[發明專利]基于多模型控制的拖掛式房車制動力控制系統及方法

有效

• 申請號: 201811622811.X
• 申請日: 2018-12-28
• 公開（公告）號: CN109733350B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 陳晨;馬世典;徐興;糜杰;王峰;江中旭
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B60T8/17
• 分類號: B60T8/17;B60T8/1755;B60T13/74;G01M17/007;B60T7/04
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• 代理人: 暫無信息

1.基于多模型控制的拖掛式房車制動力控制系統，其特征在于，包括前后車信息采集模塊、決策模塊和電磁制動器；所述決策模塊包括上層控制器和下層控制器，所述上層控制器包括策略切換控制器和算法模塊；所述算法模塊包括直線制動模型、低速轉彎制動模型和中高速轉彎制動模型；所述直線制動模型表示為：F₂(t)＝m₂a₂-m₁a₁+F₁(t)+2F_d(t)，其中，F₂(t)為后車所需的理想制動力，F₁(t)為前車受到的總制動力，F_d(t)為前車與后車連接桿力，m₁、m₂分別為前、后車質量，a₁、a₂分別為前、后車加速度；

所述前后車信息采集模塊將所采集的前后車系統狀態輸入到策略切換控制器進行處理分析后，選擇算法模塊中儲存的相應算法模型輸出制動力控制量，下層控制器用于接收制動力控制量，根據該制動力控制量控制電磁制動器進行制動動作。

2.根據權利要求1所述的基于多模型控制的拖掛式房車制動力控制系統，其特征在于，所述前后車信息采集模塊包括安裝于前車的前車加速度計，安裝于拖掛式房車處的后車加速度計，安裝于前車的前車制動踏板行程傳感器，安裝于拖掛式房車接頭處的測力傳感器。

3.根據權利要求1所述的基于多模型控制的拖掛式房車制動力控制系統，其特征在于，所述低速轉彎制動模型表示為：

其中，F_2l(t)為后車左側前輪制動力，F_2r(t)為后車右側前輪制動力，F_d(t)為前車與后車連接桿力，F_d(t)與x軸夾角為θ，α為橫擺角加速度，a為縱向加速度，l為拖掛式房車輪距，L為軸距，房車質量為m₂，I_z為車輛沿車輛坐標系z軸的轉動慣量。

4.根據權利要求1所述的基于多模型控制的拖掛式房車制動力控制系統，其特征在于，所述中高速轉彎制動模型采用試驗標定的方法對房車制動力進行控制。

5.根據權利要求4所述的基于多模型控制的拖掛式房車制動力控制系統，其特征在于，所述試驗標定方法如下：確定拖掛式房車制動安全性指標，前車與后車側向加速度差、后車側向滑移量，設定若干個房車中高速轉彎狀況下的實驗車速，在每個車速中，對房車按照不同制動力以及不同方向盤轉角分別進行轉彎制動實驗，實驗中記錄事先確定的制動安全指標，根據所測得的安全指標，在各組車速以及方向盤轉角下選取安全性指標最優的一組作為該車速、方向盤轉角下的理想房車制動力，最終獲得以車速、方向盤轉角為自變量，理想房車制動力為因變量的二維表，從而根據此表的數值對房車制動力進行控制。

6.一種基于權利要求1至5中任意一項權利要求所述的基于多模型控制的拖掛式房車制動力控制系統的控制方法，其特征在于，當前車制動踏板行程傳感器接收的制動踏板行程信號達設定的行程閾值時，房車制動力控制系統開始工作；策略切換控制器根據車輛所運行的狀態選擇算法模塊中相應的算法模型；選擇了相應的算法模型后，按照算法模型獲得拖掛式房車制動力控制量；

所述策略切換控制器切換的條件為：

當前車的側向加速度未超過給定閾值，則采用直線制動模型進行制動控制；所述直線制動模型表示為：F₂(t)＝m₂a₂-m₁a₁+F₁(t)+2F_d(t)，其中，F₂(t)為后車所需的理想制動力，F₁(t)為前車受到的總制動力，F_d(t)為前車與后車連接桿力，m₁、m₂分別為前、后車質量，a₁、a₂分別為前、后車加速度；

當前車的側向加速度超過給定閾值，且車速信號也超過給定閾值，則采用中高速轉彎制動模型進行制動控制；

當前車的側向加速度超過給定閾值，但車速信號未超過給定閾值，則采用低速轉彎制動模型進行控制。