CN110920606A - 一种基于pid控制算法的油门和刹车逻辑转换控制策略 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于PID控制算法的油门和刹车逻辑转换控制策略，在油门刹车逻辑切换控制系统中，对油门控制和刹车控制采用PID控制模型控制；其特征在于：具体控制策略如下：根据上层控制器计算得出的期望加速度进行判断；通过期望加速度与实际加速度的差值，作为系统误差，当预期加速度值大于真实值加速度时，节气门打开；当预期加速度值小于真实值加速度时，控制机制从油门控制切换到刹车控制；采用PID控制模型控制，原理简单，使用方便；适应性强；鲁棒性强，采用了死区控制，降级了下层控制器在响应过程中产生的震荡，提升了驾驶员舒适性；死区模块的设计对油门和刹车均采用了线性变化方式，保证了车辆加速度变化的平顺性。

Description

一种基于PID控制算法的油门和刹车逻辑转换控制策略
技术领域
本发明涉及油门和刹车之间的逻辑切换控制器领域，尤其涉及一种基于PID控制算法的油门和刹车逻辑转换控制策略。
背景技术
油门刹车逻辑切换控制系统是一种基于各控制器切换控制车辆行驶状态，目的是通过车辆纵向运动进行自动控制，保障车辆在行驶过程中的安全性。
当期望加速值大于车辆真实加速度值时，车辆自动打开节气门，通过调节油门开度来控制车辆的加速度；当期望加速度小于车辆真实加速度时，油门控制系统关闭，刹车控制打开，切换到刹车控制系统，通过两个系统之间的逻辑切换，使车辆的加速度值达到稳定。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基于PID控制算法的油门和刹车逻辑转换控制策略，通过利用调节节气门开度与制动踏板的位置，来实现车辆加速度的控制，使车辆在行驶中达到预期的加速度值。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种基于PID控制算法的油门和刹车逻辑转换控制策略，在油门刹车逻辑切换控制系统中，对油门控制和刹车控制采用PID控制模型控制；其创新点在于：具体控制策略如下：
S1：根据上层ACC控制器计算得出的期望加速度进行判断；当期望加速值大于车辆真实加速度值时，节气门打开，进行油门开度控制；当期望加速度小于车辆真实加速度时，采用刹车控制，油门控制与刹车控制根据预期望加速度的值进行切换；
S2：通过期望加速度与实际加速度的差值，作为系统误差，当预期加速度值大于真实值加速度时，节气门打开，刹车控制系统关闭，采用节气门控制加速，通过调节节气门开度的位置从而控制车辆行驶的加速度；
S3：通过期望加速度与实际加速度的差值，作为系统误差，当预期加速度值小于真实值加速度时，控制机制从油门控制切换到刹车控制，通过调节制动踏板的位置，来调节制动主缸的压力，从而达到控制车辆的加速度。
进一步的，所述S3中为保证状态切换顺畅，无顿挫感，设定有期望加速度与真实加速度的死区，其死区的缓冲范围为0.1g。
进一步的，所述期望加车速与真实加速度之差在以h为宽度的缓冲区，当期望加速度在缓冲范围内时，将不触发刹车控制，发动机扭矩将缓降，维持并接近于期望车速；在有制动的工况下，期望加速度进入死区后，制动力会线性撤销；在有油门动力的工况下，车速进入死区后，油门动力会线性撤销，并保持发动机怠速拖拽。
本发明的优点在于：
1）本发明中PID控制模型控制，原理简单，使用方便；适应性强；鲁棒性强，其控制品质对被控对象的变化不敏感，非常适用于环境恶劣的环境；控制器的设计采用了死区控制，有效降级了下层控制器在响应上层控制器的过程中产生的震荡，从而提升了驾驶员舒适性；死区模块的设计对油门和刹车均采用了线性变化方式，这样的操作保证了车辆加速度变化的平顺性。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明的一种基于PID控制算法的油门和刹车逻辑转换控制策略的逻辑切换结构图。
图2为本发明的一种基于PID控制算法的油门和刹车逻辑转换控制策略的不同速度下的自然减速值图。
图3为本发明的一种基于PID控制算法的油门和刹车逻辑转换控制策略的油门刹车逻辑切换控制系统逻辑图。
具体实施方式
下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
如图1至图3所示的一种基于PID控制算法的油门和刹车逻辑转换控制策略，在油门刹车逻辑切换控制系统中，对油门控制和刹车控制采用PID控制模型控制；具体控制策略如下：
S1：根据上层ACC控制器计算得出的期望加速度进行判断；当期望加速值大于车辆真实加速度值时，节气门打开，进行油门开度控制；当期望加速度小于车辆真实加速度时，采用刹车控制，油门控制与刹车控制根据预期望加速度的值进行切换；
S2：通过期望加速度与实际加速度的差值，作为系统误差，当预期加速度值大于真实值加速度时，节气门打开，刹车控制系统关闭，采用节气门控制加速，通过调节节气门开度的位置从而控制车辆行驶的加速度；
S3：通过期望加速度与实际加速度的差值，作为系统误差，当预期加速度值小于真实值加速度时，控制机制从油门控制切换到刹车控制，通过调节制动踏板的位置，来调节制动主缸的压力，从而达到控制车辆的加速度。
S3中为保证状态切换顺畅，无顿挫感，设定有期望加速度与真实加速度的死区，其死区的缓冲范围为0.1g。
期望加车速与真实加速度之差在以h为宽度的缓冲区，当期望加速度在缓冲范围内时，将不触发刹车控制，发动机扭矩将缓降，维持并接近于期望车速；在有制动的工况下，期望加速度进入死区后，制动力会线性撤销；在有油门动力的工况下，车速进入死区后，油门动力会线性撤销，并保持发动机怠速拖拽。
本发明的工作原理是：当期望加速值大于车辆真实加速度值时，车辆自动打开节气门，切换到油门控制系统，通过调节油门开度的位置来控制车辆的加速度，使期望的加速度值逐渐与车辆真实加速度值相等，从而使车辆的加速度值达到稳定。
当期望加速度小于车辆真实加速度时，油门控制系统关闭，刹车控制打开，切换到刹车控制系统，制动踏板根据当前车辆的加速度值进行调节制动踏板的位置，来调节制动力大小，并达到期望加速度，使车辆的预期加速度值稳定在当前车辆的加速度值附近。
本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种基于PID控制算法的油门和刹车逻辑转换控制策略，在油门刹车逻辑切换控制系统中，对油门控制和刹车控制采用PID控制模型控制；其特征在于：具体控制策略如下：
S1：根据上层ACC控制器计算得出的期望加速度进行判断；当期望加速值大于车辆真实加速度值时，节气门打开，进行油门开度控制；当期望加速度小于车辆真实加速度时，采用刹车控制，油门控制与刹车控制根据预期望加速度的值进行切换；
S2：通过期望加速度与实际加速度的差值，作为系统误差，当预期加速度值大于真实值加速度时，节气门打开，刹车控制系统关闭，采用节气门控制加速，通过调节节气门开度的位置从而控制车辆行驶的加速度；
S3：通过期望加速度与实际加速度的差值，作为系统误差，当预期加速度值小于真实值加速度时，控制机制从油门控制切换到刹车控制，通过调节制动踏板的位置，来调节制动主缸的压力，从而达到控制车辆的加速度。
2.根据权利要求1所述的一种基于PID控制算法的油门和刹车逻辑转换控制策略，其特征在于：所述S3中为保证状态切换顺畅，无顿挫感，设定有期望加速度与真实加速度的死区，其死区的缓冲范围为0.1g。
3.根据权利要求1所述的一种基于PID控制算法的油门和刹车逻辑转换控制策略，其特征在于：所述期望加车速与真实加速度之差在以h为宽度的缓冲区，当期望加速度在缓冲范围内时，将不触发刹车控制，发动机扭矩将缓降，维持并接近于期望车速；在有制动的工况下，期望加速度进入死区后，制动力会线性撤销；在有油门动力的工况下，车速进入死区后，油门动力会线性撤销，并保持发动机怠速拖拽。
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