一种汽车制动轮缸的液压力预测控制方法及系统

本发明涉及汽车制动，特别是涉及一种汽车制动轮缸的液压力预测控制方法及系统。

背景技术：

1、汽车制动系统是汽车底盘的核心零部件，是汽车安全可靠行驶的基础，是支撑汽车制动能量回收、防抱死制动、驱动防滑、电子稳定性控制、自动紧急制动及自适应巡航等重要功能开发的关键。其中，在上述制动系统中，轮缸液压力控制是决定制动系统性能的关键，将直接影响汽车安全性、舒适性和经济性。

2、目前，现有技术中，轮缸液压力控制主要采用比例电磁阀和开关电磁阀来实现。其中，比例电磁阀能够线性调节阀口开度和液压力，控压精度高，但其加工制造工艺复杂、成本高，尚不具备实车应用条件；开关电磁阀通常采用pwm控制方式来实现轮缸液压力调节，但是开关电磁阀的pwm控制方式需要额外的pwm发生器，增加了控制系统的结构复杂度及成本；且现有开关电磁阀控制方法不能显式处理开关电磁阀的开关非线性，从而不能表征制动轮缸液压力与开关电磁阀开关状态的直接量化关系，进而不能通过求解优化问题直接获取开关电磁阀的最优开关状态。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

2、为此，本发明提出了一种汽车制动轮缸的液压力预测控制方法，采用预测控制获取当前时刻进油阀和出油阀的开关状态矢量，取消了经典pwm控制方式下pwm发生器模块，降低了制动轮缸液压力控制的控制结构复杂度和成本；同时建立了制动轮缸液压力与进油阀和出油阀开关状态矢量间的直接量化关系，通过模型预测和代价函数优化，可以得到进油阀和出油阀的最优开关控制。

3、本发明的另一个目的在于提出一种汽车制动轮缸的液压力预测控制系统。

4、为达上述目的，本发明一方面提出一种汽车制动轮缸的液压力预测控制方法，所述方法应用于汽车液压制动系统，包括：

5、响应于液压制动系统上电进行初始化后，获取所述液压制动系统的运行数据，其中，所述运行数据包括制动轮缸的液压力；

6、基于所述运行数据，得到所述制动轮缸的液压力矢量控制集合；

7、基于所述液压力矢量控制集合和所述制动轮缸的液压力，建立制动轮缸液压力的预测方程；

8、基于所述制动轮缸液压力的预测方程，构建制动轮缸液压力控制的代价函数；

9、基于所述代价函数得到所述制动轮缸的最优液压力矢量及相应进油阀和出油阀的最优状态矢量，并通过所述进油阀和出油阀根据最优状态矢量配合，实现制动轮缸的液压力调节。

10、本发明实施例的汽车制动轮缸的液压力预测控制方法还可以具有以下附加技术特征：

11、在本发明的一个实施例中，所述运行数据包括高压供给单元的液压力、低压回油单元的液压力、制动轮缸的液压力、进油阀和出油阀的组合开关状态，所述基于所述运行数据，得到所述制动轮缸的液压力矢量控制集合，包括：根据所述高压供给单元的液压力、低压回油单元的液压力、进油阀和出油阀的组合开关状态，构建所述进油阀和出油阀的状态矢量集合与所述制动轮缸的液压力矢量控制集合。

12、在本发明的一个实施例中，所述基于所述液压力矢量控制集合和所述制动轮缸的液压力，建立制动轮缸液压力的预测方程，包括：

13、基于所述液压力矢量控制集合和所述制动轮缸的液压力，得到所述液压力的离散状态空间方程；

14、实时估计所述制动轮缸的集总扰动项，得到所述集总扰动项的估计值；

15、基于所述集总扰动项的估计值和所述离散状态空间方程，建立制动轮缸液压力的预测方程。

16、在本发明的一个实施例中，基于所述液压力矢量控制集合和所述制动轮缸的液压力，得到所述液压力的离散状态空间方程，包括：

17、基于所述液压力矢量控制集合和所述制动轮缸的液压力，建立所述制动轮缸的动态液压力方程；

18、将所述制动轮缸的动态液压力方程转换成状态空间方程；

19、对所述状态空间方程进行离散化处理，得到液压力的离散状态空间方程。

20、为达上述目的，本发明另一方面提出一种汽车制动轮缸的液压力预测控制系统，所述系统应用于汽车液压制动系统，所述系统包括数据处理模块、建立模块、液压力代价函数模块和最优液压力矢量计算模块，其中，

21、所述数据处理模块，用于响应于液压制动系统上电进行初始化后，获取所述液压制动系统的运行数据，其中，所述运行数据包括制动轮缸的液压力；

22、所述数据处理模块，还用于基于所述运行数据，得到所述制动轮缸的液压力矢量控制集合；

23、所述建立模块，用于基于所述液压力矢量控制集合和所述制动轮缸的液压力，建立制动轮缸液压力的预测方程；

24、所述液压力代价函数模块，用于基于所述制动轮缸液压力的预测方程，构建制动轮缸液压力控制的代价函数；

25、所述最优液压力矢量计算模块，用于基于所述代价函数得到所述制动轮缸的最优液压力矢量及相应进油阀和出油阀的最优状态矢量，并通过所述进油阀和出油阀根据最优状态矢量配合，实现制动轮缸的液压力调节。

26、在本发明的一个实施例中，所述数据处理模块，具体用于：

27、根据所述高压供给单元的液压力、低压回油单元的液压力、进油阀和出油阀的组合开关状态，构建所述进油阀和出油阀的状态矢量集合与所述制动轮缸的液压力矢量控制集合。

28、在本发明的一个实施例中，所述建立模块还包括轮缸液压力模型模块、扰动观测模块和液压力预测模型模块，其中，

29、所述轮缸液压力模型模块，用于基于所述液压力矢量控制集合和所述制动轮缸的液压力，得到所述液压力的离散状态空间方程；

30、所述扰动观测模块，用于实时估计所述制动轮缸的集总扰动项，得到所述集总扰动项的估计值；

31、所述液压力预测模型模块，用于基于所述集总扰动项的估计值和所述离散状态空间方程，建立制动轮缸液压力的预测方程。

32、在本发明的一个实施例中，所述轮缸液压力模型模块，具体用于：

33、基于所述液压力矢量控制集合和所述制动轮缸的液压力，建立所述制动轮缸的动态液压力方程；

34、将所述制动轮缸的动态液压力方程转换成状态空间方程；

35、对所述状态空间方程进行离散化处理，得到液压力的离散状态空间方程。

36、为达上述目的，本发明一方面提出一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时，能够实现上述任一所述的方法。

37、为达上述目的，本发明一方面提出一种计算机存储介质，其中，所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令；所述计算机可执行指令被处理器执行后，能够实现上述任一所述的方法。

38、本发明实施例的汽车制动轮缸的液压力预测控制方法和系统，采用预测控制获取当前时刻进油阀和出油阀的开关状态矢量，取消了经典pwm控制方式下pwm发生器模块，降低了制动轮缸液压力控制的控制结构复杂度和成本；同时建立了制动轮缸液压力与进油阀和出油阀开关状态矢量间的直接量化关系，通过模型预测和代价函数优化，可以得到进油阀和出油阀的最优开关控制。

39、本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。