CN106427602A - 一种制动系统的控制方法及控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种制动系统的控制方法及控制装置，该制动系统的控制方法包括：获取制动踏板系统输出的当前制动信号；根据所述当前制动信号，获得需求制动扭矩。本发明实施例的制动系统的控制方法及控制装置首先根据当前制动信号，解析驾驶员的制动需求并计算得到需求制动扭矩，之后根据电池与电机状态，合理的向驱动电机和液压制动单元分配制动扭矩。

Description

一种制动系统的控制方法及控制装置

技术领域

本发明涉及汽车设计技术领域，特别涉及一种制动系统的控制方法及控制装置。

背景技术

当前国内外的纯电动汽车绝大多数采用电动真空泵为制动助力系统提供真空源，并通过液压制动系统最终实现制动功能，这种控制方案具有成熟度高的特点(除电动真空泵外该系统基本与统燃油车保持一致，降低了重新开发风险、缩短了开发周期)，但另一方面，电动真空泵与真空罐作为附加机构安装于车辆的制动线路上，增加了制动系统的结构复杂度以及整体可靠性，同时也限制了系统性能的提高，针对这一问题，线控制动系统成为当前国内外纯电动汽车领域的研究热点。

纯电动汽车由电机驱动行驶，并且其能量完全来源于自身的高压动力电池，在现阶段，动力电池技术尚未获得突破，电池的能量密度仍然是制约纯电动汽车续驶里程的主要原因，在这种背景下，提高纯电动汽车的能量使用效率成为当前各汽车厂商及科研机构的热点研究问题。由于纯电动汽车由电机驱动，其在制动或滑行过程中能够为动力电池进行充电，因此当前大多数纯电动汽车均具备能量回收功能，以增加车辆的续驶里程并提高能量使用效率。在驾驶员执行制动操作时，能量回收与线控制动系统均会产生制动力矩，但基于线控制动系统的纯电动汽车制动过程中制动力矩的合理高效分配方法目前国内外均未有成熟解决方案。

发明内容

本发明实施例要解决的技术问题是提供一种制动系统的控制方法及控制装置，用以实现给驱动电机和液压制动单元合理分配制动扭矩。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种制动系统的控制方法，包括：

获取制动踏板系统输出的当前制动信号；

根据所述当前制动信号，获得需求制动扭矩。

进一步的，根据所述当前制动信号，获得需求制动扭矩的步骤包括：

获取车辆的制动踏板信号，并根据所述制动踏板信号，获得所述需求制动扭矩。

进一步的，获取车辆的制动踏板信号，并根据所述制动踏板信号，获得所述需求制动扭矩的步骤包括：

获取车辆的第一制动踏板信号和第二制动踏板信号；

根据所述第一制动踏板信号和第二制动踏板信号，获得制动踏板故障信息和制动踏板开度；

根据车辆状态、所述制动踏板故障信息和所述制动踏板开度，获得所述需求制动扭矩。

进一步的，根据所述第一制动踏板信号和第二制动踏板信号，获得制动踏板故障信息和制动踏板开度的步骤包括：

对所述第一制动踏板信号和第二制动踏板信号进行滤波处理，将所述第一制动踏板信号转化为第一制动踏板电压，将第二制动踏板信号转化为第二制动踏板电压；

将所述第一制动踏板电压和第二制动踏板电压进行归一化处理，获得第一制动踏板开度和第二制动踏板开度；

对所述第一制动踏板开度和第二制动踏板开度进行门限检测，获得制动踏板故障信息；

根据所述制动踏板故障信息分配所述第一制动踏板开度和第二制动踏板开度的开度权重，并获得制动踏板有效开度；

对所述制动踏板有效开度进行死区滞环处理，获得制动踏板开度。

进一步的，所述滤波处理包括：

根据公式BPS_volt＝k·BPS_new+(1-k)·BPS_old和k＝1-e^-(Sample/TC)，将采集到的所述第一制动踏板信号和第二制动踏板信号进行滚动滤波，并转化为第一制动踏板电压和第二制动踏板电压，其中，BPS_volt表示经滚动滤波处理后的制动踏板电压，k表示预设加权因子，BPS_new表示本周期采样得到的制动踏板信号的电压值，BPS_old表示上一周期采样得到的制动踏板信号的电压值，Sample表示预设采样间隔，TC表示预设时间常数。

进一步的，所述归一化处理包括：根据公式

将所述第一制动踏板电压和第二制动踏板电压进行解析，并获得第一制动踏板开度和第二制动踏板开度，其中，BPS1_int表示归一化处理后的所述第一制动踏板开度对应的开度值，BPS2_int表示归一化处理后的所述第二制动踏板开度对应的开度值，BPS1_volt表示所述第一制动踏板电压的电压值，BPS2_volt表示所述第二制动踏板电压的电压值，ReVolt表示预设归一化电压参考值，NormScale表示所述第一制动踏板电压的电压值和第二制动踏板电压的电压值之间的倍数。

进一步的，所述开度权重的分配包括：根据检测结果分配所述第一制动踏板开度和第二制动踏板开度的权重，并根据公式

BPS_pct1＝(k_BPS1·BPS1_int+k_BPS2·BPS2_int)·k_BPS获得制动踏板有效开度，其中，BPS_pct1表示制动踏板有效开度，k_BPS1表示第一制动踏板的开度权重，k_BPS2表示第二制动踏板的开度权重，k_BPS表示预设补偿系数。

进一步的，所述死区滞环处理包括：获取制动踏板的状态，当所述制动踏板为第一状态时，根据公式

获得制动踏板开度；

当所述制动踏板为第二状态时，根据公式

获得制动踏板开度，其中，BPS_pct2表示最终得到的制动踏板开度，BPS(n)表示本周期经过权重分配后得到的制动踏板有效开度；BPS(n-1)表示上一周期经过权重分配后得到的制动踏板有效开度；K_db表示制动踏板的死区值；K_hy表示制动踏板的预设滞环参数。

进一步的，所述对所述第一制动踏板开度和第二制动踏板开度进行门限检测，获得制动踏板故障信息的步骤具体为：

将所述第一制动踏板开度对应的开度值与所述第二制动踏板开度对应的开度值的差的绝对值与阈值进行比较，当大于所述阈值时，输出故障信号。

本发明实施例还提供了一种制动系统的控制装置，包括：

第一获取模块，用于获取制动踏板系统输出的当前制动信号；

第二获取模块，用于根据所述当前制动信号，获得需求制动扭矩。

与现有技术相比，本发明实施例提供的一种制动系统的控制方法及控制装置，至少具有以下有益效果：本发明实施例的制动系统的控制方法及控制装置首先根据当前制动信号，解析驾驶员的制动需求并计算得到需求制动扭矩，之后根据电池与电机状态，合理的向驱动电机和液压制动单元分配制动扭矩。且本发明实施例的制动系统的控制方法及控制装置考虑到液压系统由于温度、部件机械特性等因素影响其输出的制动力矩稳定性与准确性，通过调节电机系统产生的制动扭矩对此进行补偿，保证最终作用在车辆中的制动力矩与驾驶员需求保持一致，同时还能够最大限度的回收制动中产生的能量以延长车辆的续驶里程。同时，本发明实施例的制动系统的控制方法及控制装置不需要真空助力器、电动真空泵与真空罐等部件，在降低成本的同时还提高了车辆的整体可靠性；另外还能通过能量回收产生制动扭矩，削弱连续制动所引起的热衰减对制动效果产生的影响。

附图说明

图1为本发明的第一实施例提供的制动系统的控制方法的流程图；

图2为本发明的第二实施例提供的制动系统的控制方法的流程图；

图3为本发明的第三实施例提供的制动系统的控制方法的流程图；

图4为本发明的第四实施例提供的制动系统的控制方法的流程图；

图5为本发明的第五实施例提供的制动系统的控制方法的流程图；

图6为本发明的第六实施例提供的制动系统的控制方法的流程图；

图7为本发明的第七实施例提供的制动系统的控制方法的流程图；

图8为本发明的第八实施例提供的制动系统的控制装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本发明的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本发明的范围和精神。另外，为了清楚和简洁，省略了对已知功能和构造的描述。

应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。

第一实施例

参见图1，本发明实施例提供了一种制动系统的控制方法，该方法包括：

步骤101，获取制动踏板系统输出的当前制动信号和电池管理系统输出的当前电池状态信号；

步骤102，根据所述当前制动信号，获得需求制动扭矩。

本发明实施例的制动系统的控制方法根据当前制动信号，解析驾驶员的制动需求并计算得到需求制动扭矩。

并进一步的，本发明的该实施例还可以包括：

步骤103，根据所述电池状态信号，将所述需求制动扭矩分配给驱动电机和液压制动单元，并由所述驱动电机根据该驱动电机被分配的第一需求制动扭矩和所述液压制动单元根据该液压制动单元被分配的第二需求制动扭矩对车辆进行控制。

本发明实施例的制动系统的控制方法首先根据当前制动信号，解析驾驶员的制动需求并计算得到需求制动扭矩，之后根据电池与电机状态，合理的向驱动电机和液压制动单元分配制动扭矩。合理分配制动扭矩可以最大限度的回收制动中产生的能量以延长车辆的续驶里程，另外还能通过能量回收产生制动扭矩，削弱连续制动所引起的热衰减对制动效果产生的影响。

第二实施例

参见图2，依据本发明的另一方面，提供了一种制动系统的控制方法，该方法包括：

步骤201，获取制动踏板系统输出的当前制动信号和电池管理系统输出的当前电池状态信号；

步骤202，获取车辆的制动踏板信号，并根据所述制动踏板信号，获得所述需求制动扭矩；

步骤203，根据所述电池状态信号，将所述需求制动扭矩分配给驱动电机和液压制动单元，并由所述驱动电机根据该驱动电机被分配的第一需求制动扭矩和所述液压制动单元根据该液压制动单元被分配的第二需求制动扭矩对车辆进行控制。

本实施例在第一实施例的基础上对根据所述当前制动信号，获得需求制动扭矩进行了进一步的解释，根据所述当前制动信号获取车辆的制动踏板信号，并根据所述制动踏板信号，获得所述需求制动扭矩。

第三实施例

参见图3，依据本发明的另一方面，提供了一种制动系统的控制方法，该方法包括：

步骤301，获取制动踏板系统输出的当前制动信号和电池管理系统输出的当前电池状态信号；

步骤302，获取车辆的第一制动踏板信号和第二制动踏板信号；

步骤303，根据所述第一制动踏板信号和第二制动踏板信号，获得制动踏板故障信息和制动踏板开度；

步骤304，根据车辆状态、所述制动踏板故障信息和所述制动踏板开度，获得所述需求制动扭矩；

步骤305，根据所述电池状态信号，将所述需求制动扭矩分配给驱动电机和液压制动单元，并由所述驱动电机根据该驱动电机被分配的第一需求制动扭矩和所述液压制动单元根据该液压制动单元被分配的第二需求制动扭矩对车辆进行控制。

本实施例在第二实施例的基础上对所述获取车辆的制动踏板信号，并根据所述制动踏板信号，获得所述需求制动扭矩进行了进一步的解释，本实施例的处理方法适用于具有双路反馈信号的制动踏板，该类制动踏板根据不同的踏板开度提供两路模拟量反馈信号，这两路模拟信号幅值呈倍数关系，可用于后期的信号校验与冗余设计，对于提高系统的可靠性具有积极意义。本实施例首先对制动踏板信号进行采集并进行处理，经过处理后得到制动踏板的开度、开度变化率(对开度值进行微分即可得到制动踏板开度的变化率)以及制动踏板的故障信息；之后根据以上信息及车辆状态计算得到需求制动扭矩，在实际中，计算需求制动扭矩可通过直接查表得到，在装置中，可通过预设数据直接查询。

第四实施例

参见图4，依据本发明的另一方面，提供了一种制动系统的控制方法，该方法包括：

步骤401，获取制动踏板系统输出的当前制动信号和电池管理系统输出的当前电池状态信号；

步骤402，获取车辆的第一制动踏板信号和第二制动踏板信号；

步骤403，对所述第一制动踏板信号和第二制动踏板信号进行滤波处理，将所述第一制动踏板信号转化为第一制动踏板电压，将第二制动踏板信号转化为第二制动踏板电压；

步骤404，将所述第一制动踏板电压和第二制动踏板电压进行归一化处理，获得第一制动踏板开度和第二制动踏板开度；

步骤405，对所述第一制动踏板开度和第二制动踏板开度进行门限检测，获得制动踏板故障信息；

步骤406，根据所述制动踏板故障信息分配所述第一制动踏板开度和第二制动踏板开度的开度权重，并获得制动踏板有效开度；

步骤407，对所述制动踏板有效开度进行死区滞环处理，获得制动踏板开度；

步骤408，根据车辆状态、所述制动踏板故障信息和所述制动踏板开度，获得所述需求制动扭矩；

步骤409，根据所述电池状态信号，将所述需求制动扭矩分配给驱动电机和液压制动单元，并由所述驱动电机根据该驱动电机被分配的第一需求制动扭矩和所述液压制动单元根据该液压制动单元被分配的第二需求制动扭矩对车辆进行控制。

在本实施例在第三实施例的基础上，对所述根据所述第一制动踏板信号和第二制动踏板信号，获得制动踏板故障信息和制动踏板开度，进行了进一步的解释。在本发明实施例的控制方法中，通过数字模拟信号转换器A/D采集第一制动踏板信号和第二制动踏板信号，由于采集后的信号不能够直接应用，故进行滤波处理，转换为电压信号，对电压信号再进行归一化处理，之后转换为制动踏板开度，对第一制动踏板开度和第二制动踏板开度进行门限检测，门限检测方法为判断第一制动踏板开度和第二制动踏板开度是否超出上下限，若超出上限或下限则输出超限故障标志，之后根据故障信息分配第一制动踏板开度和第二制动踏板开度的权重，并获得制动踏板有效开度。对于权重分配本发明实施例参考下表进行：

由上表可以看出，当两路开度值均无超限故障时，每路平均分配0.5的权重系数；当其中一路出现故障时，则利用另外一路的开度值计算有效开度；若两路均出现故障，则最终计算得到的有效开度为0，该策略有效的保证了行车安全。需要注意的是，上表中的权重分配仅为本发明实施例的优选实施方式，本发明的权重分配并不限于上表。并且，制动踏板作为一个机械系统不可避免的存在死区，因此在计算踏板开度时必须要考虑死区的影响，另一方面驾驶员在踩制动踏板的过程中不可避免的会存在抖动现象，若不对制动踏板抖动进行处理，则该抖动会传入驱动系统，进而造成计算得到的制动需求扭矩抖动，这将会严重影响驾驶感受，故而需要对所述制动踏板有效开度进行死区滞环处理，依次经过信号滤波处理、归一化处理、信号权重分配以及信号死区滞环处理这四个环节，最终转化为制动踏板开度信息(包括制动踏板有效开度与开度的变化率)与故障信息，用于后续的需求制动扭矩计算与故障处理。

进一步的，所述滤波处理包括：

根据公式BPS_volt＝k·BPS_new+(1-k)·BPS_old和k＝1-e^-(Sample/TC)，将采集到的所述第一制动踏板信号和第二制动踏板信号进行滚动滤波，并转化为第一制动踏板电压和第二制动踏板电压，其中，BPS_volt表示经滚动滤波处理后的制动踏板电压，k表示预设加权因子，BPS_new表示本周期采样得到的制动踏板信号的电压值，BPS_old表示上一周期采样得到的制动踏板信号的电压值，Sample表示预设采样间隔，TC表示预设时间常数。

进一步的，所述归一化处理包括：根据公式

将所述第一制动踏板电压和第二制动踏板电压进行解析，并获得第一制动踏板开度和第二制动踏板开度，其中，BPS1_int表示归一化处理后的所述第一制动踏板开度对应的开度值，BPS2_int表示归一化处理后的所述第二制动踏板开度对应的开度值，BPS1_volt表示所述第一制动踏板电压的电压值，BPS2_volt表示所述第二制动踏板电压的电压值，ReVolt表示预设归一化电压参考值，NormScale表示所述第一制动踏板电压的电压值和第二制动踏板电压的电压值之间的倍数。

在本发明实施例的控制方法中，所述第一制动踏板开度和第二制动踏板开度的开度值的范围优选为0～100。

进一步的，所述开度权重的分配包括：根据检测结果分配所述第一制动踏板开度和第二制动踏板开度的权重，并根据公式

BPS_pct1＝(k_BPS1·BPS1_int+k_BPS2·BPS2_int)·k_BPS获得制动踏板有效开度，其中，BPS_pct1表示制动踏板有效开度，k_BPS1表示第一制动踏板的开度权重，k_BPS2表示第二制动踏板的开度权重，k_BPS表示预设补偿系数。

在本发明实施例的控制方法中，制动踏板有效开度BPS_pct1的值的优选的范围为0～100。

进一步的，所述死区滞环处理包括：获取制动踏板的状态，当所述制动踏板为第一状态时，根据公式

获得制动踏板开度；

当所述制动踏板为第二状态时，根据公式

获得制动踏板开度，其中，BPS_pct2表示最终得到的制动踏板开度，BPS(n)表示本周期经过权重分配后得到的制动踏板有效开度；BPS(n-1)表示上一周期经过权重分配后得到的制动踏板有效开度；K_db表示制动踏板的死区值；K_hy表示制动踏板的预设滞环参数。

在本发明实施例的控制方法中，第一状态为制动踏板被踩下的状态，第二状态为制动踏板处于被释放的状态。

由上述公式可知，在制动踏板被踩下的过程中，若制动踏板有效开度(经过权重分配后的开度值)的增量小于滞环参数，则利用上一周期的制动踏板有效开度(经过权重分配后的开度值)减去踏板死区值得到最终的制动踏板开度的值；若制动踏板有效开度(经过权重分配后的开度值)的增量大于等于滞环参数，则利用本周期的制动踏板有效开度(经过权重分配后的开度值)减去踏板死区值作为最终的制动踏板开度的值。

在制动踏板被释放的过程中，若制动踏板有效开度(经过权重分配后的开度值)的减小量小于滞环参数，则利用上一周期的制动踏板有效开度(经过权重分配后的开度值)减去踏板死区值得到最终的制动踏板开度的值；若制动踏板有效开度(经过权重分配后的开度值)的减小量大于等于滞环参数，则利用本周期的制动踏板有效开度(经过权重分配后的开度值)减去踏板死区值作为最终的制动踏板开度的值。

上述公式的计算方法考虑了制动踏板的死区问题，同时削弱了驾驶员踩踏板时的轻微抖动对行车造成的影响，若抖动造成的制动踏板开度变化不高于滞环参数，该抖动均会被过滤掉。

同时，制动踏板的信号处理与故障机制作为实现制动功能的重要前提密不可分，而完善的故障机制能够在制动踏板发生故障时最大程度的保护车辆及驾乘人员的安全。本发明实施例给出的制动踏板故障策略具体如下：

(1)制动踏板信号错误

故障触发条件：制动踏板两路信号中任意一路开度超出上限或下限并持续时间大于第一预设值；其中两路制动踏板开度超限判断在加速踏板信号权重分配环节进行；

故障恢复条件：车辆重新上电后恢复；

故障处理方式：点亮整车故障灯，鸣报警音，对车辆最高速进行限速；

(2)制动踏板信号校验错误

故障触发条件：制动踏板两路信号开度差超出规定阈值并持续时间大于第二预设值；其中两路制动踏板开度差值超限判断在制动踏板信号权重分配环节进行；

故障恢复条件：车辆重新上电后恢复；

故障处理方式：点亮整车故障灯，鸣报警音，对车辆最高速进行限速；

制动踏板是驾驶员与车辆进行交互的重要手段，其稳定的工作状态不仅对车上人员的驾乘感受、甚至对行车安全均具有重要影响，为此需对制动踏板进行故障检测。通过以上两个故障机制能够实现对影响行车安全的制动踏板故障的检测，当故障被触发后，按照以上故障机制，通过故障灯声音等方式进行报警，来提醒驾驶员，同时通过主动限速手段将车速限制在一定范围内以保证行车安全。通过以上故障机制，能够为制动踏板故障状态下的行车安全提供有力保障。

第五实施例

参见图5，依据本发明的另一方面，提供了一种制动系统的控制方法，该方法包括：

步骤501，获取制动踏板系统输出的当前制动信号和电池管理系统输出的当前电池状态信号；

步骤502，获取车辆的第一制动踏板信号和第二制动踏板信号；

步骤503，对所述第一制动踏板信号和第二制动踏板信号进行滤波处理，将所述第一制动踏板信号转化为第一制动踏板电压，将第二制动踏板信号转化为第二制动踏板电压；

步骤504，将所述第一制动踏板电压和第二制动踏板电压进行归一化处理，获得第一制动踏板开度和第二制动踏板开度；

步骤505，将所述第一制动踏板开度对应的开度值与所述第二制动踏板开度对应的开度值的差的绝对值与阈值进行比较，当大于所述阈值时，输出故障信号，获得制动踏板故障信息；

步骤506，根据所述制动踏板故障信息分配所述第一制动踏板开度和第二制动踏板开度的开度权重，并获得制动踏板有效开度；

步骤507，对所述制动踏板有效开度进行死区滞环处理，获得制动踏板开度；

步骤508，根据车辆状态、所述制动踏板故障信息和所述制动踏板开度，获得所述需求制动扭矩；

步骤509，根据所述电池状态信号，将所述需求制动扭矩分配给驱动电机和液压制动单元，并由所述驱动电机根据该驱动电机被分配的第一需求制动扭矩和所述液压制动单元根据该液压制动单元被分配的第二需求制动扭矩对车辆进行控制。

在本实施例在第四实施例的基础上，对所述第一制动踏板开度和第二制动踏板开度进行门限检测，获得制动踏板故障信息，进行进一步的解释。对第一制动踏板开度和第二制动踏板开度的开度值相减并取绝对值，将所述绝对值与预设的阈值进行比较，若大于所述阈值则输出制动踏板故障信号，否则为正常。

第六实施例

参见图6，依据本发明的另一方面，提供了一种制动系统的控制方法，该方法包括：

步骤601，获取制动踏板系统输出的当前制动信号和电池管理系统输出的当前电池状态信号；

步骤602，根据所述当前制动信号，获得需求制动扭矩；

步骤603，根据所述电池状态信号，获得电机的最大能量回收扭矩；

步骤604，根据所述电机的最大能量回收扭矩，获得电机制动扭矩最大值；

步骤605，根据所述电机制动扭矩最大值，获得所述驱动电机被分配的第一需求制动扭矩；

步骤606，根据所述需求制动扭矩和第一需求制动扭矩，获得所述液压制动单元被分配的第二需求制动扭矩，并由所述驱动电机根据该驱动电机被分配的第一需求制动扭矩和所述液压制动单元根据该液压制动单元被分配的第二需求制动扭矩对车辆进行控制。

在本发明实施例的控制方法中，在得到需求制动扭矩后需要对其进行分配，将需求扭矩分配给电机与液压制动单元，其中电机通过能量回收方式产生制动扭矩；扭矩分配的目的在于通过合理分配最终实现在最大限度回收制动能量的基础上保证车辆制动功能的可靠实现。

首先需要获得电机最大能量回收扭矩，但在计算之前需判断是否允许车辆进入制动能量回收工况，本发明实施例提供如下的判断条件：1、车辆档位为D档(正常前进档)、E档(经济型档位)或S档(运动档)；2、整车无断高压及不可恢复零扭矩故障；3、制动踏板被踩下(对应制动踏板开度大于阈值K_bps)；4、加速踏板处于释放状态(对应加速踏板开度小于阈值K_aps)。当以上条件全部得到满足时则认为车辆能够进入制动能量回收工况，即允许车辆进行能量回收，其中阈值K_bps与K_aps考虑了制动踏板与加速踏板机械死区特性对工况判断的潜在影响。

当获得电机最大能量回收扭矩后，为保护电机与动力电池，不应让其在极限值工作，为此引入扭矩余量，获得电机制动扭矩最大值，扭矩余量的引入保证了电机与动力电池不工作在极限状态，因此对电机与电池起到了保护作用。

进一步的，根据公式

获得所述电机的最大能量回收扭矩T，其中，P_Motor表示电机最大允许发电功率，P_Batt表示电池最大允许充电功率，η表示电机发电效率，T_max表示电机最大允许发电扭矩。

进一步的，根据公式T_motor＝T-ΔT，获得所述电机制动扭矩最大值T_motor，其中，ΔT表示预设扭矩余量。

其中，预设扭矩余量ΔT的引入保证了电机与动力电池不工作在极限状态，因此对电机与电池起到了保护作用。

进一步的，根据公式T_M＝K_motor*T_motor，获得所述驱动电机被分配的第一需求制动扭矩T_M，其中，K_motor表示预设电机能量回收系数，所述电机能量回收系数K_motor的值小于1。

其中，K_motor的值小于1为后续的能量回收扭矩的微调提供调节余量。

进一步的，根据公式

获得所述液压制动单元被分配的第二需求制动扭矩T_H，其中，T_req表示所述需求制动扭矩。

其中，有公式可知，当T_req≤T_M时，完全依靠电机的能量回收产生制动扭矩，当T_req＞T_M时液压制动单元才开始介入，并产生制动扭矩。

第七实施例

参见图7，依据本发明的另一方面，提供了一种制动系统的控制方法，该方法包括：

步骤701，获取制动踏板系统输出的当前制动信号和电池管理系统输出的当前电池状态信号；

步骤702，根据所述当前制动信号，获得需求制动扭矩；

步骤703，根据所述电池状态信号，将所述需求制动扭矩分配给驱动电机和液压制动单元，并由所述驱动电机根据该驱动电机被分配的第一需求制动扭矩和所述液压制动单元根据该液压制动单元被分配的第二需求制动扭矩对车辆进行控制；

步骤704，获取所述车辆的车速；

步骤705，根据所述车速，判断所述车辆的制动状态不满足预设制动条件时，获得补偿扭矩；

步骤706，将所述补偿扭矩分配给所述驱动电机，并由所述驱动电机根据该驱动电机被分配的第一需求制动扭矩和补偿扭矩，及所述液压制动单元根据该液压制动单元被分配的第二需求制动扭矩对车辆进行控制。

在上述的实施例中完成了制动扭矩的分配，考虑到液压控制单元在执行制动扭矩命令时的误差，或一些特殊工况下(如下坡)在施加制动扭矩后车辆产生的减速度低于预期，针对这一情况，设计调整策略，通过调节电机的能量回收扭矩对其进行补偿，从而使车辆达到预期制动效果。上述的预设条件即为车速的减速不满足条件，即未达到预设的减速效果，故而，需在此时提供一补偿扭矩用于制动，保证驾驶安全性。

进一步的，根据公式

获得补偿扭矩T_c，其中，ΔT_q＝T_req-T_E，T_c<(1-K_motor)*T_motor，ΔT_q表示偏差扭矩，T_E表示预设估算制动扭矩，K_u为一大于0的正数，M_ap(ΔT)根据差扭矩ΔT_q和补偿扭矩T_c获得。

需求制动扭矩T_req，分配到液压制动单元与电机的制动扭矩分别为T_H与T_M；之后液压制动单元与电机按照扭矩命令分别对车辆产生制动扭矩；在制动扭矩的作用下车辆产生减加速度，通过预设估算制动扭矩T_E估算作用在车辆上的制动扭矩，用需求制动扭矩T_req减去该值后得到偏差扭矩，该偏差扭矩经过处理后得到补偿扭矩T_C；利用T_C对T_M进行补偿，最终保证车辆能够产生预期的减速度。

其中，预设估算制动扭矩T_E通过查表实现，前期通过在无风、干燥平直的铺装路面下进行实车测试，通过实车标定得到不同车速及给定制动扭矩条件下车辆产生的减加速度值，将实验数据制成查询表，输入为车辆减加速度与车辆速度，输出为估算的制动扭矩；在实际制动过程中通过查询该表即可得到估算制动扭矩T_E。

T_req减去T_E得到偏差扭矩，令该值为ΔT_q，则补偿扭矩T_C计算方法如上述公式，K_u为一大于0的正数，考虑到估算扭矩T_E与实际值必然会存在一定误差，因此当ΔT_q＜K_u时认为偏差扭矩在合理范围内，因此不对其进行补偿；另外该方法中ΔT_q>0表示车辆产生的减速度低于预期，当满足ΔT_q≥K_u条件时T_C不为0，此时出于安全考虑对T_M进行补偿，而ΔT_q<0则表示车辆产生的减速度高于预期，此时认为该减速度与驾驶员制动意图不冲突，因此不对T_M进行补偿；当满足ΔT_q≥K_u条件时通过查表法计算补偿扭矩T_C，具体为通过前期实车标定得到ΔT_q与补偿扭矩T_C的对应关系，在此基础上制成一查询表，输入为ΔT_q，输出为T_C，在实际制动过程中通过查询该表即可得到补偿扭矩T_C，该扭矩不超过(1-K_motor)·T_motor。

进一步的，所述电池状态信号包括：电池故障信息、电池允许最大充放电功率和剩余电量。

第八实施例

本发明实施例还提供了一种制动系统的控制装置，包括：

第一获取模块1，用于获取制动踏板系统输出的当前制动信号和电池管理系统输出的当前电池状态信号；

第二获取模块2，用于根据所述当前制动信号，获得需求制动扭矩。

并进一步的，本发明的该实施例还可以包括：

控制模块，用于根据所述电池状态信号，将所述需求制动扭矩分配给驱动电机和液压制动单元，并由所述驱动电机根据该驱动电机被分配的第一需求制动扭矩和所述液压制动单元根据该液压制动单元被分配的第二需求制动扭矩对车辆进行控制。

进一步的，所述控制模块，根据所述当前制动信号，获得需求制动扭矩中，所述控制模块包括：

第三获取模块，用于获取车辆的制动踏板信号，并根据所述制动踏板信号，获得所述需求制动扭矩。

进一步的，所述第三获取模块，用于获取车辆的制动踏板信号，并根据所述制动踏板信号，获得所述需求制动扭矩中，所述第三获取模块包括：

第四获取模块，用于获取车辆的第一制动踏板信号和第二制动踏板信号；

第一处理模块，用于根据所述第一制动踏板信号和第二制动踏板信号，获得制动踏板故障信息和制动踏板开度；

第二处理模块，用于根据车辆状态、所述制动踏板故障信息和所述制动踏板开度，获得所述需求制动扭矩。

进一步的，第一处理模块，用于根据所述第一制动踏板信号和第二制动踏板信号，获得制动踏板故障信息和制动踏板开度中，所述第一处理模块包括：

第三处理模块，用于对所述第一制动踏板信号和第二制动踏板信号进行滤波处理，将所述第一制动踏板信号转化为第一制动踏板电压，将第二制动踏板信号转化为第二制动踏板电压；

第四处理模块，用于将所述第一制动踏板电压和第二制动踏板电压进行归一化处理，获得第一制动踏板开度和第二制动踏板开度；

检测模块，用于对所述第一制动踏板开度和第二制动踏板开度进行门限检测，获得制动踏板故障信息；

第五处理模块，用于根据所述制动踏板故障信息分配所述第一制动踏板开度和第二制动踏板开度的开度权重，并获得制动踏板有效开度；

第六处理模块，用于对所述制动踏板有效开度进行死区滞环处理，获得制动踏板开度。

进一步的，第三处理模块，用于对所述第一制动踏板信号和第二制动踏板信号进行滤波处理中，所述滤波处理包括：

根据公式BPS_volt＝k·BPS_new+(1-k)·BPS_old和k＝1-e^-(Sample/TC) _，将采集到的所述第一制动踏板信号和第二制动踏板信号进行滚动滤波，并转化为第一制动踏板电压和第二制动踏板电压，其中，BPS_volt表示经滚动滤波处理后的制动踏板电压，k表示预设加权因子，BPS_new表示本周期采样得到的制动踏板信号的电压值，BPS_old表示上一周期采样得到的制动踏板信号的电压值，Sample表示预设采样间隔，TC表示预设时间常数。

进一步的，第四处理模块，用于将所述第一制动踏板电压和第二制动踏板电压进行归一化处理中，所述归一化处理包括：根据公式

将所述第一制动踏板电压和第二制动踏板电压进行解析，并获得第一制动踏板开度和第二制动踏板开度，其中，BPS1_int表示归一化处理后的所述第一制动踏板开度对应的开度值，BPS2_int表示归一化处理后的所述第二制动踏板开度对应的开度值，BPS1_volt表示所述第一制动踏板电压的电压值，BPS2_volt表示所述第二制动踏板电压的电压值，ReVolt表示预设归一化电压参考值，NormScale表示所述第一制动踏板电压的电压值和第二制动踏板电压的电压值之间的倍数。

进一步的，第五处理模块，用于根据所述制动踏板故障信息分配所述第一制动踏板开度和第二制动踏板开度的开度权重中，所述开度权重的分配包括：根据检测结果分配所述第一制动踏板开度和第二制动踏板开度的权重，并根据公式BPS_pct1＝(k_BPS1·BPS1_int+k_BPS2·BPS2_int)·k_BPS获得制动踏板有效开度，其中，BPS_pct1表示制动踏板有效开度，k_BPS1表示第一制动踏板的开度权重，k_BPS2表示第二制动踏板的开度权重，k_BPS表示预设补偿系数。

进一步的，第六处理模块，用于对所述制动踏板有效开度进行死区滞环处理中，所述死区滞环处理包括：获取制动踏板的状态，当所述制动踏板为第一状态时，根据公式

获得制动踏板开度；

当所述制动踏板为第二状态时，根据公式

获得制动踏板开度，其中，BPS_pct2表示最终得到的制动踏板开度，BPS(n)表示本周期经过权重分配后得到的制动踏板有效开度；BPS(n-1)表示上一周期经过权重分配后得到的制动踏板有效开度；K_db表示制动踏板的死区值；K_hy表示制动踏板的预设滞环参数。

进一步的，所述检测模块，用于对所述第一制动踏板开度和第二制动踏板开度进行门限检测，获得制动踏板故障信息中，所述检测模块包括：

比较输出模块，用于将所述第一制动踏板开度对应的开度值与所述第二制动踏板开度对应的开度值的差的绝对值与阈值进行比较，当大于所述阈值时，输出故障信号。

进一步的，所述控制模块，用于根据所述电池状态信号，将所述需求制动扭矩分配给驱动电机和液压制动单元中，所述控制模块包括：

第七处理模块，用于根据所述电池状态信号，获得电机的最大能量回收扭矩；

第八处理模块，用于根据所述电机的最大能量回收扭矩，获得电机制动扭矩最大值；

第九处理模块，用于根据所述电机制动扭矩最大值，获得所述驱动电机被分配的第一需求制动扭矩；

第十处理模块，用于根据所述需求制动扭矩和第一需求制动扭矩，获得所述液压制动单元被分配的第二需求制动扭矩。

进一步的，所述第七处理模块用于根据所述电池状态信号，获得电机的最大能量回收扭矩中，根据公式

获得所述电机的最大能量回收扭矩T，其中，P_Motor表示电机最大允许发电功率，P_Batt表示电池最大允许充电功率，η表示电机发电效率，T_max表示电机最大允许发电扭矩。

进一步的，所述第八处理模块，用于根据所述电机的最大能量回收扭矩，获得电机制动扭矩最大值中，根据公式T_motor＝T-ΔT，获得所述电机制动扭矩最大值T_motor，其中，ΔT表示预设扭矩余量。

进一步的，所述第九处理模块，用于根据所述电机制动扭矩最大值，获得所述驱动电机被分配的第一需求制动扭矩中，根据公式T_M＝K_motor*T_motor，获得所述驱动电机被分配的第一需求制动扭矩T_M，其中，K_motor表示预设电机能量回收系数，所述电机能量回收系数K_motor的值小于1。

进一步的，所述第十处理模块，用于根据所述需求制动扭矩和第一需求制动扭矩，获得所述液压制动单元被分配的第二需求制动扭矩中，根据公式

获得所述液压制动单元被分配的第二需求制动扭矩T_H，其中，T_req表示所述需求制动扭矩。

进一步的，由所述驱动电机根据该驱动电机被分配的第一需求制动扭矩和所述液压制动单元根据该液压制动单元被分配的第二需求制动扭矩对车辆进行控制后，所述控制装置还包括：

第五获取模块，用于获取所述车辆的车速；

判断模块，用于根据所述车速，判断所述车辆的制动状态不满足预设制动条件时，获得补偿扭矩；

分配模块，用于将所述补偿扭矩分配给所述驱动电机。

进一步的，所述判断模块，用于根据所述车速，判断所述车辆的制动状态不满足预设制动条件时，获得补偿扭矩中，根据公式

获得补偿扭矩T_c，其中，ΔT_q＝T_req-T_E，T_c<(1-K_motor)*T_motor，ΔT_q表示偏差扭矩，T_E表示预设估算制动扭矩，K_u为一大于0的正数，M_ap(ΔT)根据差扭矩ΔT_q和补偿扭矩T_c获得。

进一步的，所述电池状态信号包括：电池故障信息、电池允许最大充放电功率和剩余电量。

综上，本发明实施例的制动系统的控制方法及控制装置首先根据当前制动信号，解析驾驶员的制动需求并计算得到需求制动扭矩，之后根据电池与电机状态，合理的向驱动电机和液压制动单元分配制动扭矩。且本发明实施例的制动系统的控制方法及控制装置考虑到液压系统由于温度、部件机械特性等因素影响其输出的制动力矩稳定性与准确性，通过调节电机系统产生的制动扭矩对此进行补偿，保证最终作用在车辆中的制动力矩与驾驶员需求保持一致，同时还能够最大限度的回收制动中产生的能量以延长车辆的续驶里程。同时，本发明实施例的制动系统的控制方法及控制装置不需要真空助力器、电动真空泵与真空罐等部件，在降低成本的同时还提高了车辆的整体可靠性；另外还能通过能量回收产生制动扭矩，削弱连续制动所引起的热衰减对制动效果产生的影响。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种制动系统的控制方法，其特征在于，包括：

获取制动踏板系统输出的当前制动信号；

根据所述当前制动信号，获得需求制动扭矩。

2.根据权利要求1所述的制动系统的控制方法，其特征在于，根据所述当前制动信号，获得需求制动扭矩的步骤包括：

获取车辆的制动踏板信号，并根据所述制动踏板信号，获得所述需求制动扭矩。

3.根据权利要求2所述的制动系统的控制方法，其特征在于，获取车辆的制动踏板信号，并根据所述制动踏板信号，获得所述需求制动扭矩的步骤包括：

获取车辆的第一制动踏板信号和第二制动踏板信号；

根据所述第一制动踏板信号和第二制动踏板信号，获得制动踏板故障信息和制动踏板开度；

根据车辆状态、所述制动踏板故障信息和所述制动踏板开度，获得所述需求制动扭矩。

4.根据权利要求3所述的制动系统的控制方法，其特征在于，根据所述第一制动踏板信号和第二制动踏板信号，获得制动踏板故障信息和制动踏板开度的步骤包括：

对所述第一制动踏板信号和第二制动踏板信号进行滤波处理，将所述第一制动踏板信号转化为第一制动踏板电压，将第二制动踏板信号转化为第二制动踏板电压；

将所述第一制动踏板电压和第二制动踏板电压进行归一化处理，获得第一制动踏板开度和第二制动踏板开度；

对所述第一制动踏板开度和第二制动踏板开度进行门限检测，获得制动踏板故障信息；

根据所述制动踏板故障信息分配所述第一制动踏板开度和第二制动踏板开度的开度权重，并获得制动踏板有效开度；

对所述制动踏板有效开度进行死区滞环处理，获得制动踏板开度。

5.根据权利要求4所述的制动系统的控制方法，其特征在于，所述滤波处理包括：

根据公式BPS_volt＝k·BPS_new+(1-k)·BPS_old和k＝1-e^-(Sample/TC)，将采集到的所述第一制动踏板信号和第二制动踏板信号进行滚动滤波，并转化为第一制动踏板电压和第二制动踏板电压，其中，BPS_volt表示经滚动滤波处理后的制动踏板电压，k表示预设加权因子，BPS_new表示本周期采样得到的制动踏板信号的电压值，BPS_old表示上一周期采样得到的制动踏板信号的电压值，Sample表示预设采样间隔，TC表示预设时间常数。

6.根据权利要求4所述的制动系统的控制方法，其特征在于，所述归一化处理包括：根据公式

$BPS{1}_{\mathrm{int}}=\frac{BPS{1}_{volt}}{\mathrm{Re}Volt}\&CenterDot;100$

$BPS{2}_{\mathrm{int}}=\frac{BPS{2}_{volt}}{\mathrm{Re}Volt}\&CenterDot;NormScale\&CenterDot;100$

将所述第一制动踏板电压和第二制动踏板电压进行解析，并获得第一制动踏板开度和第二制动踏板开度，其中，BPS1_int表示归一化处理后的所述第一制动踏板开度对应的开度值，BPS2_int表示归一化处理后的所述第二制动踏板开度对应的开度值，BPS1_volt表示所述第一制动踏板电压的电压值，BPS2_volt表示所述第二制动踏板电压的电压值，ReVolt表示预设归一化电压参考值，NormScale表示所述第一制动踏板电压的电压值和第二制动踏板电压的电压值之间的倍数。

7.根据权利要求4所述的制动系统的控制方法，其特征在于，所述开度权重的分配包括：根据检测结果分配所述第一制动踏板开度和第二制动踏板开度的权重，并根据公式BPS_pct1＝(k_BPS1·BPS1_int+k_BPS2·BPS2_int)·k_BPS获得制动踏板有效开度，其中，BPS_pct1表示制动踏板有效开度，k_BPS1表示第一制动踏板的开度权重，k_BPS2表示第二制动踏板的开度权重，k_BPS表示预设补偿系数。

8.根据权利要求4所述的制动系统的控制方法，其特征在于，所述死区滞环处理包括：获取制动踏板的状态，当所述制动踏板为第一状态时，根据公式

${\mathrm{BPS}}_{pct2}=\left\{\begin{array}{cc}BPS\left(n\right)-K_{db}& BPS\left(n\right)-BPS(n-1)\&GreaterEqual;K_{hy}\\ BPS(n-1)-K_{db}& BPS\left(n\right)-BPS(n-1)<K_{hy}\end{array}\right.$

获得制动踏板开度；

当所述制动踏板为第二状态时，根据公式

${\mathrm{BPS}}_{pct2}=\left\{\begin{array}{cc}BPS\left(n\right)-K_{db}& BPS(n-1)-BPS\left(n\right)\&GreaterEqual;K_{hy}\\ BPS(n-1)-K_{db}& BPS(n-1)-BPS\left(n\right)<K_{hy}\end{array}\right.$

获得制动踏板开度，其中，BPS_pct2表示最终得到的制动踏板开度，BPS(n)表示本周期经过权重分配后得到的制动踏板有效开度；BPS(n-1)表示上一周期经过权重分配后得到的制动踏板有效开度；K_db表示制动踏板的死区值；K_hy表示制动踏板的预设滞环参数。

9.根据权利要求4所述的制动系统的控制方法，其特征在于，所述对所述第一制动踏板开度和第二制动踏板开度进行门限检测，获得制动踏板故障信息的步骤具体为：

将所述第一制动踏板开度对应的开度值与所述第二制动踏板开度对应的开度值的差的绝对值与阈值进行比较，当大于所述阈值时，输出故障信号。

10.一种制动系统的控制装置，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于获取制动踏板系统输出的当前制动信号；

第二获取模块，用于根据所述当前制动信号，获得需求制动扭矩。