CN110733480A - 一种基于反馈增量pid控制的刹车控制***下层控制器 - Google Patents

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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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Abstract

本发明公开了一种基于反馈增量PID控制的刹车控制***下层控制器，它涉及刹车控制器的控制设计技术领域。具体的控制步骤如下：所述下层控制器本体接收上层控制器给予的期望加速度值，当给定车辆速度的期望加速度为负值时，通过降低动力输出和发动机拖拽实现第一段减速度，当制动力矩与底盘力矩比值达到最大值后，第一段减速度无法满足要求时，制动控制器和底盘控制***响应，通过PID控制反馈调节，使实际加速度在短时间内达到期望加速度，控制车辆制动状态。本发明的优点在于：下层控制器对于上层控制器输出的参数进行优化，将上层控制器给予的期望加速度值转化为制动力矩与底盘力矩，输出最优的发动机扭矩和主缸压力，达到更优化的控制。

Description

一种基于反馈增量PID控制的刹车控制***下层控制器
技术领域
本发明涉及刹车控制器的控制设计技术领域，具体涉及一种基于反馈增量PID控制的刹车控制***下层控制器。
背景技术
刹车控制***是ADAS***各大功能中的子功能之一，目的是通过车辆纵向运动进行自动控制，以减少驾驶员在制动时的反应时间，保障行车安全。当车辆行驶中外部阻力不足以满足所需的加速度时，刹车控制***通过调节制动力矩与制动底盘的压力之比来调节车辆的制动。制动控制器与制动底盘协调动作，使车达到期望的加速度，从而改善行车应急状况时的安全性能。刹车控制***主要包括上层控制器和下层控制器。在一段***中下层控制器与上层控制器，起到了相同比重的作用。现有技术中的刹车控制***下层控制器采用传统的PID控制方法，滞后性强，且很难达到高精度要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基于反馈增量PID控制的刹车控制***下层控制器，利用反馈增量PID调节，通过调节制动力矩与底盘力矩之间的百分比来制动，改善车辆在行驶过程中的安全性和舒适性。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：包括控制机构和执行机构；所述控制机构为下层控制器本体，所述执行机构包括制动控制器以及底盘控制***；
具体的控制步骤如下：所述下层控制器本体接收上层控制器给予的期望加速度值，将期望加速度值作为输入，当给定车辆速度的期望加速度为负值时，下层控制器本体调节控制制动力矩和底盘力矩，通过降低动力输出和发动机拖拽实现第一段减速度，当制动力矩与底盘力矩比值达到最大值后，第一段减速度无法满足要求时，制动控制器和底盘控制***响应，根据期望加速度和实际加速度之差，通过PID控制反馈调节，使车辆的实际加速度在短时间内达到期望加速度，控制车辆制动状态；所述反馈增量PID控制，将期望加速度与实际加速度差值作为***误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制，加速与制动控制分别采用反馈增量PID控制。
进一步的，根据期望加速度值判断下层控制器控制状态，期望加速度值在控制范围内时，制动器制动力矩与底盘力矩比值控制在0-100%；期望加速度为零时，油门开度将呈阶梯式线性下降，最低降至最小动力阈值的0.88倍,使车辆达到预期状态，最小动力阈值通过实车标定获得；发动机通过高速运行下的反向拖拽获得最大0.1g的减速度，发动机实际提供的减速度通过车辆标定进行制表调用。
进一步的，为保证PID输出稳定，在下层控制器本体末端再增加限幅模块与变化率限制模块，保证PID控制器输出在设定的合理范围内，且保证PID控制器的输出变化率在设定的合理范围内。
本发明的优点在于：
1、下层控制器对于上层控制器输出的参数进行优化，并根据车内外环境进行调整，将上层控制器给予的期望加速度值转化为制动力矩与底盘力矩，进而输出最优的发动机扭矩和主缸压力，达到更优化的控制；
2、通过两段制动方式，在第一段制动过程中充分利用动力降低和发动机反转拖拽进行制动，该策略可以直接被应用到通过智能刹车***的制动能量回收策略中；
3、制动器的控制策略设计使用以增量式PID为基础的控制器，比普通PID控制器具有更强的鲁棒性，控制效果更佳，改善车辆在行驶过程中的安全性和舒适性。
附图说明
图1为本发明的反馈增量PID控制图；
图2为本发明的刹车控制流程图；
图3为本发明的刹车***控制器逻辑图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
如图1-图3所示，Kp表示比例调节系数，Ki表示积分调节系数，Kd表示微分调节系数，T表示时间，Z-1表示离散单位延迟模块，本具体实施方式采用如下技术方案：包括控制机构和执行机构；所述控制机构为下层控制器本体，所述执行机构包括制动控制器以及底盘控制***；
具体的控制步骤如下：所述下层控制器本体接收上层控制器给予的期望加速度值，将期望加速度值作为输入，当给定车辆速度的期望加速度为负值时，下层控制器本体调节控制制动力矩和底盘力矩，通过降低动力输出和发动机拖拽实现第一段减速度，当制动力矩与底盘力矩比值达到最大值后，第一段减速度无法满足要求时，制动控制器和底盘控制***响应，根据期望加速度和实际加速度之差，通过PID控制反馈调节，使车辆的实际加速度在短时间内达到期望加速度，控制车辆制动状态；
所述反馈增量PID控制，将期望加速度与实际加速度差值作为***误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制，加速与制动控制分别采用反馈增量PID控制。
根据期望加速度值判断下层控制器控制状态，期望加速度值在控制范围内时，制动器制动力矩与底盘力矩比值控制在0-100%；期望加速度为零时，油门开度将呈阶梯式线性下降，最低降至最小动力阈值的0.88倍,使车辆达到预期状态，最小动力阈值通过实车标定获得；发动机通过高速运行下的反向拖拽获得最大0.1g的减速度，发动机实际提供的减速度通过车辆标定进行制表调用。
为保证PID输出稳定，在下层控制器本体末端再增加限幅模块与变化率限制模块，保证PID控制器输出在设定的合理范围内，且保证PID控制器的输出变化率在设定的合理范围内。
反馈增量PID控制其优点在于：原理简单，使用方便；适应性强；鲁棒性强，其控制品质对被控对象的变化不太敏感，非常适用于恶劣的环境；负反馈调节可以使***生态达到平衡。
本发明的优点在于：下层控制器对于上层控制器输出的参数进行优化，并根据车内外环境进行调整，将上层控制器给予的期望加速度值转化为制动力矩与底盘力矩，进而输出最优的发动机扭矩和主缸压力，达到更优化的控制；通过两段制动方式，在第一段制动过程中充分利用动力降低和发动机反转拖拽进行制动，该策略可以直接被应用到通过智能刹车***的制动能量回收策略中；制动器的控制策略设计使用以增量式PID为基础的控制器，比普通PID控制器具有更强的鲁棒性，控制效果更佳，改善车辆在行驶过程中的安全性和舒适性。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种基于反馈增量PID控制的刹车控制***下层控制器，其特征在于：包括控制机构和执行机构；所述控制机构为下层控制器本体，所述执行机构包括制动控制器以及底盘控制***；
具体的控制步骤如下：所述下层控制器本体接收上层控制器给予的期望加速度值，将期望加速度值作为输入，当给定车辆速度的期望加速度为负值时，下层控制器本体调节控制制动力矩和底盘力矩，通过降低动力输出和发动机拖拽实现第一段减速度，当制动力矩与底盘力矩比值达到最大值后，第一段减速度无法满足要求时，制动控制器和底盘控制***响应，根据期望加速度和实际加速度之差，通过PID控制反馈调节，使车辆的实际加速度在短时间内达到期望加速度，控制车辆制动状态；所述反馈增量PID控制，将期望加速度与实际加速度差值作为***误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制，加速与制动控制分别采用反馈增量PID控制。
2.根据权利要求1所述的一种基于反馈增量PID控制的刹车控制***下层控制器，其特征在于：根据期望加速度值判断下层控制器控制状态，期望加速度值在控制范围内时，制动器制动力矩与底盘力矩比值控制在0-100%；期望加速度为零时，油门开度将呈阶梯式线性下降，最低降至最小动力阈值的0.88倍,使车辆达到预期状态，最小动力阈值通过实车标定获得；发动机通过高速运行下的反向拖拽获得最大0.1g的减速度，发动机实际提供的减速度通过车辆标定进行制表调用。
3.根据权利要求1所述的一种基于反馈增量PID控制的刹车控制***下层控制器，其特征在于：为保证PID输出稳定，在下层控制器本体末端再增加限幅模块与变化率限制模块，保证PID控制器输出在设定的合理范围内，且保证PID控制器的输出变化率在设定的合理范围内。
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