[发明专利]一种试验车主动制动的控制方法

权利要求书

1.一种试验车主动制动的控制方法，其步骤为：

1)设置上层控制器及下层PID控制器，下层控制器以STM32单片机为核心处理器，下层PID控制器，上层控制器用以控制下层PID控制器，下层PID控制器用以控制试验车制动装置内的电机；

2)在上层控制器内设置有二自由度汽车运动微分方程和滑移率计算公式：

二自由度汽车运动微分方程为：

式中β为质心侧偏角，v_x为车辆质心速度的水平分量，v_y为车辆质心速度的竖直分量，C_αf为车辆前轮侧偏刚度，C_αr为车辆后轮侧偏刚度，l_F为车辆前轮转动惯量，l_R为车辆后轮转动惯量，I_z为车辆绕Z轴的转动惯量，w为车辆的横摆角速度，δ_f为车辆的前轮转角，δ_f＝K·θ,K为常数,θ为车辆的方向盘转角；

滑移率计算公式为：

式中s为滑移率，u为车轮运动速度，v为车辆质心运动速度；

3)使用雷达检测到自车与前车的距离，并将测得的自车与前车的距离输送至上层控制器内；

4)上层控制器对检测到的自车与前车的距离与设定的安全距离进行比较判断，若检测到的距离大于或等于设定的安全距离，则自车照常行驶，若检测到的距离小于设定的安全距离，则控制试验车制动装置工作对自车进行制动，并执行后续步骤；

5)在制动过程中使用轮速传感器实时检测车轮运动速度u，使用横摆角速度传感器测得车辆的横摆角速度w，使用方向盘转角传感器测得车辆的方向盘转角θ，使用轮胎侧偏刚度测量装置测得车辆前轮侧偏刚度C_αf和车辆后轮侧偏刚度C_αr，使用转动惯量测量装置测得车辆绕Z轴的转动惯量I_z、车辆前轮转动惯量l_F、车辆后轮转动惯量l_R；

6)将步骤5)中测得的车辆运动状态参数w、θ、C_αf、C_αr、I_z、l_F和l_R代入到步骤2)中二自由度汽车运动微分方程内，计算得到车辆质心速度的水平分量v_x和车辆质心速度的竖直分量v_y，并计算得到的车辆质心速度的水平分量v_x和车辆质心速度的竖直分量v_y得到车辆质心速度v；

7)将步骤6)中计算得到的车辆质心速度v与轮速传感器检测到的车轮运动速度u代入到步骤2)中滑移率计算公式内，计算得到滑移率；

8)根据步骤7)计算得到滑移率来控制试验车制动装置的工作，当测出的滑移率小于15％-20％的安全范围时，则对下层PID控制器进行调整，增大试验车制动装置内电机输出扭矩，以实现增大制动夹紧力的目的；若测出的滑移率在15％-20％安全范围时，则将试验车制动装置内电机关闭，以实现保持制动夹紧力的目的；若测出的滑移率大于15％-20％的安全范围时，则对下层PID控制器进行调整，减小试验车制动装置内电机输出扭矩，以实现减小制动夹紧力的目的；

9)将步骤5)中测得的车轮运动速度u与理想轮速值做差，并将差值输入到步骤8)中调整好的下层PID控制器内进行处理，处理后结果用以对试验车制动装置内电机进行调控。

2.根据权利要求1所述的一种试验车主动制动的控制方法，其特征在于：所述的步骤4)中试验车制动装置包括电机(1)，所述的电机(1)的输出轴与减速器(2)的输入端相连，减速器(2)的输出端通过联轴器(4)与动力输入轴(3)的一端相连，动力输入轴(3)的另一端伸入箱体(5)内与主动锥齿轮(6)固连；所述的主动锥齿轮(6)的两侧均设置有与主动锥齿轮(6)的从动锥齿轮(7)，每个从动锥齿轮(7)均套装在动力输出轴(8)的一端上，动力输出轴(8)的另一端通过联轴器(4)与丝杆(9)相连，丝杆(9)支撑在箱体(5)内；所述的丝杆(9)上套装有螺母套(10)，该螺母套(10)前端安装有用以对车轮进行制动的制动结构。

3.根据权利要求2所述的一种试验车主动制动的控制方法，其特征在于：所述的螺母套(10)内设置有限位弹簧(11)，该限位弹簧(11)的一端抵在螺母套(10)底部，限位弹簧(11)的另一端抵在丝杆(9)上。