[发明专利]防抱死制动最优控制方法及其防抱死制动系统

说明书

本发明涉及一种防抱死制动最优控制方法及采用该方法的防抱死制动系统，具体说是用于飞机着陆滑行和汽车、摩托车、自行车、火车等车辆急刹时作防抱死制动的最优控制方法及其防抱死制动系统。

关于防抱死制动的控制方法及其防抱死制动系统，已公知现有技术有一种自适应循环调节的防抱死制动控制方法及其防抱死制动系统，它们在制动中的车轮趋于抱死时实时调节作用于车轮上的制动力矩量值，使该量值反复经历增加、减少的循环过程；在作防抱死制动控制时，它们通常根据车轮的加/减速度(或加/减角速度)和滑动率(或称之为滑动量)的变动状况确定调节制动力矩的时机和量值，以使作用于车轮上的制动力矩与车轮实时所能获得的最大附着力相适应。

中国专利局公告号1098993发明专利申请公开说明书介绍了这种根据车轮的减速度和滑动量进行自适应循环调节(制动力矩)的防抱死制动系统，该系统由车轮速度传感器、液压调节装置、防抱死制动控制器和制动压力控制装置构成。

公知，飞机着陆滑行和车辆(在下文统称为车辆)等急刹时作防抱死制动的目的是为了提高制动过程中的方向稳定性和转向操纵能力、缩短刹停距离及减少轮胎的偏磨损，该目的是通过调节作用于车轮上的制动力矩，使之与车轮实时所能获得的最大附着力相适应而实现的；若盲目调节制动力矩作高频脉动而不能使之与车轮所能获得的最大附着力相适应，虽然也可避免车轮抱死发生滑移而提高制动时的方向稳定性和转向操纵能力及减少轮胎的偏磨损(因为车轮越接近自由滚动时，方向稳定性和转向操纵能力越好，轮胎的偏磨损也越少)，却因不能充分利用车轮与路面间的附着力而不能缩短刹停距离，这违背了制动的初哀。在制动过程中，车轮实时所能获得的附着力受诸多随机因素影响而瞬间万变，若要充分利用车轮与路面间的附着力，就要求防抱死制动在调节制动力矩时，必须具足够的适时性和准确性才能获得理想的效果。现有技术自适应循环调节的防抱死制动控制方法及其防抱死制动系统由于在调节制动力矩时缺乏足够的适时性和准确性，因而不能充分利用车轮与路面间的附着力，这具体表现为它们均不能明显缩短车辆刹停距离，其原因如下：1、自适应循环调节的防抱死制动控制方法受制于车轮趋于抱死的状况才被动作出反应，力矩计算和执行过程的时滞耗费了作出反应的时机，局限了防抱死制动的适时性；2、制动力矩调节的准确性源于对车轮实时所能获得的附着力的准确判断，而该附着力取决于轮胎与路面间的实时垂直载荷和附着系数；上述自适应循环调节的防抱死制动控制方法及其防抱死制动系统仅根据车轮的加/减速度(或加/减角速度)和滑动率(或滑动量)这两种均与附着系数相关的参数，却忽略了对实时垂直载荷的直接关注，故不足以准确判断该附着力。何况，它们在求得车轮的滑动率(或滑动量)时因没有消除驱动与非驱动车轮间的惯量差距，故只能根据检测到的车轮速度，按照一定的逻辑确定车轮中心的参考纵向速度，再据此计算车轮的滑动率(或滑动量)；由于其确定的车轮中心参考纵向速度只是车轮中心实际纵向速度的一种近似，因此，据此计算的车轮滑动率(或滑动量)与实际存在差异；根据与实际存在差异的滑动量(或滑动量)参数，就连轮胎与路面间的附着系数也不能判断准确；更不可能准确判断取决于轮胎与路面间的垂直载荷和附着系数的车轮实时所能获得的附着力了。

本发明的任务是提供一种具足够适时性和准确性的防抱死制动最优控制方法及其防抱死制动系统。