CN112026753A - 一种低速场景中稳定车速控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种低速场景中稳定车速控制方法，包括以下步骤：当车辆启动后，自动泊车控制器收到激活信号，会根据车辆场景和所处坡道大小，设定目标车速；在车速从零到目标车速的过程中，增加一个开环补偿算法对车速进行补偿；当车速达到目标车速时，撤销开环补偿算法，采用PID闭环算法控制以稳定车速。该方法能够控制车辆在较低车速时保证车速稳定，并且能够减小稳定车速的超调量，降低安全风险；还能够缩短稳定车速所需的时间，提高舒适性体验。

Description

一种低速场景中稳定车速控制方法
技术领域
本发明涉及汽车控制技术领域，尤其涉及一种低速场景中稳定车速控制方法。
背景技术
在全自动泊车过程中，泊车控制器会控制车辆以一个设定好的较小目标速度运动，由于车辆发动机提供的最小输出扭矩足以使车辆在平路上达到10km/h左右的车速，而全自动泊车过程中的设定目标车速为2-4km/h，所以对于车速的控制主要是通过ESP(车身稳定系统)系统提供制动力平衡发动机输出动力来实现，而对于目标速度的稳定控制通常采取PID速度闭环控制方法，PID速度闭环的控制原理如图1所示，t0-t1时间段为车辆从静止到目标车速的加速过程，此过程ESP系统无制动力加载，车辆发动机提供动力产生加速效果，在t1时刻，车速到达目标车速后，ESP系统开始产生制动力。但是ESP系统由于自身的物理特性，从泊车控制器发出制动请求到车辆开始减速会存在一定的响应延迟。导致如果只采用PID速度闭环控制方法，会造成车速超调Δh较大，震荡时间t2长的问题，并且车速超调较大存在安全风险。
发明内容
本发明的目的是提供一种低速场景中稳定车速控制方法，能控制车辆在较低车速时保证车速稳定，并且能减小稳定车速的超调量，降低安全风险；还能缩短稳定车速所需的时间，提高舒适性体验。
为实现上述目的，本发明提供了一种低速场景中稳定车速控制方法，包括以下步骤：
当车辆启动后，自动泊车控制器收到激活信号，会根据车辆场景和所处坡道大小，设定目标车速；
在车速从零到目标车速的过程中，增加一个开环补偿算法对车速进行补偿；所述开环补偿算法通过以下步骤来实现，具体为：
识别车辆是否为起步状态，若为起步状态，则设定干预车速，其中，干预车速小于目标车速；
当车辆车速到达干预车速时，以设定的制动力补偿值控制ESP系统进行制动补偿；
当车速达到目标车速时，撤销开环补偿算法，采用PID闭环算法控制以稳定车速；所述PID闭环算法根据目标车速和实际车速的差值大小控制ESP系统的制动力大小来实现。
进一步，起步状态的识别需满足两个条件：
1)车辆初始状态为静止，即初始状态车速为零；
2)车辆加速度在连续预设个计算周期内均为正值。
进一步，预设个计算周期为20个计算周期。
进一步，一个计算周期的取值范围为10ms-30ms。
进一步，一个计算周期的取值范围为20ms。
进一步，干预车速的确定采用目标车速作为输入，干预车速作为输出的线性查表法。
进一步，制动补偿值的确定采用目标车速作为输入，制动补偿值作为输出的线性查表法。
本发明与现有技术相比较具有以下优点：
本发明的低速场景中稳定车速控制方法，在PID车速闭环控制方法的基础上，针对车速从零到目标车速的过程中增加一个开环补偿，能够控制车辆在较低车速时保证车速稳定，并且能够减小稳定车速的超调量，降低安全风险；还能够缩短稳定车速所需的时间，提高舒适性体验；且对于控制器的要求不高，成本低，能够应用于大规模量产。
附图说明
图1为传统PID速度闭环控制的车速曲线结构示意图；
图2为本发明低速场景中稳定车速控制方法的流程图；
图3为本发明车速与PID速度闭环控制车速的对比曲线结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。
参见图2至图3所示，本实施例公开了一种低速场景中稳定车速控制方法，包括以下步骤：
当车辆启动后，自动泊车控制器收到激活信号，会根据车辆场景和所处坡道大小，设定目标车速；
在车速从零到目标车速的过程中，增加一个开环补偿算法对车速进行补偿；所述开环补偿算法通过以下步骤来实现，具体为：
识别车辆是否为起步状态，若为起步状态，则设定干预车速，其中，干预车速小于目标车速；
当车辆车速到达干预车速时，以设定的制动力补偿值控制ESP系统进行制动补偿；
当车速达到目标车速时，撤销开环补偿算法，采用PID闭环算法控制以稳定车速；所述PID闭环算法根据目标车速和实际车速的差值大小控制ESP系统的制动力大小来实现。采用PID闭环算法能够保证车辆车速稳定在目标车速周围。开环补偿算法使用的条件必须要满足是针对车辆从静止到目标车速的起步状态，如果只采用车速PID闭环控制算法，这个状态过程中的目标车速和车辆实际车速差值变化最大，导致制动力变化最大，开环补偿算法的效果才明显。
在本实施例中，干预车速的确定采用目标车速作为输入，干预车速作为输出的线性查表法。例如，目标车速为2km/h时，干预车速为1.52km/h；目标车速为3.2km/h时，干预车速为1.82km/h，以此类推。
在本实施例中，制动补偿值的确定采用目标车速作为输入，制动补偿值作为输出的线性查表法。
在本实施例中，起步状态的识别需满足两个条件：
1)车辆初始状态为静止，即初始状态车速为零；
2)车辆加速度在连续预设个计算周期内为正值。预设个计算周期为20个计算周期，即车速需保证在20个计算周期内车速一直保持增加。在某些实施例中，计算周期的个数也可以为其他数量。一个计算周期的取值范围为10ms-30ms。可选的，一个计算周期的取值范围为20ms。
参见图3所示，曲线1表示传统的车速曲线，曲线2表示本发明的车速曲线。该补偿的原理分为两个部分，第一部分是识别车辆处于起步过程t0-t1；第二部分是确定干预车速，在车速达到目标车速前的干预车速时，ESP系统开始产生一定的制动力，等到车速增加到目标车速后，撤销该补偿，后续的车速控制方法采用PID车速闭环控制。从图3对比车速效果可知，本补偿方法能够减小稳定车速的超调量，降低安全风险；还能够缩短车速稳定时间，提高舒适性体验。
本发明的低速场景中稳定车速控制方法，在PID车速闭环控制方法的基础上，针对车速从零到目标车速的过程中增加一个开环补偿，能够控制车辆在较低车速时保证车速稳定，并且能够减小稳定车速的超调量，降低安全风险；还能够缩短稳定车速所需的时间，提高舒适性体验；且对于控制器的要求不高，成本低，能够应用于大规模量产。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种低速场景中稳定车速控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
当车辆启动后，自动泊车控制器收到激活信号，会根据车辆场景和所处坡道大小，设定目标车速；
在车速从零到目标车速的过程中，增加一个开环补偿算法对车速进行补偿；所述开环补偿算法通过以下步骤来实现，具体为：
识别车辆是否为起步状态，若为起步状态，则设定干预车速，其中，干预车速小于目标车速；
当车辆车速到达干预车速时，以设定的制动力补偿值控制ESP系统进行制动补偿；
当车速达到目标车速时，撤销开环补偿算法，采用PID闭环算法控制以稳定车速；所述PID闭环算法根据目标车速和实际车速的差值大小控制ESP系统的制动力大小来实现。
2.根据权利要求1所述的低速场景中稳定车速控制方法，其特征在于，起步状态的识别需满足两个条件：
1)车辆初始状态为静止，即初始状态车速为零；
2)车辆加速度在连续预设个计算周期内均为正值。
3.根据权利要求2所述的低速场景中稳定车速控制方法，其特征在于，预设个计算周期为20个周期。
4.根据权利要求2或3所述的低速场景中稳定车速控制方法，其特征在于，一个计算周期的取值范围为10ms-30ms。
5.根据权利要求4所述的低速场景中稳定车速控制方法，其特征在于，一个计算周期的取值范围为20ms。
6.根据权利要求1或2或3或5所述的低速场景中稳定车速控制方法，其特征在于，干预车速的确定采用目标车速作为输入，干预车速作为输出的线性查表法。
7.根据权利要求6所述的低速场景中稳定车速控制方法，其特征在于，制动补偿值的确定采用目标车速作为输入，制动补偿值作为输出的线性查表法。
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