a b s 控制品質(zhì)影響。得到了路面附著系數(shù)、最佳滑 移率以及制動仞始車速之間的關(guān)系。根據(jù)不同路面、不同制動初速度時，最佳滑 移率足一個隨之而變動的事實，提出了a b s 控制品質(zhì)的評價指標(biāo)。 論文運用自行建立的a b s 汽車整車動力學(xué)模型，仿真分析制動初速、路面 附著系數(shù)對制動效能的影響規(guī)律，為實現(xiàn)a b s 汽車室內(nèi)制動等價試驗提供了基 礎(chǔ)性理論依據(jù)。 論文最后進(jìn)行了a b s 汽車室內(nèi)等價制動的試驗設(shè)計，提出了新型制動測試 臺的概念設(shè)計、結(jié)構(gòu)原理框圖以及試驗項目和試驗規(guī)范。首次提出了采用特制光 滑低附著輪胎來實現(xiàn)多種路面條件下的制動性能評價，首次提出了以液壓伺服慣 性模擬加載機(jī)構(gòu)實現(xiàn)軸荷轉(zhuǎn)移模擬和轉(zhuǎn)向制動聯(lián)合工況模擬，這些措施擴(kuò)展了檢 測工況，一定程度上實現(xiàn)了室內(nèi)全工況制動性能的分析與評價，彌補(bǔ)了現(xiàn)有整車 道路制動測試的不足。 本文研究結(jié)論可作為新型a b s 汽車制動試驗臺的設(shè)計基礎(chǔ)，并可據(jù)此擬定 a b s 汽車室內(nèi)制動性能試驗規(guī)范的基礎(chǔ)。 關(guān)鍵詞：a b s 汽車制動測試評價指標(biāo)室內(nèi)等價試驗 液壓伺服慣性模擬全工況制動測試 a b s t r a c t b a s e do nt h ed i s a d v a n t a g e so fc u r r e n tb r a k i n gt e s t i n gm e t h o d s ，t h i s p a p e rm a k ep r e l i m i n a r yr e s e a r c ho nt h ee q u i v a l e n te x p e r i m e n tt e c h n i q u ef o r t h eb r a k i n gp e r f o r m a n c eo fv e h i c l ew i t ha b s ( a n t il o c kb r a k i n gs y s t e m ) t of i n do u tt h e r e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h es l o p eo ft h ei n c r e a s i n go r d e c r e a s i n gb r a k i n gt o r q u ea n dt h ec o n t r o lr e s u l tu n d e rt h ep o s i t i v e n e g a t i v e w h e e lr o t a t i o na c c e l e r a t i o nc o n t r o lt y p ea n dt h es l i p - r a t ec o n t r o lt y p e f i r s t ， 1 j ；開入 ：，! l # 也l 侖上 摘笠 aq u a r t e rv e h i c l ed y n a m i c sm o d e li ss e tu p t h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h er o a d a d h e s i o nc o e f f i c i e n t 、t h eo p t i m a ls l i p r a t ea n dt h ei n i t i a lb r a k i n gv e l o c i t yi s p r e s e n t e d a sar e s u l t ，t h ec o n t r o lr e s u l to fb r a k i n gp e r f o r m a n c ef o rv e h i c l e w i t ha b si sp u tf o r w a r d b a s e do nt h ew h o l ev e h i c l ed y n a m i c sm o d e lw i t ha b s ，t h el a wb e t w e e n t h eb r a k i n gp e r f o r m a n c ea n dt h ei n i t i a lb r a k i n gs p e e da n dt h er o a df r i c t i o n c o e f f i c i e n ti sf o u n do u t i tl a yf o u n d a t i o nf o rt h eb a s i ct h e o r yo ft h ee q u i v a l e n t b r a k i n gt e s tm e t h o d s e v e n t u a l l y ，t h i sp a p e rp r e s e n t st h em e t h o d so fe q u i v a l e n tb r a k i n gt e s t i n g i n d o o r sf o rt h ev e h i c l ew i t ha b s t h ep a p e rs p e c i f i e st h ec o n c e p td e s i g n 、 s t r u c t u r et h e o r yo ft h ef a c i l i t ya n dt e s ts p e c i f i c a t i o n s ，e t c t h ei m p l e m e n t a t i o n o fd i f f e r e n tr o a dc o n d i t i o n si sm a d eb yt h et i r ew i t hl o wr o a df r i c t i o nc o e f f i c i e n t f o rt h ef i r s tt i m e a l s ot h el o a dt r a n s f e ru n d e rb r a k i n gc o n d i t i o n si ss i m u l a t e db y t h eh y d r a u l i cs e r v om e c h a n i s mt oc a r r yo u tt h et e s t w i t hs u c hm e t h o d s 。t h e f u l lr a n g eo ft e s t i n gc o n d i t i o n sc a nb es i m u l a t e da n de v a l u a t e d 。i tc o m p e n s a t e f o rt h ed i s a d v a n t a g e so fr o a dt e s t i n gm e t h o d t h er e s e a r c hr e s u l to ft h ep a p e rc a nb et a k e na sd e s i g nb a s i sf o rn e w t y p ev e h i c l eb r a k i n gt e s t e rw i t ha b s t h es p e c i f i c a t i o n s o ft h e b r a k i n g p e r f o r m a n c et e s tc a nb ep u tf o r w a r do nt h eb a s i so ft h ep a p e n k e y w o r d s ：b r a k i n gp e r f o r m a n c ef o rv e h i c l ew i t ha b s e v a l u a t i o ni n d e x e q u i v a l e n tt e s tm e t h o d i n e r t i as i m u l a t i o nb yh y d r a u l i cs e r v om e c h a n i s m f u l lr a n g eb r a k i n gt e s t i n g r j 濟(jì)人掌壩卜學(xué)位淪上聲i j 聲明 本人鄭重聲明：本論文是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨立進(jìn)行研究工作所取得的成果， 撰寫成碩士學(xué)位論文 + + 一 一。 2 、p l g ：柱塞。3 、s l v 選擇閥。 該車的整車控制模式是兩后輪按照低選原則進(jìn)行軸控制，所謂的低選，就是 前面所說的同軸兩個車輪在不同的附著路面得到不同的最佳滑移率，當(dāng)控制滑移 率時，控制目標(biāo)取用那個低的滑移率，故稱之為低選。這樣就保證汽車在各種條 第二帝a b s 汽下的制動捧制 件f 4 _ - 右兩后輪的制動力相等，既使兩側(cè)車輪的附著系數(shù)相差較大，兩個車輪的 制動力都限制在附著力較小的水平，使兩個后輪的制動力始終保持平衡，保證汽 蕾花備平l | i 條件下制動時都具有良好的方向穩(wěn)定性。當(dāng)然，在兩后輪按低選原則進(jìn) 行軸控制時，可能出現(xiàn)附著系數(shù)較大的- - n 后輪附著系數(shù)不能充分利用的問題， 使汽車的總制動力減小。但應(yīng)該看到，在緊急制動時，由于發(fā)生軸荷前移，在汽 車的總制動力中，后輪制動力所占的比例減小，尤其是前輪驅(qū)動的轎車，前輪的 附著力比后輪的附著力大得多，通常后輪制動力只占總制動力的3 0 左右，后 輪附著力未能充分利用的損失對汽車的總制動力影響不大。 2 6 本章小結(jié)： 本章簡述了a b s 對汽車制動性能控制目標(biāo)和基本工作原理。并以m k 2 0 型 a b s 系統(tǒng)為例，分析了a b s 的單輪控制過程和整車控制模式，同時指出了對于 非a b s 汽車，前軸總制動力厴是一個重要的評價制動穩(wěn)定性能的指標(biāo)。各章均 以本章所述的a b s 原理基礎(chǔ)上，進(jìn)行更深入的分析。同時，本章對控制規(guī)律的 分析，也為室內(nèi)等價試驗最終測試項目和內(nèi)容提供了依據(jù)。 n j 濟(jì)k 。 如! l 。學(xué)f t 淪上第王章a b s 汽下的檸制品質(zhì)殷j 盼f 價指標(biāo) 第三章a b s 汽車的控制品質(zhì)及其評價指標(biāo) a b s 對汽乍制動控制的品質(zhì)，在很大程度上取決于a b s 控制策略和控制邏 輯的完善性。a b s 控制模式有邏輯門限值控制、最優(yōu)控制、滑動變結(jié)構(gòu)控制及 魯榨控制。隨著控制理論和計算方法的發(fā)展，又出現(xiàn)了a b s 系統(tǒng)的模糊控制和 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等智能控制方法。但至今，多數(shù)產(chǎn)品仍采用實用性較強(qiáng)的j 下、 負(fù)角加速度門限值控制，并附加一些輔助門限值。 門限值控制法的控制參數(shù)與控制效果之間并不具備嚴(yán)格的函數(shù)關(guān)系，需要通 過不斷調(diào)試獲取最佳效果的控制參數(shù)，缺乏直接與設(shè)計參數(shù)緊密相關(guān)的評價指 標(biāo)。而且系統(tǒng)的控制邏輯比較復(fù)雜，輪速的穩(wěn)定性差。但是目前國內(nèi)外a b s 產(chǎn) 品多數(shù)仍采用邏輯門限值控制。這是因為車輛a b s 對車輛的控制系統(tǒng)而言是一 個復(fù)雜的、本質(zhì)非線性控制系統(tǒng)，而非線性控制器的設(shè)計有極大難度。雖然學(xué)術(shù) 界進(jìn)行了大量的研究工作，但至今尚未見到有實用性成果在汽車上推廣。而邏輯 門# 艮值控制技術(shù)不涉及到具體被控系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，能夠?qū)刂葡到y(tǒng)的非線性進(jìn) 行有效挖制。另一個重要原因就是基于降低成本的考慮，例如在傳感器方面要求 較低，乒：需要輪速傳感器。所以到目前為止，基于經(jīng)驗的邏輯門限值控制仍然是 大多數(shù)a b s 立= 品采用的控制方法。 桑塔納汽車裝用的m k 2 0 型a b s 是以采用車輪詐、負(fù)角加速度門限值控制 為主、滑移率為輔的控制方法，共設(shè)定五個控制門限：角加速度+ a 1 和角加速 度+ a ，負(fù)角加速度- - a 0 ，滑移率入1 ，滑移率入2 。本文以下在四分之一車輛模 型基礎(chǔ)上，分別論述正、負(fù)角加速度門限值控制和滑移率控制的控制邏輯。 3 1 1 4 車輛模型 a b s 控制邏輯的研究中，常把汽車簡化成一個車輪加四分之一車體質(zhì)量的單 輪模型加以研究，如圖3 1 所示。 1 7 c = 一一 圖3 1 ( a ) 1 4 車輛模型 圖3 1 ( b ) 1 4 車輛模型受力圖 圖3 1 ( a ) 為整車制動的俯視圖，通過質(zhì)心沿縱向和橫向?qū)⑵嚪殖伤膫€ 幾j 濟(jì)人學(xué)幀i 學(xué)位論文 第三章a b s 汽車的控制品質(zhì)及j e 計價指標(biāo) 獨立的部分，每一部分就稱為四分之一車輛模型，并作以下假設(shè)：不考慮制動 時軸荷的轉(zhuǎn)移，不考慮懸架彈性一阻尼特性對車輪載荷的影響。認(rèn)為四個四分 之的車輛模型之間無力和力矩的聯(lián)系，即每個車輪的狀態(tài)變化各自獨立。忽 略迎風(fēng)阻力和滾動阻力。 圖3 1 ( b ) 部分是在上述假設(shè)下的四分之一車輛模型( 以后簡稱單輪模型) ， 單輪模型雖然與實際車輛有很大的差別，從動力學(xué)角度看，它保留了單個車輪在 制動工況下最基本的運動特征和性能，可以滿足對各個測量車輪的a b s 控制參 數(shù)進(jìn)行理論分析和設(shè)計的需要。利用單輪模型獲取的車輪控制規(guī)律和參數(shù)，經(jīng)過 整車的適當(dāng)匹配和調(diào)試( 如選用合理的布置形式，通過高選或者低選綜合左右車 輪轉(zhuǎn)速信號等) ，就可實現(xiàn)a b s 對整車制動性能的控制目標(biāo)。 由圖3 1 ( b ) 可得力學(xué)方程： 肼，；一e ( 3 1 ) z v 矗，= 一乃 1 - 0 rv ，2 2 a，f k ，t2 ( y 。一政宸) i v 。 ( 3 2 ) ( 3 3 ) 圖3 1 ( b ) 中，f z 一車輪法向載荷；f x 一車輪縱向力：t b 一制動器制動力矩： m 一車輪質(zhì)量；m 一1 4 車體加車輪質(zhì)量和；一車輪角速度；v x ：一車體( 車 輪中心o ) x 方向線速度。另外其它參數(shù)定義：r 為車輪動力半徑，1 w 為車輪對 0 點( 車輪中心) 的當(dāng)量轉(zhuǎn)動慣量。 3 21 4 車輛模型仿真框圖 根據(jù)3 1 節(jié)1 4 車輛模型和附著系數(shù)模型，可以在m a t l a b s i m u l i n k 中編制相 應(yīng)的1 4 車輛模型，其仿真框圖如圖3 3 所示。包括車體、液壓制動系統(tǒng)，控制 邏輯、車輪模型以及附著系數(shù)模型。車體模型由腳z 。一以實現(xiàn)，其輸入為由附 著系數(shù)模型算出的地面制動力，輸出為兩個：一個是車身的速度、另一個也是地 面制動力，直接輸出到車輪模型上；車輪模型由j t 畝i 一互+ 只r 實現(xiàn)，輸入為從 車體來的地面制動力、車體速度，以及從液壓制動系統(tǒng)輸入的制動力矩，輸出為 由車體速度和車輪速度計算得到的滑移率，輸出到附著系數(shù)模型中，車輪模型得 到的滑移率和車輪角加速度輸出到控制邏輯中；控制邏輯的輸入為車輪模型輸出 的滑移率和車輪角加速度，輸出為信號u 1 和u 2 ，輸出到液壓制動系統(tǒng)中。 3 1 幾j 濟(jì)人學(xué)壩l j 學(xué)位論上第三章a b s 汽下的挖制品質(zhì)及j l 評價指標(biāo) 吐u l = ；1 。時，系統(tǒng)增加力矩： “u 1 ：= ，0 1 系統(tǒng)減小力矩： ：二三系統(tǒng)保持力矩： 液i 制動系統(tǒng)根據(jù)控制邏輯輸入的信號，完成增加制動力矩、保持制動力矩和減 小制動力矩這一過程。附著系數(shù)模型輸入為從車輪而來的滑移率，輸出為路面縱 向附著系數(shù)，輸出到車體模塊中，計算地面制動力。下面詳細(xì)介紹這幾i f - 模塊。 饕o 圖3 2附著系數(shù)模型 圖3 31 4 車輛模型仿真框圖 3 2 1 理想的制動附著系數(shù)模型 路面附著系數(shù)是汽車行駛時最主要的環(huán)境參數(shù)，對a b s 的控制效果有決定性 的影響。路面附著系數(shù)與路面類型和狀況、輪胎材質(zhì)和結(jié)構(gòu)、車速和車輪載荷等 多種因素有及其復(fù)雜的關(guān)系，至今尚不可用嚴(yán)格的函數(shù)式來描述。a b s 對汽車 制動性能控制時，理想的方案是實時識別汽車目前時刻的車輪所處路面的附著系 數(shù)，但將導(dǎo)致系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜和成本的上升，很難實用推廣。本文以下研究時， 將借用一種由大量實測試驗數(shù)據(jù)擬和得到的經(jīng)驗公式【4 】 6 ( a ) ；6 0 + a s i n b a r c t a n c a - d ( c x a r c t a n ( z c ) ) ( 3 - - 4 ) 低附著路面：a = 0 2 5 ，b = 2 4 ，c = 6 0 ，d = 0 9 ：對于高附著路面：a = 0 7 ， b = 2 4 ，c = 6 0 ，d = 0 9 ；初始值為定義為0 。 3 2 2 控制邏輯 3 2 2 1 一、負(fù)角加速度門限值控制方法 由a b s 理論，可以知道在滑移率達(dá)到一定數(shù)值情況下，此時減小制動力矩， 使車輪不要抱死：但是制動力矩也不能減小過度，使得汽車制動不充分，在實際 a b s 應(yīng)用過程中，采取估算方法得到滑移率，存在一定的問題，下面以正負(fù)角 3 2 l 蔞善黧 酗4 是汽車割橢車輪減速過程乏：乏羔醯之麟車輪捌f 始降 二輔刪骺，翩觚址m 制等乏蕃聶又滑的局黼錯 僻蜊施默甄竺：= 疊捕鰳跳種慟旃， 等篡簍瑟磊，：墨 搿篡蕉篡羞囂。 隨之減小，與制動力矩之差急靜l 增大最終憂懺h 第三章a b s 汽乍的拄制品質(zhì)及j e 計價指標(biāo) f ：；) 蚓2 1 2 可看到，滑移率在入州處，側(cè)向附著系數(shù)肛。有較大的值，能夠確 保汽車方向的穩(wěn)定性和操縱性。如果滑移率超過入。，則車輪容易抱死，通常把 0 ( ) 入入。叫做穩(wěn)定區(qū)域，入。入1 0 0 ( ) 叫做非穩(wěn)定區(qū)域。 2 車輪幣角加速度和負(fù)角加速度控制 圖3 4 可以看出，當(dāng)車輪要抱死時，角加速度會有一個突變，以該值作為車輪 將發(fā)生抱死的信號，取為控制器的一個主控制信號，這個控制信號是車輪負(fù)角加 速度- - a o ：同時，為了不使得車輪過度減壓，當(dāng)車輪加速到一定程度時，也就是 車輪角加速度達(dá)到一個正值時候，取這個信號為控制器的另一個信號，開始增大 車輪制動力矩，這個控制信號是車輪j 下角加速度信號+ a l ，這就是車輪詎角加速 度和負(fù)角加速度聯(lián)合控制。圖3 5 為正角加速度和負(fù)角加速度聯(lián)合控制計算機(jī)模 剖： 嬲毫甲甲髓艘怕 一 a b s 控制器 圖3 5礦角加速度和負(fù)角加速度控制模型 圖3 6正角加速度和負(fù)角加速度邏輯框圖 輸入為由車輪模型來的滑移率和車輪角加速度，輸出量為液壓和制動系統(tǒng)信 號組合“。和“：，這兩個信號輸入到液壓和制動系統(tǒng)計算機(jī)模型中去，這兩個信號 第三節(jié)a b s 汽下的控制品質(zhì)及l(fā) c 評價指標(biāo) 組合。丈現(xiàn)增加制動力矩、減小制動力矩和保持制動力矩邏輯。其中角加速度門 限值為一a 1 ，負(fù)角加速度門限值為一a 0 ，輸入的角速度變化率為a ，輸入的滑移 率為、( 此程序中未編入滑移率控制) ，輸出信號為u l 和u 2 。 ：2 二1 0 時，系統(tǒng)增加力矩：f ：二。1 系統(tǒng)減小力矩；：二0 0 系統(tǒng)保持力矩： l “，=l “， 。 l “，= 。 設(shè)定值- l - a l 和一a 0 由實際制動效果以及滑移率控制效果評價，需要r - ha b s 相應(yīng)的評價指標(biāo)確定。 3 2 3 液壓和制動系統(tǒng)模型 實際上?？梢园岩簤合到y(tǒng)的輪缸壓力簡單的線性化，為： f 1增壓 知一 j 1 嘗 _ 5 ) 式i ，譬為制動輪缸的壓力變化率，一閥的線性化系數(shù)力矩的變化率， 但是在仿真模擬中，作用在車輪上的是制動力矩，輪缸的壓力表達(dá)式無法直接應(yīng) 用，需要使用制動力矩的變化表達(dá)式，如下： 皇! 生。七?！?( 3 6 ) 式中屯一是與制動器的結(jié)構(gòu)參數(shù)和線性化系數(shù)七。有關(guān)的常數(shù)。因為不同的 增加制動力矩變化率和減小制動力矩變化率對a b s 的控制性能會發(fā)生影響，可 以把作用在車輪上的制動力矩的變化率寫成： 緲； 增加制動力矩 扣0 保燃矩( 3 _ 7 ) l 保持制動力矩 n j 濟(jì)人i # 巧! i # 位論文第三章a b s 汽下的控制品質(zhì)及j 評價指標(biāo) 確 u 1 和u 2 r u 1 u i u 2 u d 上 i 軹分l l ，7 一、 蜊鋤 圖3 7 液壓制動系統(tǒng)程序框圖 3 3 車輪f 負(fù)角加速度控制 為了揭示詎負(fù)角加速度實施制動控制的品質(zhì)及其影響因素，在尚不具備實物試 驗的條件下，本文采用了計算機(jī)仿真分析的方法，以便對該控制策略的規(guī)律有一 個基本的了解。在選擇邏輯門限值參數(shù)值+ a l 和一a 0 時，需要設(shè)定一定的評價 標(biāo)準(zhǔn)，反過來優(yōu)化+ a 1 和一a 0 值，使得a b s 的制動效能較好。評價a b s 作用 效果的指標(biāo)很多，為了簡單起見，這里選取滑移率在0 1 5 和0 2 5 之間的時間在 整個抱死時間段的比值作為一個評價指標(biāo)，以及這個時間段內(nèi)滑移率的均值作為 另一個評價指標(biāo)。 ，羅 彳1 ；旦，萬，魚二 z n 其中，a 1 一滑移率在0 1 5 和0 2 5 之間的時間在整個抱死時間段的比值：t 1 一滑移率在0 1 5 和0 2 5 之間的時間；t 一整個制動抱死時間段：a 一滑移率在 o 10 和0 _ 2 5 之間滑移率的均值。 3 3 1 仿真工況如表3 1 所示 參數(shù)值表3 1 i , , j i # r 人學(xué)壩j j 學(xué)位論上第三章a b s 汽乍的控制品質(zhì)及】e 評價指標(biāo) 【漆 m i u r v i n i t i 刮u iu d+ a 1。a o 千克千克平 米 米秒牛米牛米米平 方米 | 移| 秒 方秒 米l 平責(zé) 秒 2 5 01 o 2 9 56 03 0 0 03 5 0 0 5 5 6 5 仿真計算時，m a t l a b s i m u l i n k 中取固定步長0 0 2 5 5 6 ，o d e 4 數(shù)值積分方法， 并取按蚓3 2 中高附情況，取路面附著系數(shù)為0 7 。圖3 8 為計算得到的車輪輪 速、減速度、滑移率和制動力矩的時間歷程圖。 上表中的+ a 1 和一a 0 是經(jīng)過仿真計算，得到的較為優(yōu)化的結(jié)果。整個制動 時間為2 s ，車輪在1 6 s 時抱死，抱死時間為1 6 s ，t 1 = 1 2 ，a 1 = 0 7 5 。x = o 1 4 。 圖3 8 車輪輪速、減速度、滑移率及制動力矩的時間歷程圖 3 3 2 增矩時不同的力矩斜率u ，對控制的影響 n j ；卉人學(xué)壩i 學(xué)位論上 第三章a b s 汽下的拎制品質(zhì)及j 0 計價指標(biāo) 當(dāng)制動力矩逐漸增時，力矩增加的斜率u j 不同，其它的參數(shù)同表3 1 ，對控制 品質(zhì)的影響如圖圖3 9 和圖3 1 0 所示。 u j ；2 5 0 0 牛米秒 圖3 9 相同工況下當(dāng)u i = 2 5 0 0 時的仿真結(jié)果 u j = 2 0 0 0 牛米秒 圖3 1 0 相同工況下當(dāng)u i = 2 0 0 0 時的仿真結(jié)果 由表3 2 可知，隨著增加力矩速率u i 的減小，抱死時間t 縮短，t 1 減小， a 1 減小。也就a b s 控制效果隨著u l 的減小變差。 不同力矩增斜率u i 下相應(yīng)結(jié)果 表3 2 j ! ：卉、q ! 卜也論j 【：第三章a b s 汽乍的挖制品質(zhì)及j e 計價指標(biāo) i 抱死時叫t ( s ) 1 61 4 1 3 7 5 t 11 20 6 40 4 1 a 10 7 50 4 60 3 卜 0 14 0 150 1 4 5 3 3 3 減矩時不同的力矩斜率u 。對控制結(jié)果的影響 圖3 1 1 、圖3 1 1 、圖3 1 3 為當(dāng)制動力矩遞減斜率u 。不同時( 其它參數(shù)同表 3 1 ) 對控制品質(zhì)的影響。 u 。= 4 0 0 0 米秒 圖3 1 1相同工況下當(dāng)u d = 4 0 0 0 時仿真結(jié)果 u 。= 3 0 0 0 牛米秒 n j 濟(jì)人學(xué)壩| j 。位論上第三章a b s 汽下的拎制【i 2 i 質(zhì)及c 計i 價指竹 妒 0 z 瞿5 0 0 1 、 薹1 0 0 0 圖3 1 2 相同工況下當(dāng)u d = 3 0 0 0 時仿真結(jié)果 u 。= 2 5 0 0 牛米秒 圖3 1 3 相同工況下當(dāng)u d = 2 5 0 0 時仿真結(jié)果 由表3 3 知，當(dāng)減小減矩斜率時，t 、t 1 、a 1 均減小，a b s 控制效果變差。 結(jié)合表3 2 和表3 3 可以得出，在a b s 控制系統(tǒng)中，不同的力矩增斜率和力矩 州濟(jì)j 、學(xué)幀1 學(xué)位論文 第三幸a b s 汽乍的控制品質(zhì)技j e 評價指標(biāo) 減斜：每會時控制效果產(chǎn)生影響，需要結(jié)合不同的條件，給出適合的增矩、降矩規(guī) 律。 f i | i i _ j 力鉗! ；成斜率u d 下相應(yīng)結(jié)果表3 3 ；垡d 4 0 0 03 0 0 02 5 0 0 l 、 i 抱夕e 時蚓t ( s )1 81 61 0 5 t l1 1 0 4 30 4 2 a 10 6 10 2 6 90 2 6 3 l 石 0 1 4 50 14o 16 3 3 4 高附著路面上不同汽車制動初速度對控制的影響 圖3 1 4 為相同工況下制動初速度降為吃刪一5 0 k m h ( 制動初速度) 的控制 效果。附著路面條件和其它條件與3 3 1 相同。 0 o 5 115 2253 00 511522 53 00511522 53 00 s152 2 53 t ，8 圖3 14 相同工況下v i n i t i a l = 5 0 k m h 時仿真結(jié)果 比較圖3 8 與圖3 1 4 可知，當(dāng)制動初速度降低時，若其它參數(shù)不改變，圖 3 14 中滑移率在0 0 5 之下，并且上下起伏，導(dǎo)致制動時間加長，超過3 秒：與 圖3 8 情況相比，無法完成理想的控制過程。 3 3 5 低附著路面上的控制規(guī)律 上述仿真分析，均是在高附著系數(shù)路面上進(jìn)行的，為了考察在低附著系數(shù)路面 上的控制規(guī)律，本文對低附著路面在不同的工況下用同一模型進(jìn)行了仿真，低附 著路面模型采用了圖3 2 附著系數(shù)模型中的低附情況，仿真結(jié)果如圖3 15 所示。 由圖可以看出，車輪很快抱死，滑移率一直呈上升趨勢，不能控制在理想范圍內(nèi)， 4 1 卯 珀 o o o 卯蠹。篙瞄：瑚伽 鼉函卅蚴辭_毫鬟豇孫班sn虬f垂 n j 濟(jì)人學(xué)壩i 學(xué)位淪上 第二三章a b s 汽乍的控制品質(zhì)及r ：i f 價指標(biāo) 車速降低不明顯，制動時間相對圖3 8 高附路面延長很多，故需要重新設(shè)定相應(yīng) 控制參數(shù)，j 。能達(dá)到較為理想的控制效果。由此可見，a b s 的控制策略和控制 邏輯決策時，應(yīng)考慮車輛行駛所在的路面狀況，才能取得理想的控制效果。進(jìn)而， 寸已運行的a b s 汽車的檢驗，應(yīng)兼顧考察高、低兩類附著系數(shù)路面上的制動效 果，由此表明，室內(nèi)等價制動試驗必須在高低附著條件下進(jìn)行測試才能較全面考 察a b s 的控制效果。 鼉；o o 艇i 5 0 卅 型 口 。厶1 0 0 醚 o 妊j 楚1 0 0 1 囂o5 冀苧 。 妒。 嬰2 0 0 墓, 4 0 0 ，s 圖3 15 相同工況下低附著路面仿真結(jié)果 3 4 滑移率控制 3 4 1 滑移率控制邏輯 以滑移率作為門限值進(jìn)行控制，是現(xiàn)有a b s 系統(tǒng)中一種較為常用的一類控制 策略。本文在以下的分析中，有關(guān)液壓制動器模型、四分之一汽車模型、輪胎模 型等方面取用正負(fù)角加速度控制法所用的模型，只是控制邏輯不同。邏輯框圖如 圖3 1 6 和圖3 1 7 所示。正負(fù)角加速度門限值以滑移率取代： 甲甲撇 il 丫丫 1 i r a b s 控制器 n j ；卉人學(xué)壩l ：學(xué)逝i 侖上第三章a b s 汽乍的挖制品質(zhì)及j e 評價指標(biāo) 圖3 1 6 滑移率控制器模型 圖3 1 7 滑移率控制方法邏輯框圖 控制器輸出量“。和“：，液壓和制動系統(tǒng)計算模型中的運算產(chǎn)生制動力矩增減 控制信號。當(dāng)： ：二： 時，系統(tǒng)增加力矩： ：二： 系統(tǒng)減小力矩 設(shè)定仞始滑移率為入0 ，程序輸入滑移率為入，邏輯框圖如圖3 1 7 所示。 3 4 2 滑移率控制效果的仿真分析 現(xiàn)以表3 4 所列工況參數(shù)為例，仿真分析滑移率控制法的汽車制動狀態(tài)的控 制效果，圖3 1 8 為車輪輪速、減速度、滑移率以及制動力矩在制動過程中變化 的時1 日j 歷程，比較可知，與圖3 8 的加減速度門限值相比，滑移率的控制方法控 制效果更好。 參數(shù)值表3 4 ，兮 miru iu dv o九o ! 大j 孓單位 千克千克平牛米秒牛米秒米秒 方米米 2 5 0 1 0 2 9 53 0 0 03 5 0 06 00 2 第三葶a b s 汽乍的挖制品質(zhì)及j e 計價指標(biāo) 圖3 1 8 滑移率控制下的輪速、減速度滑移率及制動力矩隨時間歷程圖 3 4 2 1 滑移率控制下增矩斜率u i 的影響 為了分析增矩斜率u i 對控制效果的影響，現(xiàn)僅改變仿真工況參數(shù)表3 4 中的 li 。分別取u i = 3 5 0 0 、2 5 0 0 時，進(jìn)行分析，仿真結(jié)果如圖3 1 9 和圖3 1 9 所示。 u i = 3 5 0 0 牛米秒 圖3 1 9 相同工況下u i = 3 5 0 0 仿真結(jié)果 增矩斜率u i = 2 5 0 0 牛米秒 第二章a b s 汽乍的拄制品質(zhì)及j e 計價指標(biāo) 圖3 2 0 相同工況下u i = 2 5 0 0 仿真結(jié)果 表3 5 可以看出，用滑移率控制方法，不同增矩斜率u i 下，抱死時間t 、t 1 、 a 1 以及平均滑移率萬幾乎不變化，適應(yīng)性非常好，a b s 適應(yīng)能力更強(qiáng)。 不同增矩斜率u i 下相應(yīng)結(jié)果表3 5 i | j 4 0 0 03 0 0 02 5 0 0 抱死時間t ( s )1 8 51 8 51 8 5 t 11 6 11 6 1 31 6 0 a 10 8 70 8 70 8 7 o 20 2 o 2 a 3 4 2 2 滑移率控制下減矩斜率u d 的影響 圖3 2 1 和圖3 2 2 是僅改變表3 3 中減矩斜率u d ，分別取3 0 0 0 和2 5 0 0 的仿 真結(jié)果。表3 6 是這種工況下的相應(yīng)抱