一种无轮速传感器并基于逻辑门限的矿车紧急制动防抱死控制方法

本发明涉及无人驾驶矿车，特别涉及一种无轮速传感器并基于逻辑门限的矿车紧急制动防抱死控制方法。

背景技术：

1、矿山生产作业环境比较恶劣，为了减轻驾驶员的作业强度，提高生产效率，无人驾驶技术逐渐替代人类驾驶员，但是矿山道路是非结构化路面，路面条件一旦遇到下雨天或者下雪天，或因为防尘要求进行洒水作业后，路面会变得比较泥泞，道路附着条件急剧恶化，矿山环境突发情况较多，矿车一旦遇到滚石或者其他突发情况就必须采取紧急制动，由于矿车属于特种车辆，运行速度不高，一般熟练的驾驶员都能够在此情况下采取妥善的点刹来避免车轮抱死，所以不易发生险情，故而矿车一般是没有防抱死制动控制套件的，自动驾驶系统无法判断车轮是否抱死，也无法采取点刹，此时极易产生车轮抱死现象，从而产生险情，此时对矿车进行制动防抱死控制是必要的，但是一般的矿车都没有轮速传感器，安装轮速传感器成本高，而且由于矿车轮胎直径很大，轮速传感器安装精度很难达到预期，故而在没有轮速传感器基础上开发的防抱死控制是十分恰当的。这是本申请需要着重改善的地方。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是要提供一种无轮速传感器并基于逻辑门限的矿车紧急制动防抱死控制方法，无需增加任何防抱死制动控制套件基础上，也达到使得矿车不发生车轮抱死现象。

2、为了解决以上的技术问题，本发明提供了一种无轮速传感器并基于逻辑门限的矿车紧急制动防抱死控制方法，包括如下步骤：

3、步骤s1：根据变速器输出轴转速实时计算后轮平均轮速；

4、步骤s2：根据惯导提供的车速信息以及上述计算得到轮速信息实时计算后轮平均角加速度和车轮平均滑移率；

5、步骤s3：根据角加速度和滑移率计算值，按照标定好的参数表，使用逻辑门限策略控制矿车的前后液压制动数值，进行紧急制动防抱死。

6、所述步骤s1：变速器输出轴转速与后轮平均转速和轮速换算方式如下：

7、变速器输出轴转速为ωt(单位为rpm)，矿车的主减速器速比为i，则后轮平均转速(rad/s)为：

8、

9、轮胎直径为r(单位为m)，后轮平均转速(单位为rad/s)与后轮平均轮速(单位为m/s)的换算方式为：

10、

11、所述步骤s2：上一个防抱死控制的计算周期内后轮平均转速为当前计算周期内后轮平均转速为计算周期为s1，则角加速度计算方式如下：

12、

13、惯导提供的车速为v，则车轮滑移率计算方式如下：

14、

15、本发明在车辆采取紧急制动后，首先给紧急制动系统下发开启指令、给一般制动系统的前轮液压制动下发100％制动信号，给后轮液压制动下发一个初始液压制动百分比。

16、在车轮角加速度小于设计阈值后，给紧急制动系统下发关闭指令、给一般制动系统的前轮液压制动下发100％制动信号，给后轮液压制动下发一个与之对应的液压制动百分比。

17、在车轮滑移率大于设计阈值后，给紧急制动系统下发关闭指令、给一般制动系统的前轮液压制动下发100％制动信号，给后轮液压制动下发一个与之对应的液压制动百分比。

18、在车速低于设计阈值后，给紧急制动系统下发开启指令、给一般制动系统前后液压制动均下发100％指令。

19、本发明的优越功效在于：

20、1)节省加装防抱死制动控制套件的成本，也省去了对原有制动管路进行改装带来的高昂的设备和人力成本，同时也避免了矿车改装带来的检修更为困难的问题，并且也不需要轮速传感器，对于矿车本身来说是零成本；

21、2)有效避免矿车自动驾驶过程中的紧急制动车轮抱死拖滑、车辆甩尾等问题，提高矿车行驶安全性，为矿车自动驾驶落地提供助力。

技术特征：

1.一种无轮速传感器并基于逻辑门限的矿车紧急制动防抱死控制方法，其特征在于：根据变速器输出轴转速，结合主减速器速比计算后轮平均轮速，并根据惯导车速和轮速实时计算后轮平均角加速度和车轮平均滑移率，并基于逻辑门限策略，利用矿车自带的两套并行的液压制动系统进行紧急制动过程中的液压制动控制，进行紧急制动防抱死。

2.根据权利要求1所述的无轮速传感器并基于逻辑门限的矿车紧急制动防抱死控制方法，其特征在于：所述根据变速器输出轴转速实时计算后轮平均轮速，设变速器输出轴转速为ωt，矿车的主减速器速比为i，后轮平均转速为：

3.根据权利要求1所述的无轮速传感器并基于逻辑门限的矿车紧急制动防抱死控制方法，其特征在于：所述根据惯导车速和轮速实时计算后轮平均角加速度和车轮平均滑移率，设上一个防抱死控制的计算周期内后轮平均转速为当前计算周期内后轮平均转速为计算周期为s1，则角加速度为：

4.根据权利要求1所述的无轮速传感器并基于逻辑门限的矿车紧急制动防抱死控制方法，其特征在于：所述基于逻辑门限策略，利用矿车自带的两套并行的液压制动系统进行紧急制动过程中的液压制动控制，具体步骤如下：

技术总结
本发明公开一种无轮速传感器并基于逻辑门限的矿车紧急制动防抱死控制方法，根据变速器输出轴转速，结合主减速器速比计算后轮平均轮速，并根据惯导车速和轮速实时计算后轮角加速度和车轮滑移率，并基于逻辑门限策略，利用矿车自带的两套并行的液压制动系统进行紧急制动过程中的液压制动控制。本发明的优点节省加装防抱死制动控制套件的成本，提高矿车行驶安全性。

技术研发人员：吴光强,毛礼波,张栋,姜舒怀,鞠丽娟
受保护的技术使用者：同济大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15