專利名稱：防抱死制動最優(yōu)控制方法及其防抱死制動系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種防抱死制動最優(yōu)控制方法及采用該方法的防抱死制動系統(tǒng)，具體說是用于飛機(jī)著陸滑行和汽車、摩托車、自行車、火車等車輛急剎時作防抱死制動的最優(yōu)控制方法及其防抱死制動系統(tǒng)。
關(guān)于防抱死制動的控制方法及其防抱死制動系統(tǒng)，已公知現(xiàn)有技術(shù)有一種自適應(yīng)循環(huán)調(diào)節(jié)的防抱死制動控制方法及其防抱死制動系統(tǒng)，它們在制動中的車輪趨于抱死時實(shí)時調(diào)節(jié)作用于車輪上的制動力矩量值，使該量值反復(fù)經(jīng)歷增加、減少的循環(huán)過程；在作防抱死制動控制時，它們通常根據(jù)車輪的加/減速度(或加/減角速度)和滑動率(或稱之為滑動量)的變動狀況確定調(diào)節(jié)制動力矩的時機(jī)和量值，以使作用于車輪上的制動力矩與車輪實(shí)時所能獲得的最大附著力相適應(yīng)。
中國專利局公告號1098993發(fā)明專利申請公開說明書介紹了這種根據(jù)車輪的減速度和滑動量進(jìn)行自適應(yīng)循環(huán)調(diào)節(jié)(制動力矩)的防抱死制動系統(tǒng)，該系統(tǒng)由車輪速度傳感器、液壓調(diào)節(jié)裝置、防抱死制動控制器和制動壓力控制裝置構(gòu)成。
公知，飛機(jī)著陸滑行和車輛(在下文統(tǒng)稱為車輛)等急剎時作防抱死制動的目的是為了提高制動過程中的方向穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向操縱能力、縮短剎停距離及減少輪胎的偏磨損，該目的是通過調(diào)節(jié)作用于車輪上的制動力矩，使之與車輪實(shí)時所能獲得的最大附著力相適應(yīng)而實(shí)現(xiàn)的；若盲目調(diào)節(jié)制動力矩作高頻脈動而不能使之與車輪所能獲得的最大附著力相適應(yīng)，雖然也可避免車輪抱死發(fā)生滑移而提高制動時的方向穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向操縱能力及減少輪胎的偏磨損(因為車輪越接近自由滾動時，方向穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向操縱能力越好，輪胎的偏磨損也越少)，卻因不能充分利用車輪與路面間的附著力而不能縮短剎停距離，這違背了制動的初哀。在制動過程中，車輪實(shí)時所能獲得的附著力受諸多隨機(jī)因素影響而瞬間萬變，若要充分利用車輪與路面間的附著力，就要求防抱死制動在調(diào)節(jié)制動力矩時，必須具足夠的適時性和準(zhǔn)確性才能獲得理想的效果?，F(xiàn)有技術(shù)自適應(yīng)循環(huán)調(diào)節(jié)的防抱死制動控制方法及其防抱死制動系統(tǒng)由于在調(diào)節(jié)制動力矩時缺乏足夠的適時性和準(zhǔn)確性，因而不能充分利用車輪與路面間的附著力，這具體表現(xiàn)為它們均不能明顯縮短車輛剎停距離，其原因如下1、自適應(yīng)循環(huán)調(diào)節(jié)的防抱死制動控制方法受制于車輪趨于抱死的狀況才被動作出反應(yīng)，力矩計算和執(zhí)行過程的時滯耗費(fèi)了作出反應(yīng)的時機(jī)，局限了防抱死制動的適時性；2、制動力矩調(diào)節(jié)的準(zhǔn)確性源于對車輪實(shí)時所能獲得的附著力的準(zhǔn)確判斷，而該附著力取決于輪胎與路面間的實(shí)時垂直載荷和附著系數(shù)；上述自適應(yīng)循環(huán)調(diào)節(jié)的防抱死制動控制方法及其防抱死制動系統(tǒng)僅根據(jù)車輪的加/減速度(或加/減角速度)和滑動率(或滑動量)這兩種均與附著系數(shù)相關(guān)的參數(shù)，卻忽略了對實(shí)時垂直載荷的直接關(guān)注，故不足以準(zhǔn)確判斷該附著力。何況，它們在求得車輪的滑動率(或滑動量)時因沒有消除驅(qū)動與非驅(qū)動車輪間的慣量差距，故只能根據(jù)檢測到的車輪速度，按照一定的邏輯確定車輪中心的參考縱向速度，再據(jù)此計算車輪的滑動率(或滑動量)；由于其確定的車輪中心參考縱向速度只是車輪中心實(shí)際縱向速度的一種近似，因此，據(jù)此計算的車輪滑動率(或滑動量)與實(shí)際存在差異；根據(jù)與實(shí)際存在差異的滑動量(或滑動量)參數(shù)，就連輪胎與路面間的附著系數(shù)也不能判斷準(zhǔn)確；更不可能準(zhǔn)確判斷取決于輪胎與路面間的垂直載荷和附著系數(shù)的車輪實(shí)時所能獲得的附著力了。
本發(fā)明的任務(wù)是提供一種具足夠適時性和準(zhǔn)確性的防抱死制動最優(yōu)控制方法及其防抱死制動系統(tǒng)。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種防抱死制動最優(yōu)控制方法，其特征是預(yù)先測定并存儲車輪在各種特定條件制動過程中的最優(yōu)制動力矩脈動波形數(shù)據(jù)，在作防抱死制動時，首先消除直接控制車輪間的慣量差距，然后根據(jù)相應(yīng)的實(shí)時垂直載荷和運(yùn)動狀況參數(shù)、借助圖表選調(diào)相應(yīng)的波形和確定在該波形上的切入點(diǎn)，以此作為首個脈動周期切入該波形，由切入點(diǎn)起按預(yù)定的波形數(shù)據(jù)對相應(yīng)的直接控制車輪施予制動力矩以實(shí)施最優(yōu)控制；若在此控制過程中，相應(yīng)實(shí)時垂直載荷和運(yùn)動狀況參數(shù)變動超出限值，則按上述規(guī)則重新選調(diào)波形和確定切入點(diǎn)，切換至新選調(diào)波形、由新確定的切入點(diǎn)起按預(yù)定的波形數(shù)據(jù)進(jìn)行控制，直至防抱死制動結(jié)束。所述切入點(diǎn)為波形上的某一周期，以該周期的制動力矩作動時間值為該周期的代表。一種采用防抱死制動最優(yōu)控制方法的防抱死制動系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括速度監(jiān)測器，用于提供實(shí)時速度參數(shù)；當(dāng)該系統(tǒng)為單通道(通道是指能獨(dú)立進(jìn)行防抱死制動控制壓力調(diào)節(jié)的制動管路)系統(tǒng)時該監(jiān)測器至少為1個，用于提供車輛實(shí)時速度參數(shù)；當(dāng)該系統(tǒng)為n(n為2或2以上)通道系統(tǒng)時該監(jiān)測器至少為n個，用于提供相應(yīng)通道的車輪實(shí)時速度參數(shù)；垂直載荷監(jiān)測器，用于提供實(shí)時垂直載荷參數(shù)；當(dāng)該系統(tǒng)為單通道系統(tǒng)時該監(jiān)測器至少為1個，用于提供車輛實(shí)時垂直載荷最大處的實(shí)時垂直載荷參數(shù)；當(dāng)該系統(tǒng)為n通道系統(tǒng)時該監(jiān)測器至少為n個，用于提供相應(yīng)通道實(shí)時垂直載荷最大處車輪的實(shí)時垂直載荷參數(shù)；指令開關(guān)，用于提供該系統(tǒng)啟動或關(guān)閉的指令，和在該系統(tǒng)啟動后提供防抱死制動控制開始或結(jié)束的指令；驅(qū)動力矩離合裝置，用于在防抱死制動控制開始后將車輛驅(qū)動系置于空排擋狀態(tài)；除該系統(tǒng)直接控制車輪均為非驅(qū)動車輪或均為驅(qū)動車輪時該裝置可省缺外，均需設(shè)置該裝置；制動力矩調(diào)節(jié)裝置，用于調(diào)節(jié)該系統(tǒng)作用于直接控制車輪上的制動力矩；防抱死制動控制器，該控制器儲存有車輪在各種特定條件制動過程中的最優(yōu)制動力矩脈動波形和圖表的數(shù)據(jù)，用于根據(jù)相應(yīng)的速度監(jiān)測器、垂直載荷監(jiān)測器和指令開關(guān)所提供的信息，借助圖表，經(jīng)過計算處理，發(fā)出相應(yīng)的控制指令，控制驅(qū)動力矩離合裝置和相應(yīng)的制動力矩調(diào)節(jié)裝置操作；該系統(tǒng)在作防抱死制動時，按預(yù)設(shè)模式對作用于其直接控制車輪上的制動力矩實(shí)施最優(yōu)控制；所述最優(yōu)制動力矩脈動波形是周期性連續(xù)脈動的，其每個周期包括一個制動力矩增加段、一個增加后的保持段、一個降低段和一個降低后的保持段；所述圖表包括用于根據(jù)實(shí)時垂直載荷參數(shù)和實(shí)時減速度參數(shù)選調(diào)相應(yīng)波形數(shù)據(jù)的選擇波形表和用于根據(jù)實(shí)時速度參數(shù)確定在波形上的切入點(diǎn)的切入點(diǎn)確定圖表，所述切入點(diǎn)為波形中的某一周期，以該周期的制動力矩作動時間值為該周期的代表；所述預(yù)設(shè)模式為當(dāng)該系統(tǒng)已啟動且觸發(fā)防抱死制動控制開始指令且車輛速度參數(shù)超過限值時，防抱死制動控制開始；防抱死制動控制開始后，首先控制驅(qū)動力矩離合裝置將車輛驅(qū)動系置于空排擋狀態(tài)，同時，控制制動力矩調(diào)節(jié)裝置中斷其直接控制制動管路中車輛原制動系通往車輪的制動力矩，然后用相應(yīng)的實(shí)時垂直載荷參數(shù)和實(shí)時減速度參數(shù)、借助選擇波形表選調(diào)出相應(yīng)的波形，再用相應(yīng)的實(shí)時速度參數(shù)借助切入點(diǎn)確定圖表確定在該波形上的切入點(diǎn)，以此作為首個周期切入，由切入點(diǎn)起按該波形設(shè)定的周期和段的作動順序、時間值和力矩值控制相應(yīng)的制動力矩調(diào)節(jié)裝置作動，對相應(yīng)的直接控制車輪施予制動力矩，讓制動力矩由切入點(diǎn)起沿該波形脈動下去，若在脈動中相應(yīng)的實(shí)時垂直載荷參數(shù)或?qū)崟r減速度參數(shù)的變動幅度超出限值，則按上述規(guī)則重新選調(diào)波形和確定切入點(diǎn)，切換至新選調(diào)的波形由新確定的切入點(diǎn)起讓制動力矩脈動下去，直至該防抱死制動系統(tǒng)被關(guān)閉或已觸發(fā)防抱死制動控制結(jié)束指令或車輛實(shí)時速度為零時，防抱死制動控制結(jié)束，制動力矩調(diào)節(jié)裝置回復(fù)初始前的狀態(tài)，不干涉車輛原有制動系的工作。另一種采用防抱死制動最優(yōu)控制方法的防抱死制動系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括速度監(jiān)測器，用于提供實(shí)時速度參數(shù)；當(dāng)該系統(tǒng)為單通道(通道是指能獨(dú)立進(jìn)行防抱死制動控制壓力調(diào)節(jié)的制動管路)系統(tǒng)時該監(jiān)測器至少為1個，用于提供車輛實(shí)時速度參數(shù)；當(dāng)該系統(tǒng)為n(n為2或2以上)通道系統(tǒng)時該監(jiān)測器至少為n個，用于提供相應(yīng)通道實(shí)時垂直載荷最大處車輪的實(shí)時速度參數(shù)；垂直載荷監(jiān)測器，用于提供實(shí)時垂直載荷參數(shù)；當(dāng)該系統(tǒng)為單通道系統(tǒng)時該監(jiān)測器至少為1個，用于提供車輛實(shí)時垂直載荷最大處的實(shí)時垂直載荷參數(shù)；當(dāng)該系統(tǒng)為n通道系統(tǒng)時該監(jiān)測器至少為n個，用于提供相應(yīng)通道的車輪實(shí)時垂直載荷參數(shù)；指令開關(guān)，用于提供該系統(tǒng)啟動或關(guān)閉的指令，和在該系統(tǒng)啟動后提供防抱死制動控制開始或結(jié)束的指令；驅(qū)動力矩離合裝置，用于在防抱死制動控制開始后將車輛原有驅(qū)動系置于空排擋狀態(tài)；除該系統(tǒng)直接控制車輪均為非驅(qū)動車輪或均為驅(qū)動車輪時該裝置可省缺外，均需設(shè)置該裝置；制動力矩調(diào)節(jié)裝置，用于調(diào)節(jié)該系統(tǒng)作用于直接控制車輪上的制動力矩；防抱死制動控制器，該控制器儲存有車輪在各種特定條件制動過程中的最優(yōu)制動力矩脈動波形和圖表的數(shù)據(jù)，用于根據(jù)相應(yīng)的速度監(jiān)測器、垂直載荷監(jiān)測器和指令開關(guān)所提供的信息，借助圖表，經(jīng)過計算處理，發(fā)出相應(yīng)的控制指令，控制驅(qū)動力矩離合裝置和相應(yīng)的制動力矩調(diào)節(jié)裝置操作；該系統(tǒng)在作防抱死制動時，按預(yù)設(shè)模式對作用于其直接控制車輪上的制動力矩實(shí)施最優(yōu)控制；它調(diào)節(jié)制動力矩的特征是按相應(yīng)預(yù)定波形所設(shè)定的周期和段的作動順序和周期內(nèi)各段的作動時間比控制制動力矩調(diào)節(jié)裝置操作；所述最優(yōu)制動力矩脈動波形是周期性連續(xù)脈動的，其每個周期包括一個制動力矩增加段、一個增加后的保持段、一個降低段和一個降低后的保持段；同一波形內(nèi)各周期制動力矩絕對值的總和相同、制動力矩峰在值和最低值與該周期內(nèi)各段的作動時間值互動；所述圖表包括用于根據(jù)實(shí)時垂直載荷參數(shù)和實(shí)時減速度參數(shù)選調(diào)相應(yīng)波形數(shù)據(jù)的選擇波形表和用于根據(jù)實(shí)時速度參數(shù)確定在波形上的切入點(diǎn)的切入點(diǎn)確定圖表，所述切入點(diǎn)為波形中的某一周期，以該周期的制動力矩作動時間值為該周期的代表；所述預(yù)設(shè)模式為當(dāng)該系統(tǒng)已啟動且觸發(fā)防抱死制動控制開始指令且車輛速度參數(shù)超過限值時，防抱死制動控制開始；防抱死制動控制開始后，首先控制驅(qū)動力矩離合裝置將車輛驅(qū)動系置于空排擋狀態(tài)，同時，控制制動力矩調(diào)節(jié)裝置中斷其直接控制制動管路中車輛原制動系通往車輪的制動力矩，然后用相應(yīng)的實(shí)時垂直載荷參數(shù)和實(shí)時減速度參數(shù)、借助選擇波形表選調(diào)出相應(yīng)的波形，再用相應(yīng)的實(shí)時速度參數(shù)借助切入點(diǎn)確定圖表確定在該波形上的切入點(diǎn)，以此作為首個周期切入，由切入點(diǎn)起按該波形設(shè)定的周期和段的作動順序和周期內(nèi)各段的作動時間比控制相應(yīng)的制動力矩調(diào)節(jié)裝置作動，對相應(yīng)的直接控制車輪施予制動力矩，讓制動力矩由切入點(diǎn)起沿該波形脈動下去，若在脈動中相應(yīng)的實(shí)時垂直載荷參數(shù)或?qū)崟r減速度參數(shù)的變動幅度超出限值，則按上述規(guī)則重新選調(diào)波形和確定切入點(diǎn)，切換至新選調(diào)的波形由新確定的切入點(diǎn)起讓制動力矩脈動下去，直至該防抱死制動系統(tǒng)被關(guān)閉或已觸發(fā)防抱死制動控制結(jié)束指令或車輛實(shí)時速度為零時，防抱死制動控制結(jié)束，制動力矩調(diào)節(jié)裝置回復(fù)初始前的狀態(tài)，不干涉車輛原有制動系的工作。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)防抱死制動的自適應(yīng)循環(huán)調(diào)節(jié)控制方法及其防抱死制動系統(tǒng)相比，由于采用了最優(yōu)控制的方法，其反應(yīng)不必受制于車輪趨于抱死的狀況，故作出反應(yīng)的時機(jī)相對從容；而且，本發(fā)明按預(yù)定之波形調(diào)節(jié)力矩，不受力矩計算和執(zhí)行過程時滯的影響，因而從根本上改善了進(jìn)行防抱死制動的適時性；又由于本發(fā)明在作出控制前首先消除直接控制車輪間的慣量差距，然后較全面地引入直接反映車輪所能獲得的附著力的準(zhǔn)確參數(shù)，并按相應(yīng)的預(yù)定波形主動調(diào)節(jié)作用于車輪上的制動力矩，從而使該制動力矩更能與車輪實(shí)時所能獲得的實(shí)際附著力相適應(yīng)，故能明顯提高防抱死制動的準(zhǔn)確性；既然本發(fā)明的方法及其系統(tǒng)在進(jìn)行防抱死制動時具備很好的適時性和準(zhǔn)確性，因此在制動過程中可以充分利用車輪與路面間的附著力，從而在保持制動時車輛方向穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向操縱能力的同時，能夠明顯縮短車輛剎停距離。
下面結(jié)合附圖和優(yōu)選實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明

圖1是本發(fā)明的一個選擇波形表；圖2是本發(fā)明的一個切入點(diǎn)確定圖表；圖3是本發(fā)明的防抱死制動系統(tǒng)構(gòu)成框圖。
在圖1中，相應(yīng)的波形代號欄中所列是車輪在各種作自由滾動狀態(tài)車輪在特定條件下制動過程中的最優(yōu)制動力矩脈動波形；所述特定條件包括車輛的垂直載荷狀況、路面滑動附著系數(shù)、車輪運(yùn)動速度、輪胎結(jié)構(gòu)、輪胎表面花紋、輪胎胎壓、制動力矩調(diào)節(jié)裝置的技術(shù)指標(biāo)等；所述最優(yōu)是指按此波形在相應(yīng)的特定條件下對車輪施予制動力矩，能將直接控制車輪與路面間的附著力控制在最佳范圍內(nèi)；所述相應(yīng)波形、減速度參數(shù)門限值和垂直載荷參數(shù)門限值根據(jù)各種主、客觀因素綜合設(shè)計并經(jīng)反復(fù)實(shí)驗測定。該表的減速度門限值為各種路面與輪胎間的縱向附著系數(shù)平均值與減速度常數(shù)K之積，在該表中，該門限值以0.05為其限值，即相鄰兩檔數(shù)值相差0.05；垂直載荷參數(shù)門限值以相鄰兩檔門限值之差為其限值。該表用于根據(jù)實(shí)時垂直載荷和減速度參數(shù)比對相應(yīng)的門限值選調(diào)相應(yīng)的波形數(shù)據(jù)，比對該表時按低選原則例如，當(dāng)實(shí)時垂直載荷參數(shù)小于W、大于X，實(shí)時減速度參數(shù)為0.8K時，則選調(diào)代號為AX的波形；若實(shí)時垂直載荷參數(shù)為W、實(shí)時減速度參數(shù)小于0.8K、大于0.75K時，則選調(diào)代號為BW的波形；或?qū)崟r垂直載荷參數(shù)小于W、大于X，實(shí)時減速度參數(shù)小于0.75K、大于0.7K時，則選調(diào)代號為CX的波形。
在圖2中，x坐標(biāo)是實(shí)時速度數(shù)值，y坐標(biāo)是制動力矩脈動波形的周期作動時間值，曲線為某一種波形(該圖表示例是代號為AX的波形)在作防抱死制動過程中各個周期的作動時間值曲線；該圖表用以根據(jù)實(shí)時速度參數(shù)確定在該波形上的切入點(diǎn)，所述切入點(diǎn)為該波形上的某一個周期，以該周期的作動時間值為其代表。使用該圖表示例為當(dāng)實(shí)時速度參數(shù)為J時，在代號為AX波形上的切入點(diǎn)為J‘；當(dāng)實(shí)時速度參數(shù)為U時，在代號為AX波形上的切入點(diǎn)為U‘；當(dāng)實(shí)時速度參數(shù)為L時，在代號為AX波形上的切入點(diǎn)為L’；依此類推。
圖3是本發(fā)明一種采用防抱死制動最優(yōu)控制方法的防抱死制動系統(tǒng)構(gòu)成框圖；在圖3中，1是速度監(jiān)測器，2是垂直載荷監(jiān)測器，3是指令開關(guān)，4是防抱死制動控制器，5是驅(qū)動力矩離合裝置，6是制動力矩調(diào)節(jié)裝置；1、2、3向4提供信息，4根據(jù)這些信息控制5、6操作。
在一個實(shí)施本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，防抱死制動系統(tǒng)為一個附加在摩托車前輪液壓制動系統(tǒng)上的單通道系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個利用車輛原有速度計獲取車輛實(shí)時速度的速度監(jiān)測器，用于向控制器提供實(shí)時速度參數(shù)；一個區(qū)分為正常負(fù)載、重載和特重載等檔次的負(fù)載狀態(tài)人為設(shè)定開關(guān)作為垂直載荷監(jiān)測器，用以提供信息供防抱死制動控制器(在下文稱為控制器)結(jié)合車輛的實(shí)時速度參數(shù)、按照一定的邏輯確定車輪的實(shí)時垂直載荷參數(shù)；一個指令開關(guān)，它采用一個位置傳感器附加在車輛原有之前輪剎車開關(guān)處，用于向控制器提供該系統(tǒng)啟動或關(guān)閉的指令，和在該系統(tǒng)啟動后防抱死制動控制開始和結(jié)束的指令；一個電磁控制閥作為制動力矩調(diào)節(jié)裝置，它安裝在前輪液壓制動管路中，用于調(diào)節(jié)施予前輪的制動力矩；一個采用電子控制模塊的控制器，它儲存有各種預(yù)定波形和圖表的數(shù)據(jù)，用于根據(jù)速度監(jiān)測器、垂直載荷監(jiān)測器和指令開關(guān)所提供的信息，通過計算處理，按預(yù)設(shè)模式控制制動力矩調(diào)節(jié)裝置操作。
根據(jù)本發(fā)明的規(guī)定，該系統(tǒng)由于其直接控制車輪均為非驅(qū)動車輪，故省缺了驅(qū)動力矩離合裝置。
該系統(tǒng)之預(yù)定波形包括各種作自由滾動狀態(tài)車輪在特定條件下制動過程中的最優(yōu)制動力矩脈動波形，該波形是周期性連續(xù)脈動的，其每個周期包括一個制動力矩增加段、一個增加后的保持段、一個降低段和一個降低后的保持段，同一波形內(nèi)的各周期制動力矩絕對值的總和相同、制動力矩峰在值和最低值與該周期內(nèi)各段的作動時間值互動，從而通過調(diào)節(jié)周期內(nèi)各段的作動時間比便可將周期所有作動時間點(diǎn)的制動力矩調(diào)節(jié)到既定值。
該系統(tǒng)之圖表包括選擇波形表和切入點(diǎn)確定圖表，所述切入點(diǎn)為波形中的某一周期，以該周期的制動力矩作動時間值為該周期的代表。
該系統(tǒng)之預(yù)設(shè)模式為當(dāng)該系統(tǒng)工作啟動且已觸發(fā)防抱死制動控制開始指令且車輛實(shí)時速度參數(shù)超過限值時，防抱死制動控制開始控制器首先控制制動力矩調(diào)節(jié)裝置中斷通往前輪剎車從動泵的液壓油路，然后用實(shí)時垂直載荷和減速度參數(shù)比對選擇波形表上的門限值選調(diào)出相應(yīng)的波形，再用實(shí)時速度參數(shù)借助切入點(diǎn)確定圖表確定在該波形上的切入點(diǎn)，以此作為首個周期切入，按該波形設(shè)定的周期和段的作動順序和周期內(nèi)各段的作動時間比控制制動力矩調(diào)節(jié)裝置操作，讓施予前輪的制動力矩沿該波形由切入點(diǎn)起脈動下去；在脈動中，若實(shí)時垂直載荷和減速度參數(shù)的變動幅度超出限值，則按上述規(guī)則重新選調(diào)波形和確定切入點(diǎn)，切換至新選調(diào)的波形由新確定的切入點(diǎn)起脈動下去，直至該系統(tǒng)被關(guān)閉或已觸發(fā)防抱死制動控制結(jié)束指令或車輛實(shí)時速度為零時(即車輛已剎停)，防抱死制動結(jié)束，制動力矩調(diào)節(jié)裝置回復(fù)初始前之狀態(tài)，車輛前輪液壓制動管路接通，該系統(tǒng)退出工作，不干涉車輛原有液壓制動系統(tǒng)的工作。
在實(shí)施本發(fā)明的另一個優(yōu)選實(shí)施例中，防抱死制動系統(tǒng)為一個附加在汽車上的雙通道系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括兩個采用車輪轉(zhuǎn)速傳感器的速度監(jiān)測器，它們分別安裝在車輛原有對角線制動管路上，用于提供相應(yīng)車輪的實(shí)時速度參數(shù)；兩個采用重力傳感器的垂直載荷監(jiān)測器，它們分別安裝在車輛的前輪上(因剎車時汽車前輪之垂直載荷比后輪大得多，故根據(jù)本發(fā)明的規(guī)定，垂直載荷監(jiān)測器應(yīng)安裝在前輪上，以前輪的實(shí)時垂直載荷參數(shù)為準(zhǔn))，用于提供相應(yīng)車輪的實(shí)時垂直載荷參數(shù)；一對串聯(lián)的指令開關(guān)，其中一個指令開關(guān)安裝在車輛儀表板上，用于供人為方便地選擇啟動或關(guān)閉該系統(tǒng)；另一個采用位置傳感器的指令開關(guān)安裝在車輛制動踏板之適當(dāng)位置，用于觸發(fā)防抱死制動控制開始和結(jié)束的指令；一套驅(qū)動力矩離合裝置，它安裝在車輛原有換擋機(jī)構(gòu)上，用于在防抱死制動控制開始后，將車輛驅(qū)動系置于空排擋狀態(tài)；兩個采用電磁控制閥的制動力矩調(diào)節(jié)裝置，它們分別安裝在車輛原有對角線制動管路上，用于調(diào)節(jié)相應(yīng)制動管路上的制動力矩；一個采用電子控制模塊的控制器(EBCM)，它儲存有車輪在各種特定條件制動過程中的最優(yōu)制動力矩脈動波形和圖表的數(shù)據(jù)，用于根據(jù)速度監(jiān)測器、垂直載荷監(jiān)測器和指令開關(guān)所提供的信息，通過計算處理，控制驅(qū)動力矩離合裝置和制動力矩調(diào)節(jié)裝置操作。該系統(tǒng)在作防抱死制動時，按預(yù)設(shè)模式對作用于其直接控制車輪上的制動力矩實(shí)施最優(yōu)控制。
該系統(tǒng)之預(yù)定波形是周期性連續(xù)脈動的，其每個周期包括一個制動力矩增加段、一個增加后的保持段、一個降低段和一個降低后的保持段。
該系統(tǒng)之圖表包括選擇波形表和切入點(diǎn)確定圖表，所述切入點(diǎn)為波形中的某一周期，以該周期的制動力矩作動時間值為該周期的代表。
該系統(tǒng)之預(yù)設(shè)模式為當(dāng)該系統(tǒng)已啟動且已觸發(fā)防抱死制動控制開始指令且兩個速度監(jiān)測器所提供的實(shí)時速度參數(shù)平均值超過限值時，防抱死制動控制開始；控制器首先控制驅(qū)動力矩離合裝置將車輛驅(qū)動系置于空排擋狀態(tài)，同時，控制制動力矩調(diào)節(jié)裝置中斷其直接控制制動管路中車輛原制動系通往車輪的制動力矩，然后用相應(yīng)的實(shí)時垂直載荷和減速度參數(shù)比對選擇波形表(參考圖1的說明)上的門限值選調(diào)出相應(yīng)的波形，再用實(shí)時速度參數(shù)借助切入點(diǎn)確定圖表(參考圖2的說明)確定在該波形上的切入點(diǎn)，以此作為首個周期切入，按該波形設(shè)定的周期和段的作動順序、作動時間值和制動力矩值控制相應(yīng)的制動力矩調(diào)節(jié)裝置操作，對相應(yīng)的直接控制車輪施予制動力矩，讓制動力矩沿該波形由切入點(diǎn)起脈動下去；在脈動中，若相應(yīng)的實(shí)時垂直載荷和減速度參數(shù)的變動幅度超出限值，則按上述規(guī)則重新選調(diào)波形和確定切入點(diǎn)，切換至新選調(diào)的波形由新確定的切入點(diǎn)起脈動下去，直至該系統(tǒng)關(guān)閉或已觸發(fā)防抱死制動控制結(jié)束指令或車輪已剎停(即車輛實(shí)時速度為零)時，防抱死制動結(jié)束，制動力矩調(diào)節(jié)裝置回復(fù)初始前之狀態(tài)，不干涉車輛原有制動系的工作。
盡管已參照以上特定的優(yōu)選實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了解釋，但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識到，在不脫離權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的實(shí)質(zhì)及保護(hù)范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明技術(shù)方案的結(jié)構(gòu)與細(xì)節(jié)之處作出各種各樣的變化。
權(quán)利要求
1.一種防抱死制動最優(yōu)控制方法，其特征是預(yù)先測定并存儲車輪在各種特定條件制動過程中的最優(yōu)制動力矩脈動波形數(shù)據(jù)，在作防抱死制動時，首先消除直接控制車輪間的慣量差距，然后根據(jù)相應(yīng)的實(shí)時垂直載荷和運(yùn)動狀況參數(shù)、借助圖表選調(diào)相應(yīng)的波形和確定在該波形上的切入點(diǎn)，以此作為首個脈動周期切入該波形，由切入點(diǎn)起按預(yù)定的波形數(shù)據(jù)對相應(yīng)的直接控制車輪施予制動力矩以實(shí)施最優(yōu)控制；若在此控制過程中，相應(yīng)實(shí)時垂直載荷和運(yùn)動狀況參數(shù)變動超出限值，則按上述規(guī)則重新選調(diào)波形和確定切入點(diǎn)，切換至新選調(diào)波形、由新確定的切入點(diǎn)起按預(yù)定的波形數(shù)據(jù)進(jìn)行控制，直至防抱死制動結(jié)束。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述切入點(diǎn)為波形上的某一周期，以該周期的制動力矩作動時間值為該周期的代表。
3.一種采用防抱死制動最優(yōu)控制方法的防抱死制動系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括速度監(jiān)測器，用于提供實(shí)時速度參數(shù)；當(dāng)該系統(tǒng)為單通道系統(tǒng)時該監(jiān)測器至少為1個，用于提供車輛實(shí)時速度參數(shù)；當(dāng)該系統(tǒng)為n通道系統(tǒng)時該監(jiān)測器至少為n個，用于提供相應(yīng)通道的車輪實(shí)時速度參數(shù)；垂直載荷監(jiān)測器，用于提供實(shí)時垂直載荷參數(shù)；當(dāng)該系統(tǒng)為單通道系統(tǒng)時該監(jiān)測器至少為1個，用于提供車輛實(shí)時垂直載荷最大處的實(shí)時垂直載荷參數(shù)；當(dāng)該系統(tǒng)為n通道系統(tǒng)時該監(jiān)測器至少為n個，用于提供相應(yīng)通道實(shí)時垂直載荷最大處車輪的實(shí)時垂直載荷參數(shù)；指令開關(guān)，用于提供該系統(tǒng)啟動或關(guān)閉的指令，和在該系統(tǒng)啟動后提供防抱死制動控制開始或結(jié)束的指令；驅(qū)動力矩離合裝置，用于在防抱死制動控制開始后將車輛驅(qū)動系置于空排擋狀態(tài)；除該系統(tǒng)直接控制車輪均為非驅(qū)動車輪或均為驅(qū)動車輪時該裝置可省缺外，均需設(shè)置該裝置；制動力矩調(diào)節(jié)裝置，用于調(diào)節(jié)該系統(tǒng)作用于直接控制車輪上的制動力矩；防抱死制動控制器，該控制器儲存有車輪在各種特定條件制動過程中的最優(yōu)制動力矩脈動波形和圖表的數(shù)據(jù)，用于根據(jù)相應(yīng)的速度監(jiān)測器、垂直載荷監(jiān)測器和指令開關(guān)所提供的信息，借助圖表，經(jīng)過計算處理，發(fā)出相應(yīng)的控制指令，控制驅(qū)動力矩離合裝置和相應(yīng)的制動力矩調(diào)節(jié)裝置操作；該系統(tǒng)在作防抱死制動時，按預(yù)設(shè)模式對作用于其直接控制車輪上的制動力矩實(shí)施最優(yōu)控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于所述最優(yōu)制動力矩脈動波形是周期性連續(xù)脈動的，其每個周期包括一個制動力矩增加段、一個增加后的保持段、一個降低段和一個降低后的保持段。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于所述圖表包括用于根據(jù)實(shí)時垂直載荷參數(shù)和實(shí)時減速度參數(shù)選調(diào)相應(yīng)波形數(shù)據(jù)的選擇波形表和用于根據(jù)實(shí)時速度參數(shù)確定在波形上的切入點(diǎn)的切入點(diǎn)確定圖表，所述切入點(diǎn)為波形中的某一周期，以該周期的制動力矩作動時間值為該周期的代表。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于所述預(yù)設(shè)模式為當(dāng)該系統(tǒng)已啟動且觸發(fā)防抱死制動控制開始指令且車輛速度參數(shù)超過限值時，防抱死制動控制開始；防抱死制動控制開始后，首先控制驅(qū)動力矩離合裝置將車輛驅(qū)動系置于空排擋狀態(tài)，同時，控制制動力矩調(diào)節(jié)裝置中斷其直接控制制動管路中車輛原制動系通往車輪的制動力矩，然后用相應(yīng)的實(shí)時垂直載荷參數(shù)和實(shí)時減速度參數(shù)、借助選擇波形表選調(diào)出相應(yīng)的波形，再用相應(yīng)的實(shí)時速度參數(shù)借助切入點(diǎn)確定圖表確定在該波形上的切入點(diǎn)，以此作為首個周期切入，由切入點(diǎn)起按該波形設(shè)定的周期和段的作動順序、時間值和力矩值控制相應(yīng)的制動力矩調(diào)節(jié)裝置作動，對相應(yīng)的直接控制車輪施予制動力矩，讓制動力矩由切入點(diǎn)起沿該波形脈動下去，若在脈動中相應(yīng)的實(shí)時垂直載荷參數(shù)或?qū)崟r減速度參數(shù)的變動幅度超出限值，則按上述規(guī)則重新選調(diào)波形和確定切入點(diǎn)，切換至新選調(diào)的波形由新確定的切入點(diǎn)起讓制動力矩脈動下去，直至該防抱死制動系統(tǒng)被關(guān)閉或已觸發(fā)防抱死制動控制結(jié)束指令或車輛實(shí)時速度為零時，防抱死制動控制結(jié)束，制動力矩調(diào)節(jié)裝置回復(fù)初始前的狀態(tài)，不干涉車輛原有制動系的工作。
7.一種采用防抱死制動最優(yōu)控制方法的防抱死制動系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括速度監(jiān)測器，用于提供實(shí)時速度參數(shù)；當(dāng)該系統(tǒng)為單通道系統(tǒng)時該監(jiān)測器至少為1個，用于提供車輛實(shí)時速度參數(shù)；當(dāng)該系統(tǒng)為n通道系統(tǒng)時該監(jiān)測器至少為n個，用于提供相應(yīng)通道實(shí)時垂直載荷最大處車輪的實(shí)時速度參數(shù)；垂直載荷監(jiān)測器，用于提供實(shí)時垂直載荷參數(shù)；當(dāng)該系統(tǒng)為單通道系統(tǒng)時該監(jiān)測器至少為1個，用于提供車輛實(shí)時垂直載荷最大處的實(shí)時垂直載荷參數(shù)；當(dāng)該系統(tǒng)為n通道系統(tǒng)時該監(jiān)測器至少為n個，用于提供相應(yīng)通道的車輪實(shí)時垂直載荷參數(shù)；指令開關(guān)，用于提供該系統(tǒng)啟動或關(guān)閉的指令，和在該系統(tǒng)啟動后提供防抱死制動控制開始或結(jié)束的指令；驅(qū)動力矩離合裝置，用于在防抱死制動控制開始后將車輛原有驅(qū)動系置于空排擋狀態(tài)；除該系統(tǒng)直接控制車輪均為非驅(qū)動車輪或均為驅(qū)動車輪時該裝置可省缺外，均需設(shè)置該裝置；制動力矩調(diào)節(jié)裝置，用于調(diào)節(jié)該系統(tǒng)作用于直接控制車輪上的制動力矩；防抱死制動控制器，該控制器儲存有車輪在各種特定條件制動過程中的最優(yōu)制動力矩脈動波形和圖表的數(shù)據(jù)，用于根據(jù)相應(yīng)的速度監(jiān)測器、垂直載荷監(jiān)測器和指令開關(guān)所提供的信息，借助圖表，經(jīng)過計算處理，發(fā)出相應(yīng)的控制指令，控制驅(qū)動力矩離合裝置和相應(yīng)的制動力矩調(diào)節(jié)裝置操作；該系統(tǒng)在作防抱死制動時，按預(yù)設(shè)模式對作用于其直接控制車輪上的制動力矩實(shí)施最優(yōu)控制；它調(diào)節(jié)制動力矩的特征是按相應(yīng)預(yù)定波形所設(shè)定的周期和段的作動順序和周期內(nèi)各段的作動時間比控制制動力矩調(diào)節(jié)裝置操作。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于所述最優(yōu)制動力矩脈動波形是周期性連續(xù)脈動的，其每個周期包括一個制動力矩增加段、一個增加后的保持段、一個降低段和一個降低后的保持段；同一波形內(nèi)各周期制動力矩絕對值的總和相同、制動力矩峰在值和最低值與該周期內(nèi)各段的作動時間值互動。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于所述圖表包括用于根據(jù)實(shí)時垂直載荷參數(shù)和實(shí)時減速度參數(shù)選調(diào)相應(yīng)波形數(shù)據(jù)的選擇波形表和用于根據(jù)實(shí)時速度參數(shù)確定在波形上的切入點(diǎn)的切入點(diǎn)確定圖表，所述切入點(diǎn)為波形中的某一周期，以該周期的制動力矩作動時間值為該周期的代表。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于所述預(yù)設(shè)模式為當(dāng)該系統(tǒng)已啟動且觸發(fā)防抱死制動控制開始指令且車輛速度參數(shù)超過限值時，防抱死制動控制開始；防抱死制動控制開始后，首先控制驅(qū)動力矩離合裝置將車輛驅(qū)動系置于空排擋狀態(tài)，同時，控制制動力矩調(diào)節(jié)裝置中斷其直接控制制動管路中車輛原制動系通往車輪的制動力矩，然后用相應(yīng)的實(shí)時垂直載荷參數(shù)和實(shí)時減速度參數(shù)、借助選擇波形表選調(diào)出相應(yīng)的波形，再用相應(yīng)的實(shí)時速度參數(shù)借助切入點(diǎn)確定圖表確定在該波形上的切入點(diǎn)，以此作為首個周期切入，由切入點(diǎn)起按該波形設(shè)定的周期和段的作動順序和周期內(nèi)各段的作動時間比控制相應(yīng)的制動力矩調(diào)節(jié)裝置作動，對相應(yīng)的直接控制車輪施予制動力矩，讓制動力矩由切入點(diǎn)起沿該波形脈動下去，若在脈動中相應(yīng)的實(shí)時垂直載荷參數(shù)或?qū)崟r減速度參數(shù)的變動幅度超出限值，則按上述規(guī)則重新選調(diào)波形和確定切入點(diǎn)，切換至新選調(diào)的波形由新確定的切入點(diǎn)起讓制動力矩脈動下去，直至該防抱死制動系統(tǒng)被關(guān)閉或已觸發(fā)防抱死制動控制結(jié)束指令或車輛實(shí)時速度為零時，防抱死制動控制結(jié)束，制動力矩調(diào)節(jié)裝置回復(fù)初始前的狀態(tài)，不干涉車輛原有制動系的工作。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種防抱死制動最優(yōu)控制方法及其防抱死制動系統(tǒng),它在車輛作防抱死制時動,先消除直接控制車輪間的慣量差距,再根據(jù)實(shí)時垂直載荷和運(yùn)動狀況、借助圖表按預(yù)定波形對相應(yīng)的車輪施予制動力矩;其系統(tǒng)由速度監(jiān)測器1、垂直載荷監(jiān)測器2、指令開關(guān)3、控制器4、驅(qū)動力矩離合裝置5、制動力矩調(diào)節(jié)裝置6組成;本發(fā)明比現(xiàn)有技術(shù)防抱死制動的自適應(yīng)循環(huán)調(diào)節(jié)控制方法及系統(tǒng)具更高適時性和準(zhǔn)確性,能明顯縮短車輛剎停距離。
文檔編號B60T8/00GK1261591SQ0011170
公開日2000年8月2日 申請日期2000年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月18日
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