制动防抱死系统

更新时间:2024-10-29 21:39

防抱死制动系统(ABS)的性能除了与其结构有关,还与其控制策略和控制方法密切相关。

控制策略

目前有三种常用的ABS控制策略用于控制车轮制动压力,分别是单轮控制、低选控制和高选控制。具体介绍如下。

单轮控制

要使车辆实现最大的制动强度,首先需保证每个车轮都最大程度地利用了可用的附着系数。针对每个车轮的独立控制策略可以实现这一目标。为此,每个车轮都有一套传感器用于信号测量及其参数计算,都有各自的制动管路以实现对每个车轮制动压力的独立控制,而与其他车轮的工作情况无关。

缺点:在左右车轮附着系数岸不同的路面上,如单侧光滑的路面,由于左右制动力差别较大,会产生很大的横摆力矩,使车辆运动不稳定,一定程度上使得单轮独立控制可获得最大制动强度的优势被削减。

低选控制

所谓低选控制就是对同一车轴两侧车轮同时施加制动压力控制,大小由附着系数低的那侧车轮来决定。

这种控制策略可以通过安装于每个车轮上的传感器或安装于差速器驱动齿轮上的传感器完成。

采用低选控制策略,虽不能充分发挥行驶于高附着系数路面上的那侧车轮的附着能力,但却能获得较大的转弯侧向力。并且由于左右车轮的制动力相差不多,车辆不会产生横摆,保证了车辆的稳定性。由于上述优点,低选控制广泛适用于后轴车轮的制动控制。

高选控制

高选控制是由高附着系数路面上的那侧车轮来决定车桥两侧车轮的制动压力,因此每个车轮上均需分别安装传感器。

优点:与低选控制相比,高选控制可获得更高的制动强度。

缺点:低附着路面上的那个车轮可能会抱死,因而导致车辆丧失转向能力。由于作用于两侧的制动力不等,还会产生横摆力矩。但因高选控制能获得较高的制动强度,这种控制方式通常用于前轴车轮的制动控制。

控制方法

防抱死制动系统(ABS)的控制方法有多种,比如PID控制方法、最优控制方法、滑模变结构控制方法、模糊控制方法、鲁棒控制方法等。

有文献研究了其中的4中控制方法,对比发现单一的控制系统很难兼顾鲁棒性和控制精度,同时从实施的角度,难易也各不相同。模糊控制可实施性好,鲁棒性强,但控制精度略差。滑模变结构与模糊控制相类似,精度有所提高,但是以系统的高速切换为代价,对作动系统的要求较高。PID简单实用,精度较好,但鲁棒性要差些,实施成本也高些。传统逻辑门限控制需要较多的经验摸索,算法实施复杂,但硬件成本低。

所以适当结合不同的控制方法应该可以得到比较好的控制效果,如模糊+PID,结合模糊的鲁棒性和PID的控制精度等。

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