一种ABS功能耐久试验的控制装置、系统及方法与流程

本发明公开了一种abs功能耐久试验的控制装置、系统及方法，属于自动驾驶技术领域。

背景技术：

随着自动驾驶技术的逐渐成熟，越来越多的车辆的制动系统开始搭载电子助力器。电子稳定程序(esc)需要在搭载电子助力器的制动系统回路中进行abs工况的耐久试验，但是当abs功能启动时，电子助力器出于自身保护的目的，会自动将推杆释放，导致输入力陡然增大，以至于超出了作动缸力阈值，试验停止。目前采用的解决方法有：1.将作动缸力阈值设置大(例如超过4000n),使得试验能够继续，但是此法存在的问题是：不符合正常人体工程学的试验工况。2.在输入力值将要超过作动缸力阈值时，使作动缸快速回退。但是由于作动缸本身的响应时间的限制，作动缸回退的速度慢于推杆回退的速度，导致时而输入力也会超出了作动缸力阈值，试验不会在整个的耐久循环内一直正常运行。3.在作动缸与电子助力器推杆之间连接一个气动缸，当abs功能启动时，气动缸快速释放，使推杆与作动缸迅速脱离，但是此存在同样的问题：无法在abs功能启动时持续测量输入力值。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种abs功能耐久试验的控制方法、系统、终端及储存介质，以解决现有技术中无法在abs功能启动时持续测量输入力值的问题。

本发明所要解决的问题是由以下技术方案实现的：

第一方面，本发明实施例提供了一种abs功能耐久试验的控制装置，包括：制动钳、esc、电子助力器、作动缸、压力传感器、流量控制阀、试验控制器和三通，所述试验控制器分别与esc、电子助力器、作动缸、压力传感器、流量控制阀电连接，所述制动钳与esc一侧连接，所述电子助力器设置在作动缸上。

优选的是，所述三通包括：第一三通、第二三通、第三三通、第四三通和第五三通，所述压力传感器包括：第一压力传感器和第二压力传感器，所述流量控制阀包括：第一流量控制阀和第二流量控制阀，所述第三三通上端通过液压管路连接第一压力传感器，左端通过液压管路连接所述esc，右端通过液压管路连接所述第一三通左端；所述第四三通上端通过液压管路连接第二压力传感器，左端通过液压管路连接所述esc，右端通过液压管路连接所述第二三通左端；所述第一三通上端通过液压管路连接第一流量控制阀，左端通过液压管路连接所述第三三通右端，右端通过液压管路连接所述电子助力器的主缸；所述第二三通上端通过液压管路连接第二流量控制阀，左端通过液压管路连接所述第四三通右端，右端通过液压管路连接所述电子助力器的主缸；所述第五三通上端通过液压管路连接第一流量控制阀，右端通过液压管路连接所述电子助力器的储液罐，下端通过液压管路连接所述第二流量控制阀。

优选的是，所述制动钳包括：左前制动钳、右前制动钳、左后制动钳和右后制动钳。

优选的是，所述试验控制器包括流量控制模块。

优选的是，所述试验控制器采用hil模拟器。

第二方面，本发明实施例提供了一种abs功能耐久试验的控制系统，其包括如第一方面所述的abs功能耐久试验的控制装置。

第三方面，本发明实施例提供了一种abs功能耐久试验的控制方法，包括：

步骤s1，将所述作动缸的输入力阈值和输入力参考值分别设置为2000n和1000-1500n；

步骤s2，设置所述作动缸的最大位移，车辆动力学模型设置为80％的油门开度；

步骤s3，获取第一车速，判断所述第一车速是否大于第一规定阈值：

是，执行下一步骤；

否，重复步骤s2；

步骤s4，所述油门开度设置为0，通过所述试验控制器控制作动缸前进；

步骤s5，判断abs功能是否启动：

是，执行下一步骤；

否，重复步骤s4；

步骤s6，判断所述作动缸的位移是否达到设置最大位移：

是，重复步骤2-5；

否，执行下一步骤；

步骤s7，设置所述作动缸以10mm/s的速度立即后退，通过第一压力传感器和第二压力传感器获取第一当前压力值和第二当前压力值，通过所述流量控制模块进行流量分配；

步骤s8，所述作动缸后退0.04s后停止，实时获取流量控制阀的开度；

步骤s9，获取第二车速，判断所述第二车速是否小于第二规定阈值：

是，执行下一步骤；

否，重复步骤s8；

步骤s10，设置所述作动缸以40mm/s的速度立即后退，通过所述流量控制模块关闭流量控制阀；

步骤s11，静止5s后，开始下一试验循环，重新回到步骤s1。

优选的是，所述通过所述流量控制模块进行流量分配包括：

通过力传感器获取作动缸上集成的的实测值

通过作动缸上集成的实测值和作动缸输入力参考值得到误差；

获取所述esc输出的车速值；

当abs功能启动时，通过第一压力传感器和第一压力传感器分别获取第一启动压力值pabs1和第二启动压力值pabs2；

根据公式(1)和公式(2)，通过所述第一启动压力值pabs1和第二启动压力值pabs2、第一当前压力值p1和第二当前压力值p2得到将pwm总占空比d分配给所述第一流量控制阀和第二流量控制阀的第一pwm占空比值d1和第二pwm占空比值d2，

优选的是，所述第一规定阈值为100km/h。

优选的是，所述第二规定阈值为0.1km/h。

本发明的优点在于：本发明通过一种abs功能耐久试验的控制装置、系统及方法，兼顾了正常人体工程学的试验工况，在abs功能启动时测量输入力值，又使得输入力不会超出了作动缸力阈值，进而使试验能够在整个的耐久循环内一直正常运行。

附图说明

图1所示为本发明一种空气压缩机的耐久试验装置的电气连接图。

图2所示为本发明一种空气压缩机的耐久试验方法中流量控制模块的控制方法流程图。

图3所示为本发明一种空气压缩机的耐久试验方法中流量控制模块的设计方法流程图。

具体实施方式

以下根据附图1-3对本发明做进一步说明：

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，本专利第一实施例在现有技术的基础上提供了一种abs功能耐久试验的控制装置，包括：制动钳、esc、电子助力器、作动缸、压力传感器、流量控制阀、试验控制器和三通，试验控制器采用hil模拟器，是整个试验台的中央控制中心，试验控制器分别与esc、电子助力器、作动缸、压力传感器、流量控制阀电连接，制动钳与esc一侧连接，制动钳包括：左前制动钳、右前制动钳、左后制动钳和右后制动钳。三通包括：第一三通、第二三通、第三三通、第四三通和第五三通，压力传感器包括：第一压力传感器和第二压力传感器，流量控制阀包括：第一流量控制阀和第二流量控制阀。

第三三通上端通过液压管路连接第一压力传感器，左端通过液压管路连接esc，右端通过液压管路连接第一三通左端；第四三通上端通过液压管路连接第二压力传感器，左端通过液压管路连接esc，右端通过液压管路连接第二三通左端；第一三通上端通过液压管路连接第一流量控制阀，左端通过液压管路连接第三三通右端，右端通过液压管路连接电子助力器的主缸；第二三通上端通过液压管路连接第二流量控制阀，左端通过液压管路连接第四三通右端，右端通过液压管路连接电子助力器的主缸；第五三通上端通过液压管路连接第一流量控制阀，右端通过液压管路连接电子助力器的储液罐，下端通过液压管路连接第二流量控制阀。

电子助力器安装在作动缸上，使作动缸只能推动电子助力器推杆前进，而不能拉动推杆回退，试验控制器包括流量控制模块。

本专利第二实施例在现有技术的基础上提供了一种abs功能耐久试验的控制系统，其包括如第一实施例的abs功能耐久试验的控制装置。

本专利第三实施例在现有技术的基础上提供了一种abs功能耐久试验的控制方法，包括：

步骤s1，将作动缸的输入力阈值和输入力参考值分别设置为2000n和1000-1500n；

步骤s2，设置作动缸的最大位移，车辆动力学模型设置为80％的油门开度，车辆加速前进。

步骤s3，获取第一车速，判断第一车速是否大于第一规定阈值，第一规定阈值为100km/h：

是，执行下一步骤；

否，重复步骤s2；

步骤s4，油门开度设置为0，通过试验控制器控制作动缸前进试验控制器控制作动缸前进，假设主缸的最大行程为lmax,则以下面公式(1)

l(t)＝0.5×lmax×sin(2.62×t)(0＜t＜0.6s)(i)

的正弦曲线对作动缸位移进行控制，即作动缸最大位移为主缸的最大行程为l的0.5倍。此时车辆进入制动状态，车速逐渐降低；

步骤s5，判断abs功能是否启动：

是，执行下一步骤；

否，重复步骤s4；

步骤s6，判断作动缸的位移是否达到设置最大位移：

是，则作动缸返回至初始位移(即位移为0)处，并修改作动缸最大位移，重复步骤2-5；

否，执行下一步骤；

步骤s7，设置作动缸以10mm/s的速度立即后退，通过第一压力传感器和第二压力传感器获取第一当前压力值和第二当前压力值，通过流量控制模块进行流量分配，同时流量控制模块进行流量分配，通过pid控制方法控制流量控制阀的开度，使制动液通过流量控制阀回流至电子助力器储液罐中，降低由esc回到电子助力器主缸的液压，减少电子助力器推杆对作动缸施加的回弹力，即输入力。如图2所示，考虑到快速的响应时间即要求不高的控制精度，流量控制模块采用pid方式控制，

通过力传感器获取作动缸上集成的的实测值；

通过作动缸上集成的实测值和作动缸输入力参考值之差值得到误差；作动缸输入力参考值一般为1000-1500n,输出的控制量为第一流量控制阀的第一pwm占空比和第二流量控制阀的第二pwm占空比。

获取esc输出的车速值abs功能启动信号abs_intervention也作为流量控制器的输入，当abs功能未启动或者车速值大于等于0.1km/h时，流量控制阀输出的pwm占空比都为0，即流量控制阀的流量为0.当abs功能启动且车速值小于0.1km/h时，流量控制器才进行闭环控制，输出流量控制阀的pwm占空比大于0。

当abs功能启动时，通过第一压力传感器和第一压力传感器分别获取第一启动压力值pabs1和第二启动压力值pabs1；

根据公式(2)和公式(3)，通过第一启动压力值pabs1和第二启动压力值pabs2、第一当前压力值p1和第二当前压力值p2得到将pwm总占空比d分配给第一流量控制阀和第二流量控制阀的第一pwm占空比值d1和第二pwm占空比值d2，

步骤s8，作动缸后退0.04s后停止，实时获取流量控制阀的开度；

步骤s9，获取第二车速，判断第二车速是否小于第二规定阈值，第二规定阈值为0.1km/h：

是，执行下一步骤；

否，重复步骤s8；

步骤s10，设置作动缸以40mm/s的速度立即后退，通过流量控制模块关闭流量控制阀，使制动液无法通过流量控制阀；

步骤s11，静止5s后，开始下一试验循环，重新回到步骤s1。

优选的是，通过流量控制模块进行流量分配包括：

如图3所示，对被控对象——电子助力器回路进行建模：其输入量为q(t)，输出量为fa(t)

fb(t)＝f1(fa(t))(4)

fb(t)＝p(t)×a(5)

p(t)＝f2(l(t))(7)

其中：

fa(t)：作动缸输入力(n)

fb(t)：电子助力器输出力(n)，其与fa(t)之间有函数关系f1，通常地，电子助力器的助力特性作为此函数关系

p(t)：电子助力器回路液压(bar)，其与l(t)之间有函数关系f2，通常地，电子助力器主缸的压力容积特性作为此函数关系

a：电子助力器主缸面积(mm²)

q(t)：流量控制阀输出的流量(ml/s)

l(t)：电子助力器主缸内活塞行程(mm)，可等效为作动缸位移

根据以上设计思路，可计算得出被控对象的传递函数为：

对执行机构——流量控制阀进行建模：其输入量为d(t)，输出量为q(t)

i(t)＝f3(d(t))(9)

q(t)＝f4(i(t))(10)

其中：

d(t)：流量控制器输出的pwm占比

i(t)：流量控制阀内部电流(a)，其与d(t)之间有函数关系f3，可通过实际测量得到

q(t)：流量控制阀输出的流量(ml/s)

根据以上设计思路，可计算得出执行机构的传递函数为：

对力传感器进行建模：其输入量为fa(t)，输出量为力传感器的实测值f(t)，需要考虑到力传感器的滞后作用。通过实际测量得到力传感器的传递函数为：

对流量控制模块进行建模：其输入量为作动缸输入力参考值fref，输出量为d(t)，使用matlabsimulink中的pid工具箱进行调试，设置响应时间0.12s，记录下此时的p、i、d值即为流量控制器中比例、微分、积分环节。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。