吉林大学学报(工学版) ›› 2018, Vol. 48 ›› Issue (2): 407-414.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20160789

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基于路面辨识的主动避撞系统制动性能

袁朝春, 张龙飞, 陈龙, 何友国, 范兴根   

  1. 江苏大学 汽车与交通工程学院,江苏 镇江 212013
  • 收稿日期:2016-07-08 出版日期:2018-03-01 发布日期:2018-03-01
  • 作者简介:袁朝春(1978-),男,副教授,博士. 研究方向:车辆主动安全及新能源汽车.E-mail:yuancc_78@163.com
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(51305167,U1564201); 江苏省高校自然科学研究重大项目(16KJA580002); 江苏大学青年骨干教师培养工程项目(2012-ZBZZ-029); 江苏省“六大人才高峰”项目(2015-XNYQC-004)

Braking performance of active collision avoidance system based on road identification

YUAN Chao-chun, ZHANG Long-fei, CHEN Long, HE You-guo, FAN Xing-gen   

  1. School of Automotive and Traffic Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang 212013, China
  • Received:2016-07-08 Online:2018-03-01 Published:2018-03-01

摘要: 为了避免路面差异给制动系统带来的困难,改善压力控制迟滞现象。本文设计了一套路面峰值附着系数辨识算法及单神经元PID压力控制器,并深入研究了路面对于制动性能的影响,比较了基于路面峰值附着系数的最大制动力与ABS最大强度制动的制动效果。通过Matlab/Simulink仿真验证了辨识算法的有效性,并将两种压力控制器进行了对比,再利用CarSim/Simulink联合仿真分析了不同路面附着条件下两种制动系统的制动性能。仿真结果表明,该辨识算法具有较高的精度,误差控制在5%左右;所设计的压力控制器响应迅速,超调量较小,且无稳态静差;随着路面附着条件的变差,ABS制动性能下降,而基于路面辨识的制动系统仍具有较好的制动效果,呈现明显的优势。

关键词: 车辆工程, 主动避撞, 路面辨识, 峰值附着系数, 制动性能

Abstract: In order to overcome the difficulties caused by the difference of road surface conditions to the braking system, and improve the control of pressure hysteresis, a road peak adhesion coefficient identification algorithm was proposed and a single neuron PID pressure controller was designed. The influence of the road surface on the braking performance was deeply studied. The maximum braking force based on peak adhesion coefficient and the maximum strength brake of ABS were compared. The effectiveness of the identification algorithm was verified by Matlab/Simulink simulation, and the two kinds of pressure controller were compared. The performances of the two braking systems under different road adhesion conditions were analyzed. Results show that the identification algorithm has higher precision that the error is within 5%. The designed controller has faster response, smaller overshoot and no static error. With the deterioration of road adhesion condition, the ABS braking performance is decreased, while the braking system based on road identification still has good braking effect, which shows obvious advantages.

Key words: vehicle engineering, active collision avoidance, road identification, peak adhesion coefficient, braking performance

中图分类号: 

  • U461.3
[1] NHTSA. Trafficsafety facts 2010 annual report[R]. DOTHS 810631,Washington DC, 2011.
[2] Suetoml T, Kido K. Driver behavior under a collision warning system-a driving simulator study[C]∥ SAE Paper, 970279.
[3] Bogdeviĉius M,Vladimirov O. Efficiency of a braking process evaluating the roughness of road surface[J]. Transport,2006,21(1):3-7.
[4] 王润琪,蒋科军.ABS汽车制动距离分析与计算[J].中南林学院学报,2005,25(2):70-73.
Wang Run-qi, Jiang Ke-jun. Analysis and calculation of braking distance of ABS automobiles[J]. Journal of Central South Forestry University, 2005,25(2): 70-73.
[5] Bhandari R,Patil S, Singh R K. Surface prediction and control algorithms for anti-lock brake system[J]. Transportation Research Part C Emerging Technologies, 2012, 21(1):181-195.
[6] 林棻,黄超.采用UKF算法估计路面附着系数[J]. 哈尔滨工业大学学报, 2013,45(7): 121-126.
Lin Fen, Huang Chao. Unscented Kalman filter for road friction coefficient estimation[J]. Journal of Harbin Institute of Technology, 2013, 45(7): 121-126.
[7] Wang B, Guan H, Lu P, et al. Road surface condition identification approach based on road characteristic value[J]. Journal of Terramechanics, 2014, 56: 103-117.
[8] Jin X J, Yin G. Estimation of lateral tire-road forces and sideslip angle for electric vehicles using interacting multiple model filter approach[J]. Journal of the Franklin Institute, 2015, 352(2):686-707.
[9] Burckhardt M. ABS und ASR, Sicherheitsrelevantes, Radschlupf-Regel system[R]. University of Braunschweig, Germany, 1987.
[10] 郑宏宇, 王琳琳, 赵伟强,等. 基于电控制动系统的客车制动力分配控制策略[J]. 吉林大学学报:工学版, 2015, 45(2):347-351.
Zheng Hong-yu, Wang Lin-lin, Zhao Wei-qiang, et al. Passenger train braking force distribution control strategy based on electronic control braking system[J]. Journal of Jilin University (Engineering and Technology Edition), 2015, 45 (2): 347-351.
[11] 玄圣夷, 宋传学, 靳立强,等. 基于多级鲁棒PID控制的汽车稳定性控制策略[J]. 吉林大学学报:工学版, 2010, 40(1):13-18.
Xuan Sheng-yi, Song Chuan-xue, Jin Li-qiang, et al. Vehicle stability control strategy based on multilevel robust PID control[J]. Journal of Jilin University (Engineering and Technology Edition), 2010, 40(1):13-18.
[12] 杜春臣,张文广,周孙锋. 基于Carsim的车辆制动防抱死过程分析[J].北京汽车, 2012, 180(3): 27-30.
Du Chun-chen, Zhang Wen-guang, Zhou Sun-feng. Analysis of vehicle anti-lock braking process based on Carsim[J]. Beijing Automotive Engineering,2012,180(3):27-30.
[1] 常成,宋传学,张雅歌,邵玉龙,周放. 双馈电机驱动电动汽车变频器容量最小化[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1629-1635.
[2] 席利贺,张欣,孙传扬,王泽兴,姜涛. 增程式电动汽车自适应能量管理策略[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1636-1644.
[3] 何仁,杨柳,胡东海. 冷藏运输车太阳能辅助供电制冷系统设计及分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1645-1652.
[4] 那景新,慕文龙,范以撒,谭伟,杨佳宙. 车身钢-铝粘接接头湿热老化性能[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1653-1660.
[5] 刘玉梅,刘丽,曹晓宁,熊明烨,庄娇娇. 转向架动态模拟试验台避撞模型的构建[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1661-1668.
[6] 赵伟强, 高恪, 王文彬. 基于电液耦合转向系统的商用车防失稳控制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1305-1312.
[7] 宋大凤, 吴西涛, 曾小华, 杨南南, 李文远. 基于理论油耗模型的轻混重卡全生命周期成本分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1313-1323.
[8] 朱剑峰, 张君媛, 陈潇凯, 洪光辉, 宋正超, 曹杰. 基于座椅拉拽安全性能的车身结构改进设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1324-1330.
[9] 那景新, 浦磊鑫, 范以撒, 沈传亮. 湿热环境对Sikaflex-265铝合金粘接接头失效强度的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1331-1338.
[10] 王炎, 高青, 王国华, 张天时, 苑盟. 混流集成式电池组热管理温均特性增效仿真[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1339-1348.
[11] 金立生, 谢宪毅, 高琳琳, 郭柏苍. 基于二次规划的分布式电动汽车稳定性控制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1349-1359.
[12] 隗海林, 包翠竹, 李洪雪, 李明达. 基于最小二乘支持向量机的怠速时间预测[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1360-1365.
[13] 王德军, 魏薇郦, 鲍亚新. 考虑侧风干扰的电子稳定控制系统执行器故障诊断[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1548-1555.
[14] 胡满江, 罗禹贡, 陈龙, 李克强. 基于纵向频响特性的整车质量估计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 977-983.
[15] 刘国政, 史文库, 陈志勇. 考虑安装误差的准双曲面齿轮传动误差有限元分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 984-989.
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[1] 王文权, 商延赓, 李秀娟, 王春生, 张桂兰. 激光焊接650 MPa相变诱发塑性钢的组织与性能[J]. , 2012, 42(05): 1203 -1207 .
[2] 黄健康1, 何翠翠1, 2, 石玗1, 樊丁1. 铝/钢异种金属焊接接头界面Al-Fe金属间化合物生成及其热力学分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2014, 44(4): 1037 -1041 .
[3] 徐涛, 刘光洁, 葛海潮, 张炜, 于征磊. 焊接热源局部坐标移动曲线路径建模方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2014, 44(6): 1704 -1709 .
[4] 骆海涛, 周维佳, 王洪光, 武加锋. 搅拌摩擦焊机器人典型工况下的受载分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2015, 45(3): 884 -891 .
[5] 杨悦, 周磊磊. 微弧氧化对铝合金搅拌摩擦焊缝耐蚀性能的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2016, 46(2): 511 -515 .
[6] 初亮, 孙成伟, 郭建华, 赵迪, 李文惠. 基于轮缸压力的制动能量回收评价方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(2): 349 -354 .
[7] 何祥坤, 季学武, 杨恺明, 武健, 刘亚辉. 基于集成式线控液压制动系统的轮胎滑移率控制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(2): 364 -372 .
[8] 史文库, 刘国政, 宋海生, 陈志勇, 张宝. 纯电动客车振动噪声特性[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(2): 373 -379 .
[9] 张天时, 宋东鉴, 高青, 王国华, 闫振敏, 宋薇. 电动汽车动力电池液体冷却系统构建及其工作过程仿真[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(2): 387 -397 .
[10] 陈吉清, 杜天亚, 兰凤崇. 钝性碰撞中人体肝脏生物力学响应数值分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(2): 398 -406 .