冯亚朋广州城建职业学院

ABS的车速估算方案设计

冯亚朋
广州城建职业学院

摘要：ABS控制中的滑移率准确性取决于车速估算，本文在分析最大轮速法、斜率法、斜率动态更新法车速估算方法后，提出了一种新的车速估算方案。

关键词：ABS车算估算；动态更新斜率

1.汽车制动过程分析

汽车在直线行驶过程中施加紧急制动，制动过程可以分为两个阶段：第一阶段为制动踏板空行程消除和制动管路压力初始建立阶段，在此阶段由于制动器制动力矩较小，地面制动力也较小，导致车轮减速度较小和车身减速度较小，车轮滑移率值维持在较小范围内，但车轮减速度和车身减速度处于渐增过程中；第二阶段为制动管路压力达到工作压力，由于制动器制动力矩和地面制动力都较大，导致车身速度快速下降，地面制动力稳定，使得车身减速度变化较小。在两阶段分界点处，车轮减速度发生突变，而后车身速度几乎按直线规律减小。

2.车速估算方案设计

2.1第一阶段车速估算方案设计

第一阶段时间很短，而在此期间ABS还没触发滑移率门限值，所以在从制动开始到第一次触发滑移率门限值期间的车速估算为：

式中，v0为初始车速，当得到制动信号时四个车轮的轮速传感器开始采集轮速，并取最大值作为初始车速；a为经验值，不同的路面取值不同，所以在ABS第一次触发滑移率门限值前需要针对路面进行识别，并进对a进行赋值。此阶段为由触发制动信号开始增压到触发角减速度进入保压期间，车轮在触发角减速度门限值到保压这段期间的滑移率计算中，车速用到最大轮速，虽然会造成滑移率的计算误差比较大，但各轮的滑移率会小于实际值，所以此时ABS控制逻辑依然会进入保压状态，一旦进入保压状态便可以根据从增压到保压的时间来进行第一次路面识别，并赋予a值。

从第一次增压进入第一次保压的时间，在高附着路面和低附着路面，虽然都能触发保压的门限值，但时间上差别比较大，当从制动开始到某个轮触发保压门限值时，记录这个时间，通过读取实验值进行第一次路面识别，并对a进行赋值，并对滑移率门限值赋值。

表1-1和1-2是在不同系数附着路面上仿真得到前后轮由增压到第一次保压的时间。

表1-1后轮制动开始到第一次保压的时间

表1-2前轮制动开始到第一次保压的时间

整车仿真结果显示，后轮先触发保压，所以后轮可作为路面识别参考轮，前轮轮速大，其可作为最大轮速法参考车速。

2.2第二阶段车速估算方案设计

在第二阶段，采用动态更新法估算车速[1,2]，ABS控制制动过程中会出现轮速峰值，根据前后轮的车速峰值的最大值计算a，并根据相邻的两个峰值实时更新a。从仿真结果可以看出轮速峰值每次出现在梯度增压区间，所以可以在此区间进行轮速的峰值并进行捕捉来进行计算更新斜率。

3.车速估算方案流程图

综上分析，ABS车算估算方案流程图如下图所示。

图1　车速估算方案流程图

参考文献：

[1]边明远.汽车防滑控制系统(ABS/ASR)道路识别技术及车身速度算法研究[D].北京:北京理工大学学位论文，2003.

[2]李臻.汽车稳定性控制系统中的统一车速估计方法的研究[D].吉林:吉林大学硕士学位论文，2007.

作者简介：冯亚朋（1987-），华南理工大学硕士学位，研究领域，新能源汽车。