CN113859192A - 车辆防折叠控制方法、装置、电子设备及介质 - Google Patents

车辆防折叠控制方法、装置、电子设备及介质 Download PDF

Info

Publication number
CN113859192A
CN113859192A CN202111454139.XA CN202111454139A CN113859192A CN 113859192 A CN113859192 A CN 113859192A CN 202111454139 A CN202111454139 A CN 202111454139A CN 113859192 A CN113859192 A CN 113859192A
Authority
CN
China
Prior art keywords
tractor
trailer
vehicle
mass
drag force
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202111454139.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN113859192B (zh
Inventor
徐显杰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suoto Hangzhou Automotive Intelligent Equipment Co Ltd
Tianjin Soterea Automotive Technology Co Ltd
Original Assignee
Suoto Hangzhou Automotive Intelligent Equipment Co Ltd
Tianjin Soterea Automotive Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suoto Hangzhou Automotive Intelligent Equipment Co Ltd, Tianjin Soterea Automotive Technology Co Ltd filed Critical Suoto Hangzhou Automotive Intelligent Equipment Co Ltd
Priority to CN202111454139.XA priority Critical patent/CN113859192B/zh
Publication of CN113859192A publication Critical patent/CN113859192A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113859192B publication Critical patent/CN113859192B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17—Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/1701—Braking or traction control means specially adapted for particular types of vehicles
    • B60T8/1708—Braking or traction control means specially adapted for particular types of vehicles for lorries or tractor-trailer combinations

Abstract

本发明涉及一种车辆防折叠控制方法、装置、电子设备及介质。该方法包括根据牵引车质量、挂车质量、牵引车纵向加速度、车辆滚动阻力系数、牵引车制动力矩、挂车制动力矩和缓速器制动力矩，建立拖曳力控制目标函数；目标函数为铰接处挂车对牵引车产生的拖曳力与牵引车和挂车的目标转矩差之间的关系，拖曳力的控制目标为控制在大于零且不高于容许值的范围内；根据拖曳力控制目标函数和拖曳力的控制目标，确定牵引车和挂车的目标转矩差；根据制动器系数、制动总管压力和目标转矩差，确定牵引车制动压力和挂车制动压力；控制牵引车按照牵引车制动压力制动，控制挂车按照挂车制动压力制动。该方法可防止半挂列车在制动时发生牵引车与挂车的纵向折叠。

Description

车辆防折叠控制方法、装置、电子设备及介质
技术领域
本发明涉及商用车主动安全领域，具体而言，涉及一种车辆防折叠控制方法、装置、电子设备及介质。
背景技术
随着中国公路里程的快速发展以及货运、快递行业的迅速崛起，公路运输相比较铁路、航空运输有着得天独厚的优势，其中由牵引车加半托式压挂组成的半挂汽车列车的运输方式具有效率高、经济性好等优点。然而半挂汽车列车的结构也有着不可避免的结构缺陷，由于挂车装载质量较大且与牵引车铰接点结构相对脆弱，因此在执行紧急制动时容易发生纵向折叠现象，造成重大财产损失，甚至可能危害到驾驶员的生命安全。为了防止折叠现象的产生，牵引车及挂车的制动力分配起到了决定性的作用。因此，对于半挂汽车列车制动力分配的研究具有重要的意义。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种车辆防折叠控制方法、装置、电子设备及介质，以实现防止半挂列车在制动时发生牵引车与挂车的纵向折叠。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种车辆防折叠控制方法，包括：
根据牵引车质量、挂车质量、牵引车纵向加速度、车辆滚动阻力系数、牵引车制动力矩、挂车制动力矩和缓速器制动力矩，建立拖曳力控制目标函数；所述拖曳力控制目标函数为铰接处挂车对牵引车产生的拖曳力与牵引车和挂车的目标转矩差之间的关系，所述拖曳力的控制目标为控制在大于零且不高于容许值的范围内；
根据所述拖曳力控制目标函数和所述拖曳力的控制目标，确定牵引车和挂车的目标转矩差；
根据制动器系数、制动总管压力和所述目标转矩差，确定牵引车制动压力和挂车制动压力；
控制牵引车按照所述牵引车制动压力执行制动，控制挂车按照所述挂车制动压力执行制动。
第二方面，本发明提供了一种车辆防折叠控制装置，包括：
拖曳力控制目标函数建立模块，用于根据牵引车质量、挂车质量、牵引车纵向加速度、车辆滚动阻力系数、牵引车制动力矩、挂车制动力矩和缓速器制动力矩，建立拖曳力控制目标函数；所述拖曳力控制目标函数为铰接处挂车对牵引车产生的拖曳力与牵引车和挂车的目标转矩差之间的关系，所述拖曳力的控制目标为控制在大于零且不高于容许值的范围内；
目标转矩差确定模块，用于根据所述拖曳力控制目标函数和所述拖曳力的控制目标，确定牵引车和挂车的目标转矩差；
牵引车制动压力和挂车制动压力确定模块，用于根据制动器系数、制动总管压力和所述目标转矩差，确定牵引车制动压力和挂车制动压力；
制动控制模块，用于控制牵引车按照所述牵引车制动压力执行制动，控制挂车按照所述挂车制动压力执行制动。
第三方面，本发明提供了一种电子设备，包括：
至少一个处理器，以及与至少一个所述处理器通信连接的存储器；
其中，所述存储器存储有可被至少一个所述处理器执行的指令，所述指令被至少一个所述处理器执行，以使至少一个所述处理器能够执行上述的方法。
第四方面，本发明提供了一种介质，所述介质上存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行上述的方法。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供的车辆防折叠控制方法创新性的先建立了拖曳力控制目标函数，将铰接处挂车对牵引车产生的拖曳力作为控制目标，确定出拖曳力与目标转矩差之间的关系，进而根据该目标函数，确定牵引车和挂车的目标转矩差；最后根据制动器系数、制动总管压力和所述目标转矩差，分别确定牵引车制动压力和挂车制动压力，从而极大地缓解了半挂列车运载结构在紧急制动时容易发生折叠的危险的问题。
进一步地，本发明采用了计算量较小的最小二乘法质量估计方法，并创新性的将动力学模型中驱动轮与从动轮纵向动力学进行拆分计算，方便不同驱/从动组合结构的半挂汽车列车进行质量估计算法应用，提高质量估计算法的可移植性。
进一步地，目前国内中/重型牵引车基本配备了缓速器，来减轻长时间下坡行车制动器的负荷，以往的制动力分配算法没有涉及到缓速器的阻力矩，本发明建立的拖曳力控制目标函数包含平直路面行驶和下坡行驶两种工况，在下坡行驶工况下以安装在传动轴上的缓速器为例，进一步优化了半挂汽车列车纵向动力学模型，并进一步确定该情况下的拖曳力控制目标函数和制动力分配。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是实施例1提供的车辆防折叠控制方法的流程图；
图2是实施例2提供的车辆防折叠控制方法的流程图；
图3是实施例3提供的车辆防折叠控制方法的流程图；
图4是实施例4提供的车辆防折叠控制装置的结构示意图；
图5是实施例5提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本申请的示范性实施例做出说明，其中包括本申请实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本申请的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
实施例1
图1是本实施例提供的一种车辆防折叠控制方法的流程图，本实施例适用于在车辆制动过程中进行控制，以防止牵引车与挂车发生折叠。该方法可以由车辆防折叠控制装置来执行，该装置可以由软件和/或硬件构成，并一般集成在电子设备中。
参见图1，该车辆防折叠控制方法包括以下步骤：
S110、根据牵引车质量、挂车质量、牵引车纵向加速度、车辆滚动阻力系数、牵引车制动力矩、挂车制动力矩和缓速器制动力矩，建立拖曳力控制目标函数；所述拖曳力控制目标函数为铰接处挂车对牵引车产生的拖曳力与牵引车和挂车的目标转矩差之间的关系，所述拖曳力的控制目标为控制在大于零且不高于容许值的范围内。
其中，牵引车质量是车辆出厂时已知的，挂车质量在空载时也在车辆出厂时已知，在装载有货物时可以在行驶之前测量得到，也可以在行驶过程中估计得到。牵引车纵向加速度是指牵引车行驶方向的加速度。车辆滚动阻力系数是指车辆在行驶过程中所遇到的阻力的系数，对于半挂列车，阻力系数fr=0.0076+0.000056ua，ua为车速。拖曳力是指挂车对牵引车产生的指向挂车方向的力。拖曳力要控制在大于零且不高于容许值的范围内，这样既可避免牵引车与挂车产生纵向折叠，也可避免拖曳力过大导致的铰接处应力集中，提高铰接盘的使用寿命，容许值是指铰接盘能够承载的拖曳力的最大值，一般由铰接盘生产厂家进行强度校核分析得出并提供，可在铰接盘说明书中获取。缓速器制动系数是指安装在车轮上的缓速器的制动系数，缓速器一般安装在牵引车上。
优选地，所述拖曳力控制目标函数为平直路面行驶时的拖曳力控制目标函数或下坡行驶时的拖曳力控制目标函数；
所述平直路面行驶时的拖曳力控制目标函数为：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
；
其中，Fdrag1为平直路面行驶时铰接处挂车对牵引车产生的拖曳力，M为整车质量，M=mf+mr，mf为牵引车质量，mr为挂车质量，
Figure 380423DEST_PATH_IMAGE002
为车辆纵向加速度，Tr为牵引车制动力矩，Tf为挂车制动力矩，mrTr-mfTf即为所述目标转矩差，rr为车轮滚动半径，g为重力加速度，Fa为空气阻力，fr为滚动阻力系数；
所述下坡行驶时的拖曳力控制目标函数为：
Figure DEST_PATH_IMAGE003
；
其中，Fdrag2为下坡行驶时铰接处挂车对牵引车产生的拖曳力，Tretarder为缓速器制动力矩，i0为主减速器传动比。
S120、根据所述拖曳力控制目标函数和所述拖曳力的控制目标，确定牵引车和挂车的目标转矩差。
可选地，所述根据所述拖曳力控制目标函数和所述拖曳力的控制目标，确定牵引车和挂车的目标转矩差包括：
根据所述拖曳力控制目标函数，在拖曳力的控制目标范围内，确定若干组牵引车和挂车的目标转矩差；
取若干组牵引车和挂车的目标转矩差的平均值作为所述目标转矩差。
S130、根据制动器系数、制动总管压力和所述目标转矩差，确定牵引车制动压力和挂车制动压力。
其中，制动器系数包括牵引车制动器系数和挂车制动器系数。牵引车制动器系数为牵引车上各个车轮的制动器系数之和，挂车制动器系数为挂车上各个车轮的制动器系数之和。制动总管压力是指车辆制动系统输出的制动总压力。
S120得到的目标转矩差不能直接被制动系统接收执行，因此需要转化为牵引车及挂车的制动压力之比。
已知制动器制动气压与制动转矩的关系为：TB=CBP；式中，TB为制动转矩，CB为制动器系数（属于制动器性能参数，可由产品说明书获取），P为制动压力。
以牵引车制动器系数和挂车制动器系数等值为例，牵引车及挂车制动管路中各制动器并联，因此可得：Td=CBR(Pbr-Pbf)；式中，Pbr为挂车制动压力（也称为挂车阀输出压力），Pbf为牵引车制动压力（也称为牵引车阀输出压力），CBR为牵引车制动器系数（也是挂车制动器系数）。
进而可得出牵引车制动压力与挂车制动压力配比为：
Figure 710779DEST_PATH_IMAGE004
；式中，Pb为制动总管压力，Pb=Pbr+Pbf，其值根据驾驶员操纵制动踏板开度而变化；Kf为牵引车制动压力与制动总管压力之比，
Figure DEST_PATH_IMAGE005
，由此可得出牵引车制动压力；Kr为挂车制动压力与制动总管压力之比，
Figure 172241DEST_PATH_IMAGE006
，由此可得出挂车制动压力。
S140、控制牵引车按照所述牵引车制动压力执行制动，控制挂车按照所述挂车制动压力执行制动。
对于S140的具体执行方式，本实施例不做具体限制，采用本领域可实现的任意一种方式即可。
上述车辆防折叠控制方法创新性的先建立了拖曳力控制目标函数，将铰接处挂车对牵引车产生的拖曳力作为控制目标，确定出拖曳力与目标转矩差之间的关系，进而根据该目标函数，确定牵引车和挂车的目标转矩差；最后根据制动器系数、制动总管压力和所述目标转矩差，分别确定牵引车制动压力和挂车制动压力，从而极大地缓解了半挂列车运载结构在紧急制动时容易发生折叠的危险的问题。
并且目前国内中/重型牵引车基本配备了缓速器，来减轻长时间下坡行车制动器的负荷，以往的制动力分配算法没有涉及到缓速器的阻力矩，本发明建立的拖曳力控制目标函数包含平直路面行驶和下坡行驶两种工况，在下坡行驶工况下以安装在传动轴上的缓速器为例，进一步优化了半挂汽车列车纵向动力学模型，并进一步确定该情况下的拖曳力控制目标函数和制动力分配。
实施例2
参见图2，本实施例提供了另一种车辆防折叠控制方法，该方法是对实施例1中S120的优化，该方法包括以下步骤：
S110、根据牵引车质量、挂车质量、牵引车纵向加速度、车辆滚动阻力系数、牵引车制动力矩、挂车制动力矩和缓速器制动力矩，建立拖曳力控制目标函数；所述拖曳力控制目标函数为铰接处挂车对牵引车产生的拖曳力与牵引车和挂车的目标转矩差之间的关系，所述拖曳力的控制目标为控制在大于零且不高于容许值的范围内。
S121、根据牵引车质量、牵引车最大加速度、牵引车最高速度，确定拖曳力期望值函数。
其中，所述拖曳力期望值函数为：
Figure DEST_PATH_IMAGE007
；
其中，
Figure 278868DEST_PATH_IMAGE008
为铰接盘能够承载的拖曳力，
Figure DEST_PATH_IMAGE009
为牵引车最大加速度，
Figure 772035DEST_PATH_IMAGE010
为牵引车最高速度。此处
Figure DEST_PATH_IMAGE011
与实施例1中的容许值有所差别，容许值是铰接盘能够承载的最大值，但通常在实际使用时无法达到，因此设置
Figure 276222DEST_PATH_IMAGE011
，以更加符合实际使用工况。
牵引车最大加速度经查阅文献配合模型仿真，确定出其数值为2~4m/s2。上述拖曳力期望值函数是为了使挂车产生较大的制动力，且对铰接盘影响较小而设计的。
S122、根据所述拖曳力控制目标函数、所述拖曳力的控制目标和所述拖曳力期望值函数，确定PID在各个控制周期输出的转矩差。
由于牵引车加挂车的车辆模型构建困难并且实际模型复杂、不同车辆以及同一车辆载重量不同时模型参数变动较大，采用最优控制、模型预测控制、滑模控制等有模型控制方法对拖曳力进行控制难以保证控制系统的鲁棒性，因此采用PID（Proportion IntegralDifferential，比例积分微分）无模型控制。
取控制误差eF=Fdrag-FdragR。
由此设计PID控制器如下：
Figure 848149DEST_PATH_IMAGE012
，其中，Ti为积分环节的积分时间，此处取500个控制周期的时长。之后对上式中的连续系统进行离散化可得下式：
Figure DEST_PATH_IMAGE013
；式中，Td(t)为PID连续系统在t时刻的转矩差值输出；Td(k)为PID离散系统在第k个控制周期时的转矩差值输出；eF(k)为第k个控制周期的控制误差；eF(k-1)为第k-1个控制周期的控制误差；Kp、Ki、Kd分别为PID中比例项系数、积分项系数、微分项系数。
S123、将所述PID在各个控制周期输出的转矩差作为牵引车和挂车的目标转矩差。
S130、根据制动器系数、制动总管压力和所述目标转矩差，确定牵引车制动压力和挂车制动压力。
S140、控制牵引车按照所述牵引车制动压力执行制动，控制挂车按照所述挂车制动压力执行制动。
本实施例其他步骤与实施例1中相同，此处不再赘述。
本实施例采用PID控制的方法得到目标转矩差，可靠性更高。
实施例3
参见图3，本实施例提供了另一种车辆防折叠控制方法，该方法在实施例2的基础上进一步增加了确定挂车质量的步骤，该方法包括以下步骤：
S011、根据车辆行驶时各车轮的角加速度、各驱动轮的驱动力矩、发动机实际输出扭矩、车轮转动惯量、车轮滚动半径、滚动阻力系数、空气阻力和坡道角度，确定实时整车质量和整车质量先验估计值。
其中，所述实时整车质量采用以下公式计算得到：
Figure 991423DEST_PATH_IMAGE014
；
其中，Mi为实时整车质量，Ti为第i个驱动轮的驱动力矩，η为传动效率；Jw为车轮转动惯量，
Figure DEST_PATH_IMAGE015
为第i个车轮的角加速度，m为驱动轮的数量，n为从动轮的数量，rr为车轮滚动半径，Fa为空气阻力，fr为滚动阻力系数，β为坡道角度，
Figure 342026DEST_PATH_IMAGE016
为车辆纵向加速度，g为重力加速度，Mi,Last为上一采样周期所得的实时整车质量。坡道角度是指车辆行驶路面与水平面之间的夹角。
所述整车质量先验估计值采用以下公式计算得到：
Figure DEST_PATH_IMAGE017
；
其中，
Figure 718912DEST_PATH_IMAGE018
为整车质量先验估计值，
Figure DEST_PATH_IMAGE019
为第i个车轮的轮加速度（可以由轮速传感器采集），Ft,i为第i个驱动轮上的驱动力，FR为车辆总阻力，
Figure 683195DEST_PATH_IMAGE020
。
Ti可采用下式计算：
Figure DEST_PATH_IMAGE021
，Tt为发动机实际输出扭矩，ig、i0分别为变速箱及主减速器传动比，η为传动效率。Fa可采用下式计算：
Figure 633090DEST_PATH_IMAGE022
，其中Cd为空气阻力系数；A为迎风面积。β在平直路面上为0。
S012、根据整车质量先验估计值、整车质量预测值和整车质量真值，确定整车质量后验估计值。
整车质量后验估计值采用以下公式计算得到：
Figure 195789DEST_PATH_IMAGE023
；
其中，
Figure 664948DEST_PATH_IMAGE024
为整车质量后验估计值，残差
Figure 178844DEST_PATH_IMAGE025
，
Figure 758861DEST_PATH_IMAGE026
为整车质量预测值，
Figure 943111DEST_PATH_IMAGE027
为整车质量真值，
Figure 583171DEST_PATH_IMAGE028
为第i个车轮的轮加速度，Ft,i为第i个驱动轮上的驱动力，m为驱动轮的数量，FR为车辆总阻力，
Figure 85827DEST_PATH_IMAGE029
，Ti为第i个驱动轮的驱动力矩，Jw为车轮转动惯量，
Figure 702491DEST_PATH_IMAGE030
为第i个车轮的角加速度，rr为车轮滚动半径，Fa为空气阻力，fr为滚动阻力系数，β为坡道角度，g为重力加速度，Mi,Last为上一采样周期所得的实时整车质量。
S013、对不同采样周期的整车质量先验估计值、整车质量预测值、整车质量真值和整车质量后验估计值进行迭代，确定整车质量。
本实施例优选采用最小二乘法进行相关数据的迭代，最小二乘法递推形式如下所示：
Figure 239783DEST_PATH_IMAGE031
；
式中，
Figure 224313DEST_PATH_IMAGE032
及
Figure 214265DEST_PATH_IMAGE033
分别为第k次和第k-1次所得的最小二乘法估计值；
Figure 870506DEST_PATH_IMAGE034
和
Figure 26418DEST_PATH_IMAGE035
为第k采样周期观测数据向量采样数据；
Figure 477122DEST_PATH_IMAGE036
为增益向量；
Figure 219950DEST_PATH_IMAGE037
为第k-1采样周期估计误差的协方差矩阵；
Figure 181347DEST_PATH_IMAGE038
为第k采样周期估计误差的协方差矩阵。
令式中，
Figure 427651DEST_PATH_IMAGE039
；质量估计时取时间序列上p个采样点进行整车质量估计值采样，并进行方差归一化处理。
Figure 314836DEST_PATH_IMAGE040
；式中，
Figure 777916DEST_PATH_IMAGE041
为整车质量估计值；
Figure 307117DEST_PATH_IMAGE042
为p个采样点的均值。当σ在设定的阈值之内时认为算法稳定，保持上一时刻估计值作为质量估计值（即确定所得的整车质量）。当σ偏差较大时，算法极不稳定（一般处于刚起步时刻），令整车初始质量作为质量估计值。
S014、根据所述整车质量和牵引车质量，确定挂车质量。
挂车质量=所述整车质量-牵引车质量。
其中，整车质量先验估计值是指进行一次整车质量估计时的初始值；整车质量预测值在第一次整车质量估计时为整车空载质量，随着估计的进行，所述预测值为上一次的整车质量后验估计值；所述在第一次整车质量估计时为整车空载质量，随着估计的进行，所述真值为前N个采样周期所得整车质量后验估计值的平均值。
S110、根据牵引车质量、挂车质量、牵引车纵向加速度、车辆滚动阻力系数、牵引车制动力矩、挂车制动力矩和缓速器制动力矩，建立拖曳力控制目标函数；所述拖曳力控制目标函数为铰接处挂车对牵引车产生的拖曳力与牵引车和挂车的目标转矩差之间的关系，所述拖曳力的控制目标为控制在大于零且不高于容许值的范围内。
S121、根据牵引车质量、牵引车最大加速度、牵引车最高速度，确定拖曳力期望值函数。
S122、根据所述拖曳力控制目标函数、所述拖曳力的控制目标和所述拖曳力期望值函数，确定PID在各个控制周期输出的转矩差。
S123、将所述PID在各个控制周期输出的转矩差作为牵引车和挂车的目标转矩差。
S130、根据制动器系数、制动总管压力和所述目标转矩差，确定牵引车制动压力和挂车制动压力。
S140、控制牵引车按照所述牵引车制动压力执行制动，控制挂车按照所述挂车制动压力执行制动。
本实施例其他步骤与实施例1中相同，此处不再赘述。
本实施例采用了计算量较小的最小二乘法质量估计方法，并创新性的将动力学模型中驱动轮与从动轮纵向动力学进行拆分计算，方便不同驱/从动组合结构的半挂汽车列车进行质量估计算法应用，提高质量估计算法的可移植性。
实施例4
参见图4，本实施例提供了一种车辆防折叠控制装置，包括：
拖曳力控制目标函数建立模块101，用于根据牵引车质量、挂车质量、牵引车纵向加速度、车辆滚动阻力系数、牵引车制动力矩、挂车制动力矩和缓速器制动力矩，建立拖曳力控制目标函数；所述拖曳力控制目标函数为铰接处挂车对牵引车产生的拖曳力与牵引车和挂车的目标转矩差之间的关系，所述拖曳力的控制目标为控制在大于零且不高于容许值的范围内。
目标转矩差确定模块102，用于根据所述拖曳力控制目标函数和所述拖曳力的控制目标，确定牵引车和挂车的目标转矩差。
牵引车制动压力和挂车制动压力确定模块103，用于根据制动器系数、制动总管压力和所述目标转矩差，确定牵引车制动压力和挂车制动压力。
制动控制模块104，用于控制牵引车按照所述牵引车制动压力执行制动，控制挂车按照所述挂车制动压力执行制动。
进一步地，该装置还包括挂车质量确定模块，用于根据车辆行驶时各车轮的角加速度、各驱动轮的驱动力矩、发动机实际输出扭矩、车轮转动惯量、车轮滚动半径、滚动阻力系数、空气阻力和坡道角度，确定实时整车质量和整车质量先验估计值；
根据整车质量先验估计值、整车质量预测值和整车质量真值，确定整车质量后验估计值；
对不同采样周期的整车质量先验估计值、整车质量预测值、整车质量真值和整车质量后验估计值进行迭代，确定整车质量；
根据所述整车质量和牵引车质量，确定挂车质量；
其中，整车质量先验估计值是指进行一次整车质量估计时的初始值；整车质量预测值在第一次整车质量估计时为整车空载质量，随着估计的进行，所述预测值为上一次的整车质量后验估计值；所述整车质量真值在第一次整车质量估计时为整车空载质量，随着估计的进行，所述真值为前N个采样周期所得整车质量后验估计值的平均值。
进一步地，所述目标转矩差确定模块102还用于：根据牵引车质量、牵引车最大加速度、牵引车最高速度，确定拖曳力期望值函数；根据所述拖曳力控制目标函数、所述拖曳力的控制目标和所述拖曳力期望值函数，确定PID在各个控制周期输出的转矩差；将所述PID在各个控制周期输出的转矩差作为牵引车和挂车的目标转矩差。
该车辆防折叠控制装置用于执行上述实施例的车辆防折叠控制方法，因而至少具有与上述方法相对应的功能模块和有益效果。
实施例5
如图5所示，本实施例提供了一种电子设备，包括：
至少一个处理器；以及
与至少一个所述处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被至少一个所述处理器执行的指令，所述指令被至少一个所述处理器执行，以使至少一个所述处理器能够执行上述的方法。该电子设备中的至少一个处理器能够执行上述方法，因而至少具有与上述方法相同的优势。
可选地，该电子设备中还包括用于连接各部件的接口，包括高速接口和低速接口。各个部件利用不同的总线互相连接，并且可以被安装在公共主板上或者根据需要以其它方式安装。处理器可以对在电子设备内执行的指令进行处理，包括存储在存储器中或者存储器上以在外部输入/输出装置（诸如，耦合至接口的显示设备）上显示GUI（Graphical UserInterface，图形用户界面）的图形信息的指令。在其它实施方式中，若需要，可以将多个处理器和/或多条总线与多个存储器和多个存储器一起使用。同样，可以连接多个电子设备，各个设备提供部分必要的操作（例如，作为服务器阵列、一组刀片式服务器、或者多处理器系统）。图5中以一个处理器201为例。
存储器202作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的车辆防折叠控制方法对应的程序指令/模块（例如，车辆防折叠控制装置中的拖曳力控制目标函数建立模块101、目标转矩差确定模块102和牵引车制动压力和挂车制动压力确定模块103）。处理器201通过运行存储在存储器202中的软件程序、指令以及模块，从而执行设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的车辆防折叠控制方法。
存储器202可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器202可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器202可进一步包括相对于处理器201远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
该电子设备还可以包括：输入装置203和输出装置204。处理器201、存储器202、输入装置203和输出装置204可以通过总线或者其他方式连接，图5中以通过总线连接为例。
输入装置203可接收输入的数字或字符信息，输出装置204可以包括显示设备、辅助照明装置（例如，LED）和触觉反馈装置（例如，振动电机）等。该显示设备可以包括但不限于，液晶显示器（LCD）、发光二极管（LED）显示器和等离子体显示器。在一些实施方式中，显示设备可以是触摸屏。
实施例6
本实施例提供了一种介质，所述介质上存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行上述的方法。该介质上的计算机指令用于使计算机执行上述方法，因而至少具有与上述方法相同的优势。
本发明中的介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。介质的更具体的例子（非穷举的列表）包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、电线、光缆、RF（Radio Frequency，射频）等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机（例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接）。
应该理解的是，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本申请中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本申请公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
上述具体实施方式，并不构成对本申请保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本申请的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车辆防折叠控制方法，其特征在于，包括：
根据牵引车质量、挂车质量、牵引车纵向加速度、车辆滚动阻力系数、牵引车制动力矩、挂车制动力矩和缓速器制动力矩，建立拖曳力控制目标函数；所述拖曳力控制目标函数为铰接处挂车对牵引车产生的拖曳力与牵引车和挂车的目标转矩差之间的关系，所述拖曳力的控制目标为控制在大于零且不高于容许值的范围内；
根据所述拖曳力控制目标函数和所述拖曳力的控制目标，确定牵引车和挂车的目标转矩差；
根据制动器系数、制动总管压力和所述目标转矩差，确定牵引车制动压力和挂车制动压力；
控制牵引车按照所述牵引车制动压力执行制动，控制挂车按照所述挂车制动压力执行制动。
2.根据权利要求1所述的车辆防折叠控制方法，其特征在于，在所述根据牵引车质量、挂车质量、牵引车纵向加速度、车辆滚动阻力系数、牵引车制动力矩、挂车制动力矩，建立平直路面行驶时的拖曳力控制目标函数之前，还包括：
根据车辆行驶时各车轮的角加速度、各驱动轮的驱动力矩、发动机实际输出扭矩、车轮转动惯量、车轮滚动半径、滚动阻力系数、空气阻力和坡道角度，确定实时整车质量和整车质量先验估计值；
根据整车质量先验估计值、整车质量预测值和整车质量真值，确定整车质量后验估计值；
对不同采样周期的整车质量先验估计值、整车质量预测值、整车质量真值和整车质量后验估计值进行迭代，确定整车质量；
根据所述整车质量和牵引车质量，确定挂车质量；
其中，整车质量先验估计值是指进行一次整车质量估计时的初始值；整车质量预测值在第一次整车质量估计时为整车空载质量，随着估计的进行，所述预测值为上一次的整车质量后验估计值；所述整车质量真值在第一次整车质量估计时为整车空载质量，随着估计的进行，所述真值为前N个采样周期所得整车质量后验估计值的平均值。
3.根据权利要求2所述的车辆防折叠控制方法，其特征在于，所述实时整车质量采用以下公式计算得到：
Figure 433060DEST_PATH_IMAGE001
；
其中，Mi为实时整车质量，Ti为第i个驱动轮的驱动力矩，η为传动效率；Jw为车轮转动惯量，
Figure 913982DEST_PATH_IMAGE002
为第i个车轮的角加速度，m为驱动轮的数量，n为从动轮的数量，rr为车轮滚动半径，Fa为空气阻力，fr为滚动阻力系数，β为坡道角度，
Figure 287195DEST_PATH_IMAGE003
为车辆纵向加速度，g为重力加速度，Mi,Last为上一采样周期所得的实时整车质量；
所述整车质量先验估计值采用以下公式计算得到：
Figure 10300DEST_PATH_IMAGE004
；
其中，
Figure 185192DEST_PATH_IMAGE005
为整车质量先验估计值，
Figure 601129DEST_PATH_IMAGE006
为第i个车轮的轮加速度，Ft,i为第i个驱动轮上的驱动力，FR为车辆总阻力，
Figure 930480DEST_PATH_IMAGE007
。
4.根据权利要求2所述的车辆防折叠控制方法，其特征在于，所述整车质量后验估计值采用以下公式计算得到：
Figure 755478DEST_PATH_IMAGE008
；
其中，
Figure 486674DEST_PATH_IMAGE009
为整车质量后验估计值，残差
Figure 604672DEST_PATH_IMAGE010
，
Figure 453941DEST_PATH_IMAGE011
为整车质量预测值，
Figure 518849DEST_PATH_IMAGE012
为整车质量真值，
Figure 137175DEST_PATH_IMAGE013
为第i个车轮的轮加速度，Ft,i为第i个驱动轮上的驱动力，m为驱动轮的数量，FR为车辆总阻力，
Figure 894915DEST_PATH_IMAGE014
，Ti为第i个驱动轮的驱动力矩，Jw为车轮转动惯量，
Figure 933278DEST_PATH_IMAGE015
为第i个车轮的角加速度，rr为车轮滚动半径，Fa为空气阻力，fr为滚动阻力系数，β为坡道角度，g为重力加速度，Mi,Last为上一采样周期所得的实时整车质量。
5.根据权利要求1所述的车辆防折叠控制方法，其特征在于，所述拖曳力控制目标函数为平直路面行驶时的拖曳力控制目标函数或下坡行驶时的拖曳力控制目标函数；
所述平直路面行驶时的拖曳力控制目标函数为：
Figure 631238DEST_PATH_IMAGE016
；
其中，Fdrag1为平直路面行驶时铰接处挂车对牵引车产生的拖曳力，M为整车质量，M=mf+mr，mf为牵引车质量，mr为挂车质量，
Figure 602605DEST_PATH_IMAGE017
为车辆纵向加速度，Tr为牵引车制动力矩，Tf为挂车制动力矩，mrTr-mfTf即为所述目标转矩差，rr为车轮滚动半径，g为重力加速度，Fa为空气阻力，fr为滚动阻力系数；
所述下坡行驶时的拖曳力控制目标函数为：
Figure 531247DEST_PATH_IMAGE018
；
其中，Fdrag2为下坡行驶时铰接处挂车对牵引车产生的拖曳力，Tretarder为缓速器制动力矩，i0为主减速器传动比。
6.根据权利要求1-5任一项所述的车辆防折叠控制方法，其特征在于，所述根据所述拖曳力控制目标函数和所述拖曳力的控制目标，确定牵引车和挂车的目标转矩差包括：
根据牵引车质量、牵引车最大加速度、牵引车最高速度，确定拖曳力期望值函数；
根据所述拖曳力控制目标函数、所述拖曳力的控制目标和所述拖曳力期望值函数，确定PID在各个控制周期输出的转矩差；
将所述PID在各个控制周期输出的转矩差作为牵引车和挂车的目标转矩差。
7.根据权利要求6所述的车辆防折叠控制方法，其特征在于，所述拖曳力期望值函数为：
Figure 355109DEST_PATH_IMAGE019
；
其中，
Figure 27398DEST_PATH_IMAGE020
为铰接盘能够承载的拖曳力，
Figure 853272DEST_PATH_IMAGE021
为牵引车最大加速度，
Figure 188701DEST_PATH_IMAGE022
为牵引车最高速度。
8.一种车辆防折叠控制装置，其特征在于，包括：
拖曳力控制目标函数建立模块，用于根据牵引车质量、挂车质量、牵引车纵向加速度、车辆滚动阻力系数、牵引车制动力矩、挂车制动力矩和缓速器制动力矩，建立拖曳力控制目标函数；所述拖曳力控制目标函数为铰接处挂车对牵引车产生的拖曳力与牵引车和挂车的目标转矩差之间的关系，所述拖曳力的控制目标为控制在大于零且不高于容许值的范围内；
目标转矩差确定模块，用于根据所述拖曳力控制目标函数和所述拖曳力的控制目标，确定牵引车和挂车的目标转矩差；
牵引车制动压力和挂车制动压力确定模块，用于根据制动器系数、制动总管压力和所述目标转矩差，确定牵引车制动压力和挂车制动压力；
制动控制模块，用于控制牵引车按照所述牵引车制动压力执行制动，控制挂车按照所述挂车制动压力执行制动。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
至少一个处理器，以及与至少一个所述处理器通信连接的存储器；
其中，所述存储器存储有可被至少一个所述处理器执行的指令，所述指令被至少一个所述处理器执行，以使至少一个所述处理器能够执行权利要求1-7任一项所述的方法。
10.一种介质，其特征在于，所述介质上存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行权利要求1-7任一项所述的方法。
CN202111454139.XA 2021-12-02 2021-12-02 车辆防折叠控制方法、装置、电子设备及介质 Active CN113859192B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111454139.XA CN113859192B (zh) 2021-12-02 2021-12-02 车辆防折叠控制方法、装置、电子设备及介质

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111454139.XA CN113859192B (zh) 2021-12-02 2021-12-02 车辆防折叠控制方法、装置、电子设备及介质

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113859192A true CN113859192A (zh) 2021-12-31
CN113859192B CN113859192B (zh) 2022-03-11

Family

ID=78985405

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111454139.XA Active CN113859192B (zh) 2021-12-02 2021-12-02 车辆防折叠控制方法、装置、电子设备及介质

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113859192B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114475544A (zh) * 2022-04-15 2022-05-13 所托(杭州)汽车智能设备有限公司 用于挂车的abs调控方法及挂车abs
CN115214576A (zh) * 2022-07-04 2022-10-21 北京京深深向科技有限公司 辅助制动安全扭矩确定方法、装置及电子设备、存储介质

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4325465A (en) * 1980-04-25 1982-04-20 Ronald Lemon Auxiliary brake for tractor-trailer rig
CN101117115A (zh) * 2006-08-05 2008-02-06 威伯科有限公司 电动控制制动系统
CN102029989A (zh) * 2010-12-07 2011-04-27 东北大学 半挂汽车列车自动防折叠装置
KR20120001903A (ko) * 2010-06-30 2012-01-05 홍도찬 다목적 트레일러
CN105667343A (zh) * 2016-03-16 2016-06-15 吉林大学 电动汽车牵引力控制方法
CN111376740A (zh) * 2018-12-28 2020-07-07 长沙智能驾驶研究院有限公司 动力半挂车驱动控制方法、控制装置及动力半挂车系统
CN211262547U (zh) * 2019-12-31 2020-08-14 一汽解放汽车有限公司 牵引车与挂车纵向动态铰接力测量装置
CN113022239A (zh) * 2019-12-09 2021-06-25 歌乐株式会社 牵引辅助装置
CN113548058A (zh) * 2021-09-22 2021-10-26 天津所托瑞安汽车科技有限公司 一种半挂汽车列车折叠角预测方法、设备和存储介质

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4325465A (en) * 1980-04-25 1982-04-20 Ronald Lemon Auxiliary brake for tractor-trailer rig
CN101117115A (zh) * 2006-08-05 2008-02-06 威伯科有限公司 电动控制制动系统
KR20120001903A (ko) * 2010-06-30 2012-01-05 홍도찬 다목적 트레일러
CN102029989A (zh) * 2010-12-07 2011-04-27 东北大学 半挂汽车列车自动防折叠装置
CN105667343A (zh) * 2016-03-16 2016-06-15 吉林大学 电动汽车牵引力控制方法
CN111376740A (zh) * 2018-12-28 2020-07-07 长沙智能驾驶研究院有限公司 动力半挂车驱动控制方法、控制装置及动力半挂车系统
CN113022239A (zh) * 2019-12-09 2021-06-25 歌乐株式会社 牵引辅助装置
CN211262547U (zh) * 2019-12-31 2020-08-14 一汽解放汽车有限公司 牵引车与挂车纵向动态铰接力测量装置
CN113548058A (zh) * 2021-09-22 2021-10-26 天津所托瑞安汽车科技有限公司 一种半挂汽车列车折叠角预测方法、设备和存储介质

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114475544A (zh) * 2022-04-15 2022-05-13 所托(杭州)汽车智能设备有限公司 用于挂车的abs调控方法及挂车abs
CN115214576A (zh) * 2022-07-04 2022-10-21 北京京深深向科技有限公司 辅助制动安全扭矩确定方法、装置及电子设备、存储介质
CN115214576B (zh) * 2022-07-04 2024-01-26 北京京深深向科技有限公司 辅助制动安全扭矩确定方法、装置及电子设备、存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
CN113859192B (zh) 2022-03-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113859192B (zh) 车辆防折叠控制方法、装置、电子设备及介质
WO2021223334A1 (zh) 基于mmrls和sh-stf的车辆质量与道路坡度迭代型联合估计方法
CN104960526B (zh) 一种动力分散型列车牵引力分配方法及系统
CN112455447B (zh) 车辆防滑控制方法、装置、电子设备及介质
US20130297164A1 (en) System and method for controlling a brake system in a vehicle
CN108099877B (zh) 一种紧急制动工况下滑移率跟踪控制方法
WO2023036029A1 (zh) 车辆稳定性控制方法、系统、车辆和存储介质
CN109398098A (zh) 半挂汽车列车液压再生制动优化控制方法、装置及系统
CN111605559A (zh) 一种整车质量估算方法、扭矩控制方法及装置
US20230139179A1 (en) Architecture and methodology of adaptive tire force prediction for integrated vehicle motion control
CN112389208A (zh) 自动驾驶车辆能量回收方法、系统、终端、介质及车辆
CN110809544A (zh) 用于获得车辆控制系统的参考信号的方法和系统以及相应控制系统
CN116457270A (zh) 用于多挂车重型车辆的预测性能量和运动管理
US20230063613A1 (en) Vehicle control based on a dynamically configured sideslip limit
CN110155009A (zh) 基于智能助力的制动控制方法、系统、设备及存储介质
CN110329030B (zh) 主动悬架控制方法、系统、设备及存储介质
US20230242121A1 (en) Method for controlling a heavy-duty vehicle
CN114547774A (zh) 一种重载列车进站曲线优化方法及系统
CN116472505A (zh) 用于减少多挂车重型车辆高速跑偏的方法
CN114074646B (zh) 车辆制动方法、制动系统及计算机可读存储介质
US20230150482A1 (en) Method for controlling axle load distribution of a vehicle
US20220063575A1 (en) Vehicle motion management with a redundant wheel control safety net function
Liu et al. A model-based mass estimation and optimal braking force distribution algorithm of tractor and semi-trailer combination
US20240116367A1 (en) Traction control using multiple actuators
Marchuk et al. To determine stability of the road train with O1-category trailer

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant