[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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本發明公開了一種基于多模型控制的拖掛式房車制動力控制系統及控制方法，包括前后車信息采集模塊、決策模塊和電磁制動器；決策模塊包括上層控制器和下層控制器，上層控制器包括策略切換控制器和算法模塊；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，能夠根據拖掛式房車所處的行駛工況切換控制模型與控制目標，從而兼顧房車制動時的穩定性與安全性。

技術領域

本發明屬于拖掛式房車技術領域，尤其涉及基于多模型控制的拖掛式房車制動力控制系統及方法。

背景技術

車輛制動系統性能好壞直接關系到人身安全的，國內外車企和科研部門都非常重視汽車新型制動系統的研發。電磁制動器作為一種新型制動器，這種制動器在拖掛式房車領域已經廣泛使用。由于當前電子器件的廣泛使用，電磁制動器體現出了其相對于傳統液壓回路的優越性，為進一步提升車輛智能化提供了條件。

由于房車質量、前車制動的不確定性以及相關道路因素，可以看出房車所處的工況較為復雜，目前，這種控制方法雖然算法簡單，但是拖掛式房車制動效果取決于試驗精度，并且由于制動狀況的復雜性，試驗標定方法的周期較長，實際操作時費時費力。目前針對房車制動的模型已經具有一定量的積累，但是這些模型在建模與控制時，大都僅考慮了房車制動的單一性能，如拖掛式房車行駛時的操縱穩定性。而隨著當今社會駕乘要求舒適性越來越高，這種僅考慮房車行駛時的操縱穩定性的控制模型很難滿足這種既要求駕乘舒適性，又駕乘安全性的要求。

前通常利用單個模型對于房車制動力大小進行控制，且所提及的控制模型大都僅僅關注房車的橫向穩定性，這種單一控制對象的房車制動力控制方法無法滿足當今駕乘人員舒適性要求。

發明內容

本發明根據現有技術中存在的問題，提出了一種基于多模型控制的拖掛式房車制動力控制系統及方法，能夠在不同行駛工況下切換控制模型與控制目標，從而兼顧房車制動時的穩定性與安全性。

本發明所采用的技術方案如下：

一種基于多模型控制的拖掛式房車制動力控制系統，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。

進一步，前后車信息采集模塊包括安裝于前車的前車加速度計用于實時測量前車加速度信號，安裝于拖掛式房車處的后車加速度計用于實時測量拖掛式房車處的加速度信號，安裝于前車的前車制動踏板行程傳感器用于感知前車制動踏板行程，從而估計前車制動力矩大小。安裝于拖掛式房車接頭處的測力傳感器用于實時測量房車連接件中的受力情況。

進一步，所述算法模型包括直線制動模型、低速轉彎制動模型和中高速轉彎制動模型；

進一步，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；

進一步，所述低速轉彎制動模型表示為：