[发明专利]一种基于模拟预测的ABS控制方法

权利要求书

1.一种基于模拟预测的ABS控制方法，其特征在于：包括根据实际车辆参数所建立的7自由度车辆模型、MPC制器和压力控制器，7自由度车辆模型包括车辆的纵向自由度、侧向自由度、横摆自由度以及车辆的四个车轮的自由度；MPC控制器采用二次型最优算法，实现目标控制量四轮滑移率在S1，同时保证车辆行驶过程中减速度变化小于ax’,及对开路面横摆角速度小于r1’，输出四个车轮的控制压力，Pn(n＝1,2…4)；压力控制器按照MPC控制器输出目标压力，建立四个车轮的制动压力，保证压力控制误差小于Pδ；该方法的实施步骤为：

步骤一、在行驶过程中，利用直线行驶模型通过加速、滑行、制动阶段，实现自车参数识别，自身参数包括车身质量m、前轴荷、后轴荷、滑行阻力；

步骤二、按照设定周期T1s，采集当前周期内车辆的滑移率及轮减速度a；根据所设定激活ABS条件滑移率Sns(n＝1,2…4)及轮减速度a判断是否激活ABS；

步骤三、当满足激活ABS条件后，按照设定周期T1s，预测模型根据车辆安装的轮速传感器，采集各轮速信号Vn(n＝1,2…4)，以及前后桥制动压力Pn(n＝1,2…4),估算各个车轮附着系数μn(n＝1,2…4)；

步骤四、判断路面，根据四个车轮的附着系数，判断当前路面；

步骤五、为MPC控制器设置控制目标，控制目标为四个车轮的滑移率为S1，根据路面设定MPC控制器求解约束条件；

步骤六、利用上述滑移率控制目标与实际减速度反馈计算得到滑移率差值及约束条件输入MPC控制器，利用最优二次型构建J方程，求解四个制动气室目标压力Pn(n＝1,2…4)；

步骤七、根据目标压力，由压力控制器实现电磁阀目标控制压力，其中压力差值小于0.1bar；

步骤八、建立压力模型：

由于气室制动压力的响应存在滞后，将压力模型设定为:

步骤九、更新Pn(k+1|k)，输入7自由度预测模型，估算滑移率；

步骤十、根据设定退出条件，判断是否退出，如果不满足退出条件，重复步骤二至步骤八；

步骤十一、满足退出条件。

2.根据权利要求1所述的一种基于模拟预测的ABS控制方法，其特征在于：步骤一和步骤三自车参数识别，具体包括7自由度模型，算法方程为：

式中:m为整车质量，γ为横摆角速度，Vx为横向速度，Vy为纵向速度，Fxi,Fyi为车轮纵向力与横向力，i＝fl,fr,rl,rr，δ为轮胎偏转角度，Iz为整车饶Z轴转动的横摆转动惯量，a,b为质心到前后轮轴的水平距离，T；为前后轴的轮距；横向力平衡动力学方程为:

纵向力平衡动力学方程为:

绕Z轴力矩平衡动力学方程为:

本方案预设每个车轮的转动惯量相同，且半径相同，所以对单个车轮进行受力分析建立对应的力矩平衡方程，可得如下动力学平衡方程: