本發(fā)明涉及車輛控制領(lǐng)域，具體涉及一種基于液力緩速器的車輛下坡恒速控制方法、系統(tǒng)及存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、大載荷商用車輛行駛在距離較長的下坡路段時，需要長時間使用制動系統(tǒng)才能維持車輛在安全合適的車速范圍內(nèi)行駛。目前，液力緩速器是長下坡應(yīng)用最為廣泛且有效的制動設(shè)備。液力緩速器開啟恒速工作模式后，它會實(shí)時監(jiān)測車輛速度，根據(jù)實(shí)際車輛速度和目標(biāo)車速的偏離情況，對車輛施加相應(yīng)的制動力，盡可能維持車輛的速度是目標(biāo)車速。液力緩速器對車輛施加的制動力大小是通過調(diào)節(jié)比例閥控制輸入電流的大小來直接調(diào)節(jié)緩速器工作腔內(nèi)充油量，從而間接的控制緩速器的制動扭矩。控制輸入電流越大，充液率越高，相同車速下產(chǎn)生的制動力越大?，F(xiàn)有技術(shù)通過目標(biāo)車速和實(shí)際車速的偏差計算pid閉環(huán)扭矩提供給緩速器作為控制輸入實(shí)現(xiàn)速度控制，為了避免車速過高加快控制響應(yīng)速度，現(xiàn)有技術(shù)又根據(jù)車輛當(dāng)前的所處路面坡度、預(yù)存固定滾動阻力系數(shù)、車重、輪胎半徑信息計算車重沿車輛行駛方向產(chǎn)生一個分力矩作為預(yù)控制驅(qū)動力矩，最后將pid閉環(huán)扭矩與預(yù)控制扭矩求和作為控制輸入，實(shí)現(xiàn)恒定車速的控制。

2、但現(xiàn)有技術(shù)在車輛恒速控制時存在以下問題：

3、1.只考慮了控制響應(yīng)的快速性以防止車速過高發(fā)生危險，沒有對控制過程中車速的控制精確性和穩(wěn)定性做保障，導(dǎo)致車速控制精度不高、固定坡度道路車速到達(dá)目標(biāo)車速用時較長，道路坡道稍有變化車速將在目標(biāo)車速附近反復(fù)震蕩，導(dǎo)致駕駛體驗(yàn)較差。

4、2.預(yù)制動力矩通過車重沿行駛方向分力與車輛滾動阻力兩項(xiàng)計算獲得，而實(shí)際車輛滾動阻力系數(shù)隨路面材料濕度等變化，同時車輛還車受風(fēng)阻和傳動系統(tǒng)的反拖等負(fù)載影響，會導(dǎo)致在提高控制響應(yīng)快速性方面效果不佳。

5、3.將pid閉環(huán)扭矩和預(yù)制動力矩的計算求和力矩作為緩速器的控制輸入進(jìn)行制動所產(chǎn)生的實(shí)際制動力矩往往與計算求和力矩偏差較大。不同緩速器在安裝制造時存在差異，此外長時間磨損、老化或者電磁閥閥芯受到雜質(zhì)卡滯時其控制輸入和對應(yīng)扭矩關(guān)系可能發(fā)生較大變化，如圖2所示，當(dāng)閥芯卡滯時，其控制輸入和制動扭矩間關(guān)系存在很大的控制死區(qū)。此外，如圖3所示，將制動扭矩作為控制輸入電流進(jìn)行閉環(huán)控制時，制動扭矩上升時間較長，這將導(dǎo)致車速控制偏差較大及實(shí)際車速在目標(biāo)車速附近震蕩的情況發(fā)生。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)中提到的問題，本發(fā)明提出一種基于液力緩速器的車輛下坡恒速控制方法、系統(tǒng)及存儲介質(zhì)，通過構(gòu)建動力學(xué)方程計算出動力學(xué)方程中的風(fēng)阻與道路阻力系數(shù)，根據(jù)風(fēng)阻與道路阻力系數(shù)計算得到緩速器控制器的第一目標(biāo)制動壓力和緩速器的第二目標(biāo)制動壓力，根據(jù)第一目標(biāo)制動壓力和第二目標(biāo)制動壓力，通過壓力的閉環(huán)控制來實(shí)現(xiàn)車速控制。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明提出一種基于液力緩速器的車輛下坡恒速控制方法，包括以下步驟：

4、獲取車輛的坡道信息和狀態(tài)信息；

5、根據(jù)車輛的坡道信息和狀態(tài)信息，擬合車輛的風(fēng)阻與道路阻力系數(shù)；

6、根據(jù)風(fēng)阻與道路阻力系數(shù)和車輛的坡道信息，計算液力緩速器的第一目標(biāo)制動壓力以及第二目標(biāo)制動壓力；

7、根據(jù)第一目標(biāo)制動壓力、第二目標(biāo)制動壓力以及獲取到的液力緩速器實(shí)際工作壓力，計算比例閥控制輸入值，液力緩速器基于比例閥控制輸入值控制車輛速度。

8、作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)，所述車輛的坡道信息包括車輛當(dāng)前路面坡度以及未來路面坡度；

9、所述車輛的狀態(tài)信息包括發(fā)動機(jī)狀態(tài)參數(shù)、變速器狀態(tài)參數(shù)以及車輛狀態(tài)參數(shù)。

10、作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)，擬合車輛的風(fēng)阻與道路阻力系數(shù)，包括：

11、構(gòu)建動力學(xué)方程：

12、

13、式中：為輪胎驅(qū)動力；為發(fā)動機(jī)輸出的制動扭矩；為發(fā)動機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)速；為車重分量項(xiàng)；為緩速器制動產(chǎn)生的力；、、表示風(fēng)阻與道路阻力系數(shù)；為發(fā)動機(jī)到驅(qū)動輪間的傳動比；為輪胎半徑；

14、擬合更新風(fēng)阻與道路阻力系數(shù)、、，使方程滿足：

15、

16、作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)，計算液力緩速器控制器的第一目標(biāo)制動壓力，包括：

17、計算液力緩速器穩(wěn)態(tài)制動扭矩，計算式如下：

18、

19、

20、式中：為發(fā)動機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)速；、、表示風(fēng)阻與道路阻力系數(shù)；為緩速器制動產(chǎn)生的力；表示變速器當(dāng)前檔位的傳動比；為輪胎驅(qū)動力；為發(fā)動機(jī)輸出的制動扭矩值；是車輛重力；是獲取的道路坡度值；是未來路面坡度；為發(fā)動機(jī)到驅(qū)動輪間的傳動比；為輪胎半徑；

21、基于液力緩速器穩(wěn)態(tài)制動扭矩，根據(jù)下式計算第一目標(biāo)制動壓力：

22、

23、式中：和是通過試驗(yàn)獲得的扭矩壓力轉(zhuǎn)化參數(shù)。

24、作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)，所述計算液力緩速器的第二目標(biāo)制動壓力，包括：

25、獲取速差；

26、根據(jù)第一目標(biāo)制動壓力和速差，根據(jù)下式計算第二目標(biāo)制動壓力；

27、

28、式中：是預(yù)設(shè)的最大允許速差；是獲取的緩速器最大制動扭矩所對應(yīng)的制動壓力；是速差；是第一目標(biāo)制動壓力。

29、作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)，計算比例閥控制輸入值，包括：

30、通過下式計算比例閥控制輸入值：

31、

32、式中：為控制器參數(shù)；為實(shí)際工作壓力；為；為總目標(biāo)制動壓力和實(shí)際工作壓力的差值； i為當(dāng)前時刻。

33、一種基于液力緩速器的車輛下坡恒速控制系統(tǒng)，包括：

34、獲取模塊，用于獲取車輛的坡道信息和狀態(tài)信息；

35、更新模塊，用于根據(jù)車輛的坡道信息和狀態(tài)信息，擬合車輛的風(fēng)阻與道路阻力系數(shù)；

36、計算模塊，用于根據(jù)風(fēng)阻與道路阻力系數(shù)和車輛的坡道信息，計算液力緩速器的第一目標(biāo)制動壓力以及第二目標(biāo)制動壓力；

37、控制模塊，用于根據(jù)第一目標(biāo)制動壓力、第二目標(biāo)制動壓力以及獲取到的液力緩速器實(shí)際工作壓力，計算比例閥控制輸入值，液力緩速器基于比例閥控制輸入值控制車輛速度。

38、作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)，所述獲取模塊包括環(huán)境感知傳感器、狀態(tài)傳感器和車輛內(nèi)部存儲數(shù)據(jù)。

39、作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)，所述獲取模塊和更新模塊應(yīng)用于整車控制器。

40、本發(fā)明提出一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，用于存儲計算機(jī)程序，其中，所述計算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時實(shí)現(xiàn)如上述的基于液力緩速器的車輛下坡恒速控制方法。

41、本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)，取得了以下的技術(shù)效果：

42、本發(fā)明提出一種車輛下坡恒速控制方法，通過擬合車輛的風(fēng)阻與道路阻力系數(shù)，以此感知車輛行駛時的實(shí)際阻力狀況，根據(jù)實(shí)際阻力情況實(shí)時計算液力緩速器的第一目標(biāo)制動壓力和第二目標(biāo)制動壓力，其中第一目標(biāo)制動壓力能是維持目標(biāo)車速所需的穩(wěn)態(tài)制動力，能有效避免車速慣性飆升；第二目標(biāo)制動壓力能根據(jù)路況動態(tài)調(diào)節(jié)車速，使得車速保證在安全區(qū)間內(nèi)；通過采用壓力閉環(huán)控制比例閥輸入值能直接調(diào)節(jié)工作腔壓力，顯著提升了車輛下坡恒速控制的精度和穩(wěn)定性，本方法有效克服了傳統(tǒng)技術(shù)中因固定阻力參數(shù)和扭矩控制偏差導(dǎo)致的車速震蕩問題，即便在坡度變化的情況下，車輛也能快速且平穩(wěn)地維持目標(biāo)車速，大幅優(yōu)化了駕駛的安全性和舒適性。