CN112141079A

CN112141079A - 一种跟车刹停时的液压控制方法及存储介质

Info

Publication number: CN112141079A
Application number: CN202011159748.8A
Authority: CN
Inventors: 孙国正; 李泽彬; 文翊
Original assignee: Dongfeng Motor Corp
Current assignee: Dongfeng Motor Corp
Priority date: 2020-10-26
Filing date: 2020-10-26
Publication date: 2020-12-29

Abstract

本发明涉及车辆控制技术领域，具体涉及一种跟车刹停时的液压控制方法及存储介质。接收到刹车减速指令后，对目标制动压力P_target进行计算；液压调节单元根据目标制动压力P_target建立基准液压；当基准液压达到目标制动压力P_target后，液压调节单元进行第一保压控制；实时监测车速和车辆的纵向位姿，当车速处于设定的车速范围v1～v2，且车辆的纵向位姿超过标定的位姿阈值，则进行泄压控制；若车速降低至不大于设定的车速阈值v0，则进行第二保压控制。在抑制点头感的同时，促使前后轴的动态垂向载荷更加均匀，从而在优化制动液压的同时，提高路面与轮胎之间的附着系数利用率，提升ESC控制器的使用寿命，并减少制动器的损耗。

Description

一种跟车刹停时的液压控制方法及存储介质

技术领域

本发明涉及车辆控制技术领域，具体涉及一种跟车刹停时的液压控制方法及存储介质。

背景技术

随着互联网技术的飞速进步，同时由于人们对汽车的安全性、易操作性的需求不断提高，汽车的智能化程度越来越高。全速ACC起步与跟停功能已经在越来越多的车上得到应用。ACC跟车时，当前车突然制动停车时，本车也要进行制动停车。配备全速ACC起步和跟停功能的车辆，其主要控制系统分为三个部分：(1)目标探测；(2)逻辑处理控制；(3)动作执行。目标探测主要是通过毫米波雷达、摄像头或者二者的融合方案对本车辆前方的目标物进行探测。处理控制单元即ADAS功能控制器，主要是对控制的目标物和车辆的自身状态进行分析判断，根据标定好的策略进行发送控制指令，如加速、减速、停车等。动作执行，是对ADAS控制器的指令进行响应。执行模块分为两个部分，一个是动力控制执行部分，即VCU控制器，负责加速；另一个是制动控制执行部分，即ESC模块，它负责减速制动等。

现有的制动控制执行部分，其逻辑是当需要执行ACC跟停刹车时，直接让ESC建立一个约100bar的液压常值，从而直接达到一个能够抱死的制动力。这种控制逻辑不考虑实际行驶工况和实时的制动力矩需求；由于突然制动会造成本车产生较大的俯仰，尤其是制动的后半段车辆停止前的时间段，会出现十分明显的点头感，驶员和乘客会感受到强烈的不适。另一方面，制动的后半段较低的车速下，制动系统仍给出较大制动力，对制动系统的承载能力造成损害。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种跟车刹停时的液压控制方法及存储介质，能够得到合理的制动液压曲线，对制动的后半段所产生的制动俯仰进行有效地抑制，使车辆有更好的制动姿态，驾驶员和乘客也有更好的舒适体验。

本发明技术方案为：接收到刹车减速指令后，对目标制动压力P_target进行计算；

液压调节单元根据所述目标制动压力P_target建立基准液压；

当所述基准液压达到目标制动压力P_target后，液压调节单元进行第一保压控制；

实时监测车速和车辆的纵向位姿，当车速处于设定的车速范围v1～v2，且车辆的纵向位姿超过标定的位姿阈值，则进行泄压控制；

若车速降低至不大于设定的车速阈值v0，则进行第二保压控制。

较为优选的，所述目标制动压力P_target基于预先标定得到的前卡钳制动力-后卡钳制动力-管压曲线获取。

较为优选的，所述目标制动压力P_target的计算包括：

基于减速指令请求值

计算出卡钳总制动力F_xbtotal；

基于前卡钳制动力-后卡钳制动力-管压曲线，得到满足卡钳总制动力F_xbtotal时，前卡钳制动力和后卡钳制动力对应的管路液压P_max；

将管路液压P_max作为目标制动压力P_target。

较为优选的，还包括对管路液压P_max进行修正，将修正后的管路液压作为目标制动压力P_target，目标制动压力P_target＝P_max+a，其中，a为设定参数。

较为优选的，所述车辆的纵向位姿通过俯仰角θ和车头垂向弹跳位移z进行判断。

较为优选的，当俯仰角θ大于设定的俯仰角阈值，且车头垂向弹跳位移z大于设定的车头垂向弹跳位移阈值时，判断为车辆的纵向位姿超过标定的位姿阈值。

较为优选的，所述泄压控制包括：

关闭进液阀，同时间歇性开启出液阀。

较为优选的，所述第二保压控制包括：

出液阀LRAV关闭，进液阀LREV打开，同时直流电机M带动液压泵工作，直至压力上升至设定压力时，关闭进液阀LREV。

较为优选的，所述出液阀为线性开关阀，所述出液阀通过脉冲进行控制。

本发明的有益效果为：在跟车刹停时，通过ESC液压调节单元进行增压、减压和保压三种操作进行协调控制。当ESC响应ACC的减速度指令时，首先建立起一个较大制动液压，从而实现前半阶段的减速；然当车速降低到20-30km/h之间时，通过车辆的纵向位姿估计，当位姿超过本车的标定阀值，则进行制动液压下调；此时主要进液阀关闭，出液阀间歇性的打开进行泄压；最终到车辆车速低于1km/h时，再通过ESC液压调节单元建立起一个约15bar的压力，将车辆刹停在原地。本方案的液压控制在抑制点头感的同时，促使前后轴的动态垂向载荷更加均匀，从而在优化制动液压的同时，提高路面与轮胎之间的附着系数利用率，提升ESC控制器的使用寿命，并减少制动器的损耗。

附图说明

图1为本发明一种跟车刹停时的液压控制方法流程示意图；

图2为本发明前卡钳制动力-后卡钳制动力-管压曲线示意图；

图3为本发明ESC液压调节单元的液压回路示意图；

图4为本发明液压调节曲线示意图；

图5为本发明出液阀间歇调整的脉冲控制原理示意图；

图6为本发明车辆姿态估算模型示意图；

图7为应用本发明的刹车控制流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。

如图1所示，本发明提供了一种跟车刹停时的液压控制方法，其包括：

S1：计算目标制动压力P_target。其包括：

S101：当ESC收到减速指令后，根据减速指令请求值

计算出卡钳总制动力F_xbtotal。其计算方法如下：

其中，G为车辆的重量。

S102：结合公式

基于前卡钳制动力-后卡钳制动力-管压曲线，得到满足卡钳总制动力F_xbtotal时，前卡钳制动力和后卡钳制动力对应的管路液压P_max，i为1或2，F_xb1为前卡钳制动力；F_xb2为后卡钳制动力。

如图2所示，在前卡钳制动力-后卡钳制动力-管压曲线中，当前卡钳制动力与后卡钳制动力之和已经确定的前提下，能够得到唯一的前卡钳制动力F_xb1与后卡钳制动力F_xb2，从而通过该曲线得到唯一的管压，即管路液压P_max。

S103：基于管路液压P_max计算出目标制动压力P_target。为安全起见，需要在管路液压P_max上加个余量10bar；因此，目标制动压力P_target＝P_max+10bar。

传统的目标制动压力P_target通过减速度反求出所需要卡钳制动力，然后再依据卡钳制动力，通过卡钳结构和摩擦系数等参数进行求解。本方案所用的管压-制动力曲线是直接通过台架测试来得到，综合考虑了环境因素、制动盘温度等对摩擦系数的影响，其结果更准确。

S2：根据目标制动压力P_target进行液压控制。ESC液压调节单元的液压回路如图3所示，图中，MC2为液压主缸，HSR2为高压阀，USV2为换向阀，LREV为进液阀，LRAV为出液阀，LR、RF分别为卡钳轮缸。如图4所示，该液压控制流程主要包括四个阶段：

S201：液压调节单元根据目标制动压力P_target建立基准液压。以LR卡钳轮缸为例，当进行主动增压时，USV2、LRAV关闭；HSR2、LREV打开；同时直流电机M带动液压泵工作，将制动液不断的压入轮缸中，实现压力上升，并通过计算进入轮缸的液压量来估算出此时卡钳中液压。

S202：当达到目标液压P_target后，便关闭进液阀与出液阀，以保持压力不变(即第一保压控制)，最终实现减速初段的大力增压操作。

S203：ACC控制器不断监视车速与车辆的纵向位姿，当车速处于设定的车速范围v1～v2(本实施例为20-30km/h)，且车辆的纵向位姿超过标定的位姿阈值，则进行泄压控制。其中，当俯仰角θ大于设定的俯仰角阈值，且车头垂向弹跳位移z大于设定的车头垂向弹跳位移阈值时，判断为车辆的纵向位姿超过标定的位姿阈值。

泄压控制包括：

将HSR2、LREV阀关闭；LRAV出液阀间歇性地进开闭，从而实现轮缸压力有序地降低；在此阶段，随着车速不断降低，液压间些地降低；此阶段，由于卡钳制动力减少，从而车辆的纵向俯仰不断得到优化。

液压降低的操作，是能过LRAV出液阀的间歇性调整来实现；其中LRAV出液阀是一种线性开关阀，其控制方式是通过脉冲进行控制；如图5所示，当控制脉冲为0时，出液阀关闭；当控制脉冲为-1时，制动液压间些降低，从而适当降低车辆轮端的制动力，从而调整俯仰角度。

S204：当车速降低至1km/h，电磁阀USV2、LRAV关闭；HSR2、LREV打开；同时直流电机M带动液压泵工作，将制动液不断的压入轮缸中，实现压力上升，当轮缸压力到15bar时，刹住保压.刹停保压时，关闭LREV进液阀，保持压力15bar不变，以防止路面坡度等原因造成的溜动，使车辆安全地停止在原地。

较为优选的，整车俯仰姿态的估计算法，需要以整车动力学模型为基础构建估算模型；输入的信号有车速、轮速，对应的整车减速度信号。此俯仰姿态估计算法，需要在功能的设计前期进行标定测试。整车动力学模型主要涉及车辆的底盘动力学参数，包括车辆的轮胎、悬挂、轴距、质心、车重等。依据以上信息，建立起车辆的整车俯仰姿态计算模型；此模型可以根据由CAN总线上的输入信息来动态的估算出整车的俯仰状态。此估算算法，存储在ACC控制器里，在车辆开发阶段，需要对此算法进行标定测试。其中轮速、车速和整车减速度由布置在4个车轮处的轮速传感器获取，并通过ESC传送到CAN总线上，然后由ACC控制器进行获取。

车辆的设计参数已定的情况下，动态的车身俯仰主要由车辆的初始速度和动态减速度来决定。基于上面的情况，本方案采用当姿态估计算法发现整车姿态变化比较大时，即θ和z的变化较大时，通过适当的调整制动器的轮缸压力来影响车辆的减速度引起的俯仰力矩M_y，最终达到抑制俯仰变化的目的。其中，θ-俯仰角；z-车头垂向弹跳位移。其计算算法集成在车辆ACC控制器中，所需要的参数主要包括两部分：整车配置参数和动态变化量。

上述参数中，整车配置参数主要指车辆的轴距、悬挂阻尼、前后轴荷等，这些参数是在车辆开发阶段集成在ADAS控制器中作为已知变量。动态变化量，主要指刹车时所引起的减速度和前后悬挂所受的变化力。根据上述参数能过动力学分析，可以动态估算出实时的车辆纵向位姿变化。

车辆动态俯仰的两个监测参数，θ-俯仰角；z-车头垂向弹跳位移，如图6所示，其估算模型如下：

F_front，F_rear为前后悬架作用受力；K_f，K_r为前后悬刚度；C_f，C_r为前后悬阻尼；L_font，L_ront为前后轴中心距；

θ为俯仰角；z为车头垂向弹跳位移；M_front，M_rear为前后悬力矩；

M_front＝-L_frontF_front

M_rear＝L_rF_rear

m_b为车身簧上质量；M_y为减速度引起的俯仰力矩；I_yy为车身惯量；g为重力加速度常数；

为车头垂向弹跳位移二阶加速度；

为俯仰角二阶加速度。

通过上述估计策略，可以估算出表示车辆纵向位姿的两个参数：θ-俯仰角；z-车头垂向弹跳位移。当二者大于设定的阀值时，便触发轮缸液压调节策略。关于位姿参数的阀值设定，其设计方法主要通过训练的测试员进行主观上的动态标定，不同的车型项目，依据其不同的标定风格进行主观参数标定。对于偏运动风格的车辆，可以将其设定的较高一些；对于偏舒适的车辆，可以将其设定的较低，提前进行调节。

较为优选的，减速指令的计算是根据车辆的工况计算安全时距值进行判断。如果TTC小于0.8秒时，需要ACC控制器发出制动刹停指令。液压启动指令对应的安全时距TTC的计算方法如下：

其中，D_rel为两车相对距离，V_rel为两车相对速度。另外，要求刹停时，与目标车的安全距离d₀。那么基于沥青的AEB控制系统，当两车相对距离达到危险距离Dbr时，应立即发生全力刹车指令。其中Dbr计算方法为：Dbr＝TTC·V_rel+d₀。当ESC收到减速指令后，ESC通过对其自身的阀、泵等协调控制来实现快速增压。ESC对ACC控制器发出的刹车跟停指令进行响应时，ESC执行器会对指令的减速度请求值进行计算，通过ESC的液压泵对制动液压回路进行加压。

较为优选的，ACC功能的设计结构主要分为四个部分，前车探测模块，ACC控制器单元、VCU加速控制单元和ESC制动执行单元。如图7所示，ACC功能的探测模块实时对前方目标车进行探测，获取到两车之间的相对距离和相对速度，并通过计算得到前车的真实车度；然后将所探测到的信息输入到ACC控制器单元，控制器单元结合从CAN总线上获取到的自身车速、挡位等基本信息，结合TTC-碰撞时距算法进行综合判断，发出相应的指令(加速/刹车)。如果是加速指令，则由整车VCU控制器进行响应；如果是刹车指令，则由ESC控制器进行响应。ESC控制器收到减速信息后，会按照接收到的基准减速值建立一个基准液压。在建立基准液压的同时，对整车的俯仰姿态进行估计，然后通过本专利所设计的姿态调整算法，对液压进行动态调整，从而完成俯仰姿态的控制。

本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。

Claims

1.一种跟车刹停时的液压控制方法，其特征在于：

接收到刹车减速指令后，对目标制动压力P_target进行计算；

液压调节单元根据所述目标制动压力P_target建立基准液压；

2.根据权利要求1所述的跟车刹停时的液压控制方法，其特征在于：所述目标制动压力P_target基于预先标定得到的前卡钳制动力-后卡钳制动力-管压曲线获取。

3.根据权利要求2所述的跟车刹停时的液压控制方法，其特征在于：所述目标制动压力P_target的计算包括：

基于减速指令请求值

计算出卡钳总制动力F_xbtotal；

将管路液压P_max作为目标制动压力P_target。

4.根据权利要求3所述的跟车刹停时的液压控制方法，其特征在于：还包括对管路液压P_max进行修正，将修正后的管路液压作为目标制动压力P_target，目标制动压力P_target＝P_max+a，其中，a为设定参数。

5.根据权利要求1所述的跟车刹停时的液压控制方法，其特征在于：所述车辆的纵向位姿通过俯仰角θ和车头垂向弹跳位移z进行判断。

6.根据权利要求5所述的跟车刹停时的液压控制方法，其特征在于：当俯仰角θ大于设定的俯仰角阈值，且车头垂向弹跳位移z大于设定的车头垂向弹跳位移阈值时，判断为车辆的纵向位姿超过标定的位姿阈值。

7.根据权利要求1所述的跟车刹停时的液压控制方法，其特征在于：所述泄压控制包括：

关闭进液阀，同时间歇性开启出液阀。

8.根据权利要求1所述的跟车刹停时的液压控制方法，其特征在于：所述第二保压控制包括：

9.根据权利要求1所述的跟车刹停时的液压控制方法，其特征在于：所述出液阀为线性开关阀，所述出液阀通过脉冲进行控制。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至9任一项所述方法的步骤。