车身电子稳定性控制系统的轮缸压力估计方法

技术领域

本发明涉及轮缸压力技术领域，具体为车身电子稳定性控制系统的轮缸压力估计方法。

背景技术

目前，随着电动汽车和智能汽车的发展，电动汽车和智能汽车的制动系统提出了如电子助力和主动增压的需求，制动系统正不断向线控制动系统进化，制动压力是实现车辆控制的先决条件，制动轮缸的作用是将从制动主缸输入的液压能转变为机械能，以使制动器进入工作状态，制动轮缸有单活塞式和双活塞式两种，单活塞式制动轮缸主要用于双领蹄式和双从蹄式制动器，而双活塞式制动轮缸应用较广，即可用于领从蹄式制动器，又可用于双向双领蹄式制动器及双向自增力式制动器。

尽管如此，仍存在轮缸压力估计方法不得当，缸压估计值不准确，导致缸压不足发动机动力不足，进而排气管冒烟，同时还会因为缸压不足导致了发动机启动困难，因为缸压不足会影响燃烧状况，导致动力和扭矩不足，车辆抖动现象严重。

发明内容

本发明的目的在于提供车身电子稳定性控制系统的轮缸压力估计方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：车身电子稳定性控制系统的轮缸压力估计方法，包括以下步骤：

S1、轮缸压力确定方法：获取当前时刻控制器中经过各增压阀的油液流量、对应轮缸的流入油液体积、对应减压阀的油液流量以及各轮缸的流出油液体积，确定下一时刻各轮缸的油液体积以及下一时刻各轮缸的轮缸压力；

S2、轮缸压力估算：通过轮缸PV特性测试，获取压差与流量的关系以及获取轮缸液压力与流量或者体积的关系，同时通过液压控制高速开关阀和制动轮缸的流量压力特征以及压力特征算法进行估算；

S3、轮缸压力控制：通过电磁阀PWM控制分别对轮缸压力特性，在增压和减压时的过程变化进行测试；

S4、通过PID控制仿真验证：通过PID分段控制来检验轮缸压力在不同形状的目标压力曲线下的跟随，并且对比相同目标压力曲线下的PID控制响应情况。

优选的，所述步骤1中包括以下步骤：

S101、获取当前各种增压阀的油液量：获取当前时刻控制器中经过各增压阀的油液流量、对应轮缸的流入油液体积、对应减压阀的油液流量以及各轮缸的流出油液体积；

S102、根据轮缸流入和流出油液体积：通过当前时刻各轮缸的流入油液体积和上一个时刻各轮缸的流入油液体积，确定下一时刻各轮缸的油液体积；

S103、根据预设的体积压力和油液体积：根据预设的体积压力变化和下一时刻各轮缸的油液体积，确定下一时刻各轮缸的轮缸压力。

优选的，所述步骤S2中还包括以下步骤：

S201、轮缸PV特性测试：通过轮缸PV特性测试，获取压差与流量的关系以及获取轮缸液压力与流量或者体积的关系，通过轮缸制动液体积便能够得到对应的轮缸压力；

S202、获取轮缸液压力与体积：通过液压控制高速开关阀和制动轮缸的流量压力特征进行估算，轮缸估算压力和主缸压力得到初始压差，将初始压差和增、减压电磁阀占空比控制信号代入计算机进行计算，得到流入、流出轮缸实时流量，计算流入、流出轮缸制动液的体积。

优选的，所述步骤S3中还包括以下步骤：

S301、分析轮缸增压过程：通过电磁阀PWM控制，当轮缸增压控制时，轮缸压力总会迅速增加，后续压力跟随过程中，目标压力和实际压力差基本在0.5MPA内，所以在压力差大于0.5MPA时，采用开关控制，电磁阀阀口全开，使轮缸压力迅速接近目标压力，当压力差大于0.5MPA时，通过改变控制信号占空比实现精细调节轮缸压力。

优选的，所述步骤S3中还包括以下步骤：

S302、分析轮缸减压过程：为了避免电磁阀频繁开合，通过减压-保压-减压的阶梯减压方法，当轮缸压力和目标压力差大于设定的阈值1MPA时，电磁阀全开，轮缸开始减压，直到轮缸压力和目标压力差小于－1MPA时，电磁阀全闭，轮缸进入保压状态，当轮缸压力和目标压力差再次达到1MPA后，继续减压，从而达到跟随减压的目的，实现压力控制。

优选的，所述步骤S4中还包括以下步骤：

S401、通过梯形压力曲线仿真：能够很好地检验轮缸压力整个增压-保-压减压过程，在梯形波目标曲线下，分段控制方法有很好的控制效果，最大延时只有26ms，几乎没有超调现象，保压时轮缸压力能够很好地稳定在一个固定，减压时能够迅速的跟随减压曲线，实现快速减压，对不同目标压力的保压都能够实现压力跟随，有很好的普适性。

优选的，所述步骤S4中还包括以下步骤：

S402、通过正弦曲线仿真：能够检验轮缸压力对平滑曲线得跟随效果，分段控制在初始压力跟随时比PID控制下响应速度快100ms，这是因为分段控制在大压差情况下采用的是开关控制，增压阀全开，快速接近目标压力，减压时，PID控制曲线虽然比分段控制曲线平滑，但是其响应速度依旧比不上分段控制。

优选的，所述步骤S4中还包括以下步骤：

S403、通过三角波仿真：能够检验轮缸压力对目标压力出现拐角的响应情况，PID控制在下降阶段表现很差，在拐角处，PID控制误差达到8bar，而分段控制误差只有3bar，分段控制在目标曲线出现拐角处依旧有很好的表现，能够快速调整压力，实现跟随。

压力特征算法包括特征提取算法，特征提取算法具体为：

式中：Δt代表时间间隔，m代表时间间隔，n代表等待时间采集的帧数，L代表总压力值；

压力特征算法还包括压力平均值算法，压力平均值算法具体为：

式中：m

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过准确的轮缸压力估算，使缸压估计值准确，使轮缸压力充足，发动机动力充足，进而排气管不会冒烟或者减轻冒烟的情况，同时还会因为缸压充足使发动机轻松启动，因为缸压充足，不会影响燃烧状况，使动力和扭矩充足，车辆不会产生抖动现象。

附图说明

图1为本发明实施例提供整体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的轮缸压力确定方法的内部模块框图；

图3为本发明实施例提供的轮缸压力估算的内部模块框图；

图4为本发明实施例提供的轮缸压力控制的内部模块框图；

图5为本发明实施例提供的PID控制仿真验证的内部模块框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：车身电子稳定性控制系统的轮缸压力估计方法，包括以下步骤：

S1、轮缸压力确定方法：获取当前时刻控制器中经过各增压阀的油液流量、对应轮缸的流入油液体积、对应减压阀的油液流量以及各轮缸的流出油液体积，确定下一时刻各轮缸的油液体积以及下一时刻各轮缸的轮缸压力；

S2、轮缸压力估算：通过轮缸PV特性测试，获取压差与流量的关系以及获取轮缸液压力与流量或者体积的关系，同时通过液压控制高速开关阀和制动轮缸的流量压力特征以及压力特征算法进行估算；

S3、轮缸压力控制：通过电磁阀PWM控制分别对轮缸压力特性，在增压和减压时的过程变化进行测试；

S4、通过PID控制仿真验证：通过PID分段控制来检验轮缸压力在不同形状的目标压力曲线下的跟随，并且对比相同目标压力曲线下的PID控制响应情况。

步骤1中包括以下步骤：

S101、获取当前各种增压阀的油液量：获取当前时刻控制器中经过各增压阀的油液流量、对应轮缸的流入油液体积、对应减压阀的油液流量以及各轮缸的流出油液体积；

S102、根据轮缸流入和流出油液体积：通过当前时刻各轮缸的流入油液体积和上一个时刻各轮缸的流入油液体积，确定下一时刻各轮缸的油液体积；

S103、根据预设的体积压力和油液体积：根据预设的体积压力变化和下一时刻各轮缸的油液体积，确定下一时刻各轮缸的轮缸压力；

步骤S2中还包括以下步骤：

S201、轮缸PV特性测试：通过轮缸PV特性测试，获取压差与流量的关系以及获取轮缸液压力与流量或者体积的关系，通过轮缸制动液体积便能够得到对应的轮缸压力；

S202、获取轮缸液压力与体积：通过液压控制高速开关阀和制动轮缸的流量压力特征进行估算，轮缸估算压力和主缸压力得到初始压差，将初始压差和增、减压电磁阀占空比控制信号代入计算机进行计算，得到流入、流出轮缸实时流量，计算流入、流出轮缸制动液的体积；

步骤S3中还包括以下步骤：

S301、分析轮缸增压过程：通过电磁阀PWM控制，当轮缸增压控制时，轮缸压力总会迅速增加，后续压力跟随过程中，目标压力和实际压力差基本在0.5MPA内，所以在压力差大于0.5MPA时，采用开关控制，电磁阀阀口全开，使轮缸压力迅速接近目标压力，当压力差大于0.5MPA时，通过改变控制信号占空比实现精细调节轮缸压力；

步骤S3中还包括以下步骤：

S302、分析轮缸减压过程：为了避免电磁阀频繁开合，通过减压-保压-减压的阶梯减压方法，当轮缸压力和目标压力差大于设定的阈值1MPA时，电磁阀全开，轮缸开始减压，直到轮缸压力和目标压力差小于－1MPA时，电磁阀全闭，轮缸进入保压状态，当轮缸压力和目标压力差再次达到1MPA后，继续减压，从而达到跟随减压的目的，实现压力控制；

步骤S4中还包括以下步骤：

S401、通过梯形压力曲线仿真：能够很好地检验轮缸压力整个增压-保-压减压过程，在梯形波目标曲线下，分段控制方法有很好的控制效果，最大延时只有26ms，几乎没有超调现象，保压时轮缸压力能够很好地稳定在一个固定，减压时能够迅速的跟随减压曲线，实现快速减压，对不同目标压力的保压都能够实现压力跟随，有很好的普适性；

步骤S4中还包括以下步骤：

S402、通过正弦曲线仿真：能够检验轮缸压力对平滑曲线得跟随效果，分段控制在初始压力跟随时比PID控制下响应速度快100ms，这是因为分段控制在大压差情况下采用的是开关控制，增压阀全开，快速接近目标压力，减压时，PID控制曲线虽然比分段控制曲线平滑，但是其响应速度依旧比不上分段控制；

步骤S4中还包括以下步骤：

S403、通过三角波仿真：能够检验轮缸压力对目标压力出现拐角的响应情况，PID控制在下降阶段表现很差，在拐角处，PID控制误差达到8bar，而分段控制误差只有3bar，分段控制在目标曲线出现拐角处依旧有很好的表现，能够快速调整压力，实现跟随；

压力特征算法包括特征提取算法，特征提取算法具体为：

式中：Δt代表时间间隔，m代表时间间隔，n代表等待时间采集的帧数，L代表总压力值；

压力特征算法还包括压力平均值算法，压力平均值算法具体为：

式中：m

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。