可自标定与在线自适应的电控气压制动系统压力控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种可自标定与在线自适应的电控气压制动系统的压力控制方法，包括以下步骤：S1.1、制动压力控制请求；S1.2、进气过程的条件判断；S1.3、记录进气开关电磁阀的开关状态；S1.4、进气过程结束进气阈值c1的更新；S1.5、排气过程的条件判断；S1.6、记录排气开关电磁阀的开关状态；S1.7、排气过程结束进气阈值c2的更新；S1.8、保压过程的条件判断。本发明专利技术的压力控制方法控制周期短、压力控制精度高，既保证了制动压力调控模块压力控制的高精度又保证了商用车气压制动系统的鲁棒性与稳定性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
可自标定与在线自适应的电控气压制动系统压力控制方法


[0001]本专利技术涉及商用车电控气压制动系统(Pneumatic Electric Braking System,PEBS)领域，更具体地，涉及针对PEBS车桥中制动压力调控模块的电控气压制动系统压力控制方法。

技术介绍

[0002]随着汽车电子技术的更新与进步，商用车制动安全系统被持续优化，商用车制动安全系统的性能提升是应对未来车辆高安全性需求的重要研究方向。常规的机械制动系统由于气路过长导致制动压力响应较慢，电控气压制动系统(Pneumatic Electric Braking System,PEBS)结合了常规气制动和电子控制，通过电控气的方式可有效地减少制动系统气路长度、缩短制动距离，提升制动响应速度。
[0003]PEBS中的制动压力调控模块主要由控制器、高速开关电磁阀、继动阀及机械零部件等组成。由于所采用的继动阀需要通过改变其控制腔压力来改变活塞位置调控制动压力，其存在明显的迟滞特性。此外，不同批次的制动压力调控模块的迟滞特性并不完全相同。有效应对PEBS中制动压力调控模块的迟滞现象进行压力精确控制可显著地提升商用车的制动性能，同时控制方法能否有效地自适应不同批次压力调控模块对于未来商用车电子制动系统的完善和发展至关重要。
[0004]现有的PEBS制动压力调控模块缺乏控制参数在线自适应过程来应对车辆行驶过程中制动压力调控模块性能的改变，同时控制方法多采用脉冲宽度调制(PWM)的方式控制进、排气电磁阀在一定周期内的开启时间来实现制动压力的调节。但使用PWM控制时，控制器的控制周期必须不小于PWM周期，一般地，适当缩短控制器周期有助于提升其控制效果，因此，有必要探寻通过直接控制进、排气电磁阀开关状态的控制方法以进一步提升系统控制性能及开发一种控制参数在线自适应方法以满足商用车制动系统的稳定性和鲁棒性。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术提供一种可自标定与在线自适应的电控气压制动系统压力控制方法。
[0006]本专利技术的可自标定与在线自适应的电控气压制动系统压力控制方法是基于前一段时间内的若干采样周期内进、排气电磁阀开关状态进行预测控制，与现有脉冲宽度调制压力控制方法相比，其控制周期更短、压力控制精度更高。
[0007]本专利技术提出的压力预测控制方法和控制参数自标定与在线自适应方法联合应用既保证了制动压力调控模块压力控制的高精度又保证了商用车气压制动系统的鲁棒性与稳定性。
[0008]为了达到上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：
[0009]一种可自标定与在线自适应的电控气压制动系统的压力控制方法，包括以下步骤：
[0010]S1.1、制动压力控制请求
[0011]驾驶员踩下制动踏板时，主控器将踏板力度转化成目标压力信号并发送给制动压力调控模块的控制器；
[0012]S1.2、进气过程的条件判断
[0013]控制器接收到主控器发来的目标压力信号时进行压力控制，所述进气过程判断条件为公式1：当实际压力P
c
小于目标压力P
t
与进气阈值c1、进气起始阈值h1的差时，进气电磁阀开启，表征所述进气过程；
[0014]P
c
＜P
t
‑
c1‑
h1ꢀꢀꢀ
公式1
[0015]公式1中，P
c
为实际压力，单位为Mpa；P
t
为目标压力，单位为Mpa；c1为进气阈值，单位为Mpa；h1为进气起始阈值，单位为Mpa；
[0016]S1.3、记录进气开关电磁阀的开关状态
[0017]记录进气过程进气电磁阀的开关状态，进气电磁阀开启则a
k
记为1，未开启则a
k
记为0；
[0018]S1.4、进气过程结束进气阈值c1的更新
[0019]进气阈值c1为前N个时刻进气电磁阀开关状态的和；进气阈值c1通过公式2计算：
[0020][0021]公式2中，c1为进气阈值，单位为Mpa；w为进气阈值系数，单位为Mpa；N为当前时刻之前的控制周期Ts的个数；a
k
为当前时刻之前的k时刻的进气开关电磁阀的开关状态，具体值为0或1；
[0022]S1.5、排气过程的条件判断
[0023]所述排气过程判断条件为公式3：当所述实际压力P
c
大于所述目标压力P
t
、排气阈值c2、排气起始阈值h2的和时，排气电磁阀开启，表征所述排气过程；
[0024]P
c
＞P
t
+c2+h2ꢀꢀꢀ
公式3
[0025]公式3中，P
c
为实际压力，单位为Mpa；P
t
为目标压力，单位为Mpa；c2为排气阈值，单位为Mpa；h2为排气起始阈值，单位为Mpa；
[0026]S1.6、记录排气开关电磁阀的开关状态
[0027]记录排气过程排气电磁阀的开关状态，排气电磁阀开启则b
k
记为1，未开启则b
k
记为0；
[0028]S1.7、排气过程结束进气阈值c2的更新
[0029]排气阈值c2为前N个时刻排气电磁阀开关状态的和；排气阈值c2通过公式4计算：
[0030][0031]公式4中，c2为排气阈值，单位为Mpa；s为排气阈值系数，单位为Mpa；N为当前时刻之前的控制周期Ts的个数；b
k
为当前时刻之前的k时刻的排气开关电磁阀的开关状态，具体值为0或1；
[0032]S1.8、保压过程的条件判断
[0033]所述进气电磁阀和排气电磁阀都关闭时为所述保压过程。
[0034]进气起始阈值h1＝0.01MPa，排气起始阈值h2＝0.01MPa。
[0035]所述压力控制方法还包括阈值系数自标定方法，该方法在制动压力调控模块出厂时进行，包括以下步骤：
[0036]S2.1、目标压力信号的生成；
[0037]为了模拟车辆制动时驾驶员在常规工况下缓慢制动和紧急工况下紧急制动的踏板力度，所述自标定方法中自动生成的目标压力信号设定为模拟常规工况下缓慢制动的斜坡信号和模拟紧急工况下紧急制动的阶跃信号；所述斜坡信号按照自标定方法的控制周期，采用固定梯度产生线性的目标压力P
t,slope
；所述阶跃信号按照自标定方法的控制周期，产生目标压力P
t,step
；其中P
t,(step,slope)max
为设定的目标压力最大值；Δt
max
为时间记录器的最大值；Δt1为时间记录器的某中间值；
[0038]自标定方法需要对所设定的n个进气阈值系数w和排气阈值系数s进行标定，故产生斜坡和阶跃的目标压力信号循环数各为n个；同时，所述自标定过程具体实施方式为设定n个进气阈值系数w和排气阈本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可自标定与在线自适应的电控气压制动系统的压力控制方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：S1.1、制动压力控制请求驾驶员踩下制动踏板时，主控器将踏板力度转化成目标压力信号并发送给制动压力调控模块的控制器；S1.2、进气过程的条件判断控制器接收到主控器发来的目标压力信号时进行压力控制，所述进气过程判断条件为公式1：当实际压力P
c
小于目标压力P
t
与进气阈值c1、进气起始阈值h1的差时，进气电磁阀开启，表征所述进气过程；P
c
＜P
t
‑
c1‑
h1ꢀꢀꢀꢀ
公式1公式1中，P
c
为实际压力，单位为Mpa；P
t
为目标压力，单位为Mpa；c1为进气阈值，单位为Mpa；h1为进气起始阈值，单位为Mpa；S1.3、记录进气开关电磁阀的开关状态记录进气过程进气电磁阀的开关状态，进气电磁阀开启则a
k
记为1，未开启则a
k
记为0；S1.4、进气过程结束进气阈值c1的更新进气阈值c1为前N个时刻进气电磁阀开关状态的和；进气阈值c1通过公式2计算：公式2中，c1为进气阈值，单位为Mpa；w为进气阈值系数，单位为Mpa；N为当前时刻之前的控制周期Ts的个数；a
k
为当前时刻之前的k时刻的进气开关电磁阀的开关状态，具体值为0或1；S1.5、排气过程的条件判断所述排气过程判断条件为公式3：当所述实际压力P
c
大于所述目标压力P
t
、排气阈值c2、排气起始阈值h2的和时，排气电磁阀开启，表征所述排气过程；P
c
＞P
t
+c2+h2ꢀꢀꢀꢀ
公式3公式3中，P
c
为实际压力，单位为Mpa；P
t
为目标压力，单位为Mpa；c2为排气阈值，单位为Mpa；h2为排气起始阈值，单位为Mpa；S1.6、记录排气开关电磁阀的开关状态记录排气过程排气电磁阀的开关状态，排气电磁阀开启则b
k
记为1，未开启则b
k
记为0；S1.7、排气过程结束进气阈值c2的更新排气阈值c2为前N个时刻排气电磁阀开关状态的和；排气阈值c2通过公式4计算：公式4中，c2为排气阈值，单位为Mpa；s为排气阈值系数，单位为Mpa；N为当前时刻之前的控制周期Ts的个数；b
k
为当前时刻之前的k时刻的排气开关电磁阀的开关状态，具体值为0或1；S1.8、保压过程的条件判断所述进气电磁阀和排气电磁阀都关闭时为所述保压过程。2.如权利要求1所述的可自标定与在线自适应的电控气压制动系统的压力控制方法，
其特征在于：进气起始阈值h1＝0.01MPa，排气起始阈值h2＝0.01MPa。3.如权利要求1所述的可自标定与在线自适应的电控气压制动系统的压力控制方法，其特征在于：所述压力控制方法还包括阈值系数自标定方法，该方法在制动压力调控模块出厂时进行，包括以下步骤：S2.1、目标压力信号的生成；为了模拟车辆制动时驾驶员在常规工况下缓慢制动和紧急工况下紧急制动的踏板力度，所述自标定方法中自动生成的目标压力信号设定为模拟常规工况下缓慢制动的斜坡信号和模拟紧急工况下紧急制动的阶跃信号；所述斜坡信号按照自标定方法的控制周期，采用固定梯度产生线性的目标压力P
t,slope
；所述阶跃信号按照自标定方法的控制周期，产生目标压力P
t,step
；其中P
t,(step,slope)max
为设定的目标压力最大值；Δt
max
为时间记录器的最大值；Δt1为时间记录器的某中间值；自标定方法需要对所设定的n个进气阈值系数w和排气阈值系数s进行标定，故产生斜坡和阶跃的目标压力信号循环数各为n个；同时，所述自标定过程具体实施方式为设定n个进气阈值系数w和排气阈值系数s，依次跟踪自动生成的目标压力信号，获取由不同阈值系数的压力响应所得到的评价指标值；S2.2、自标定评价指标的选择与计算；第一自标定评价指标为某一个目标压力信号进气段或排气段在一个Δt1内的的和，表征了实际压力跟踪主控器发出的目标压力的精度，故在目标压力信号相同，阈值系数不同时，第一自标定评价指标越小，表征压力响应精度越高；的计算公式为：公式5中，为目标压力P
t
与实际压力P
c
差值的绝对值的平方；为k时刻的目标压力，单位为Mpa；为k时刻的实际压力，单位为Mpa；P
d
为惩罚系数；的计算公式为：公式6中，为某一个目标压力信号进气段或排气段在一个Δt1内的的和，表征了实际压力跟踪主控器发出的目标压力的精度；所述T
m
为压力响应过程中的保压时间；在所述自动生成的目标压力信号一个Δt1内的压力响应过程中，进、排气电磁阀由开始关闭到再次开启的时间为T
m
；T
m
的具体取值范围为：t
low
＜T
m
＜t
up
ꢀꢀꢀꢀ
公式7公式7中，T
m
为所述自动生成的目标压力信号一个Δt1内的压力响应过程中进、排气电磁阀由开始关闭到再次开启的时间，单位ms；t
low
为所述保压时间限制条件的下限，单位为ms；t
up
为所述保压时间限制条件的上限，单位为ms；处于所述限制条件的保压过程越多，越能表征压力响应快，为了与所述第一自标定评
价指标进行权重计算，设...

【专利技术属性】
技术研发人员：武秀恒，孙亮，赵晋海，熊豪，宋正河，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：