專利名稱：機(jī)動(dòng)車制動(dòng)防抱死的控制系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種機(jī)動(dòng)車制動(dòng)防抱死(ABS)的控制系統(tǒng)及控制方法，屬于機(jī)動(dòng)車ABS控制領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有機(jī)動(dòng)車控制系統(tǒng)中，獲得機(jī)動(dòng)車的行駛瞬間的一些參量，能夠更有效的對機(jī)動(dòng)車進(jìn)行控制，如機(jī)動(dòng)車的側(cè)偏角、滑動(dòng)率等參量。早期的機(jī)動(dòng)車對行駛中的參量的測量都是基于各種車載傳感器，隨著GPS的廣泛使用，應(yīng)用GPS技術(shù)來校正傳感器從而獲取機(jī)動(dòng)車行駛參量的技術(shù)已經(jīng)廣泛的提出。
USP 6681180提供了一種基于兩輪機(jī)動(dòng)車模型的通過GPS對機(jī)動(dòng)車車輪是否托滑或滑轉(zhuǎn)判斷的方法，利用這種方法可以動(dòng)態(tài)地獲得機(jī)動(dòng)車的側(cè)偏角。所述方法采用的裝置包括信號采集單元和電子控制單元；所述信號采集單元包括，用于獲得機(jī)動(dòng)車速度和位置信號的GPS，用于獲得機(jī)動(dòng)車角速度信號的陀螺儀，用于獲得機(jī)動(dòng)車加速度信號的加速度傳感器，所述電子控制單元包括用于獲取信號采集單元數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)接收模塊，用于計(jì)算機(jī)動(dòng)車車輪側(cè)偏角的數(shù)據(jù)處理模塊。所述電子控制單元的數(shù)據(jù)接收模塊由GPS獲取機(jī)動(dòng)車的速度信號和位置信號，由陀螺儀獲得角速度信號，由加速度計(jì)獲得的加速度信號，通過數(shù)據(jù)處理模塊計(jì)算出質(zhì)心速度，前后輪的x，y方向的速度，以及前后輪的側(cè)偏角。采用上述裝置和方法，可以測量機(jī)動(dòng)車行駛瞬間的側(cè)偏角。采用該裝置和方法，雖然可以部分地改善機(jī)動(dòng)車在轉(zhuǎn)彎剎車時(shí)車輪抱死情況，但是，一方面，經(jīng)常導(dǎo)致車輪不能充分利用地面制動(dòng)力，使機(jī)動(dòng)車轉(zhuǎn)彎時(shí)，制動(dòng)距離增加的問題出現(xiàn)，另一方面，仍然會(huì)經(jīng)常發(fā)生車輪抱死的情況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)機(jī)動(dòng)車在轉(zhuǎn)彎剎車時(shí)，車輪不能充分利用地面制動(dòng)力和經(jīng)常發(fā)生車輪完全抱死的缺點(diǎn)，提供一種在轉(zhuǎn)彎剎車時(shí)，能使車輪充分利用地面制動(dòng)力，不發(fā)生車輪完全抱死的機(jī)動(dòng)車制動(dòng)防抱死(ABS)控制系統(tǒng)及控制方法。
本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，雖然采用USP 6681180提出的方法可以計(jì)算出車輪的側(cè)偏角，進(jìn)而計(jì)算出滑動(dòng)率，但是該專利中沒有給出如何利用側(cè)偏角進(jìn)行機(jī)動(dòng)車的制動(dòng)防抱死控制的方法，而現(xiàn)有的機(jī)動(dòng)車制動(dòng)防抱死的控制系統(tǒng)及控制方法中，首先設(shè)定固定不變的滑動(dòng)率門限值，在機(jī)動(dòng)車剎車時(shí)，實(shí)時(shí)測定在機(jī)動(dòng)車轉(zhuǎn)彎時(shí)的側(cè)偏角，進(jìn)而計(jì)算出滑動(dòng)率，根據(jù)滑動(dòng)率與滑動(dòng)率門限值的關(guān)系，對剎車裝置發(fā)出指令。然而，實(shí)際情況是，滑動(dòng)率門限值與側(cè)偏角的大小有著非常密切的關(guān)系，設(shè)定固定不變的滑動(dòng)率門限值經(jīng)常出現(xiàn)機(jī)動(dòng)車在轉(zhuǎn)彎制動(dòng)時(shí)，不能提供機(jī)動(dòng)車轉(zhuǎn)彎需要的制動(dòng)力，用這樣的控制系統(tǒng)可能會(huì)出現(xiàn)車輪抱死現(xiàn)象。
現(xiàn)有的技術(shù)中，ABS控制是根據(jù)兩輪機(jī)動(dòng)車模型估計(jì)出參數(shù)，此外，USP6681180提出的方法也是基于兩輪機(jī)動(dòng)車模型給出的，即左右輪采用相同的控制方法。但是，在機(jī)動(dòng)車轉(zhuǎn)彎時(shí)會(huì)導(dǎo)致機(jī)動(dòng)車每輪的側(cè)偏角都不同，即前面或后面的左右輪也可能對應(yīng)不同的側(cè)偏角，所以用這個(gè)方法在機(jī)動(dòng)車轉(zhuǎn)彎時(shí)，可能出現(xiàn)車輪抱死的情況。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中對機(jī)動(dòng)車ABS控制中，沒有考慮到車輪側(cè)偏角的不同會(huì)引起滑動(dòng)率門限值的變化的問題。本發(fā)明提供一種機(jī)動(dòng)車ABS的控制系統(tǒng)和方法，能夠?qū)崟r(shí)的根據(jù)側(cè)偏角設(shè)定滑動(dòng)率門限，通過變化的滑動(dòng)率門限和測量的滑動(dòng)率的比較實(shí)現(xiàn)對機(jī)動(dòng)車進(jìn)行ABS控制的系統(tǒng)和方法，從而解決了現(xiàn)有ABS控制系統(tǒng)中車輪抱死的問題。本發(fā)明的另一個(gè)目的是根據(jù)現(xiàn)有系統(tǒng)中采用兩輪機(jī)動(dòng)車模型不能防止在機(jī)動(dòng)車轉(zhuǎn)彎時(shí)車輪抱死的情況，提出了一種基于四輪機(jī)動(dòng)車模型的，分別計(jì)算四輪機(jī)動(dòng)車每輪的側(cè)偏角和滑動(dòng)率的方法。
本發(fā)明提供的系統(tǒng)包括信號采集單元和電子控制單元，電子控制單元包括數(shù)據(jù)接收模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)控制模塊，其中，數(shù)據(jù)處理模塊用于計(jì)算側(cè)偏角和滑動(dòng)率，所述數(shù)據(jù)控制模塊根據(jù)在不同側(cè)偏角時(shí)制動(dòng)力系數(shù)μ的峰值所對應(yīng)的滑動(dòng)率來設(shè)定滑動(dòng)率門限值，由計(jì)算出的滑動(dòng)率和設(shè)定的滑動(dòng)率門限值的比較發(fā)出控制指令，來實(shí)時(shí)進(jìn)行ABS控制。
本發(fā)明提供的方法包括A、在機(jī)動(dòng)車上加載如權(quán)利要求1所述系統(tǒng)；B、由所述的電子控制單元分別計(jì)算出車輪的側(cè)偏角α和滑動(dòng)率s；C、由所述的電子控制單元根據(jù)在不同側(cè)偏角時(shí)制動(dòng)力系數(shù)μ的峰值所對應(yīng)的不同滑動(dòng)率，設(shè)定不同側(cè)偏角的滑動(dòng)率門限值的下限smin和上限smax；D、所述電子控制單元將根據(jù)步驟B中計(jì)算出的s和步驟C中設(shè)定的smin和smax進(jìn)行比較，發(fā)送ABS控制指令。
采用本發(fā)明提供的系統(tǒng)和方法，可以對機(jī)動(dòng)車上的每個(gè)車輪進(jìn)行單獨(dú)的ABS控制。在現(xiàn)有技術(shù)中，機(jī)動(dòng)車ABS控制采用不變的滑動(dòng)率門限值來進(jìn)行ABS控制，因?yàn)檐囕喸诓煌膫?cè)偏角時(shí)，制動(dòng)力系數(shù)μ和對應(yīng)的滑動(dòng)率是變化的，用這種ABS控制方式不能根據(jù)實(shí)際情況施加制動(dòng)力，可能導(dǎo)致車輪不能充分利用地面制動(dòng)力。所以，本發(fā)明根據(jù)不同的側(cè)偏角對應(yīng)滑動(dòng)率和最大制動(dòng)力系數(shù)的關(guān)系來設(shè)定滑動(dòng)率門限值，可以根據(jù)具體情況施加制動(dòng)力，保證車輪充分利用地面制動(dòng)力。此外，在現(xiàn)有技術(shù)中，機(jī)動(dòng)車ABS控制系統(tǒng)是基于兩輪機(jī)動(dòng)車系統(tǒng)模型提出的，即左右輪的控制采用同樣的制動(dòng)力。但是，在機(jī)動(dòng)車轉(zhuǎn)彎時(shí)，每個(gè)車輪都存在側(cè)偏角，即左右輪的側(cè)偏角可能不同，如果施加相同的制動(dòng)力，不能根據(jù)實(shí)際情況施加恰當(dāng)?shù)闹苿?dòng)力，可能出現(xiàn)車輪抱死的情況。所以本發(fā)明建立一個(gè)四輪機(jī)動(dòng)車模型，根據(jù)每輪側(cè)偏角和滑動(dòng)率的值來對每個(gè)車輪進(jìn)行單獨(dú)的ABS控制，使每個(gè)車輪都能充分利用地面制動(dòng)力。采用本發(fā)明提供的系統(tǒng)和方法，在機(jī)動(dòng)車轉(zhuǎn)彎時(shí)，每個(gè)車輪都存在側(cè)偏角，如果此時(shí)駕駛員又有制動(dòng)行為，那么該ABS控制系統(tǒng)可以確保每個(gè)車輪都不發(fā)生抱死的現(xiàn)象，既保證了機(jī)動(dòng)車轉(zhuǎn)彎時(shí)不發(fā)生跑偏，又使制動(dòng)距離最短，提高了機(jī)動(dòng)車的安全性能。即使是在機(jī)動(dòng)車直線行駛時(shí)，該ABS控制方法也完全適用。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的機(jī)動(dòng)車ABS控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是電子控制單元中數(shù)據(jù)控制模塊的控制子程序的流程圖；圖3是不同側(cè)偏角時(shí)的制動(dòng)力系數(shù)曲線圖；圖4是轉(zhuǎn)彎時(shí)的機(jī)動(dòng)車模型示意圖；圖5是電子控制單元的工作流程圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的機(jī)動(dòng)車ABS控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行更詳細(xì)的說明。
本發(fā)明是一個(gè)機(jī)動(dòng)車ABS的控制系統(tǒng)10，所述系統(tǒng)10包括信號采集單元20，電子控制單元30，參見圖1，所述信號采集單元可以采用現(xiàn)有技術(shù)已有的信號處理單元的技術(shù)，其中包括，用于獲得的機(jī)動(dòng)車質(zhì)心速度的GPS21，用于獲取角速度的陀螺儀22，用于獲取加速度的加速度計(jì)23，用于獲取車輪轉(zhuǎn)速的車輪轉(zhuǎn)速傳感器24，用于獲取方向盤角度的方向盤角度傳感器25，電子控制單元30包括用于使電子控制單元獲取信號采集單元數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)接收模塊、用于計(jì)算車輪側(cè)偏角和滑動(dòng)率的數(shù)據(jù)處理模塊和用于進(jìn)行控制的數(shù)據(jù)控制模塊，所述數(shù)據(jù)控制模塊根據(jù)在不同側(cè)偏角時(shí)制動(dòng)力系數(shù)μ的峰值所對應(yīng)的滑動(dòng)率來設(shè)定滑動(dòng)率門限值，由計(jì)算出的滑動(dòng)率和設(shè)定的滑動(dòng)率門限值的比較發(fā)出控制指令，來實(shí)時(shí)進(jìn)行ABS控制。
所述電子控制單元30的數(shù)據(jù)控制模塊執(zhí)行步驟S800中包含對應(yīng)于四個(gè)車輪的四個(gè)并行的控制子程序，圖2是數(shù)據(jù)控制模塊的流程圖，如圖2所示，依據(jù)i號車輪的側(cè)偏角αi(i為1、2、3或者4之一)，電子控制單元30實(shí)時(shí)的設(shè)定i號車輪滑動(dòng)率門限值的下限simin和上限simax。機(jī)動(dòng)車制動(dòng)時(shí)，如果電子控制單元30判斷出i號車輪的滑動(dòng)率si大于門限值simax，電子控制單元30發(fā)出指令，要求減小i號車輪的制動(dòng)力；若si小于門限值simin，電子控制單元30則要求增加i號車輪的制動(dòng)力；如果si在simin和simax之間，則要求保持制動(dòng)力不變。
在步驟S810中，制動(dòng)電子控制單元30根據(jù)i號車輪的側(cè)偏角αi設(shè)定對i號車輪進(jìn)行ABS控制的滑動(dòng)率門限值的下限simin和上限simax。對于不同的側(cè)偏角，制動(dòng)力系數(shù)μ一滑動(dòng)率s曲線是不相同的，較大制動(dòng)力系數(shù)對應(yīng)的滑動(dòng)率范圍也不同，因此具有不同側(cè)偏角的車輪所設(shè)置的滑動(dòng)率門限值的上下限是不相同的。圖3是不同側(cè)偏角時(shí)的制動(dòng)力系數(shù)曲線，R.PUSCA等人在“Slip Control Strategy of an Electrical Four Wheel Drive Vehicle”的文章中給出了這個(gè)仿真曲線圖。下面根據(jù)這個(gè)曲線給出結(jié)合本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)例。選擇根據(jù)制動(dòng)力系數(shù)μ的峰值所對應(yīng)的滑動(dòng)率的前后0.02來進(jìn)行ABS控制，不同側(cè)偏角情況下其所對應(yīng)的滑動(dòng)率s的范圍不同，即設(shè)定的滑動(dòng)率門限值不同，可以根據(jù)圖3列出如表1所示的不同側(cè)偏角的滑動(dòng)率門限值表。其它角度的側(cè)偏角所對應(yīng)的滑動(dòng)率門限值可以用插值法來確定。
在步驟S820中，判斷i號車輪的滑動(dòng)率si是否在滑動(dòng)率門限值范圍內(nèi)，如果滿足simin＜si＜simax，則進(jìn)入步驟S840，否則進(jìn)入步驟S830。
表1

在步驟S830中，再判斷i號車輪的滑動(dòng)率si是否大于simax，如果滿足條件則進(jìn)入步驟S850，否則執(zhí)行步驟S860。
在步驟S840中，電子控制單元30發(fā)出指令，要求保持i號車輪的制動(dòng)力不變。
在步驟S850中，電子控制單元30發(fā)出指令，要求減小i號車輪的制動(dòng)力。
在步驟S860中，電子控制單元30發(fā)出指令，要求增加i號車輪的制動(dòng)力。
本發(fā)明所述系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理單元計(jì)算四輪機(jī)動(dòng)車每輪的側(cè)偏角和滑動(dòng)率的方法可以采用現(xiàn)有的方法獲得，一個(gè)優(yōu)選的方法是通過獲取機(jī)動(dòng)車質(zhì)心速度的方法，這樣機(jī)動(dòng)車四輪完全以質(zhì)心為中心，這樣可以簡化計(jì)算。為了獲得質(zhì)心的速度，本發(fā)明的優(yōu)選方法是將所述的信號采集單元的GPS21安裝在機(jī)動(dòng)車質(zhì)心垂直方向上的車頂處，用于獲得機(jī)動(dòng)車質(zhì)心速度。
本發(fā)明的實(shí)施例的工作原理如下機(jī)動(dòng)車在轉(zhuǎn)彎時(shí)的模型如圖4所示，電子控制單元30是整個(gè)系統(tǒng)的核心，圖5是電子控制單元30的工作流程圖，在機(jī)動(dòng)車上加載本發(fā)明所述系統(tǒng)，在機(jī)動(dòng)車行駛時(shí)，由GPS21可以獲得機(jī)動(dòng)車質(zhì)心的速度信號，由陀螺儀可以獲得角速度信號，所述的電子控制單元30中的數(shù)據(jù)接收模塊執(zhí)行步驟S200獲取所述機(jī)動(dòng)車質(zhì)心的速度信號和角速度信號的值，電子控制單元30中的數(shù)據(jù)處理模塊執(zhí)行步驟S300到S700，首先用獲得的信號，通過橫擺卡爾曼濾波器執(zhí)行步驟S300計(jì)算出機(jī)動(dòng)車質(zhì)心處側(cè)偏角的GPS測量值βGPS和橫擺角速度估計(jì)值r，β是質(zhì)心處的側(cè)偏角，r是機(jī)動(dòng)車橫擺角速度，卡爾曼濾波器是一種公知的數(shù)學(xué)算法。
所述電子控制單元30中的數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)公式(1)、(2)執(zhí)行步驟S400計(jì)算出機(jī)動(dòng)車質(zhì)心處的縱向和橫向速度的GPS測量值VxGPS和VyGPS，VxGPS＝VcgGPScos(βGPS) (1)VyGPS＝VcgGPSsin(βGPS) (2)式中VcgGPS是直接由GPS21獲得的機(jī)動(dòng)車質(zhì)心速度的GPS測量值。
所述電子控制單元30中的數(shù)據(jù)接收模塊從加速度傳感器24中獲取的加速度計(jì)信號，所述的數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)一步用計(jì)算出的機(jī)動(dòng)車質(zhì)心處的縱向和橫向速度的GPS測量值VxGPS和VyGPS，以及加速度信號，通過速度卡爾曼濾波器中，執(zhí)行步驟S500計(jì)算出質(zhì)心處縱向和橫向速度的估計(jì)值Vx和Vy。
所述電子控制單元30的數(shù)據(jù)接收模塊從方向盤角度傳感器25中獲取方向盤角度信號的值，電子控制單元30中的數(shù)據(jù)處理模塊利用計(jì)算出的步驟Vx和Vy和獲取方向盤角度信號，根據(jù)圖4所示的轉(zhuǎn)彎時(shí)的機(jī)動(dòng)車模型，通過公式(3)-(10)執(zhí)行步驟S600計(jì)算每個(gè)車輪中心的縱向速度Vix、橫向速度Viy和側(cè)偏角αi，Vix(i為1、2、3或者4之一)是i號車輪中心速度的縱向分量(即縱向速度)，Viy(i為1、2、3或者4之一)是i號車輪中心速度的橫向分量(即橫向速度)，αi是i號車輪的側(cè)偏角(i為1、2、3或者4之一)(注圖中只標(biāo)出了1號車輪的V1x、V1y，α1其余車輪的省略)計(jì)算式為V1x＝Vx+r(d2+ecos(δ))(3)V1y＝Vy+r(lf+esin(δ))(4)V2x＝Vx-r(d2-ecos(δ))(5)
V2y＝Vy+r(lf-esin(δ)) (6)V3x＝Vx+r(d2+e)(7)V3y＝Vy+rlr(8)V4x＝Vx-r(d2+e)(9)V4y＝Vy-rlr(10)式中e是轉(zhuǎn)向節(jié)轉(zhuǎn)軸到輪胎胎面中心的距離；d2是質(zhì)心距轉(zhuǎn)向節(jié)的橫向距離；lf、lr分別是質(zhì)心到前軸和后軸的距離；參見圖4，側(cè)偏角α1是1號車輪中心的速度V1與車輪平面之間的夾角α1=δ-arctanV1yV1x---(11)]]>類似的，可以得到其它車輪的側(cè)偏角α2=δ-arctanV2yV2x---(12)]]>α3=arctanV3yV3x---(13)]]>α4=arctanV4yV4x---(14)]]>將利用車輪轉(zhuǎn)速傳感器24的信號和計(jì)算結(jié)果進(jìn)一步計(jì)算出每個(gè)車輪的滑動(dòng)率si。
所述電子控制單元由所述的縱向速度Vix、橫向速度Viy、車輪的滾動(dòng)半徑rw和所述的i號車輪轉(zhuǎn)速ωi通過公式15執(zhí)行步驟S700計(jì)算每個(gè)車輪的滑動(dòng)率si(i為1、2、3或者4之一)；si=Vix2+Viy2cos(αi)-rwωiVix2+Viy2cos(αi)---(15)]]>用上述方法可以結(jié)合GPS和傳感器，分別計(jì)算出四輪機(jī)動(dòng)車，每輪的側(cè)偏角和滑動(dòng)率。
電子控制單元30中的數(shù)據(jù)控制模塊執(zhí)行步驟S800。其具體執(zhí)行方法已經(jīng)在上面描述。
圖6是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。該系統(tǒng)增加了ABS執(zhí)行機(jī)構(gòu)單元。所述ABS執(zhí)行機(jī)構(gòu)單元40包括的1號車輪ABS執(zhí)行機(jī)構(gòu)41、2號車輪ABS執(zhí)行機(jī)構(gòu)42、3號車輪ABS執(zhí)行機(jī)構(gòu)43、4號車輪ABS執(zhí)行機(jī)構(gòu)44。所述的機(jī)動(dòng)車ABS控制系統(tǒng)，是基于四輪機(jī)動(dòng)車模型所采用的系統(tǒng)，所述車輪ABS執(zhí)行機(jī)構(gòu)單元的4個(gè)車輪ABS執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間分別獨(dú)立。
所述電子控制單元分別與所述信號采集單元中的GPS、陀螺儀、加速度計(jì)、車輪轉(zhuǎn)速傳感器、方向盤角度傳感器以及所述車輪ABS執(zhí)行機(jī)構(gòu)單元中的1號車輪ABS執(zhí)行機(jī)構(gòu)、2號車輪ABS執(zhí)行機(jī)構(gòu)、3號車輪ABS執(zhí)行機(jī)構(gòu)、4號車輪ABS執(zhí)行機(jī)構(gòu)電連接。
采用本發(fā)明所述機(jī)動(dòng)車ABS的控制系統(tǒng)的機(jī)動(dòng)車ABS的控制方法，在機(jī)動(dòng)車上加載本實(shí)施例所述系統(tǒng)，在其中的電子控制單元中加載上述計(jì)算和控制方法，由車載GPS和其它傳感器分別測出每個(gè)車輪的側(cè)偏角和滑動(dòng)率，根據(jù)每個(gè)車輪不同的側(cè)偏角設(shè)定滑動(dòng)率的上限和下限smin和smax，由測量的滑動(dòng)率和設(shè)定的滑動(dòng)率的關(guān)系向車輪ABS執(zhí)行機(jī)構(gòu)單元發(fā)出控制指令，完成系統(tǒng)對每個(gè)車輪的ABS控制。
盡管參考作為示例的實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該可以理解，在其中進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種可能變化并不背離權(quán)利要求書限定的本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)動(dòng)車制動(dòng)防抱死的控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括信號采集單元和電子控制單元，電子控制單元包括數(shù)據(jù)接收模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)控制模塊，所述數(shù)據(jù)接收模塊用于獲取信號采集單元的數(shù)據(jù)，所述系統(tǒng)其特征在于所述數(shù)據(jù)處理模塊用于計(jì)算車輪的側(cè)偏角和滑動(dòng)率，所述數(shù)據(jù)控制模塊根據(jù)在不同側(cè)偏角時(shí)制動(dòng)力系數(shù)μ的峰值所對應(yīng)的滑動(dòng)率來設(shè)定滑動(dòng)率門限值，由計(jì)算出的滑動(dòng)率和設(shè)定的滑動(dòng)率門限值的比較發(fā)出控制指令，來實(shí)時(shí)進(jìn)行ABS控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)動(dòng)車制動(dòng)防抱死的控制系統(tǒng)，其特征在于所述的數(shù)據(jù)處理模塊用于計(jì)算四輪機(jī)動(dòng)車的每輪的側(cè)偏角和滑動(dòng)率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)動(dòng)車制動(dòng)防抱死的控制系統(tǒng)，其特征在于所述的數(shù)據(jù)處理模塊用于計(jì)算四輪機(jī)動(dòng)車的每輪側(cè)偏角和每輪滑動(dòng)率，所述數(shù)據(jù)處理模塊包括計(jì)算質(zhì)心處的側(cè)偏角和橫擺角速度估計(jì)值的部分；計(jì)算質(zhì)心處的縱向和橫向速度GPS的測量值的部分；計(jì)算質(zhì)心處的縱向和橫向速度估計(jì)值的部分；計(jì)算每輪的縱向和橫向速度的部分；計(jì)算每輪的側(cè)偏角的部分；以及計(jì)算每輪的滑動(dòng)率的部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)動(dòng)車制動(dòng)防抱死的控制系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)中的信號采集單元包括用于獲得機(jī)動(dòng)車質(zhì)心速度的GPS，該GPS安裝在機(jī)動(dòng)車質(zhì)心垂直方向上的車頂處。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)動(dòng)車制動(dòng)防抱死的控制系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)還包括ABS執(zhí)行機(jī)構(gòu)單元，該ABS執(zhí)行機(jī)構(gòu)單元包括的1號車輪ABS執(zhí)行機(jī)構(gòu)、2號車輪ABS執(zhí)行機(jī)構(gòu)、3號車輪ABS執(zhí)行機(jī)構(gòu)、4號車輪ABS執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述車輪ABS執(zhí)行機(jī)構(gòu)單元的4個(gè)車輪ABS執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間分別獨(dú)立。
6.一種機(jī)動(dòng)車的ABS控制計(jì)算的方法，其特征在于該方法包括A、在機(jī)動(dòng)車上加載如權(quán)利要求1所述系統(tǒng)；B、由所述的電子控制單元分別計(jì)算出車輪的側(cè)偏角α和滑動(dòng)率s；C、由所述的電子控制單元根據(jù)在不同側(cè)偏角時(shí)制動(dòng)力系數(shù)μ的峰值所對應(yīng)的不同滑動(dòng)率，設(shè)定不同側(cè)偏角的滑動(dòng)率門限值的下限smin和上限smax；D、所述電子控制單元將根據(jù)步驟B中計(jì)算出的s和步驟C中設(shè)定的smin和smax進(jìn)行比較，發(fā)送ABS控制指令。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的機(jī)動(dòng)車ABS控制計(jì)算的方法，其特征在于步驟A中加載如權(quán)利要求4所述系統(tǒng)，分別計(jì)算出四輪機(jī)動(dòng)車每輪的側(cè)偏角和滑動(dòng)率，分別對每輪進(jìn)行控制。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的機(jī)動(dòng)車四輪獨(dú)立的ABS控制計(jì)算的方法，其特征在于每輪的側(cè)偏角αi和滑動(dòng)率si采用的計(jì)算方法包括A、由GPS測得行駛的機(jī)動(dòng)車在某一瞬間的質(zhì)心速度VcgGPS，由陀螺儀測得行駛的機(jī)動(dòng)車在某一瞬間的角速度，由加速度計(jì)測得行駛的機(jī)動(dòng)車在某一瞬間的加速度，由車輪轉(zhuǎn)速傳感器測得行駛的機(jī)動(dòng)車在某一瞬間的車輪轉(zhuǎn)速ωi，由方向盤角度傳感器測得在行駛的機(jī)動(dòng)車在某一瞬間的方向盤角度；B、所述電子控制單元接收所述的速度VcgGPS、角速度、加速度、車輪轉(zhuǎn)速ωi、方向盤角度的值；C、所述電子控制單元由所述的VcgGPS和角速度的值通過橫擺卡爾曼濾波器計(jì)算出質(zhì)心處的側(cè)偏角βGPS和橫擺角速度估計(jì)值r；D、所述電子控制單元通過下列公式(1)、(2)計(jì)算出機(jī)動(dòng)車質(zhì)心處的縱向和橫向速度的GPS測量值VxGPS和VyGPS；VxGPS＝VcgGPScos(βGPS)(1)VyGPS＝VcgGPSsin(βGPS)(2)E、所述電子控制單元由所述的VxGPS、VyGPS和加速度值通過速度卡爾曼濾波器計(jì)算出質(zhì)心處縱向和橫向速度的估計(jì)值Vx和Vy；F、所述電子控制單元由所述的Vx、Vy和方向盤角度的值通過下列公式(3)-(10)計(jì)算出每個(gè)車輪中心的縱向速度Vix和橫向速度Viy；V1x＝Vx+r(d2+ecos(δ)) (3)V1y＝Vy+r(lf+esin(δ)) (4)V2x＝Vx-r(d2-ecos(δ)) (5)V2y＝Vy+r(lf-esin(δ)) (6)V3x＝Vx+r(d2+e)(7)V3y＝Vy+rlr(8)V4x＝Vx-r(d2+e)(9)V4y＝Vy-rlr(10)G、所述電子控制單元通過下列公式(11)-(14)計(jì)算出每個(gè)車輪的側(cè)偏角；α1=δ-arctanV1yV1x---(11)]]>α2=δ-arctanV2yV2x---(12)]]>α3=arctanV3yV3x---(13)]]>α4=arctanV4yV4x---(14)]]>H、所述電子控制單元由所述的縱向速度Vix、橫向速度Viy、車輪的滾動(dòng)半徑rw和所述的i號車輪轉(zhuǎn)速ωi通過公式15計(jì)算每個(gè)車輪的滑動(dòng)率si。si=Vix2+Viy2cos(αi)-rwωiVix2+Viy2cos(αi)---(15)]]>
全文摘要
一種機(jī)動(dòng)車制動(dòng)防抱死的控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括信號采集單元和電子控制單元，電子控制單元包括數(shù)據(jù)接收模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)控制模塊，所述數(shù)據(jù)接收模塊用于獲取信號采集單元的數(shù)據(jù)，其中所述數(shù)據(jù)處理模塊用于計(jì)算車輪的側(cè)偏角和滑動(dòng)率，所述數(shù)據(jù)控制模塊根據(jù)在不同側(cè)偏角時(shí)制動(dòng)力系數(shù)μ的峰值所對應(yīng)的滑動(dòng)率來設(shè)定滑動(dòng)率門限值，由計(jì)算出的滑動(dòng)率和設(shè)定的滑動(dòng)率門限值的比較發(fā)出控制指令，來實(shí)時(shí)進(jìn)行ABS控制。采用本發(fā)明提供的系統(tǒng)和方法，在機(jī)動(dòng)車轉(zhuǎn)彎時(shí)，每個(gè)車輪都存在側(cè)偏角，如果此時(shí)駕駛員又有制動(dòng)行為，那么該制動(dòng)防抱死控制系統(tǒng)可以確保每個(gè)車輪都不發(fā)生抱死的現(xiàn)象，既保證了機(jī)動(dòng)車轉(zhuǎn)彎時(shí)不發(fā)生跑偏，又使制動(dòng)距離最短，提高了機(jī)動(dòng)車的安全性能。即使是在機(jī)動(dòng)車直線行駛時(shí)，該制動(dòng)防抱死控制方法也完全適用。
文檔編號B60T8/86GK1814482SQ20051000529
公開日2006年8月9日 申請日期2005年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月4日
發(fā)明者宋佑川 申請人:比亞迪股份有限公司