一种线控制动车辆滑移率控制方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种线控制动车辆滑移率控制方法和系统，包括以下步骤：基于采集的被控车辆的车辆速度、车轮转速以及当前路面附着系数，判断是否需要对滑移率控制进行激活：若需要激活则基于预先构建的面向控制的滑移率控制系统模型以及预设性能控制策略，对路面附着系数进行估计，并由车辆自身电机伺服线控制动系统利用估计得到的路面附着系数对被控车辆进行控制；否则，由车辆自身电机伺服线控制动系统利用当前路面附着系数对被控车辆进行控制。采用本发明专利技术方法，车辆制动滑移过程中的关键参数滑移率的动态及稳态响应误差均可以在有限时间内收敛到预先设定的误差边界内。因此，本发明专利技术可以广泛应用于车辆的滑移率控制。本发明专利技术可以广泛应用于车辆的滑移率控制。本发明专利技术可以广泛应用于车辆的滑移率控制。

【技术实现步骤摘要】
一种线控制动车辆滑移率控制方法和系统


[0001]本专利技术提出了一种线控制动车辆滑移率控制方法和系统，涉及车辆线控制动领域。

技术介绍

[0002]自动驾驶是引领未来的颠覆性技术，将对社会发展产生深远影响，是全球汽车产业升级和交通发展模式变革的战略制高点。其中，滑移率控制是确保车辆在制动过程中保持稳定的关键因素，是精确处理紧急避撞的前提，对于实现高级别无人驾驶，拓宽自动驾驶的安全边界、加速技术落地具有重要意义。
[0003]作为自动驾驶车辆的核心底层技术，线控制动技术的发展为滑移率控制注入了更多的可能性，不同的线控制动系统对于实现滑移率控制有着不同的影响。电机伺服式液压线控制动系统以伺服电机推动制动主缸实现主动制动。根据伺服电机和驾驶员是否直接推动统一制动主缸，电机伺服式液压线控制动系统可以进一步分为以博世iBooster为代表的单主缸方案和以大陆MKC1为代表的双主缸方案。无论是单主缸还是双主缸方案，电机伺服推动主缸制动液实现主动制动均为该种液压线控制动系统的实现技术原理。其系统控制简单，响应速度快，因此在滑移率控制上具有很大的优势，具备精密控制车辆滑移率的潜力。
[0004]然而，自动驾驶对安全性的要求很高，当前紧急避撞工况下车辆的可控性不足、控制不精确严重限制了自动驾驶技术的落地和推广。目前自动驾驶主要应用于常规行驶工况，无法应对高速避撞等突发工况，这也是导致自动驾驶事故的重要原因之一。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种线控制动车辆滑移率控制方法和系统，针对电机伺服式液压线控制动系统响应速度快、响应精度高的特点，设计了基于预设性能的精密滑移率控制方法。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：
[0007]第一方面，本专利技术提供一种线控制动车辆滑移率控制方法，包括以下步骤：
[0008]基于采集的被控车辆的车辆速度、车轮转速以及当前路面附着系数，判断是否需要对滑移率控制进行激活：
[0009]若需要激活则基于预先构建的面向控制的滑移率控制系统模型以及预设性能控制策略，对路面附着系数进行估计，并由车辆自身电机伺服线控制动系统利用估计得到的路面附着系数对被控车辆进行控制；
[0010]否则，由车辆自身电机伺服线控制动系统利用当前路面附着系数对被控车辆进行控制。
[0011]进一步，所述判断是否需要对滑移率控制进行激活，包括：
[0012]基于采集的被控车辆的车辆速度和车轮转速得到当前的车辆滑移率；
[0013]将当前的车辆滑移率与预设的滑移率控制触发阈值进行比较，若滑移率控制触发
阈值大于当前的车辆滑移率，则触发滑移率控制模式。
[0014]进一步，所述基于预先构建的面向控制的滑移率控制系统模型以及预设性能控制策略，对路面附着系数进行估计，包括：
[0015]采集被控车辆车轮所受地面支撑力和当前路面附着系数，生成最优滑移率目标值；
[0016]基于最优滑移率目标值和被控车辆的当前滑移率，采用预设性能控制策略对路面附着系数进行估计。
[0017]进一步，所述采集被控车辆车轮所受地面支撑力和当前路面附着系数，生成最优滑移率目标值，包括：
[0018]对被控车辆在运行过程中车轮的受力情况进行分析，并建立轮胎动力学模型；
[0019]确定被控车辆的滑移率动力学模型；
[0020]基于建立的轮胎动力学模型和滑移率动力学模型，得到面向控制的滑移率控制系统模型；
[0021]基于面向控制的滑移率控制系统模型以及被控车辆车轮所受地面支撑力和当前路面附着系数，计算得到最优滑移率目标值。
[0022]进一步，所述基于最优滑移率目标值和被控车辆的当前滑移率，采用预设性能控制策略对路面附着系数进行估计，包括：
[0023]根据滑移率控制系统和电机伺服线控制动系统的状态响应要求，选取预设性能参数，设计预设性能函数；
[0024]基于确定的预设性能函数，进行第一次误差变换，得到中间控制输入量x
2d
从而实现通过预设性能函数对系统误差的约束；
[0025]基于确定的预设性能函数，进行第二次误差变量，得到路面附着系数。
[0026]进一步，所述预设性能函数为：
[0027][0028]其中，φ1(t)为光滑函数，且其满足下述条件：
[0029]a、φ1(t)单调递减，并且φ1(t)＞0；
[0030]b、在初始条件下，φ1(0)＞|e1(0)|；
[0031]c、当时间趋近与无穷大时，函数的极限存在，且
[0032]d、δ
10
≥δ
1∞
＞0,
[0033]其中，δ
10
、δ
1∞
和a1分别代表预先设定的合理移率控制误差的上边界，下边界以及收敛速度，均无单位。
[0034]进一步，所述电机伺服线控制动系统的输入为：
[0035][0036]其中，u代表电机伺服线控制动系统的位移控制输入，单位为m。
[0037]第二方面，本专利技术提供一种线控制动车辆滑移率控制系统，包括：
[0038]激活判断模块，用于基于采集的被控车辆的车辆速度、车轮转速以及当前路面附着系数，判断是否需要对滑移率控制进行激活，若需要激活则发送信号到路面附着系数估计模块，否则发送信号到车辆自身电机伺服线控制动系统：
[0039]滑移率控制模块，用于基于预先构建的面向控制的滑移率控制系统模型以及预设性能控制策略，对路面附着系数进行估计，并由车辆自身电机伺服线控制动系统利用估计得到的路面附着系数对被控车辆进行控制；
[0040]常规控制模块，用于车辆自身电机伺服线控制动系统利用当前路面附着系数对被控车辆进行控制。
[0041]第三方面，本专利技术提供一种处理设备，所述处理设备至少包括处理器和存储器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序时执行以实现所述线控制动车辆滑移率控制方法的步骤。
[0042]第四方面，本专利技术提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令可被处理器执行以实现所述线控制动车辆滑移率控制方法的步骤。
[0043]本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
[0044]本专利技术通过预设性能方法，线控制动车辆的滑移率响应的瞬态和稳态性能可以预先设定，从而满足技术发展的要求；相比于传统基于经验的比例
‑
微分
‑
积分方法，本专利技术具有基于模型的精确特性；相比于普通的诸如滑膜控制方法，本专利技术具有提前预设滑移率动态、稳态响应的特性；本专利技术可以实现预先设定车辆的滑移率控制的瞬态和稳态响应要求，通过严谨的数学证明，滑移率在本方法的控制下必然实现预先设定的性能。本专利技术提出的方法能够提高基于电机伺服式线控制动系统的车辆滑移率控制精度，保证更为精确的制动力输出。本专利技术对于提高未来高级别线控自动驾驶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种线控制动车辆滑移率控制方法，其特征在于，包括以下步骤：基于采集的被控车辆的车辆速度、车轮转速以及当前路面附着系数，判断是否需要对滑移率控制进行激活：若需要激活则基于预先构建的面向控制的滑移率控制系统模型以及预设性能控制策略，对路面附着系数进行估计，并由车辆自身电机伺服线控制动系统利用估计得到的路面附着系数对被控车辆进行控制；否则，由车辆自身电机伺服线控制动系统利用当前路面附着系数对被控车辆进行控制。2.如权利要求1所述的一种线控制动车辆滑移率控制方法，其特征在于，所述判断是否需要对滑移率控制进行激活，包括：基于采集的被控车辆的车辆速度和车轮转速得到当前的车辆滑移率；将当前的车辆滑移率与预设的滑移率控制触发阈值进行比较，若滑移率控制触发阈值大于当前的车辆滑移率，则触发滑移率控制模式。3.如权利要求2所述的一种线控制动车辆滑移率控制方法，其特征在于，所述基于预先构建的面向控制的滑移率控制系统模型以及预设性能控制策略，对路面附着系数进行估计，包括：采集被控车辆车轮所受地面支撑力和当前路面附着系数，生成最优滑移率目标值；基于最优滑移率目标值和被控车辆的当前滑移率，采用预设性能控制策略对路面附着系数进行估计。4.如权利要求3所述的一种线控制动车辆滑移率控制方法，其特征在于，所述采集被控车辆车轮所受地面支撑力和当前路面附着系数，生成最优滑移率目标值，包括：对被控车辆在运行过程中车轮的受力情况进行分析，并建立轮胎动力学模型；确定被控车辆的滑移率动力学模型；基于建立的轮胎动力学模型和滑移率动力学模型，得到面向控制的滑移率控制系统模型；基于面向控制的滑移率控制系统模型以及被控车辆车轮所受地面支撑力和当前路面附着系数，计算得到最优滑移率目标值。5.如权利要求3所述的一种线控制动车辆滑移率控制方法，其特征在于，所述基于最优滑移率目标值和被控车辆的当前滑移率，采用预设性能控制策略对路面附着系数进行估计，包括：根据滑移率控制系统和电机伺服线控制动系统的状态响应要求，选取预设性能参数，设计预设性能函数；基于确定的预设性能函数，进行第一次误差变换，得到中间控制输入量x
2d
从而实现通过预设性能函数对系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：季园，张俊智，何承坤，韩金恒，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：