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铰接式车制动力分配优化策略AvestaGoodarzia , Mohammad Behmadia and EbrahimEsmailzadehb *伊朗科技大学，汽车工程系，Tehran, ，伊朗安大略大学技术学院，工程和应用科学学院，Oshawa ，安大略省，加拿大（接收于2007年7月30日，最后版本接收于2008年3月6日）车辆的最小停止距离取决于车轮抱死之前所能实现的最大减速。制动力分配在车辆停止距离和稳定性中起着重要而严重的角色。通过使用可变制动力分配的制动系统可以实现改进。一般地，对于一个设计正确的车辆制动系统至关重要的是，在单个已知是空载和加载车辆轴之间理想的制动力分配。对于两轴汽车,这些关系是简单的,或者可以依据车辆减速或依据充当前桥制动力量的后轴制动力量。然而，对于一个拖拉机半挂车，由于拖拉机轴载荷加载是加载和拖车的制动力的关系函数，分析会更复杂。在这篇文章中，提出了一个实现制动力分配策略的新方法。为此要实施一个数学优化程序。这个定义为创新制动力分布的对策是基于轮滑，可以在不同减速水平下提高车辆的稳定性。关键词：制动力分配；拖挂车；优化；车轮滑移引言在车辆的制动系统设计中，首先考虑的是制动性能。制动系统应做到在任意道路条件下，尽快使车辆以一种稳定且可控的方式停下或者减速，并能保持车辆的行驶方向。重型车辆，尤其是拖挂车辆的稳定性是一个非常重要且复杂的问题。牵引车系统在已知条件下存在内在不稳定性，例如高速下大力制动。在这样的条件下，被动的制动系统无法一直保持稳定性，即使这些系统是在良好的操作情况下。图1. 牵引车轴和挂接车的锁定载荷感测比例阀(LSPV)用于调整轴间制动力适应于这些轴上的正向力以及调整接近实际的制动力达到理想制动力分布，但这些阀门操作是基于后悬挂装置的静载挠度（the static deflection静载弯曲；静态压缩量），以及它们无法补偿在前轴和后轴之间转移的动态荷载。制动力分配在车辆的稳定性及安全性起着重要而严肃的作用。就像汽车，车辆稳定性要求，牵引车的前轴首先锁上，然后到牵引轴，最后是后轴锁上。当牵引车转向轴锁定时，牵引车只能想前进方向移动，这叫做plow-out。当平衡悬架轴锁定时，平衡悬架轴过度旋转，这叫牵引车相对拖车成转角（jack-knifing），所以要恢复它的姿势是不可能的。同理的，当半挂车轴锁定时，半挂车在轨道之外的情形叫做拖车摆动[7] (图 1)。美国公路安全管理局所做的实验清晰地展示了首先锁定前制动带来的有关更短的刹车距离以及提高安全性方面的安全效益，即使是当车辆在滑的路面上转弯的时候制动。在现代的制动系统中，例如电控制动力分配系统，运用根据自动防滑控制形成的复杂算法，能智能地实现带来更高安全性和更短停车距离的制动力分配。在欧洲和亚洲，前轴与后轴之间的以及挂接车上的制动力分配是由符合依赖性比例阀维持的。这个阀门是复杂的，昂贵的和维护频率高的，而且它所提供的制动力分配并非最优的[6]。车辆模型对于一辆挂接车，载荷和牵引车制动力共同影响牵引车的轴荷。使用图2.所给出的专用术语，制动力和力矩平衡的公式等于动态轴荷的效益。图2.拖拉机挂车的几何与荷载配置图3.常态动态轴制动力在理想的条件下，也就是，a=μ，所有有效的道路摩擦被充分利用，制动力与动态轴荷载直接相关。每一个轴的理想制动力可由以下公式计算得出：一辆特定的空载及满载情况关于等式（4）、（5）和（6）的车辆在图3.列举。传统的制动力曲线上任意一点都代表着最优制动，或者说，.对于前后、轴的减速效果等于疲劳道路摩擦系数下的一种状态。制动力分配的现代方法众所周知，机械装置（力学装置）实现传统所需的制动力分布的能力是有限的。这是因为这个机械装置系统存在一些弱点，如下：?它们并不完全与其它全机械装置般被操控。因此不精确符合曲线。?它们不能根据乘凉重量变化而改变它们的特性。在现代系统，例如大家所知道的EBD系统，为了克服上述不足，刹车力分布使用了一个有效的基于反馈信号电子控制系统。大多数EBD系统使用轮子华东的反馈来控制刹车力分布。一个EBD利用ABS硬件可作为一个“智能制动例阀”运行。不像传统的机械比例阀，被曲线拐点和斜率的设计限制着，EBD的算法依赖于持续监视后轮滑动的闭环反馈，调节制动管压力使后轮尽可能合适。一个传统制动力分配系统的控制算法的发展的基本概念是前轴和后轴的滑动区别应该最小或相等。.Sf=Sm,(7)Sm =Sr,(8)Sf和Sm分别代表牵引车前轮滑和后轮滑，Sr是拖挂车轮滑。合并后的车辆动力学制动方程，纵向荷载传递方程和轮胎模式的纯滑动公式是同时考虑解决的。2×Fxf +2×Fxm+2×Fxr =(W1+W2)ax,(9)Fxi=Disin(Citan?1(BiSi?Ei(BiSi?tan?1(BiSi))))=