摘要：针对不同制动工况需求的制动策略存在差异的情况，提出一种线控制动分层控制策略．在该分层策略的上层，利用二阶ＴＴＣ安全碰撞时间模型计算出车辆与前车的剩余碰撞时间，以此作为依据进行制动策略的选取，并建立了汽车二自由度模型、车身法向受力模型和Ｂｕｒｃｋｈａｒｄｔ轮胎模型；在该分层策略的下层，进行了制动力在轮间的分配，使用序列二次规划（ＳＱＰ）方法，分别在一般制动、紧急制动、失稳制动３种工况下，以轮胎滑移率为对象建立优化函数，对车辆制动力进行了优化分配．使用ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ和Ｃａｒｓｉｍ进行了联合仿真，对所提出３种工况下的制动分配策略进行了有效性验证．结果表明：在一般制动工况下，采用该策略时相比对照工况制动距离减少１８．０８％，制动时间减少２５．１２％；在紧急制动工况下，采用该策略时相比对照工况制动距离减少１９．１７％，制动时间减少１２．７９％；在失稳制动工况下，该策略可通过轮胎差扭来提升车辆的横向稳定性．采用文中制动策略显著提升了车辆的制动效能
近年来，随着汽车产品朝着“电动化、智能化、网联化、共享化”的方向发展，传统的液压制动系统由于受到其自身结构和原理的限制，已经不能满足制动系统新的发展需求．为了更好地运用车辆的制动效能，使其在更准确地跟随驾驶人制动意愿的同时，又能提高车辆的安全性，汽车线控制动系统正方兴未艾，其取消了制动踏板与执行器之间的机械连接，转而使用电子元器件、导线实现了驾驶人和制动器之间的解耦，提高了制动控制的灵活性．现有的线控制动技术大致分为４大类，分别是线控机械制动技术、电液线控制动技术、线控楔形制动技术以及直驱式线控制动技术，硬件的进步使得在线控制动控制策略中单独控制每个车轮的滑移率成为可能．这使得线控制动系统对于车辆前后轴的制动力分配控制，以及车辆失稳时的附加横摆力矩控制都更加准确可靠，动态响应迅速．在现有的变制动力系数液压制动系统中，通常使用限压阀或者比例阀来实现前后轴制动力的分配．当使用比例阀时，后轮轮缸压力到达阈值后，前后轴的制动力将会以另一比例增加，相比制动力系数固定的分配方式，采用比例阀的制动力分配方式在图像上更加接近Ｉ曲线，因而制动效果有所提升．然而新能源汽车的发展对制动的执行器提出了更高的要求，为此许多研究通过设计制动策略来调整制动力分配系数的方式替代比例阀的功能．薛鹏等提出一种采用改进遗传算法的制动系统，在进行制动分配的同时还能保持能量回收效率．ＺＨＡＮＧＬ．等制定模糊规则，根据车辆的速度和路面特征选取制动力分配系数，采用模糊算法进行分配的形式具有较优的响应速率和鲁棒性．郭兆松等通过模型预测分配策略改变制动力分配系数，使得车轮滑移率跟随最佳滑移率变化，在充分利用了车轮制动力矩的同时实现了车轮防抱死．ＷＡＮＧＣ．Ｙ．等为了保证驾驶人制动感觉的一致性，探讨了多目标、多约束条件下制动力的优化分配方法，从寻找前后轴分配，再生制动和液压制动力分配这２个方面着手，求解了最佳的分配比．现有的变制动力分配系数研究大多面临运用工况单一的问题，未能根据车辆制动工况来灵活选取优化目标，也并未兼顾车辆转向工况．如何将制动力分配系数控制策略与失稳控制策略结合起来是目前研究面对的问题．车辆失稳时的附加横摆力矩控制也是近年来线控制动系统的研究热点．Ｓ．ＫＩＭ等通过改变再生电机输出的制动力来实现同轴轮间差扭，进而产生横摆力矩来补足车辆故障时的制动力矩，提升了制动系统的容错性能．汪选要等则分析了转向角和侧向加速度二次低通滤波之差的峰值与汽车失稳程度之间的关系，提出了不稳定指标模糊控制算法来缓解车辆的轻微失速情况．然而，在实际的行车工况中，面对突发情况需要紧急制动，在驾驶人采取制动行为前，车辆往往尚未失稳，如何在车辆尚未失稳前，预先做出制动策略的选取，这一问题尚未得到充分的研究．针对上述问题，文中拟设计分层线控制动策略，其共分为上下两层，上层为危险预警层，下层则为制动力矩分配层，通过危险预警层计算出的剩余碰撞时间，对于驾驶人的制动行为做出预测，再通过下层的优化分配来适应不同的制动工况．首先介绍制动策略中作为依据的车辆及轮胎模型，在详细阐述所提出的分层制动策略之后，利用ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ与Ｃａｒｓｉｍ搭建仿真模型，通过联合仿真验证分层制动策略的实效．
来源：博创汽车科技
