考虑制动意图的车辆制动力分配控制策略

针对车辆制动时因轴荷转移造成的前后车轮不同时抱死及舒适性不足的问题，提出了一种考虑制动意图识别的制动力分配控制策略。采用模糊控制器设计了一种七输入单输出的制动意图识别模型，为避免工程实际因素对制动器造成的制动力分配不均现象，依据识别结果提出了基于车轴载荷并通过前后车轮减速度与参考车速进行反馈修正的制动力分配控制策略。仿真结果表明，在不同路面附着条件下，所提出的策略均能满足制动力分配要求，保证车辆制动时的稳定性和舒适性。

近年来，随着汽车线控技术和智能网联技术水平的不断升级，车辆制动安全性研究得到了许多学者的广泛关注[1]。防抱死系统(Anti-lock braking system, ABS)、自适应巡航(Adaptive Cruise Control, ACC)及自动刹车系统(Autonomous Emergency Braking, AEB)的开发与应用虽然有效提高了车辆的安全性能， 但ABS 控制系统无法在车轮抱死前对车轮进行制动力分配， 会出现ABS 频繁干预的情况， 导致制动过程中出现制动噪声和踏板抖动等现象[2]。ACC 与AEB 控制系统均以安全距离模型作为最主要的控制策略之一，很少考虑制动力分配的问题，导致其介入制动时车辆舒适性较差，不利于车上人员的驾驶体验。

电子制动力分配系统(Electronic brake force distribution, EBD)在不添加任何硬件资源的基础上，通过升级ABS 控制软件实现了在ABS 工作之前提前分配车轮制动力， 提升驾驶舒适性[3]。

关于EBD 控制系统中对于车辆制动时的前后轴制动力分配的控制策略的研究，引起了国内外学者的重视。文献[4]通过分析混合线控制动系统制动力控制规律， 提出了一种制动力精确调节PI 控制策略；文献[5]提出了一种基于分层控制的制动力分配方法，分别采用减速度与基于理想减速度的轴间制动力分配控制策略作为上下层控制；文献[6]提出了一种基于载荷和滑移率反馈的客车制动力分配控制算法，有效提高了制动时制动力分配精度；文献[7]提出了基于单轮制动失效的制动力优化分配，采用二次规划方法对制动力进行重新规划控制；文献[8]提出了汽车在转弯过程中，实施制动时的极限工况下制动力优化分配控制策略；文献[9]提出了一种分成式制动力控制架构，有效提高了商用车制动时的制动力分配。

本文通过结合当前制动系统电子化的发展趋势，采用模糊控制的方法提出了一种对制动意图的识别策略，并基于制动意图识别结果和前后轴载荷，利用车轮减速度与参考车速的反馈调节，设计了制动力分配控制策略，通过PID 控制器调节制动压力，以确保制动时的稳定性和舒适性。

2. 模型搭建与制动力分配原理 2.1. 车辆模型与轮胎模型 2.1.1. 车辆模型 为了更真实的表现车辆行驶时在制动工况下的纵向动力学特性，通过分析制动过程中前后轴制动力随着载荷转移的变化规律[10]，建立了汽车纵向及车轮旋转动力学模型：