專(zhuān)利名稱(chēng):防抱死制動(dòng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及在汽車(chē)制動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生需要的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的控制技術(shù)。
為防止汽車(chē)車(chē)輪在制動(dòng)中抱死,以車(chē)輪速度和車(chē)速之間的差為基礎(chǔ)反饋控制制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的防滑制動(dòng)器,例如,公開(kāi)在下述文件中(1)Tan和Chin著“車(chē)輛牽引控制可變結(jié)構(gòu)控制研究”美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì)會(huì)刊“動(dòng)力系統(tǒng)、測(cè)量和控制”113,223/230(1991)(2)Chin,William,Sidlosky,Rule和Sparsehu著“滑動(dòng)模式ABS車(chē)輪滑動(dòng)控制” Am.控制會(huì)議會(huì)刊1/5(1992)在上述文件中公開(kāi)的裝置中,作為論點(diǎn)提出包括車(chē)速和輪速的函數(shù),按照
圖13的曲線(xiàn)(b)所示,函數(shù)是否為正或負(fù)來(lái)改變制動(dòng)轉(zhuǎn)矩,從而將路面和輪胎之間的車(chē)輪滑動(dòng)率控制在目標(biāo)值上。但是由于產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的致動(dòng)器的延滯或由于計(jì)算函數(shù)所需要的時(shí)間,在產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩時(shí)存在延滯,這傾向于引起制動(dòng)轉(zhuǎn)矩或車(chē)輪滑動(dòng)率的擺動(dòng)。
為了抑制擺動(dòng),可以設(shè)定函數(shù)特征,使制動(dòng)轉(zhuǎn)矩不突然變換,而是如圖13的曲線(xiàn)(a)所示從最大值向最小值平滑變化。但是,當(dāng)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩逐漸變化時(shí),控制誤差增加,從而使車(chē)輪滑動(dòng)率的目標(biāo)值和實(shí)際值不能精確相互重合。
因此,本發(fā)明的目的是精確地控制路面和輪胎間的車(chē)輪滑動(dòng)率。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是縮短制動(dòng)距離。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供一種防抱死制動(dòng)裝置,它包括用于檢測(cè)輪速的機(jī)構(gòu),用于檢測(cè)車(chē)速的機(jī)構(gòu),用于根據(jù)輪速和車(chē)速計(jì)算車(chē)輪滑動(dòng)率的機(jī)構(gòu),以及用于控制制動(dòng)轉(zhuǎn)矩使車(chē)輪滑動(dòng)率等于預(yù)定目標(biāo)值的機(jī)構(gòu)。
該裝置還包括用于設(shè)定關(guān)于當(dāng)車(chē)輪滑動(dòng)率等于目標(biāo)值時(shí)符號(hào)改變的決定函數(shù)(determining function)的機(jī)構(gòu),用于設(shè)定包括一個(gè)具有決定函數(shù)的時(shí)間積分的積分項(xiàng)的開(kāi)關(guān)函數(shù)(switchingfunction)的機(jī)構(gòu),用于按照開(kāi)關(guān)函數(shù)的值決定制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的目標(biāo)值的機(jī)構(gòu),以及用于將制動(dòng)轉(zhuǎn)矩控制在制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的目標(biāo)值的機(jī)構(gòu)。
決定函數(shù)和開(kāi)關(guān)函數(shù)最好分別由下面的(A)和(B)式限定(A)σ(t)=η·Xv(t)+Xw(t)其中η=λ0-1λ=Xv(t)-Xw(t)Xv(t)]]>σ(t)決定函數(shù)Xv(t)車(chē)速Xw(t)輪速λ0目標(biāo)車(chē)輪滑動(dòng)率λ車(chē)輪滑動(dòng)率(B)s(t)=σ(t)+k1·∫t0tσ(t)dt]]>其中S(t)開(kāi)關(guān)函數(shù)K1常數(shù)而且,制動(dòng)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)值最好由下面的(C)式限定(C)ucmd(t)=Jw·q(t)其中 Jw,q+,q-,δ常數(shù)Ucmd(t)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)值f(s)當(dāng)f(0)=q-,f(δ)=q+時(shí)的單調(diào)增加函數(shù)按照本發(fā)明的另一個(gè)方面,防抱死制動(dòng)裝置包括用于設(shè)定關(guān)于當(dāng)車(chē)輪滑動(dòng)率等于目標(biāo)值時(shí)符號(hào)改變的決定函數(shù)的機(jī)構(gòu),用于按照決定函數(shù)的值計(jì)算制動(dòng)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)值的機(jī)構(gòu),用于測(cè)定車(chē)輪角加速度的機(jī)構(gòu),用于通過(guò)角加速度的修正值修正制動(dòng)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)值的機(jī)構(gòu),以及用于將制動(dòng)轉(zhuǎn)矩控制于制動(dòng)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)值的機(jī)構(gòu)。
決定函數(shù)最好由下式(D)限定(D)S(t)=η·Xv(t)+Xw(t)其中η=λ0-1λ=Xv(t)-Xw(t)Xv(t)]]>S(t)決定函數(shù)Xv(t)車(chē)速Xw(t)輪速λ0目標(biāo)車(chē)輪滑動(dòng)率λ車(chē)輪滑動(dòng)率另外,制動(dòng)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)值的計(jì)算和修正最好通過(guò)下式(E)進(jìn)行(E)Ucmd(t)=Jw{V(t)+Kw·Xw·}]]>其中 Jw,V+,V-,Kw常數(shù)Xw車(chē)輪角加速度Ucmd(t)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)值本發(fā)明的細(xì)節(jié)以及其它的特征和優(yōu)點(diǎn)將對(duì)照附圖在下文中詳述。
圖1是按照本發(fā)明的防抱死制動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;圖2是表示按照本發(fā)明的防抱死控制的基本程序的流程圖;圖3是表示按照本發(fā)明的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩控制程序的流程圖;圖4是表示按照本發(fā)明的開(kāi)關(guān)函數(shù)的特征的曲線(xiàn)圖5A至5F是表示按照本發(fā)明的防抱死制動(dòng)控制特征的模擬效果的曲線(xiàn)圖;圖6A至6F與圖5A至5F類(lèi)似,但是表示當(dāng)積分項(xiàng)被分離時(shí)的模擬效果;圖7A至7F與圖6A至6F類(lèi)似,但是表示常數(shù)δ是0時(shí)的模擬效果;圖8是按照本發(fā)明第二實(shí)例的防抱死制動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;圖9是表示按照本發(fā)明第二實(shí)施例的基本防抱死程序的示意圖;圖10是表示按照本發(fā)明第二實(shí)施例的Vi(t)的特征的曲線(xiàn)圖;圖11A至11F是表示當(dāng)反饋增益Kw為0時(shí)按照本發(fā)明第二實(shí)施例的防抱死制動(dòng)控制特性的模擬效果;圖12A至12F與圖11A至11F類(lèi)似,但表示當(dāng)反饋增益Kw是0.3時(shí)的模擬效果;圖13是表示按照現(xiàn)有技術(shù)的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩控制特性的曲線(xiàn)圖。
現(xiàn)參閱圖1至圖7,制動(dòng)器1通過(guò)制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)2借助油壓使車(chē)輪10制動(dòng)。制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)2包括例如一個(gè)油壓泵和伺服泵或類(lèi)似裝置,它與控制組件3的信號(hào)輸出成正比地向制動(dòng)器1供應(yīng)壓力。
來(lái)自檢測(cè)車(chē)輪10的轉(zhuǎn)速Xw(t)的輪速傳感器4,檢測(cè)車(chē)輛底盤(pán)的速度Xv(t)的車(chē)速傳感器5,以及檢測(cè)制動(dòng)踏板8的壓下角θ(t)的制動(dòng)踏板壓下角傳感器6的信號(hào)被輸入控制組件3。車(chē)速傳感器5例如可以包括一個(gè)檢測(cè)作用在車(chē)上的正,反向加速度的加速度傳感器和一個(gè)積分該輸出的積分器。
控制組件3例如可以包括一個(gè)根據(jù)輸入信號(hào),即,輪速Xw(t)、車(chē)速Xv(t)和制動(dòng)踏板壓下角θ(t),使用下式(1)-(7)計(jì)算目標(biāo)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩Ucmd(t)并向制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)2輸出信號(hào)的微計(jì)算機(jī)。制動(dòng)器1和輪速傳感器4安裝在每個(gè)車(chē)輪10上,制動(dòng)壓力信號(hào)向每個(gè)車(chē)輪10輸出。
σi(t)=η·Xv(t)+Xwi(t)(1)其中,i是表示車(chē)輪號(hào)的下標(biāo)。例如,當(dāng)有四個(gè)車(chē)輪時(shí),令右前輪#1的輪速為Xw1(t),左前輪#2的輪速為Xw2(t),右后輪#3的輪速為Xw3(t)左后輪#4的輪速為Xw4(t)。為每個(gè)車(chē)輪計(jì)算決定函數(shù)σi。η是一個(gè)預(yù)定值,它是根據(jù)路面和輪胎間的車(chē)輪滑動(dòng)率的目標(biāo)值λ0,使用下式計(jì)算的η=λ0-1路面和輪胎間的車(chē)輪滑動(dòng)率λi是由下式限定的λi=Xv(t)-Xwi(t)Xv(t)]]>根據(jù)定義,σi(t)=0表示車(chē)輪滑動(dòng)率等于目標(biāo)值λ0。σi(t)>0表示車(chē)輪滑動(dòng)率小于目標(biāo)值。σi(t)<0表示車(chē)輪滑動(dòng)率大于目標(biāo)值。
接著,根據(jù)下式計(jì)算開(kāi)關(guān)函數(shù)Si(t)si(t)=σi(t)+ki·∫t0tσi(t)dt---(3)]]>其中,t為現(xiàn)在的時(shí)刻,K1為預(yù)定的正整數(shù)。
每個(gè)車(chē)輪的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的目標(biāo)值Ucmd(t)是根據(jù)下式計(jì)算的Ucmd(t)=Jw·qi(t)(4) 其中,f(Si)是滿(mǎn)足f(0)=qi,f(δ)=qi+的光滑單調(diào)增加函數(shù)。δ是一個(gè)正預(yù)定值。qi+,qi-是滿(mǎn)足下述條件的常數(shù)qi+>η·Xv·(t)+fμi-fresisti+K1·σi(t)---(6)]]>qi-<η·Xv·(t)+fμi-fresisti+K1·σi(t)---(7)]]>其中,fμi是路面作用在第i個(gè)車(chē)輪上的正/反方向上的力,frcsisti第i個(gè)車(chē)輪的滾動(dòng)阻力。在所有情形中,fμi,fresisti,Xv,σi具有一定的值,因此,總是存在滿(mǎn)足式(6)和(7)的值q+,q-。圖4的曲線(xiàn)(a)是從式(5)得到的。
現(xiàn)對(duì)照?qǐng)D2和3的流程圖描述由控制組件3進(jìn)行的計(jì)算和控制。
首先,圖2的流程圖是基本程序。在步驟S1中,確定時(shí)間是否為抽樣時(shí)間。該步驟中程序是以一定間隔進(jìn)行的。在抽樣時(shí)間,在步驟S2中確定制動(dòng)踏板壓下角θ(t)是否等于或大于預(yù)定值θ0。一般來(lái)說(shuō),當(dāng)制動(dòng)踏板壓下得大于一個(gè)預(yù)定量時(shí)需要進(jìn)行防抱死控制。在其它情形中,無(wú)需防抱死控制,因而終止程序而不進(jìn)行其后的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩控制。
當(dāng)制動(dòng)滑板壓下角θ(t)等于或大于θ0時(shí),在步驟S3中進(jìn)行圖3所示的制動(dòng)控制程序。
這里,輪速Xwi(t)和車(chē)速Xv(t)是在步驟11中閱讀的。然后,在步驟S12-S15中進(jìn)行計(jì)算(1)-(7),計(jì)算出每個(gè)車(chē)輪的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)值Ucmdi(t)。然后,在步驟S15中向制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)2輸出制動(dòng)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)值Ucmdi(t)。
制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)2調(diào)節(jié)送往每個(gè)車(chē)輪的制動(dòng)器1的油壓,以便獲得制動(dòng)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)值Ucmdi(t)。
此處,當(dāng)車(chē)輛上的車(chē)輪數(shù)為ηw時(shí),制動(dòng)運(yùn)動(dòng)公式可以表示為xv·(t)=-c1·Σi=1ηwfμi-faeri-c1·Σi=1ηwfresisti+fg---(8)]]>xwi·(t)=fμi-fresisti-qi(t)(xv>0,xwi>0)---(9)]]>其中,fμi=RwJw•Fvi•μi(λi)]]>faero=RwJw•Bv•Xv2]]>qi(t)=1Jw•Ui]]>fresisti=RwJw•Fvi•Bri]]>fg=g•sinθRw]]>C1=JwRw2·Mv]]>λi=Xv-Xwi(t)Xv(t)]]>其中Xv車(chē)速(轉(zhuǎn)動(dòng)角速度轉(zhuǎn)換值)ui第i個(gè)車(chē)輪的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩Bv空氣阻力系數(shù)Jw車(chē)輪的慣性矩μi(λi)第i個(gè)車(chē)輪和路面間的摩擦系數(shù)Fvi第i個(gè)車(chē)輪的車(chē)輪負(fù)載θ路面傾角Xwi車(chē)輛的質(zhì)量Bri第i個(gè)車(chē)輪的滾動(dòng)阻力系數(shù)Rw車(chē)輪半徑λi第i個(gè)車(chē)輪的車(chē)輪滑動(dòng)率ηw車(chē)輪數(shù)現(xiàn)在考慮量Vi(t)=Si(t)2。根據(jù)定義,顯然Vi(t)≥0。當(dāng)Vi(t)時(shí)間增量 保持為 時(shí),Vi(t)減少而且 (常數(shù))那么Si(t)也是常值。根據(jù)定義,只有當(dāng)λi=λ0時(shí)Si(t)可以為常值。
現(xiàn)在找出Vi(t)≤0總是成立的條件。
由于V·i(t)=2·S·i(t)·Si(t)≤0]]>Si(t)當(dāng)Si(t)≥0時(shí)應(yīng)小于0,當(dāng)Si(t)≤0時(shí)Si(t)≥0時(shí)Si(t)≥0。首先考慮當(dāng)Si(t)<0時(shí)的情況。重寫(xiě)Si(t)Si(t)=ηX·v(t)+X·wi(t)+K1·σi(t)]]>=ηXv(t)+fμi-fresisti-qi(t)+K1·σi(t) (10)
在式10中替代式(5)的qi(t),顯然 。同樣,當(dāng)Si(t)>δ時(shí),顯然 。
根據(jù)式(10),顯然在范圍0≤Si(t)≤δ內(nèi),存在一個(gè)當(dāng)qi(t)=Ui0(qi-<Ui0<qi+)時(shí)Si(t)=0的平衡點(diǎn)P。因此,當(dāng)Si(t)<0且Si(t)>δ時(shí),Vi(t)單調(diào)減小,且在平衡點(diǎn)P穩(wěn)定在范圍0≤Si(t)≤δ內(nèi)。當(dāng)Vi(t)穩(wěn)定時(shí),Si(t)也穩(wěn)定于常值。這意味著λi=λ0。以這種方式,車(chē)輪滑動(dòng)率λi被精確地控制在目標(biāo)值λ0上。
圖5A至5F表示當(dāng)目標(biāo)車(chē)輪滑動(dòng)率為0.2時(shí),模擬前述控制的效果。
這里,車(chē)輪滑動(dòng)率λ被迅速地控制在0.2的目標(biāo)值上,制動(dòng)時(shí)的停止距離為100米。
圖6A至6F表示當(dāng)式(3)的積分項(xiàng)被分離時(shí),在相同的條件下的模擬效果。圖7表示當(dāng)式(5)中的δ為0時(shí),即,當(dāng)開(kāi)關(guān)函數(shù)的特性被設(shè)定得如圖4的曲線(xiàn)(b)所示時(shí)的模擬效果。
當(dāng)式(3)中的積分項(xiàng)被分離且式(5)中的δ設(shè)定為0時(shí),如圖7所示出現(xiàn)車(chē)輪滑動(dòng)率λ的擺動(dòng),如圖7D所示,制動(dòng)轉(zhuǎn)矩相應(yīng)有大的變化。如圖7E所示,當(dāng)制動(dòng)時(shí)停止距離為110米。
在δ不為0,只是式(3)中的積分項(xiàng)被分離時(shí)的控制過(guò)程中,如圖6C所示,不出現(xiàn)車(chē)輪滑動(dòng)率λ的擺動(dòng),但是在與目標(biāo)車(chē)輪滑動(dòng)率λ0=0.2偏離的位置上車(chē)輪滑動(dòng)率穩(wěn)定時(shí),停止距離顯著增至140米。
因此,通過(guò)在開(kāi)關(guān)函數(shù)中設(shè)置積分項(xiàng),制動(dòng)距離得以減小,可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的制動(dòng)。
下面對(duì)照?qǐng)D8至圖12F描述本發(fā)明的第二實(shí)施例。
與圖1所示第一實(shí)施例在硬件方面的差別在于,增設(shè)了角加速度傳感器7,其用于檢測(cè)每個(gè)車(chē)輪10的角加速度 并將其輸出至控制組件3。
控制組件3根據(jù)輸入信號(hào),即,輪速Xw(t),車(chē)速Xv(t),制動(dòng)踏板壓下角θ(t)和角加速度 使用下式(11)-(17)計(jì)算目標(biāo)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩Ucmd(t),并向制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)2輸出一個(gè)信號(hào)。
Si(t)=η·Xv(t)+Xwi(t) (11)這里,i是表示輪號(hào)的下標(biāo)。例如,當(dāng)有四個(gè)車(chē)輪時(shí),今右前輪#1的輪速為Xw1(t),左前輪#2的輪速為Xw2(t),右后輪#2的輪速為Xw3(t),左后輪#4的輪速為Xw4(t)。為每個(gè)輪速計(jì)算決定函數(shù)Si(t)。η是一個(gè)預(yù)定值,它是根據(jù)路面和輪胎間的車(chē)輪滑動(dòng)率,使用下式算出的η=λ0-1路面和輪胎間的車(chē)輪滑動(dòng)率λI由下式限定λi=Xv(t)-Xwi(t)Xv(t)]]>根據(jù)定義,σi(t)=0表示車(chē)輪滑動(dòng)率λi等于目標(biāo)值λ0。
Si(t)>0表示車(chē)輪滑動(dòng)率小于目標(biāo)值,Si(t)<0表示車(chē)輪滑動(dòng)率大于目標(biāo)值。
每個(gè)車(chē)輪的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)值是根據(jù)下式確定的ucmdi(t)=Jw·qi=Jw{vi(t)+kw·x·wi}---(13)]]> 其中,Kw是正預(yù)定值,車(chē)輪角加速度Xw是反饋至制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的反饋增益。Vi+,Vi-是滿(mǎn)足下式的常量Vi+>(1+Kw)·η·Xv(t)+fμi-fresisti(15)Vi->(1+Kw)·η·Xv(t)+fμi-fresisti(16)其中,fμi是在正/反方向上路面作用在第i個(gè)車(chē)輪上的力,fresisti是第i個(gè)車(chē)輪的滾動(dòng)阻力。在所有情形中,fμi,fresisti,Xv,Si都具有一定的值,因此,總量存在滿(mǎn)足式(15)和(16)的值Vi+,Vi-。
圖10的曲線(xiàn)是根據(jù)式(14)得到的。
由控制組件3進(jìn)行的處理的基本程序與圖2所示第一實(shí)施例的程序相同。但是,在本實(shí)施例中,在步驟S3中進(jìn)行的制動(dòng)控制程序有所不同。
下面描述這個(gè)差別?,F(xiàn)參閱圖9,在步驟S21中首先閱讀輪速Xwi(t)和車(chē)速Xv(t)。然后,在步驟S22-S25中進(jìn)行計(jì)算(11)-(16),計(jì)算每個(gè)車(chē)輪的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)值Ucmdi(t)。然后在步驟S25中向制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 2輸出制動(dòng)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)值Ucmdi(t)。
制動(dòng)轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)2調(diào)節(jié)送至每個(gè)車(chē)輪的制動(dòng)器1的油壓,從而獲得制動(dòng)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)值Ucmdi(t)。
這里,當(dāng)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩是由式(14)限定時(shí),車(chē)輪滑動(dòng)率λi趨近于目標(biāo)值λ0。
為了解釋其原因,當(dāng)車(chē)輛的車(chē)輪數(shù)為ηw時(shí),制動(dòng)運(yùn)動(dòng)方程可以表示為x·v(t)=-c1·Σi=1ηwfμi-faero-c1·Σi=1ηwfresisti+fg---(17)]]>x·wi(t)=fμi-fresisti-qi(t)(xv>0,xwi>0)---(18)]]>其中fμi=RwJw·Fvi·μi(λi)]]>fresisti=RwJw·Fvi·Bri]]>faero=RwJw·Bv·Xv2]]>fg=g·sin(θ)Rw]]>qi(t)=1Jw·Ui]]>C1=JwRw2·Mv]]>λi=Xv(t)-Xwi(t)Xv(t)]]>其中Xv車(chē)速(轉(zhuǎn)動(dòng)角速度轉(zhuǎn)換值)Ui第i個(gè)車(chē)輪的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩Bv空氣阻力系數(shù)Jw車(chē)輪的慣性矩μi(λi)第i個(gè)車(chē)輪的負(fù)載θ路面傾角Xwi第i個(gè)車(chē)輪的輪速M(fèi)v車(chē)輛的質(zhì)量
Bri第i個(gè)車(chē)輪的滾動(dòng)阻力系數(shù)Rw車(chē)輪半徑λi第i個(gè)車(chē)輪的車(chē)輪滑動(dòng)率ηw車(chē)輪數(shù)現(xiàn)在定義量Vi(t)=Si(t)2。根據(jù)定義,顯然Vi(t)≥0。當(dāng)Vi(t)的時(shí)間增量 總是 時(shí),Vi(t)減小且limt=∞Vi(t)=0]]>Si(t)則趨近于0,即,λi=λ0。
更具體來(lái)說(shuō),現(xiàn)在找出Vi(t)=0保持成立的條件。由于Vi(t)=2·S·i(t)·Si(t)]]>當(dāng)Si(t)>0時(shí), 應(yīng)小于0,當(dāng)Si(t)<0時(shí), (t)>0。
首先考慮當(dāng)Si(t)>0時(shí)的情況。重寫(xiě)Si(t)S·i(t)=η·x·v+x·wi(t)]]>=η·x·v(t)+11+kw·{fμi-fresisti-vi(t)}---(19)]]>這是由于,當(dāng)在式(18)中替代qi=Kw·Xwi+Vi時(shí),得到Xwi=11+Kw·{fμi-fresisti-Vi(t)}---(20)]]>在式(19)中替代Vi(t),顯然,由于與式(16)的關(guān)系,S(t)>0。同樣,當(dāng)Si(t)>0時(shí),顯然S(t)<0。
因此,如果這種制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的變換是可能的,那么,Vi(t)單調(diào)減小且λi=λ0。
但是,輪速和車(chē)速的檢測(cè)值和其真實(shí)值相比總存在檢測(cè)延滯。另外,當(dāng)使用數(shù)字處理機(jī)作為計(jì)算裝置時(shí),控制是以角間隔進(jìn)行的,在控制期之間不輸出信號(hào)。另外,在產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的致動(dòng)器中也有延滯。因此,在產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩時(shí)總是存在延滯的。
因此,車(chē)輪滑動(dòng)率與目標(biāo)值相比不是過(guò)大就是過(guò)小,制動(dòng)轉(zhuǎn)矩會(huì)浮動(dòng),車(chē)輪滑動(dòng)率會(huì)在目標(biāo)值附近擺動(dòng)。
圖11A至11F和圖12A至12F表示當(dāng)目標(biāo)車(chē)輪滑動(dòng)率λ0為0.2時(shí),按照本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩控制的模擬效果。
圖11A至11F表示當(dāng)式(13)中的Kw為0.3時(shí)的模擬效果。這里,車(chē)輪滑動(dòng)率的擺動(dòng)被減小,制動(dòng)時(shí)的停止距離為102米。
圖12A至12F表示當(dāng)Kw為0時(shí)的模擬效果。在這種情形中,車(chē)輪滑動(dòng)率λ出現(xiàn)擺動(dòng),如圖12C所示,制動(dòng)壓力相應(yīng)地顯著變化,如圖12D所示。制動(dòng)時(shí)的停止距離為110米,如圖12E所示。
按照本發(fā)明,車(chē)輪角加速度Xw被反饋至制動(dòng)轉(zhuǎn)矩,車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣性矩變大一個(gè)相當(dāng)?shù)牧浚鄬?duì)于fμi,fresisti的輪速變化減小。從式(20)X·w=11+Kw·{fμi-fresisti-Vi(t)}]]>可以清楚看出當(dāng)Kw>0時(shí)比當(dāng)Kw=0時(shí) 較小。
因此,當(dāng)年輪滑動(dòng)率在目標(biāo)值附近時(shí),即使當(dāng)Vi(t)看來(lái)有延滯時(shí),Xw也沒(méi)有大的浮動(dòng),而且減輕了擺動(dòng)。
本發(fā)明并不局限于上述各實(shí)施例,顯然,對(duì)其可以作各種修改和變化而并不超出本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種防抱死制動(dòng)裝置,包括用于檢測(cè)輪速的裝置(4),用于檢測(cè)車(chē)速的裝置(5),用于根據(jù)所述輪速和車(chē)速計(jì)算車(chē)輪滑動(dòng)率的裝置(3),以及用于控制制動(dòng)轉(zhuǎn)矩而使所述車(chē)輪滑動(dòng)率等于預(yù)定目標(biāo)值的裝置(2,3),其特征在于所述制動(dòng)裝置還包括用于設(shè)定一個(gè)關(guān)于當(dāng)所述車(chē)輪滑動(dòng)率等于所述目標(biāo)值時(shí)符號(hào)改變的決定函數(shù)的裝置(S12);用于設(shè)定一個(gè)開(kāi)關(guān)函數(shù)的裝置(S13),該開(kāi)關(guān)函數(shù)包括一個(gè)具有所述決定函數(shù)的時(shí)間積分的積分項(xiàng);以及用于將所述制動(dòng)轉(zhuǎn)矩控制在所述制動(dòng)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)值上的裝置(S15)。
2.如權(quán)利要求1所述的防抱死制動(dòng)裝置,其特征在于所述決定函數(shù)和開(kāi)關(guān)函數(shù)分別由下式(A)和(B)限定(A)σ(t)=η·Xv(t)+Ww(t)其中η=λ0-1λ=Xv(t)-Xw(t)Xv(t)]]>σ(t)決定函數(shù)Xv(t)車(chē)速Xw(t)輪速λ0目標(biāo)車(chē)輪滑動(dòng)率λ車(chē)輪滑動(dòng)率(B)S(t)=σ(t)+K1· 其中S(t)開(kāi)關(guān)函數(shù)K1常數(shù)
3.如權(quán)利要求2所述的防抱死制動(dòng)裝置,其特征在于所述制動(dòng)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)值是由下式(C)確定的(C)Ucmd(t)=Jw·q(t)其中 Jw,q+,q-,δ常數(shù)Ucmd(t)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)值f(s)單調(diào)增加函數(shù),f(0)=q-,f(δ)=q+
4.一種防抱死制動(dòng)裝置,包括用于檢測(cè)輪速的裝置(4),用于檢測(cè)車(chē)速的裝置(5),用于根據(jù)所述輪速和車(chē)速計(jì)算車(chē)輪滑動(dòng)率的裝置(3),以及用于控制制動(dòng)轉(zhuǎn)矩而使所述車(chē)輪滑動(dòng)率等于預(yù)定目標(biāo)值的裝置(2,3),其特征在于所述防抱死制動(dòng)裝置還包括用于設(shè)定一個(gè)關(guān)于當(dāng)所述車(chē)輪滑動(dòng)率等于所述目標(biāo)值時(shí)符號(hào)改變的決定函數(shù)的裝置(S22),用于按照所述決定函數(shù)的值計(jì)算制動(dòng)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)值的裝置(S24),用于檢測(cè)車(chē)輪角加速度的裝置(7),用于通過(guò)按照所述角加速度的修正值修正所述制動(dòng)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)值的裝置(S24),以及用于將所述制動(dòng)轉(zhuǎn)矩控制在所述制動(dòng)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)值上的裝置(S25)。
5.如權(quán)利要求4所述的防抱死制動(dòng)裝置,其特征在于所述決定函數(shù)是由下式(D)決定的(D)S(t)=η·Xv(t)+Xw(t)其中η=λ0-1λ=Xv(t)-Xw(t)Xv(t)]]>S(t)決定函數(shù)Xv(t)車(chē)速Xw(t)輪速λ0目標(biāo)車(chē)輪滑動(dòng)率λ車(chē)輪滑動(dòng)率
6.如權(quán)利要求5所述的防抱死制動(dòng)裝置,其特征在于所述制動(dòng)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)值的計(jì)算和修正是通過(guò)下式(E)進(jìn)行的(E):Ucmd(t)=JW{V(t)+KW·XW·}]]>其中 Jw,V+,V-,Kw常數(shù)Xw車(chē)輪角加速度Ucmd(t)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)值
全文摘要
在一種防抱死制動(dòng)裝置中,設(shè)定決定函數(shù)和開(kāi)關(guān)函數(shù),當(dāng)車(chē)輪滑動(dòng)率等于目標(biāo)值時(shí)決定決函數(shù)的符號(hào)改變,開(kāi)關(guān)函數(shù)包括一個(gè)積分項(xiàng),積分項(xiàng)是決定函數(shù)的時(shí)間積分,制動(dòng)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)值的確定使其與開(kāi)關(guān)函數(shù)成正比。或者,按照決定函數(shù)計(jì)算的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)值根據(jù)車(chē)輪加速度進(jìn)行修正,以這種方式使制動(dòng)轉(zhuǎn)矩及路面和輪胎之間的車(chē)輪滑動(dòng)率得以精確的控制。
文檔編號(hào)G05D17/00GK1148017SQ96110190
公開(kāi)日1997年4月23日 申請(qǐng)日期1996年7月12日 優(yōu)先權(quán)日1995年7月14日
發(fā)明者川邊武俊, 磯辺修, 野津育朗, 高橋貞博, 中澤雅生 申請(qǐng)人:日產(chǎn)柴油機(jī)車(chē)工業(yè)株式會(huì)社