基于路面识别的复合制动与ABS集成控制策略分析

陈保山

摘 要：随着信息技术的不断发展，在信息技术的加持下机械动力学发展取得一定的成绩。随着科技的创新发展，对汽车的安全性以及节能性能有了一定的提升。本文主要分析的内容是复合制动与ABS控制的集成控制在路面识别过程中的应用。进一步阐述不同制动模式下对车辆的安全性进行分析，旨在不断的促进复合制动与ABS集成控制的进一步发展。

关键词：路面识别;复合制动;ABS集成;控制策略;分析

路面识别是现阶段汽车的重要发展方向，随着我国的科技研究水平的进一步提升，传统的路面识别系统已经不能满足与机械性能的需要，本文主要研究的内容是基于路面识别系统的复合制动与ABS控制技术的集成控制策略分析，提出在不同制动模式下车辆路面识别的稳定性以及安全性，和车辆制动过程中的能量回收性。

1 复合制动系统发展现状以及结构组成分析

1.1 复合制动发展现状

随着我国科学技术的进一步研究，使我国汽车的复合制动发展水平有了一定的提升，同时也很大程度上提升资源的回收利用率。各国家在进行路面识别过程中都采用复合制动方式，利用汽车的再生制动与机械式制动力的发展相结合，将汽车制动能力进行良好的的存貯与再利用，极大程度上提升了资源的使用。世界上很多国家已经将复合制动系统用于实际的路面识过程中，并且已经取得了一定的积极成效。

1.2 复合制动的结构组成分析

汽车的再生制动能力在实际的运行过程中会受到很多因素的影响，比如电机的制动功率的大小，电机储能程度的强弱等等，这就导致了在实际的复合制动在数据上有一定的限制，一般不能满足车辆的制动需求。想要满足制动需求只能在汽车的再生制动基础上进行机械式制动力的增加，以此来进一步满足汽车制动的需求。我们将汽车的再生制动与机械式制动力的相互结合称之为汽车的复合制动。复合制动系统可以简单的分为三个部分，由于再生制动发生位置不同，使其分为前轴复合制动、后轴复合制动以及前后复合制动等。复合制动中包含系统数据、系统控制以及执行控制，系统数据主要是根据汽车制动过程中的传感器进行获取，得到的传感器数据上传到ECU。系统控制主要是根据ECU中的数据进行分析、计算，根据计算发出相应的指令，执行机构在获取指令时进行执行[1]。

2 ABS防抱死系统研究情况分析

2.1 ABS汽车防抱死系统简介

随着社会上的交通事故频发，使汽车在实际安全性能方面的研究受到了广泛的关注。ABS系统又叫做汽车防抱死系统，是目前有效防止汽车安全事故发生的一种手段，能够极大程度上避免汽车行驶过程中突发事故导致侧滑，当车辆急性紧急制动过程中，可以提升汽车的安全性以及稳定性，增加汽车的可操作性能力。一旦司机遇到危险情况需要采取紧急制动，进而有效的缩短汽车制动距离，降低轮胎的磨损程度。在很多国家的车辆设计使用过程中，都将ABS技术作为必不可少技术之一，针对这样的情况，针对路面识别技术，也需要我国对该项技术提供研究经费，不断的深挖ABS技术研究价值，提升我国的自主研究能力，进而打破先进技术外国研究垄断现象[2]。

2.2 ABS防抱死技术的工作原理

在进行路面识别的过程中汽车进行识别制动，其关键的内容是汽车轮胎与地面产生的摩擦作用力，ABS防抱死利用的就是轮胎与路面的摩擦，进而保证汽车能够实现安全制动，从而具备一定安全性与稳定性。汽车制动后的滑动可以用数据进行表示*100%，其中v表示制动时车速，λ表示车辆制动后滑移率，R表示制动车辆轮胎的半径，ω表示车轮角速度。

防抱死系统的工作原理是根据不断控制行车辆在行驶过程中车轮的制动动力数据的变化，以此来保证车辆制动的滑移率处在稳定状态，进而使汽车车轮具有一定的可控制性，降低车辆轮胎失控风险，极大程度的缩短汽车制动距离。为路面识别技术的发展提供强有力的支持，增加了路面识别的安全系数。下图1为ASB防抱死控制的基本工作流程。

3 基于路面识别的复合制动与ABS集成控制策略

车辆的复合制动与ABS集成控制对于车辆的路面识别有着极其重要的作用。怎样将复合制动与ABS控制进行集成研究，是现阶段路面识别的重要研究方向，需要不断的进行科学探索并加大科研力度，进一步实现科学技术的创新发展。

3.1 复合ABS防抱死控制分析

ABS防抱死系统最常见的是纯液压ABS系统，还存在一种纯电机的ABS控制，两种ABS控制方法都有一定的优点，纯电机ABS很大程度提升车辆轮胎的可操作性;纯液压ABS控制相对稳定，且技术发展的时间久，更加规范。将纯液压ABS控制与纯电机ABS控制相结合，实现复合ABS防抱死控制，以此更加满足车辆的路面识别需求。在进行复合ABS防抱死控制时既考虑了车轮的可操作性，实现操作技术简单进而实现ABS系统功能，又考虑如果车辆的制动力度强，纯电机对ABS制动系统高要求，常规电机无法满足其需求但又需要强大制动能力时，需要优先考虑其制动稳定性可以选择液压ABS防抱死系统。由于其液压ABS防抱死技术相对纯电机ABS技术相对成熟，如果纯电机ABS出现问题，可以立即转化为液压ABS技术[3]。

3.2 复合制动的ABS防抱死控制方法

复合控制的ABS防抱死控制方法主要有两个方向并分为3种方法，逻辑门限值控制法、PID控制法、滑膜变结构控制方法、模糊控制法以及最优控制法。其中逻辑门控制法是运用的较为广泛的方法，结合汽车的运行过程中对于机械式制动力的分析控制进行数据的分析和逻辑门值相比对，进而对制动进行调节的一种手段，PID控制法利用微积分进行控制，实现车辆滑移率的控制，进一步提升不同车辆的面部识别功能，保证其紧急制动的安全性;滑膜变结构控制可以根据车辆的状态进行分区域控制，进而实现稳定制动。

3.3 复合制动控制与ABS控制集成

3.3.1 再生制动与车辆制动能量回收

再生制动是一种常见的车辆制动手段。传统的车辆制动利用轮胎摩擦动能转化为热能进行外散，使车辆的能量流失得不到充分的使用，

再生制动是利用车辆制动减速过程中，将能量转化为电流的形式传输回电机中，再经电机的物理转换，将能量进行有效存储，以此保证其能量的再次利用，再生制动对于车辆制动过程中得到能量能够进行有效再利用。

3.3.2 影响再生制动以及能量回收的因素

再生制动在车辆的复合制动过程中可以一定程度的实现能量再利用，进而在车辆路面识别的过程中增加车辆的行驶时间，增加车辆量的制动能力。但是再生制动的影响因素有很多，在很大程度上不如液压ABS控制系统稳定，所以在实际的路面识别过程中的复合制动系统与再生制动集成应用时，需要科学进行再生制动与液压制动分情况操作。

3.3.3 复合制动与ABS防抱死系统集成

复合制动系统与一般的制动系统存在很大的差别，复合制动系统与ABS防抱死技术相结合，既可以实现能源的回收利用，又能在极大程度上提升车辆制动过程中的稳定性和安全性，是现阶段车辆路面识别过程中较为安全的一种技术手段，作为一种集成性技术，在研究以及发展的过程中经过不断地实验以及创新，既满足了我国目前车辆的路面识别需求，也更好的坚持资源可回收在利用的发展原则。该集成技术可以根据路面的變化有效的对路面进行识别进而控制车辆的灵活性，面对临时紧急问题，做出准确的反应，实现制动效果的有效性。

4 总结

综上所述，科学技术的发展使我们的生活质量得到充分的提升，交通事故频发不得不让我们更加关注车辆的安全性能，加之能源的枯竭对社会经济发展造成的不良影响。针对车辆紧急制动过程中的安全性与稳定性需要进行一定程度的提升，车辆的复合制动与ABS集成控制能够有效的帮助车辆进行路面识别，在保证制动安全的情况下，更好的实现制动能量的再次利用。

参考文献：

[1]何仁，李梦琪.基于路面识别的复合制动与ABS集成控制策略[J].江苏大学学报：自然科学版，2020（01）：20-26.

[2]王政皓，柳江，刘双双等.基于轮胎力的ABS与SAS的集成控制研究[J].现代制造工程，2019，462（03）：58-61.

[3]王其东，刘伟，陈无畏等.基于路面识别的汽车稳定系统滑模控制[J].汽车工程，2018，040（001）：82-90.