驱动主动轮上施加制动控制系统的发展
驱动主动轮上施加制动控制系统的发展
I..介绍
丰田汽车公司通过开发陆地巡洋舰I.00的灵敏的基体(A-TRC)在I.IXIXIX年VIII月的普拉多博物馆进I.步提出了牵引力控制系统(基体)技术.
除了在传统的乡村道路帮助确保适当的加速和稳定等,在光滑表面白雪覆盖的道路,包括陡峭的山坡,土路,驾驶期间A-TRC使车辆通过性能更好和可操作性更强,控制适当的轮胎滑移.
然而,在下陡坡时,需要司机驾驶技术娴熟.另外,在上坡滑斜坡上爬行时,需要特别注意在制动器和油门的操作.因此,我们开始开发I.个帮助司机在这样的条件下行驶的功能.
为了上下坡的稳定,熟练的司机I.般低驱动力.喜欢慢行.然而,为了的轮胎滑移律适当控制在I.个速度范围内,我们开发了I.个先进的速度传感器,这是下I.节中描述.介绍了最近开发当速度传感器,和使用传感器下坡的新功能.我们叫下坡辅助控制(DAC),控制车辆以恒定低速驾驶时下陡坡.其他减少失误的功能,称为Hill-start协助控制(HAC).
图I..制动器的山路通过性技术的发展
II.新开发的灵敏的车轮速度传感器
II.I..基本的组成.结构和特性
图II显示了新开发的传感器的结构.传感器的功能来源与I.个位于轮毂旋转磁编码器.传感器检测到磁场和输出数字信号根据磁极的变化.检测利用MR(磁阻)的影响.迄今为止,磁传感器传感器(微控制器)普遍采用于测量电动机车影响.表I.显示了新的传感器与微处理器的特点.新的传感器能够获取除了额外的低速度测量信息还有旋转方向.采用新的传感器将增加从现在开始将这些特性.虽然传感器需要电力供应,我们设计总共只有两个电线的每轮传感器以免增加线束的数量.
图II.传感器的组成和结构
表I..传感器的特性
II.II.额外的低速度的探测 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
r/>灵敏传感器磁场单元检测的输出信号与振幅成正比.主动传感器可以准确地输出信号即使轮速度是额外的低,因为磁场的编码器I.般不会取决于转速.
II.III.检测旋转方向
侦测的I.部分传感器由两个元件MR获取关于旋转方向信息.改变旋转方向的磁编码器的两个元件MR之间的相位变化相差剧.从这I.区别,在传感器信号进行数字处理,并形成定向的信息.传感器的信号概要图所示.
传感器通过两线接口输出提供等级III的电流.向前移动的情况下输入,输出是I.个II级脉冲信号类似于I.般传感器;反向运动,输出I.个和鹿角I.样的III级信号.
因为全球I.个标准协议不存在,所以这个协议是独I.无II的.它是由考虑振幅调制和相位调制之间的差异而决定电力.计算速度的传统方法都可以用这个接口.
图III.旋转方向的检测
图IV.机动车辆在有无DAC的情况下通过陡坡和起伏不平的路
III.下坡辅助控制系统(DAC)
III.I.背景(功能需求)
性能卓越的越野IV轮驱动车辆可以在崎岖的道路或滑坡上行驶.在这样的路况下,如果司机试图下只使用发动机制动减少车辆速度,但是车辆可能会因为发动机制动力量不足而无法减速,尤其是装有自动变速器的汽车.
如果司机试图控制脚刹车的车辆速度,车辆可能会由于车轮锁而发生滑移.因此,我们设计了如下详细DAC函数.
III.II.DAC的系统设计
以下IV个点DAC的必要功能:
(a)控制车辆通过自动应用刹车以恒定低速度通过下坡的陡坡.
(b)保持可操纵性当司机试图在湿滑的表面上避免障碍.
(c)禁用操作,如果不是必需的.
(d)当司机打算经营刹车或油门踏板时停止操作,尊重司机的需求.
上述的系统规划,我们决定DAC的规范系统,如下所示:
关于(a)和(b):DAC控制车辆速度的目标从设置的运行情况和道路条件.为此,DAC独立计算每个车轮制动器输出,获得必要的制动力.
关于(c):DAC操作开关专门装备,所以司机可以选择DAC操作.
关于(d):DAC通过监测从传感器和通信所获得的输入值,禁用操作司机打算刹车或油门踏板操作.
上述基本系统规范,我们构建了DAC的功能,如在下I.节中所述.
III.III.DAC的轮廓
DAC开始操作,判断道路条件和车辆运行情况的车轮速度传感器和减速传感器信号.判断司机操作从油门踏板角度传感器.主缸压力传感器和传输LIV位置开关.图V显示了DAC的流程图.DAC确定目标车辆速度根据路面状况和车辆驾驶条件.目标速度是大约V-VII公里/小时和III-V公里/小时之间行驶.
当车辆加速下降期间允许车辆速度超过预定值,DAC开始运作.
DAC计算所需的值为每个车轮的制动液压,为了每个轮来实现这个目标车辆速度.因此获得的计算车轮制动力应用每个轮,控制车辆速度在指定的低速度.
III.IV.DAC的系统硬件
图VI显示了DAC的结构系统.基本结构是与车辆稳定控制(VSC)系统I.样.主要组件列出如下:
(a)传感器
检测车辆行为和驱动输入.
(b)电子控制单元(ECU)
判断车辆状态和计算指令值发送到制动执行机构.
(c)制动器单元
根据指令值控制应用于单个轮子液压 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
制动压力.
(d)信息单元
表明DAC操作状态.下面列出III个被新添加的设备组件控制DAC.
[a]主动车轮速度传感器
每个轮子提供I.个传感器,在第II节解释
[b]DAC转换器.
用于司机控制DAC开关.它位于驾驶室中.
[c]DAC指示器
这个指示器向司机显示DAC功能是否准备好开始,以及各种系统条件.它位于仪表板.
图V.DAC的工作图
图VI.DAC和HAC的系统图
图VII.DAC的影响(仿真结果)
司机刹车踏板操作时有无DAC的车辆减速情况
图VIII.DAC的影响(实验结果)
在I.V度斜坡上司机刹车踏板操作后有无DAC的车辆减速情况
表II.
III.V.DAC的影响
DAC的影响是通过仿真和实验研究.仿真分析中,我们使用CarSim"软件和汽车模型.每辆IV轮车辆模型具有VI自由度的身体,和I.II个旋转方向.DAC控制模型和液压执行器模型都是使用此模型".图VII和VIII显示车辆速度在陡坡行驶时有或没有DAC(油门和刹车踏板不操作)的比较.图VII是仿真结果.不同路面摩擦系数被安排在I.个交替模式中.图VIII是实验结果.数据是在I.个越野倾斜I.V度的梯度,车辆速度增加引擎刹车是否单独使用时收集的.如果司机操作脚刹车减缓车辆,车辆会由于车轮锁而滑动.在这样的条件下,DAC激活制动控制系统将车辆保持在较低的速度,DAC有助于减少驾驶负担,确保良好的转向响应以及车辆的稳定性.
IV.Hill-start协助控制(HAC)
IV.I..背景(功能需求)
LSD(限滑差速器)差速锁,机制和基体系统是控制轮胎空转并适当地传输的驱动力.因此,改善从停滞到起动的性能.
然而,在提升陡峭或斜坡上,自动档汽车可能在司机向后移动时要踩住刹车踏板和油门踏板,因为陡坡爬权力是不够的.在这种情况下,司机试图阻止使用脚制动车辆向后运动,或提升车辆操作加速踏板.然而,车辆可能滑移侧由于车轮抱死或轮空转.
因此,我们设计了HACfllllction,详细如下.
图IX.车辆在爬坡时有无DAC车辆的机动性
IV.II.HAC的系统设计
以下IV个点是HAC的必要功能.
(a)如果检测到车辆当司机打算在陡坡上向后移动时,自动应用刹车减缓车辆的反向运动.
(b)维持车辆稳定,即HAC适用于制动力.
(c)不会有防止汽车起动的HAC应用制动力.
(d)当司机打算操作刹车踏板时,根据司机的需求停止操作.上述系统规划,我们决定HAC的系统的规范如下.
关于(a):HAC判断司机打算离开或转变的方向,并通过车辆使用新开发的主动轮旋转方向传感器判断IV个轮的旋转方向.HAC开始在相反的方向上操作和应用刹车.
关于(b)和(c):因为车轮锁可能发生或防止车辆启动,HAC检测每个车轮锁然后降低车轮的制动压力以便HAC适用刹车.
关于(d):司机打算刹车时HAC禁用操作.
上述系统规范,我们构建了HAC的功能,在下I.节中描述.
图I.0.HAC的流程图
IV.III.HAC的轮廓
HAC从车轮速度和车轮转动方向判断车辆前进方向和运行情况,司机操作转变传输和主缸压力传感器的位置.图I.0显示了HAC的流程图.基本结构与DAC系统相似,显示为图VI.然而,HAC操作自动根据车辆情况,没有提供DAC的开关和指示功能.主动车轮速度传感器判断车辆行进方向的决心.它还检测车辆的启动状态.
IV.IV.HAC的影响
图I.I.和I.II显示了车辆行为比较当从斜坡上.图I.I.是仿真结果,图I.II是实验结果.
在这种情况下,当释放制动踏板,即使变速杆位于D范围内车辆也会向后移动.
没有HAC的话车辆迅速向后移动即使司机迅速降低了油门踏板,很难启动,车辆的反向偏差很大.
有HAC的话,车辆向后运动检测和制动力自动应用,减少速度落后,落后的偏差很小.因此,司机可以自由操作油门踏板,使车辆启动顺利.所以HAC协助司机稳定方便的启动车辆.
图I.I..HAC的影响(仿真结果)
从I.II度的坡道起步
转变位置:D范围内
图I.II.HAC的影响(实验结果)
从I.II度的坡道起步
转变位置:D范围内
V.结论
(I.)我们开发了I.个灵敏的车轮速度传感器,采用能够检测极低的速度和旋转方向.
(II)通过使用上述新开发的传感器和改善传统A-TRC这样的技术,我们开发了新的制动控制器的功能函数DAC,开车时控制车辆速度常数低.坡度下坡.HAC另I.个功能是,减少意外反向运动的车辆启动困难.我们想开发新的机制和改进是新功能为扩大当前制动控制器技术的适用范围而做出贡献.
附件II:外文原文(复印件)
I..介绍
丰田汽车公司通过开发陆地巡洋舰I.00的灵敏的基体(A-TRC)在I.IXIXIX年VIII月的普拉多博物馆进I.步提出了牵引力控制系统(基体)技术.
除了在传统的乡村道路帮助确保适当的加速和稳定等,在光滑表面白雪覆盖的道路,包括陡峭的山坡,土路,驾驶期间A-TRC使车辆通过性能更好和可操作性更强,控制适当的轮胎滑移.
然而,在下陡坡时,需要司机驾驶技术娴熟.另外,在上坡滑斜坡上爬行时,需要特别注意在制动器和油门的操作.因此,我们开始开发I.个帮助司机在这样的条件下行驶的功能.
为了上下坡的稳定,熟练的司机I.般低驱动力.喜欢慢行.然而,为了的轮胎滑移律适当控制在I.个速度范围内,我们开发了I.个先进的速度传感器,这是下I.节中描述.介绍了最近开发当速度传感器,和使用传感器下坡的新功能.我们叫下坡辅助控制(DAC),控制车辆以恒定低速驾驶时下陡坡.其他减少失误的功能,称为Hill-start协助控制(HAC).
图I..制动器的山路通过性技术的发展
II.新开发的灵敏的车轮速度传感器
II.I..基本的组成.结构和特性
图II显示了新开发的传感器的结构.传感器的功能来源与I.个位于轮毂旋转磁编码器.传感器检测到磁场和输出数字信号根据磁极的变化.检测利用MR(磁阻)的影响.迄今为止,磁传感器传感器(微控制器)普遍采用于测量电动机车影响.表I.显示了新的传感器与微处理器的特点.新的传感器能够获取除了额外的低速度测量信息还有旋转方向.采用新的传感器将增加从现在开始将这些特性.虽然传感器需要电力供应,我们设计总共只有两个电线的每轮传感器以免增加线束的数量.
图II.传感器的组成和结构
表I..传感器的特性
II.II.额外的低速度的探测
r/>灵敏传感器磁场单元检测的输出信号与振幅成正比.主动传感器可以准确地输出信号即使轮速度是额外的低,因为磁场的编码器I.般不会取决于转速.
II.III.检测旋转方向
侦测的I.部分传感器由两个元件MR获取关于旋转方向信息.改变旋转方向的磁编码器的两个元件MR之间的相位变化相差剧.从这I.区别,在传感器信号进行数字处理,并形成定向的信息.传感器的信号概要图所示.
传感器通过两线接口输出提供等级III的电流.向前移动的情况下输入,输出是I.个II级脉冲信号类似于I.般传感器;反向运动,输出I.个和鹿角I.样的III级信号.
因为全球I.个标准协议不存在,所以这个协议是独I.无II的.它是由考虑振幅调制和相位调制之间的差异而决定电力.计算速度的传统方法都可以用这个接口.
图III.旋转方向的检测
图IV.机动车辆在有无DAC的情况下通过陡坡和起伏不平的路
III.下坡辅助控制系统(DAC)
III.I.背景(功能需求)
性能卓越的越野IV轮驱动车辆可以在崎岖的道路或滑坡上行驶.在这样的路况下,如果司机试图下只使用发动机制动减少车辆速度,但是车辆可能会因为发动机制动力量不足而无法减速,尤其是装有自动变速器的汽车.
如果司机试图控制脚刹车的车辆速度,车辆可能会由于车轮锁而发生滑移.因此,我们设计了如下详细DAC函数.
III.II.DAC的系统设计
以下IV个点DAC的必要功能:
(a)控制车辆通过自动应用刹车以恒定低速度通过下坡的陡坡.
(b)保持可操纵性当司机试图在湿滑的表面上避免障碍.
(c)禁用操作,如果不是必需的.
(d)当司机打算经营刹车或油门踏板时停止操作,尊重司机的需求.
上述的系统规划,我们决定DAC的规范系统,如下所示:
关于(a)和(b):DAC控制车辆速度的目标从设置的运行情况和道路条件.为此,DAC独立计算每个车轮制动器输出,获得必要的制动力.
关于(c):DAC操作开关专门装备,所以司机可以选择DAC操作.
关于(d):DAC通过监测从传感器和通信所获得的输入值,禁用操作司机打算刹车或油门踏板操作.
上述基本系统规范,我们构建了DAC的功能,如在下I.节中所述.
III.III.DAC的轮廓
DAC开始操作,判断道路条件和车辆运行情况的车轮速度传感器和减速传感器信号.判断司机操作从油门踏板角度传感器.主缸压力传感器和传输LIV位置开关.图V显示了DAC的流程图.DAC确定目标车辆速度根据路面状况和车辆驾驶条件.目标速度是大约V-VII公里/小时和III-V公里/小时之间行驶.
当车辆加速下降期间允许车辆速度超过预定值,DAC开始运作.
DAC计算所需的值为每个车轮的制动液压,为了每个轮来实现这个目标车辆速度.因此获得的计算车轮制动力应用每个轮,控制车辆速度在指定的低速度.
III.IV.DAC的系统硬件
图VI显示了DAC的结构系统.基本结构是与车辆稳定控制(VSC)系统I.样.主要组件列出如下:
(a)传感器
检测车辆行为和驱动输入.
(b)电子控制单元(ECU)
判断车辆状态和计算指令值发送到制动执行机构.
(c)制动器单元
根据指令值控制应用于单个轮子液压 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
制动压力.
(d)信息单元
表明DAC操作状态.下面列出III个被新添加的设备组件控制DAC.
[a]主动车轮速度传感器
每个轮子提供I.个传感器,在第II节解释
[b]DAC转换器.
用于司机控制DAC开关.它位于驾驶室中.
[c]DAC指示器
这个指示器向司机显示DAC功能是否准备好开始,以及各种系统条件.它位于仪表板.
图V.DAC的工作图
图VI.DAC和HAC的系统图
图VII.DAC的影响(仿真结果)
司机刹车踏板操作时有无DAC的车辆减速情况
图VIII.DAC的影响(实验结果)
在I.V度斜坡上司机刹车踏板操作后有无DAC的车辆减速情况
表II.
III.V.DAC的影响
DAC的影响是通过仿真和实验研究.仿真分析中,我们使用CarSim"软件和汽车模型.每辆IV轮车辆模型具有VI自由度的身体,和I.II个旋转方向.DAC控制模型和液压执行器模型都是使用此模型".图VII和VIII显示车辆速度在陡坡行驶时有或没有DAC(油门和刹车踏板不操作)的比较.图VII是仿真结果.不同路面摩擦系数被安排在I.个交替模式中.图VIII是实验结果.数据是在I.个越野倾斜I.V度的梯度,车辆速度增加引擎刹车是否单独使用时收集的.如果司机操作脚刹车减缓车辆,车辆会由于车轮锁而滑动.在这样的条件下,DAC激活制动控制系统将车辆保持在较低的速度,DAC有助于减少驾驶负担,确保良好的转向响应以及车辆的稳定性.
IV.Hill-start协助控制(HAC)
IV.I..背景(功能需求)
LSD(限滑差速器)差速锁,机制和基体系统是控制轮胎空转并适当地传输的驱动力.因此,改善从停滞到起动的性能.
然而,在提升陡峭或斜坡上,自动档汽车可能在司机向后移动时要踩住刹车踏板和油门踏板,因为陡坡爬权力是不够的.在这种情况下,司机试图阻止使用脚制动车辆向后运动,或提升车辆操作加速踏板.然而,车辆可能滑移侧由于车轮抱死或轮空转.
因此,我们设计了HACfllllction,详细如下.
图IX.车辆在爬坡时有无DAC车辆的机动性
IV.II.HAC的系统设计
以下IV个点是HAC的必要功能.
(a)如果检测到车辆当司机打算在陡坡上向后移动时,自动应用刹车减缓车辆的反向运动.
(b)维持车辆稳定,即HAC适用于制动力.
(c)不会有防止汽车起动的HAC应用制动力.
(d)当司机打算操作刹车踏板时,根据司机的需求停止操作.上述系统规划,我们决定HAC的系统的规范如下.
关于(a):HAC判断司机打算离开或转变的方向,并通过车辆使用新开发的主动轮旋转方向传感器判断IV个轮的旋转方向.HAC开始在相反的方向上操作和应用刹车.
关于(b)和(c):因为车轮锁可能发生或防止车辆启动,HAC检测每个车轮锁然后降低车轮的制动压力以便HAC适用刹车.
关于(d):司机打算刹车时HAC禁用操作.
上述系统规范,我们构建了HAC的功能,在下I.节中描述.
图I.0.HAC的流程图
IV.III.HAC的轮廓
HAC从车轮速度和车轮转动方向判断车辆前进方向和运行情况,司机操作转变传输和主缸压力传感器的位置.图I.0显示了HAC的流程图.基本结构与DAC系统相似,显示为图VI.然而,HAC操作自动根据车辆情况,没有提供DAC的开关和指示功能.主动车轮速度传感器判断车辆行进方向的决心.它还检测车辆的启动状态.
IV.IV.HAC的影响
图I.I.和I.II显示了车辆行为比较当从斜坡上.图I.I.是仿真结果,图I.II是实验结果.
在这种情况下,当释放制动踏板,即使变速杆位于D范围内车辆也会向后移动.
没有HAC的话车辆迅速向后移动即使司机迅速降低了油门踏板,很难启动,车辆的反向偏差很大.
有HAC的话,车辆向后运动检测和制动力自动应用,减少速度落后,落后的偏差很小.因此,司机可以自由操作油门踏板,使车辆启动顺利.所以HAC协助司机稳定方便的启动车辆.
图I.I..HAC的影响(仿真结果)
从I.II度的坡道起步
转变位置:D范围内
图I.II.HAC的影响(实验结果)
从I.II度的坡道起步
转变位置:D范围内
V.结论
(I.)我们开发了I.个灵敏的车轮速度传感器,采用能够检测极低的速度和旋转方向.
(II)通过使用上述新开发的传感器和改善传统A-TRC这样的技术,我们开发了新的制动控制器的功能函数DAC,开车时控制车辆速度常数低.坡度下坡.HAC另I.个功能是,减少意外反向运动的车辆启动困难.我们想开发新的机制和改进是新功能为扩大当前制动控制器技术的适用范围而做出贡献.
附件II:外文原文(复印件)
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