汽车ABS功能技术解读
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汽车ABS功能技术解读
引用
1
来源
1.
https://www.atc-sh.com/info/dp/03041729364887.html
ABS功能介绍
行驶的汽车猛烈踩下制动器时,车轮会在路面上打滑,同时车辆会向前滑动。此时车轮处于锁定状态,驾驶员很难通过转向来控制车辆,制动距离也会变长,从而增加了发生事故的可能性。因此,如果分次踩下制动器,可以更稳定地控制转向,并且制动距离也会缩短。ABS是一种即使驾驶员猛烈踩下制动器,也能自动分次踩下制动器的系统。
1.1 ABS的工作原理
1.2 组成部分
- 车轮速度传感器:
- 液压控制单元(HCU):
- ABS控制单元(ECU):
1.3 工作过程
1.4 ABS的优势
- 安全性提升
- 制动效率优化
- 驾驶体验改善
1.5 ABS的应用场景
- 普通道路行驶
- 特殊路况
- 高速行驶中的紧急制动
1.6 ABS的局限性
- 不能缩短所有情况下的制动距离
- 不能代替安全驾驶
ABS建模仿真
2.1 整体模型介绍
模块编号 | 模块名称 | 模块含义 | 输入 | 输出 |
---|---|---|---|---|
1 | Desired Slip(期望滑移率) | 控制系统的目标滑移率,通常设定为一个固定值(如 0.2),以获得最佳抓地力。 | 无需外部输入,目标值由控制器内部设定。 | 目标滑移率,用于与实际滑移率比较计算误差。 |
2 | Error(误差)计算模块 | 比较“期望滑移率”和“实际滑移率”的差值,计算出控制误差: | Desired Slip(期望滑移率) | 误差信号,将传递给控制器用于制动力矩调整。 |
Actual Slip(实际滑移率) | ||||
3 | Without ABS(无ABS模块)Gain模块:0为无ABS,1为有ABS | 在没有ABS的情况下,滑移率反馈不被利用,制动过程简单直接地施加制动力矩。 | 滑移率作为输入,未经过控制器处理。 | 未调整的滑移率信号,用于对比ABS系统的效果。 |
4 | Controller(控制器) | 根据误差信号生成制动力矩信号,以调整车轮的制动力,使滑移率趋近目标值。控制器可能使用PID控制算法等。 | Error(误差信号) | Braking Torque(制动力矩),用于调整车轮的制动力。 |
5 | Wheel System(车轮系统) | 模拟车轮动力学,制动力矩如何影响车轮的转动速度: | Braking Torque(制动力矩) | Wheel Speed , 车轮角速度 |
Tire Torque(轮胎作用力矩) | 用于计算滑移率的参数。 | |||
6 | Vehicle(车辆模型) | 模拟车辆的整体动力学,包括车辆速度、车轮角速度和滑移率之间的相互作用。 | Tire Torque(轮胎作用力矩) | Vehicle Speed , 车辆线速度 |
滑移率计算结果 | Actual Slip(实际滑移率)。 | |||
7 | SLIP(滑移率模块) | 根据车辆线速度和车轮角速度计算实际滑移率: | Vehicle Speed | Actual Slip(实际滑移率),用于反馈控制。 |
Wheel Angular Speed | ||||
Wheel Radius | ||||
8 | Vehicle Angular & Wheel Angular Speed(车辆与车轮角速度模块) | 提供车辆和车轮的运动状态信息,包括车辆线速度和车轮角速度。 | 制动力矩和轮胎作用力矩 | Vehicle Speed(车辆线速度) |
Wheel Speed(车轮角速度)。 | ||||
9 | Stopping Distance(制动距离计算模块) | 通过车辆速度的积分计算制动过程中的总制动距离: | Vehicle Speed | Stopping Distance(制动距离),反映车辆从开始制动到完全停止的移动距离。 |
2.2 ABS方程
2.2.1 滑移率的定义及含义
- λ=0:
- λ=1:
- 0 < λ < 1:
2.2.2 轮胎附着力与滑移率的关系
- 初始阶段(滑移率 λ<0.2):
- 峰值阶段(滑移率 λ≈0.2):
- 下降阶段(滑移率 λ>0.2):
2.2.3 滑移率 0.2 的实际意义
最大制动力:
可控性:
避免抱死:
2.2.4 期望滑移率的经验来源
轮胎材料:
路面状况:
车辆动态性能:
2.3 ABS建模
2.3.1 车轮建模
- Tb:
- Ff:
- rw:
- Jw:
- dωw/dt:
2.3.2 滑移率建模
2.3.3 控制器建模
这里加法器(+ 和 -)
2.3.4 仿真结果分析
应用ABS的仿真结果
不包括ABS的仿真结果
2.3.5 制动距离比较
结 论
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