基于汽车的稳定性控制

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1、基于汽车ABS的EBD稳定性控制王国业1·2刘昭度1王仁广1吴利军1石沛林1(1北京理工大学汽车动力性及排放测试因家专业实验室，北京100081；2中国农业大学工学院车辆与交通工程系，北京100083)摘要：本文提出了基于汽车ABS的EBD稳定性控制策略。针对直线行驶时EBD稳定性控制提出了车身横摆力矩条件，针对弯道行驶时EBD稳定性控制提出了车身侧向力条件和横摆力矩条件，并通过仿真进一步验证了这些条件的合理性。关键词：汽车；电子制动力分配；稳定性；控制StabilitiesControlStrategiesofEBDbasedOHABS

2、WANGGuo．ye1一，LHJZhao-dul，WANGRen．guan91，WULi-junl，SHIPei．1inl(1．NationalKeyLaboratoryforVehicleEngineering，BeijingInstituteofTechnology,Beijing100081，China；2．DepartmentofVehicleEngineering,BeijingAgriculturalUniversity,Beijing100083，China)Abstract：Thispaperbringsupnewstab

3、ilitiescontrolstrategiesofEBDbasedonABS．whichbringforwardastabilitycontl"olconditionofEBDforbrakingforward，andstabilitycontrolconditionsofEBDforsteeringbraking．ThestabilitycontrolstrategiesarevalidatedthroughSimulinLKeywords：automobile；EBD；stability；controlO引言基于汽车ABS的电子制动

4、力分配(EBD)最初是为了提高ABS转弯时的制动安全性而提出【l】，后来有学者进一步提出了转向角前馈的制动力分配控制的策略【2】，以及通过改变控制逻辑实现前、后轮制动力的合理分配131。由此可见，基于汽车ABS的电子制动力分配(EBD)应该从两个方面完善了ABS的功能，即提高ABS的制动稳定和制动效能。ABS大大提高了车轮的制动力和抗侧滑能力，但是ABS并没有从整车运动的角度来考虑制动力分配，而合理地制动力分配能大大提高整车的制动效能和制动稳定性，这正是EBD的功能，较ABS能主动地控制整车的制动运动状态。如图1所示，若制动时通过制动轮缸

5、压力控制使每个车轮的制动力同时达到最大附着力，则可大大提高车辆的制动效能；若同时考虑整车制动力的平衡，包括侧向力，则可提高包括制动效能和制动稳定性的安全制动性能。EBD控制利用ABS系统测得的轮速信号通过一定算法获得车辆的参考车速和纵向加速度，从而计算出前、后轴的重量转移，在假定前、后轮附着系数相同的情况下，在ABS起作用之前根据前、后轴的重量转移来动态分配前、后轴的制动力【9．101。这种EBD的作用就是在均匀的路面上通过分配前、后轴的制动力使前、后轴尽快达到同步附着，从而提高了制动效能。但由于每个车轮路面附着条件的差异和转弯时的左、右

6、轮的重量转移，在紧急制动时，会使每个车轮上的制动力和侧向力差别很大，从而影响了车辆的制动稳定性。本文将对EBD的制动稳定性进行分析研究，提出了直线行驶时EBD稳定性控制的条件和弯道行驶时EBD稳定性控制的条件。1EBD稳定性控制力学模型制动过程可分为直线行驶时制动和弯道行驶时制动两种情况，本文针对这两种情况分别建立了EBD稳定性控制的力学模型和控制策略。1．1直线行驶时制动直线行驶时车辆制动过程的力学模型如图1，图中Fxi，Fyi(i--1，2，3，4)分别为各车轮的纵向制动力和侧向力。各车轮的纵向制动力由于受到路面附着条件、轮胎、制动系

7、统和重量转移等多种因素的影响·205·2、鸯霉5全国博士生学术论坛会产生较大差异。分析可知，为了保持车辆直线行驶时的制动稳定性，可有两种条件：一是各车轮纵向制动力相对车辆质心的合力矩为零，一种是各车轮纵向制动力相对车辆质心的合力矩小于各车轮上最大可能的侧向力相对车辆质心的合力矩，见式(1)。条件一充分保证了制动稳定性，但由于控制条件严格会使车辆的制动效能大为降低，这是目前采用较多的控制策略。本文提出的条件二允许各车轮的纵向制动力根据附着条件等因素有较大的取范围，从而能在保证制动稳定性的同时保证了制动效能不会降低太多甚至不降低。图l直线行驶

8、时车辆制动过程的力学模型式中，M氏；，Mn。(i=l，2，3，4)分别为各车轮的纵向制动力相对于车辆质心的力矩和各车轮可能的最大侧向力相对车辆质心的力矩。由于多种因素的影响，穸M。可能为正，也