[发明专利]一种基于反馈增量PID控制的刹车控制系统下层控制器

说明书

本发明公开了一种基于反馈增量PID控制的刹车控制系统下层控制器，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系统响应，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。

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控制的刹车控制系统下层控制器。

背景技术

刹车控制系统是ADAS系统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，刹车控制系统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。刹车控制系统主要包括上层控制器和下层控制器。在一段系统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系统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控制的刹车控制系统下层控制器，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系统；

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系统响应，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系统误差，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系统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