低速ABS在临界道路条件下的制动稳定性和性能研究

工程科学与技术，国际期刊24（2021）1224全文文章临界道路条件HakanKoylu，Ersin Tural科贾埃利大学，技术学院，汽车工程系，41380，Umuttepe，科贾埃利，土耳其阿提奇莱因福奥文章历史记录：收到2020年2021年1月29日修订2021年2月4日接受2021年3月3日网上发售保留字：防抱死制动系统低速制动稳定性关键道路A B S T R A C TABS（Anti-Lock Brake System）制动时，由于制动压力的作用时间和电磁阀的响应时间延长，制动初速度低，导致制动压力在较长时间内建立和降低。此外，由于低速产生的微弱速度信号，关于车轮的速度和加速度变化的判定变得非常困难。这导致制动扭矩低于车轮所需的扭矩。因此，由于车轮速度的突然变化，在临界道路条件下，微弱的车轮速度信号的影响变得更加突出。在这项研究中，这些问题发生在低速的影响进行了研究，在关键的道路条件下的ABS的控制和制动性能。为此，在四种不同的道路类型上进行了低速和高速的ABS测试，其中包括湿滑、湿滑和m-跳跃测试（从湿滑到湿滑和从湿滑到湿滑）。通过这种方式，将结果与车辆速度和道路类型进行比较。试验结果表明，无论在何种路况下，低速时ABS的制动稳定性、操纵性和制动性能均下降为此，提出ABS控制算法必须分为低速控制和高速控制两部分©2021 Karabuk University. Elsevier B.V.的出版服务。这是CCBY-NC-ND许可证（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。1. 介绍紧急制动通常是避免事故的唯一方法。然而，在紧急制动期间，车轮突然锁死，因为突然且剧烈的制动踏板力导致制动力矩变得高于道路与轮胎之间的摩擦力矩。这种情况在具有积雪和结冰表面的滑移路面条件下变得更严重和更快为此，车辆配备了ABS。ABS试图在所有道路条件下提供安全制动。为此，它通过使用滑移率调制的制动压力来防止车轮锁定因此，滑移率是ABS的控制变量滑移率是通过使用车轮和车辆速度确定在这里，车轮速度由速度传感器测量，并且车辆速度通过使用测量的车轮速度来估计。因此，如果检测到滑移率急剧增加，ABS会降低制动压力，直到车轮再次开始加速。然而，如果检测到滑移率的减小，则再次建立压力，直到再次发生车轮锁定。这样，通过使用滑移率调谐确定的制动压力*通讯作者。电子邮件地址：hkoylu@kocaeli.edu.tr（H. Koylu）。由Karabuk大学负责进行同行审查新的滑移率该过程创建一个控制循环，并重复该循环，直到车辆完全停止[1]。性能该循环的有效性取决于滑移率、应用时间和制动压力水平因此，由于任何原因而发生的不寻常的轮速和制动压力变化都会导致滑移率的振荡[2，3]。此外，由于这些轮速和制动压力变化，峰值滑移附近的车速过度循环会增加滑移波动[4]。因此，车辆速度的准确估计由通过车轮速度信号的滑移率变化的质量来确定，因为车辆速度的变化确定传感器信号的电压电平和功率。此外，纵向车轮滑移控制对测量噪声高度敏感，因为车辆速度是通过估计获得的[5]。在高车速时，轮速处理单元向ABS控制单元发送更多可读的轮速信号，以计算滑移率。然而，随着车速的降低，车速传感器的交流电压电平降低，处理质量变差。这种车速的降低会导致不必要的ABS激活[6]。此外，由于车轮速度波动，参考速度和实际车速之间存在较大偏差[7]。为此，许多研究人员通过考虑滑移率的振荡来研究低车速的影响Peter- sen探索了当车辆低速运行时，https://doi.org/10.1016/j.jestch.2021.02.0012215-0986/©2021 Karabuk University.出版社：Elsevier B.V.这是一个在CC BY-NC-ND许可证下的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。可在ScienceDirect上获得目录列表工程科学与技术国际期刊杂志主页：www.elsevier.com/locate/jestchH. Koylu和E. 图拉尔工程科学与技术，国际期刊24（2021）1224-12381225很难从传感器获得合适的信号这特别难以获得用于评估车轮的滑动和减速度的信号此外，由于采样时间比读取轮速信号所需的时间短得多[8，9]，因此无法获得可靠的轮速处理。因此，车轮速度的微小变化随着车辆速度的降低而更加显著Jaiswal，M.等人研究发现，一旦车速降低，可以看到滑移率的快速振荡此外，车速估计非常困难，因为最后一个车轮速度值被保持，直到制动结束时下一个值可用[10]。因此，该轮速处理在较长的采样时间段内完成，并且其导致下一个制动操作的错误轮速信息[11]。因此，控制器会在测试过程中产生临时车轮锁定，尤其是在低速度值导致的打滑路面上。阀门延时考虑了低速的其他影响。它包括电磁阀反应和制动压力从ABS液压调节器传输到制动室[13]所需的时间。由于制动时间短，因此在低速时，时间延迟必须更短，并且致动器速度必须更快。然而，当车辆以低速制动时，持续时间可能不够短以建立或降低制动压力。原因是电磁阀的响应时间。Watany，M.，得出的结论是，阀门的长响应时间导致滑移率振荡水平增加[14]。长时间也会引起参考滑移率附近的振荡增加，这导致滑移率急剧上升，路面摩擦系数突变。此外，延长的时间延迟导致制动距离增加[15，16]。此外，致动器速度的增加或时间延迟的减少会使ABS的低速控制变差，因为液压致动器的泵送频率增加[17]。Rosenberg，M等人研究了时间延迟对控制质量的影响，并且在低速下使用ABS制动时，它们会导致系统行为不稳定[18]。因此，施加到每个车轮的制动扭矩保持恒定，以防止在低速时出现任何不必要的制动不足[6]。低速对ABS制动性能的影响是对于混合动力电动车辆（HEV为此，提出了再生制动系统与ABS制动系统的配合，这表明，低速对具有再生制动系统的ABS非常重要[20，21，22，23]。另一个在低速下运行的安全系统是自动紧急制动系统（AEBS该系统可以防止在15至30 km/h之间突然制动的常见低速碰撞[25，26]。因此，文献调查清楚地表明，随着车速的降低，车轮加工质量、制动压力延迟时间和启动速度决定了ABS的制动性能。因为，微弱的轮速信号会导致打滑估计不良，电磁阀响应时间长导致时间不足建立或减少制动压力，致动速度在制动压力泵送期间引起振荡。同时，这也严重影响了再生制动的储能能力和自动紧急制动的性能。为此，许多研究人员研究了这些现象对ABS操作的影响。然而，目前还没有其他的研究有关的影响，低速对ABS制动性能和稳定性，特别是在关键的道路条件下。而紧急制动激活ABS主要实现在低速时，由于车身惯性小，制动踏板受力大。此外，ABS的激活速度在湿滑、积雪路面或不同路况之间的转换上较低本研究有两个目的。其中之一是研究低速对ABS制动性能和稳定性的影响。二是确定ABS低速控制方法的基础。为此，在30 km/h和60 km/h制动初速度下进行ABS试验，以比较低速和高速的结果此外，还对湿路、湿滑路和m-跳跃路重复这些测试，以比较相对于道路条件的性能。2. 实验材料和方法根据以上获得的信息，可以看出，车轮速度、车轮滑移和制动压力变化可以通过滑移动力学和致动器动力学揭示低速对ABS制动性能的影响V_x采用四分之一车制动模型，得到了制动方程与如图1所示的车轮滑移动力学和致动器动力学相关。模型中，M为车体质量，Tbr为制动力矩，Tx为摩擦力矩，Re为有效滚动半径，x为车轮速度，Jw是轮胎惯性矩，Vx是车辆速度，Fz是从路面作用到车轮的垂直力，Pbr是轮缸压力，PM是主缸压力，是制动加速度。在该模型中，制动盘和衬片之间的摩擦系数是恒定的，制动扭矩仅随施加到车轮上的制动压力而变化。为此，主缸的制动压力由液压执行器调节。此外，作用在车轮上的载荷和由此产生的有效滚动半径是固定的，因此，轮胎与道路之间的摩擦力仅根据滑移率而变化。由于进行的是直线制动试验，故不考虑侧偏角的影响.这样，摩擦力矩变化和制动加速度仅由摩擦系数通过滑移率确定。车轮加速度由摩擦力矩和制动力矩之差决定。有了这些假设，致动器和滑移动力学可以通过制动压力变化和摩擦滑移模型，分别检查。因此，车身和车轮的制动动力学定义如下：Fig. 1. 四分之一汽车制动模型。H. Koylu和E. 图拉尔工程科学与技术，国际期刊24（2021）1224-12381226k_-eWVxJw1秒秒秒1MV_x¼-lkFz1Jwx_lkFzRe-Tbr2其中m（k）是摩擦系数作为滑移率的函数。如Eqs中所（1）和（2），滑移率决定了车辆和车轮动力学通过摩擦系数。因此，滑移动力学对ABS的控制和制动性能具有重要意义。滑移率被定义为获得滑移动力学，如下所示：V-xRxRee时刻.因此，长的时间延迟会由于低速而减慢制动压力和制动力矩结果，由于致动器的低速度、延长的时间延迟、快速滑移动力学和在低车辆速度下出现的弱车轮速度信号，所需的制动压力可能不会在期望的时间内施加到车轮制动缸。这需要研究ABS的制动性能和稳定性在低速下。3. 实验材料Vx1 -Vxð3Þ3.1. 测试车辆表示车辆制动操纵中车轮运动的滑移程度：k= 0表示没有滑移，车轮处于纯转动状态;k= 1表示没有转动，车轮处于纯滑移状态，即锁定[28]。因此，滑动的动力学描述如下[29，30]：k_dxRex_Re在这项研究中，丰田Auris被用作测试车辆，如图所示。 2. 车辆此外，它有一个版本7的ABS和ABS有四个车轮传感器安装在前后轴的轮毂.液压调节器通过四个电磁阀改变制动压力。因此，制动由ABS控制单元独立控制1/4Vx V_xð4Þ车轮滑移动力学是通过替代方程。（1）和（2）进入Eq。（4）如下：3.2. 实验仪器1K1/4 -100MVx100R2VxJFzlkReVx JwTbr500为了分析低车速对ABS制动稳定性能的影响，分别对车轮转速、车速、制动压力、横摆角速度、垂直加速度、制动距离等参数进行了分析由于车辆速度动力学比车轮滑移动力学慢得多，因此只有方程（1）的第一项是（5）考虑。当考虑M远大于Jw时，第一项1/M远小于第二项Re/Jw。因此，车轮滑移动力学简化如下[28]：k_¼Re Tbr-ReFzl如Eq. （6）、制动开始时的速度越低，车轮打滑增加得越快[31，32]。因此，对于下一次制动压力调制，车轮滑移的估计变得更加困难。这导致用于制动压力变化的更多控制周期，并导致更短的时间周期。由于这个原因，液压致动器的时间延迟保持长于通过调节制动压力来改变滑移所需的时间，这是由于在低车辆速度下更快的车轮滑移动力学。因此，延长的时间延迟可能导致施加到制动车轮的制动压力水平不足。因此，应通过致动器动态特性确定时间延迟对低速时制动压力的影响程度。为此，考虑以下传递函数[12]。Pbr/PM1e-ss 7其中s是时间延迟，ss是电磁阀的响应时间。如Eq. （7），包含时间延迟的致动器动态，以及第一次使用时间延迟[33]。根据等式 （7）时间延迟的增加导致制动压力指数地减小，并且制动压力的变化的稳定性由于低速而变得更差。因此，应缩短阀门的响应时间，以补偿此问题，如方程式所示。（七）、然而，由于施加的电流没有改变，因此不可能缩短响应时间，以通过ABS在更短的时间内移动电磁阀。时间延迟对制动力矩的变化速度也有影响（8）[27，28]。如图3所示测量。试验车辆规格见表1。如图2所示，液压流体的压力是通过使用压力传感器测量的。这些传感器通过T型装置安装在与左前轮和右前轮相关的液压调节器输出上。因此，同时测量左前轮和右前轮的制动压力。采用编码器和加速度计测量前轮的转速和垂直加速度。编码器通过可调安装夹头安装在车轮凸耳螺母上，如图所示。3 .第三章。因此，编码器位于车轮中心以相对于车轮此外，编码器用杆固定到车身上，以限制在车身的垂直方向上的旋转，如图所示。3 .第三章。横摆角速度的测量是利用安装在车身重心上的陀螺传感器CG的位置通过使用表2所示的前轴和后轴重量确定。在悬架试验台上测量轴重。确定的重心到前轴和后轴的距离如表3所示。这些结果与前置发动机一致T_br¼s-TbrKbr Pbr 8其中Kbr是制动增益，Pbr是制动压力。如Eq. （8）、延时延长使制动器图2. 测试车辆。千分之四H. Koylu和E. 图拉尔工程科学与技术，国际期刊24（2021）1224-12381227-图3. 所有传感器的实验设计。表1试验车辆技术规范。车辆系统规格前悬架独立麦弗逊悬架系统后悬架半独立扭梁悬架变速器5档表2车辆重量和轴距尺寸。车辆参数符号值前轴重量Fz，f 898 kg后轴重量Fz，r 514 kg车辆总重量Mv 1412 kg轴距l 2.57 m前制动系统后制动系统手制动系统液压盘式制动器液压盘式制动器重心到前轴的距离lf 0.93 mCG到后轴的距离lr 1.63 m速度传感器的水平衡器是一个值得注意的问题发动机火花点火-四缸车辆，因为众所周知，前置发动机车辆的CG更靠近前轴。车速由光学速度传感器测量。它通过真空连接器安装在车身左侧，如图所示。3 .第三章。排序必须平衡，否则，车速不能精确测量。所有传感器都连接到同一个数据采集系统，以同时测量变量。数据采集系统从10 V-+10 V范围内的16个通道采集所有数据。四个通道用于计数器输入而其它的用于模拟输入。编码器连接到系统的计数器输入端，如图所示。3.第三章。其他连接到模拟输入。计数器和模拟输入的频率为4000 Hz和500 Hz，H. Koylu和E. 图拉尔工程科学与技术，国际期刊24（2021）1224-12381228表3传感器的测量变量和规格被测变量传感器电气规格测量范围如图5a和b所示，获得m-跳跃道路条件。两种情况下被认为是m-跳跃道路条件测试。这些条件是在两种不同的情况下确立的。在第一种情况下，被测前轮首先处于湿沥青路面上左右前轮转速编码器1000脉冲每rpm0然后车轮在环氧树脂表面上，在制动过程中使用激活的ABS，如图所示。5点车速光学传感器左前制动压力压力和右轮传感器偏航角速度陀螺仪传感器-10 V - +10 V0-2 50 公 里/小时0.43 V - 4.5 V /01000 Hz0.5 Vdegree/s在第二种情况下，被测车轮首先在环氧树脂表面上，然后在激活ABS的制动过程中车轮在湿沥青表面上，如图所示。 5 b.在图5a和图5 b中可以看到用于m-跳跃道路条件的车辆在制动开始时的位置。在湿滑、急颠簸路面上，左前轮与右前轮的摩擦系数相当分别因此，轮速是用4000 Hz测量的以500 Hz的采样率测量制动压力、车速、横摆角速度和车轴加速度所有带数据采集系统的传感器的技术规格见表3。3.3. 试验路试验路面为环氧树脂路面，用于在湿滑、急跳路面条件下进行ABS试验，如图所示。第四章此外，沥青表面用于进行湿路试验。试验路长80 m，宽6 m。根据实测前轮描述试验道路。因此，在使用激活的ABS制动的整个过程中，被测车轮处于湿路面上。如图所示，湿路是通过给沥青表面浇水而获得的。凌晨4在湿滑道路试验中，通过激活ABS使车辆在湿的环氧树脂表面上制动通过对环氧树脂表面进行洒水处理，获得湿滑路面状态。图4a和b显示了ABS在湿滑道路试验期间的车辆位置4. 实验程序ABS测试是在既定的道路条件下进行的在ABS试验开始前，将车辆行驶至试验轨道加速段的起点，并将车辆加速至高于30 km/h或60km/h的车速然后，在湿滑路面、滑跃路面和跳车路面条件下，分别以30 km/h和60 km/h的速度进行ABS试验每种道路条件下重复测试七次。与这些ABS测试相关的测试矩阵如表4所示。在情况1中，一旦加速车辆的所有车轮到达湿沥青表面，则使用激活的ABS对车辆进行制动。环氧树脂表面不用于情况1。在第2种情况下，当所有的车轮都接触到被浇水的环氧树脂表面时，车辆就用激活的ABS制动。这些检验是用来与m-跳跃检验进行比较的.案例3和案例4描述了m-跳跃道路测试。的情况下图第四章a）试验道路b）制动过程中车辆在湿滑路面上的位置，ABS.图5. m- ABS制动时的跳跃路况H. Koylu和E. 图拉尔工程科学与技术，国际期刊24（2021）1224-12381229¼nD¼表4ABS测试矩阵。上面描述滑移率的计算公式如下：（三）、此外，考虑以下等式来评估横摆角速度。车辆横摆率通过考虑车轮的角速度进行评估，如下[32]（图 6）：rxfr-xflRelfcosdð9Þ4路湿路）与ABS其中lf、d、xfr、xfl分别是左前轮和右前轮的轮距宽度、转向角、测量角速度根据方程9，偏航角速度取决于前左右轮速度，当方向盘是con.在整个制动过程中保持稳定。因此，车身旋转，3.在湿沥青路面上，当前轮通过湿滑路面时，如图所示，首先启动ABS制动操纵，然后结束制动操纵。 5点在情况4中，车辆在具有激活的ABS的环氧树脂表面上制动然后，当前轮通过湿沥青路面时，制动结束，如图5b所示。在表5中给出的ABS测试中，驾驶员根据所需的测试条件，在高于30或60 km/h的速度下突然用力踩下制动踏板以激活ABS因此，整个测试都是以激活的ABS开始和结束的。在这些情况下，制动踏板力必须足够大，以突然激活ABS，从而达到所需的测试条件此外，制动踏板和转向必须保持恒定，直到制动操作结束通过这种方式，ABS被强制保持在车轮的锁定极限，并完全发挥ABS的制动和控制性能因此，所有ABS测试在所有情况下均在低速和高速下进行。以这种方式，低速的测试结果与高速的测试结果进行了比较。5. 实验结果和讨论ABS施加的制动压力完全取决于制动踏板力。因此，制动踏板力的变化，保持ABS激活直接影响压力调制。为在顺时针方向，当左前轮旋转快于右前轮时，在ABS制动过程中，如图所示。早上7此外，如果右前轮比左前轮旋转得快，则在使用ABS制动时，车身将逆时针旋转，如图所示。 7 b. 在这项研究中，横摆角速度的变化发生由于制动被认为是。因此，在负横摆角速度时，右前轮的制动效果要高于左前轮。正横摆角速度时，左前轮的制动效果高于右前轮在此，认为具有低制动效果的车轮导致车身围绕具有高制动效果的车轮旋转。因此，横摆率结果决定了右前和左前制动压力之间的一致性和不一致性对车辆制动稳定性的影响另一方面，通过比较实测制动距离和标称制动距离，分析制动距离。标称制动距离是指车辆在整个制动操纵过程中，以有效制动加速度进行非锁定车轮制动。它还表示在相同的制动时间内，车轮将通过最佳制动滑移的距离。在本研究中，根据制动初速度和有效制动加速度计算标称制动距离，如下所示：2因此，制动踏板力的这种差异可能导致在相同的制动条件下ABS制动期间收集的数据的更大差异。dVx2ae;xð10Þ路况因此，反映这些变化的数据能够消除踏板力变化对测量结果数据的影响。为此，如表4所示，将所有测试重复七次。为了确定相同试验条件下的最合适数据，首先对数据进行平均，如图6所示。然后，所有测量数据其中Vx和ae，x分别是测量的车辆速度和有效制动加速度如Eq.（10）、制动距离的变化因此，有效的制动加速度是通过取测量的制动加速度信号的RMS（均方根）来实现的。vu1Xw2并且确定它们的平均值，并且评估用具有最高相关性的制动踏板力获得的制动压力、车轮速度和车辆速度结果。ae;x<$tn第1页am;xjð11Þ因此，利用这些测量结果，低和高制动初速度对ABS控制单元的性能的影响进行了分析，通过制动压力，轮速和滑移率。车轮速度和制动压力测量为表5其中am、x、n和w分别是测量的制动加速度，制动时间和具有样本Am，x的窗口。因此，通过使用如表5所示的等式6来获得制动加速度信号的单个平均RMS包络值。此外，测量的制动距离和标称制动距离之间的相对差异评估如下：制动加速度制动时间[s]制动加速度的RMS [m/s2]ddm-dnDMð15Þ30公里/小时案例1 1.4760-6.2144案例2 2.4750-3.4782案例3 1.7490-5.0381案例4 2.1120-3.939560公里/小时案例1 2.6290-6.4399案例2 4.9600-3.2506案件3 3.7470-3.550案件4 3.8060-4.1629其中dm和dn分别是测量的和标称的制动距离。因此，制动距离的变化是根据制动距离确定的，制动距离是在没有ABS的情况下用不锁定车轮获得的。表6给出了实测和标称制动距离的最大值。在这里，标称制动距离是通过使用等式（5）制动加速度的均方根值见表5。测试道路类型制动踏板和方向盘测试循环次数情况湿制动时恒定71与ABS情况滑制动时恒定72与ABS情况m-跳（从湿路制动时恒定73滑路）与ABS情况m-跳（从滑制动时恒定7H. Koylu和E. 图拉尔工程科学与技术，国际期刊24（2021）1224-12381230图第六章情况1的制动踏板力结果见图7。 偏航率的迹象。表6中给出的制动距离用于两种不同的分析。它们中的第一个提供了车辆速度如何根据测量的制动距离而此外，它确定相对于制动距离的车辆速度的降低率第二个可以将测量的制动距离与标称制动距离进行5.1. 案例1 ABS控制器的性能例1的制动压力、轮速和滑移率结果如图所示。第 八章根据图8a，在低速下施加的制动压力在比高速下更长的时间段内达到最高水平这表明低速导致制动压力更慢地达到最高水平。刹车的缓慢积累如图8b和c所示，压力使车轮在制动开始时锁定一次，并使车轮在低速制动结束时突然接近锁定极限两次然而，在高速下使用ABS制动时，在制动开始时不会发生车轮锁定，并且在制动结束时，车轮仅在短时间内接近锁定极限一次。车辆速度几乎保持恒定在速度范围96 m/s或32-22km/h的影响下，这些变化，然后，低速度导致突然减少车辆速度相对于制动距离在速度范围5-0m/s或18-0km/h，如图所示。 9、圆 当图 9与图相比。在图8b和图8c中，可以清楚地看到，这种不一致性是由于车轮锁定或由于高滑移率而导致的车轮速度的突然降低而导致的。另一方面，随着ABS制动期间制动距离的增加，高速提供了车辆速度的更柔和变化。这提供了车辆速度来更稳定的零与高速如图所示。第九章如图10所示，车辆速度和制动距离之间的相互作用导致在低速时制动 距 离 增 加 41.80% ， 然 而 ， 在 湿 路 面 上 高 速 时 制 动 距 离 仅 增 加22.66%。这一结果清楚地表明，低制动初速度与制动距离的一致性差，使制动距离比高速度时长19.14%。低速时横摆角速度大多为负值。这表明，根据Eq。（4）、由于车速较低，右前轮的制动压力在潮湿路面上使用激活的ABS进行制动时，这种情况会一直持续下去因此，当将图11与图12进行比较时，可以清楚地看到，车轮锁定导致由于不一致而引起的偏航振荡。8 b.此外，低速引起每单位时间更多的偏航运动，并且偏航效应在更长的时间内持续，如图10中的圆圈所示。但是，如果车辆在潮湿路面上高速使用ABS制动，则前后制动压力之间的差表6所有情况下的实测和标称制动距离测试实测制动距离[m]额定制动距离[m]制动距离差[%]30公里/小时情况19.55465.560041.80壳体212.16009.927018.36壳体310.22006.853432.94壳体410.36008.780015.2560公里/小时情况127.730021.446322.66壳体244.960042.48825.49壳体343.570038.904010.70壳体433.190030.96556.70H. Koylu和E. 图拉尔工程科学与技术，国际期刊24（2021）1224-12381231见图8。 案例1的测试结果图9. 案例1的车速与制动距离图10. 案例1的制动距离比较。减小，因此横摆率振荡的水平减小，如图11所示。这是因为在高速下使用ABS制动期间车轮不会被锁定，如图8b所示。这表明，由于在使用激活的ABS制动期间的低速，车辆的转向控制更加困难。5.2. 案例2 ABS控制器的性能情况2的结果如图12所示。如图12a所示，制动压力的变化周期比湿路面多，H. Koylu和E. 图拉尔工程科学与技术，国际期刊24（2021）1224-12381232图十一岁情况1的偏航率结果制动初速度。在这些制动压力变化的影响下，低速导致车轮锁定三次，如图12b和c所示。此外，在制动结束时，车轮锁定持续较长的时间段。然而，高速锁轮仅在短时间内锁轮一次还有，它使车轮在图12b和c所示的锁定极限处被制动两次。因此，车辆在速度范围7.5-7 m/s或27-25 km/h。 如图所示，在ABS制动期间，这导致行驶距离相对于车速增加。 12个圆圈然后，如图13所示，车辆以低速在3-0 m/s或11-0 km/h的速度范围内迅速减速。车速和制动距离之间的不一致性是由于车轮速度突然降低或车轮抱死造成的，如图所示。 12b和13与圆。然而，在ABS制动期间，高速提供车辆以相同的速率随着制动距离减速。这是由解锁的车轮提供的，由于低滑移率，如图12b和13所示。然而，低速时的这些不一致性导致制动距离增加18.36%图12. 案例2的测试结果。H. Koylu和E. 图拉尔工程科学与技术，国际期刊24（2021）1224-12381233图13. 案例2的车速与制动距离。如图所示，在防滑路面上使用ABS制动时，在高制动初速度时为5.49%。 十四岁如图15所示，左前和右前制动压力之间的差异导致横摆角速度逐渐增大，并导致在低制动初速度时出现严重的横摆振荡。而在高制动初速度时，虽然车轮接近闭锁极限，但左右制动压力差别不大。因此，可以看出，当将图15与图16进行比较时，横摆率振荡是由低速时车轮速度的突然减小引起的。图11b.尽管如此，如图15所示，在湿滑路面上ABS制动期间，高制动初始速度比低速度提供更平滑的横摆率变化。5.3. 案例3 ABS控制器的性能例3的结果如图所示。 十六岁如图所示，由于车速较低，制动压力上升时间比湿滑路面长。16A圆这清楚地表明，低速在较长时间内获得制动压力与道路过渡（m-跳跃）的一致性如图16a所示，低速制动压力导致车轮太接近锁定极限，并且有时会导致车轮锁定很长时间，尽管如图16b和c所示制动压力水平较低。而且，在高速下施加的制动压力导致车轮在从湿路面部分到湿路面部分的第一次通过期间锁定非常长的时间。然而，当车轮瞬间通过湿滑路面部分时，高速制动压力将车轮速度保持在较低水平，而不会锁定，如图16b和c所示。因此，高速的制动压力通过减少车轮速度的突然下降而使车轮得到更有效的制动如图 17，车辆在7.5 - 6 m/s或27-22 km/h的速度范围内加速，而不是在低速ABS制动期间减速。这使得在相同的速度范围内行驶距离大大增加。然后，车辆在3-0 m/s或11-0 km/h的速度范围内以低速相对于制动距离快速减速，这表明低速与制动距离不一致。然而，高速提供了在ABS制动开始时降低的车辆速度。而且，车辆速度的降低趋势持续到制动操作结束。这由图16b和c所示的未锁定的轮提供。然而，值得注意的是，在使用ABS制动期间，由于车轮速度的突然降低，可能会发生车辆速度的增加。低速时的这些不一致性导致制动距离增加32.94%;然而，在使用ABS制动期间，制动距离在高速时仅增加10.70%，如图18所示。如图图19、1和2表示在低速和高速下从湿路面过渡到湿滑路面的时刻，分别因此，低速会导致从湿滑路面过渡到湿滑路面时不稳定的横摆角速度振荡，如图所示。 19圈1 这些振荡是由车轮锁止的增加引起的，如图所示。 16 b. 此外，在制动结束时发生的长时间车轮锁定增加了振荡，如图所示。 19圈3 然而，在从湿路面过渡到湿滑路面期间，高速降低了这些振荡，如图19中圆圈2所示。这表明，低速比其他道路造成更多的不协调。因此，低速使得在从湿路面到湿滑路面的过渡期间转向控制更加困难。5.4. 案例4 ABS控制器的性能情况4的结果在图20中给出。因此，当车轮在低速和高速的湿滑路面上行驶时，制动压力保持在如图所示的低水平。 20å的如图20b所示，在车轮通过湿路面部分后不久，由于制动压力突然增加，低速制动压力导致车轮锁定。然而，如图20b和c所示，低速使车轮在ABS制动操纵结束时有效地制动在锁定极限处。如图20a所示，在湿滑路面部分，高速在ABS制动开始时将制动压力保持在低水平。然而，当前轮通过湿路面部分时，制动压力增加的时间比低速时长得多。因此，高速的制动压力使得车轮能够通过在整个过程中将滑移率保持在低水平而在不锁定的情况下图14. 案例2的制动距离比较。H. Koylu和E. 图拉尔工程科学与技术，国际期刊24（2021）1224-12381234图十五岁案例2的偏航率结果图16. 案例3的测试结果。H. Koylu和E. 图拉尔工程科学与技术，国际期刊24（2021）1224-12381235点，车轮锁定导致横摆率保持在高水平，如图所示。 23和20 b与圆2。如图所示，高速时的横摆角速度振荡比低速时的要低得多。 22岁此外，在过渡到湿路面的瞬间和之后，横摆率结果随着高速而大大6. 结论图17. 情况3的车速与制动距离。图18. 案例3的制动距离比较。制动操纵，如图19b和c所示。长时间的制动压力保证了高速通过湿路面时车速和轮速以相同的速率下降。在低速湿滑路面上ABS制动开始时，车辆相对于制动距离适当减速然而，在低速下发生的车轮锁定导致车辆速度由于过渡到湿路面而相对于制动距离快速降低。如图所示，在ABS制动过程中，高速使车速随制动距离以相同的速率降低。 21岁因此，低速时制动距离增加15.25%，而高速时使用ABS制动时制动距离仅增加6.70%，如图所示。 22岁如图图23、1和2分别表示在低速和高速下从湿滑路面过渡到湿滑路面的时刻。因此，低速度在过渡期间的短时间内导致不稳定的横摆角速度波动。然而，在ABS制动期间通过湿路面在这里，试验研究了低制动初速度对ABS控制性能、制动性能和稳定性的影响。在两种不同车速下对四种不同道路类型的因此，控制性能的结果表明，由于制动压力水平与车轮转速不相适应而引起的车轮抱死，由于制动压力响应时间与低速制动时车轮转速的下降不相适应而然而，高速提供了比低速更好的控制性能，通过短轮锁或解锁车轮，在更短的时间内施加更高水平的制动压力。在制动性能方面，结果表明，车速的降低不足以在低速时获得必要的制动距离这导致车辆在比测量的制动加速度所需的距离长得多的距离处停止。然而，通过获得车辆速度和制动距离之间的一致性，高速提供车辆以比低速更短的距离停止此外，制动稳定性性能的测试结果表明，由于车轮锁定时间短和时间长，使得转向控制困难并增加转向力，因此低速会降低稳定性，而ABS最重要的功能之一是防止车轮锁定并在制动期间提供转向控制。因此，这清楚地表明ABS不能正常工作。制动稳定性的这些恶化表现为横摆率的突然变化和长时间横摆率效应。结果表明，制动压力的大小与响应时间的不协调是导致制动初速度低的主要原因。这清楚地表明，无论道路条件如何，微弱的轮速信号、快速的滑移动力学、由于泵送损失引起的制动压力的长时间延迟以及阀的响应时间不足为此，提出ABS控制算法必须分为低速控制和高速控制两部分在这里，高速控制应该依赖于滑移率作为ABS的经典算法然而，低速控制不应依赖于轮速信号和滑移率。制动必须以通过制动加速度确定的车速进行控制。图十九岁情况3的偏航率结果H. Koylu和E. 图拉尔工程科学与技术，国际期刊24（2021）1224-12381236图20. 案例4的测试结果。图21. 情况4的车速与制动距离。是的。制动加速度已经在ABS的控制单元中可用，以计算动态轴载荷。因此，不需要额外的传感器来从制动加速度获得车辆速度。为此，首先应当确定获得可读车轮速度信号的车辆速度阈值。之后，图22. 案例4的制动距离比较。制动压力变化应当被设计用于低于阈值的车辆速度。因此，当测量的车辆速度低于阈值时，根据第一车辆速度来调制制动压力。然后，车辆速度H. Koylu和E. 图拉尔工程科学与技术，国际期刊24（2021）1224-12381237图23岁情况4的偏航率结果在第一次制动压力调制之后不久，在低速时线性速率减小因此，制动压力根据车辆速度的降低而被调制在低速控制中，值得注意的是，应当跟踪车辆速度以改变制动压力，直到启动高速控制的车辆速度因此，根据车辆速度开发低速控制算法将实现进一步的研究竞争利益作者声明，他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系，可能会影响本文报告的工作。确认这项研究是由科学技术基金会资助的。研究理事会的土耳其（项目号113 M421）。此外，这些项目得到了Hurmoglu Egi-timDanzos，manlık（HED）Academy公司的支持。作者很高兴地感谢为这项研究做出贡献的个人引用[1] R.G. 博世，制动系统，SAE，美国，1999年。[2] Y. Oniz，E.卡亚坎岛张文，“防抱死制动系统中车轮滑移率的动态预测方法及其实验评 价 ” ， IEEE Transactions onSystems ， Man ， and Cybernetics-Part BCybernetics 39（2）（2009）.[3] T. Zheng ， F. 妈 ， K 。 Zhang ， 基 于 T-S 模 糊 模 型 的 参 考 车 速 估 计 ， ProcediaEngineering 15（2011）188-193。[4] S.B. Choi，具有连续车轮滑移控制以最大化制动性能和行驶质量的防抱死制动系统，IEEE控制系统技术学报16（5）（2008）。[5] J.J. Vazquez-Alvarez，Ocampo-Hidalgo，A. Ferreyra-Ramirez，特定工作状态下ABS操作引起的角速度周期性振荡，世界工程和计算机科学大会论文集，2011年，2，10月19日[6] F. 普雷塔戈斯蒂尼湖Ferranti，G.贝拉多河谷伊万诺夫湾Shyrokau，车轮滑移控制设计策 略调 查， 防抱死 制动 系统的 评估和 应用， IEEE Access 8（ 2020） 10951-10970。[7] W. Weida，D. Nenggen，X.向阳，一种改进的汽车ABS参考车速自适应算法，IEEE国际汽车电子技术会议电子与安全，2006年12月13日至15日。[8] I.张文龙，基于最优控制的汽车ABS系统的研究与应用，清华大学，2003。[9] Z. Jian、黑腹叶蝉D.Neng-ge，Y.ABS轮速处理的研究基于80 C196单片机的方法，IEEE汽车电子与安全国际会议，2006年日。[10] R.他，X。Liu，C. Liu，Brake Performance analysis of ABS for Eddy currentandelectrohydraulichybridbrakesystem，HindawiPublishingCorporationMathematical Problems in Engineering，2013.[11] S.T.H. J.J.P. Jansen ， S.S. Van Boekel ， Van Iersel ， J.M. Besselink ， H.Nijmeijer，基于车辆状态估计的再生制动实施，电动汽车提高横向车辆稳定性，EVS27国际电池，混合动力和燃料电池电动汽车研讨会，11月17日至20日。 2013年。[12] D. Tavernini，F. Vacca，M. Meetzler，D. Savitski，V. Ivanov，P. Gruber，A.E.Hartavi，M. Dhaens，A. Sorniotti，一种用于电液制动系统的显式非线性模型预测ABS控制器，IEEE工业电子学报67（5）（2020）3990-4001。[13] L. Guofu，Z. Qi，W. Yueke，D. 日湖 薄，ABS轮速信号误差分析及等周期