ABS自动优化控制算法及应用

防抱死制动系统（ABS）是汽车上最重要的主动安全系统，其可保证汽车在紧急制动过程中不发生转向失灵、侧滑等事故，但是会增加汽车的制动距离。为保证ABS性能而采用了ABS控制算法，但往往需要牺牲汽车的制动特性而不能使汽车制动特性达到最优。介绍了常用的ABS算法，并给出了一种能够自动优化实现汽车最优制动性能的ABS控制算法。

常用的ABS控制算法可以分为3类。第1类控制算法采用固定的滑移率作为控制参数。制动时，控制车轮滑移率在设定好的范围内变化。由于不同的道路条件，车轮最佳滑移率不同，因此ABS控制算法不能使车轮的制动性能达到最优。第2类控制算法首先对路面条件进行评估，根据评估结果确定该路面条件下的最佳滑移率范围。在最佳滑移率范围内使汽车的制动特性达到最优，这类控制算法的性能取决于路面条件评估的精度。由于ABS在汽车紧急制动时的工作时间较短，因此上述评估过程难以实现。第3类控制算法不需要使用预定义的最佳滑移率和路面条件，通过使用极值搜索算法在线搜索汽车实时最优滑移率。

所提出的ABS自动优化控制算法属于第3类算法。实际应用该控制算法前，计算多种不同路面条件下的车轮最佳滑移率。结合汽车参数，计算不同滑移率下的制动力矩，并将计算结果储存在汽车内部的存储模块中。当汽车制动时，根据传感器测得的制动力矩便可确定此时的最优滑移率，使汽车制动特性达到最优。采用1/4汽车模型和轮胎魔术公式在Simulink中对所提出的ABS控制算法进行仿真。在进行试验验证时，采用奥地利因泰克公司生产的ABS控制算法测试装置，该测试装置包含上下两个车轮。上车轮模拟汽车车轮，装配一个盘式制动器，采用直流电机驱动。下车轮可改变表面材料，对路面进行模拟，同样与直流电机相连。上车轮达到预设的速度阈值时，激活制动系统和ABS控制算法。在多种不同的路面条件下进行了仿真和试验验证。仿真和试验结果表明，所提出的控制算法能够快速得到最优滑移率，使汽车制动特性达到最优。

Erkin Dincmen et al.2015 6th International Conference onModeling,Simulation andAppliedOptimization (ICMSAO),Istanbul May 27-29,2015.

编译：陈丁跃