CN110614984B - 混合制动的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种混合制动的方法和装置。该混合制动的方法包括:将第一车轮的第一理想制动力中的高于预设截止频率的分量确定为所述第一理想制动力的高频分量;根据所述高频分量,确定所述第一车轮的第一电机制动力,其中,所述第一电机制动力在所述第一车轮的电机扭矩的上下限范围内;确定所述第一车轮的第一机械制动力,其中,所述第一机械制动力为所述第一理想制动力中除所述第一电机制动力之外的分量。因此,应用在电动汽车、新能源汽车、混合动力汽车中,能够使得电机制动尽量分配高频的制动力,机械制动尽量分配低频的制动力,进而实现机械制动与电机制动协调控制。
Description
技术领域
本申请涉及制动领域,并且更具体的,涉及制动领域中的混合制动的方法和装置。
背景技术
为了适应全球范围的节能与环保要求,电动车及混合动力车的研究日益受到人们的重视。电动车或混合动力车的制动系统为电动/机械混合制动系统,也可以称为叠加式混合制动系统。电动/机械混合制动系统包括机械制动系统和电机制动系统两部分。但是,现有电动/机械混合制动系统的使用往往受限。具体而言,如果只用电机制动力矩差实现车身电子稳定性控制系统(electronic stability controller,ESC)功能,电机力矩受电池状态、车速等影响,很难产生所需的直接横摆力矩。相对于机械制动力矩,电机制动力矩小,因而电机制动力仅仅是机械制动力的补充,电机并不能充分发挥制动性能,所以一般的混合制动器在急刹车的时候仍然只采用机械制动,依然保留了传统制动防抱死系统(antilockbrake system,ABS)机械性能弊端,制动效果无法达到最佳。
因此,如何实现协调控制电机制动系统和机械制动系统是一项亟待解决的问题。
发明内容
本申请提供一种混合制动的方法和装置,能够使得电机扭矩能力满足所分配的电机执行分量,进而协调控制电机制动系统和机械制动系统。
第一方面,提供了一种混合制动的方法,包括:
将第一车轮的第一理想制动力中的高于预设截止频率的分量确定为所述第一理想制动力的高频分量;
根据所述高频分量,确定所述第一车轮的第一电机制动力,其中,所述第一电机制动力在所述第一车轮的电机扭矩的上下限范围内;
确定所述第一车轮的第一机械制动力,其中,所述第一机械制动力为所述第一理想制动力中除所述第一电机制动力之外的分量。
本申请实施例中,将第一电机制动力输出至第一车轮的电机,将第一机械制动力输出至第一车轮的机械制动系统,由第一车轮的电机执行第一电机制动力,第一车轮的机械制动系统执行第一机械制动力。
因此,本申请实施例通过将理想制动力的高频分量调节到电机扭矩的上下限范围内,即将高频分量调节到电机的能力范围内,然后将调节后的高频分量确定为电机执行分量,使得电机扭矩能力满足所分配的电机执行分量,即电机制动尽量分配高频的制动力,机械制动尽量分配低频的制动力,进而实现机械制动与电机制动协调控制。
基于此,由于本申请实施例考虑了电机能力变化的因素,因此在电机参与紧急制动的过程中受到电池和电机等外特性的影响很小,或者几乎不受电池和电机等外特性的影响。并且,本申请实施例在紧急制动的情况下,可以充分利用电机扭矩响应快、控制简单稳定的特点,完成快速点刹的任务。另外,本申请实施例还利用机械制动可靠的特点,进而确保理想制动力更精准的执行。
作为一个具体的实施例,可以由滤波器来实现将第一车轮的第一理想制动力中的高于预设截止频率的分量确定为所述第一理想制动力的高频分量。作为一例,该滤波器可以为高通滤波器,此时将第一理想制动力输入该高通滤波器,则该高通滤波器输出第一理想制动力中的高于该高通滤波器的预设截止频率的分量,即该高通滤波器输出该第一理想制动力的高频分量。
结合第一方面,在第一方面的某些可能的实现方式中,
所述根据所述高频分量,确定所述第一车轮的第一电机制动力,包括:
当所述高频分量在所述电机扭矩的上下限范围内时,将所述高频分量作为所述第一电机制动力;
当所述高频分量不在所述电机扭矩的上下限范围内时,根据所述电机扭矩的上下限范围和所述高频分量,确定扭矩因子;
根据所述扭矩因子,对所述高频分量进行调节以获得所述第一电机制动力。
结合第一方面,在第一方面的某些可能的实现方式中,所述扭矩因子满足以下公式:
Te_min-T_high_L<C<Te_max-T_high_H,
其中,C表示所述扭矩因子,Te_max表示所述电机扭矩的上限,T_high_H表示一定周期内所述高频分量的极大值,Te_min表示所述电机扭矩的下限,T_high_L表示所述周期内所述高频分量的极小值。
因此,本申请实施例可以在电机能力不能够支撑高频分量时,采用扭矩因子对高频分量进行调节,将电机需要执行的部分调节到电机的能力范围内,使得电机扭矩能力满足所分配的电机执行分量,即电机制动尽量分配高频的制动力,机械制动尽量分配低频的制动力,进而实现机械制动与电机制动协调控制。
结合第一方面,在第一方面的某些可能的实现方式中,所述根据所述电机扭矩的上下限范围和所述高频分量,确定扭矩因子,包括:
更新预设截止频率;
根据更新后的所述预设截止频率更新所述高频分量,并根据更新后的所述高频分量和所述电机扭矩的上下限范围,确定所述扭矩因子。
具体的,根据所述更新后的所述预设截止频率更新所述高频分量,即将第一理想制动力中的高于更新后的预设截止频率的分量确定为更新后的高频分量。
结合第一方面,在第一方面的某些可能的实现方式中,更新预设截止频率,包括:
确定目标函数J=a2+b2,
其中,当T_high+C>Te_max时,a=T_high+C-Te_max,
当T_high+C≤Te_max时,a=0,
当Te_min<T_high+C时,b=Te_min-(T_high+C),
当Te_min≥T_high+C时,b=0;
如果所述目标函数的最小值大于第一预设值,则增大所述预设截止频率,其中,所述第一预设值为大于或等于0的常数;
其中,T_high表示所述高频分量,C表示所述扭矩因子,Te_max表示所述电机扭矩的上限,Te_min表示所述电机扭矩的下限。
因此,本申请实施例在电机能力不能够支撑高频分量时,即当根据初始截止频率不存在扭矩因子时,可以进行自适应调频,即增大截止频率,进而根据增大后的截止频率更新高频分量,以使得根据更新后的高频分量存在扭矩因子,然后采用扭矩因子对高频分量进行调节,将高频分量调节到电机的能力范围内,使得电机扭矩能力满足所分配的电机执行分量,即电机制动尽量分配高频的制动力,机械制动尽量分配低频的制动力,进而实现机械制动与电机制动协调控制。
结合第一方面,在第一方面的某些可能的实现方式中,还包括:
确定第二车轮的第二机械制动力,其中,所述第二机械制动力与所述第一机械制动力相同;
根据所述第二机械制动力,确定所述第二车轮的第二电机制动力,所述第二电机制动力为所述第二理想制动力中除所述第二机械制动力之外的分量,所述第二电机制动力在所述第二车轮的电机扭矩的上下限范围内。
本申请实施例中,将第二电机制动力输出至第二车轮的电机,将第二机械制动力输出至第二车轮的机械制动系统,由第二车轮的电机执行第二电机制动力,第二车轮的机械制动系统执行第二机械制动力。此时,第一车轮和第二车轮公用一个机械制动系统,即第一车轮的机械制动系统与第二车轮的机械制动系统为同一个机械制动系统。
本申请实施例中,第一车轮和第二车轮的机械制动力相同,两个车轮的理想制动力的差异由电机执行量来体现,也就是说,两个车轮的理想制动力的差异由各自的高频分量与扭矩因子之和来体现。
具体而言,当第一车轮的理想制动力的高频分量不在所述第一车轮的电机扭矩的上下限范围内,或者第二车轮的理想制动力的高频分量(即第二车轮的理想制动力中高于一定截止频率的分量)不在第二车轮的电机扭矩的上下限范围内时,则同时根据所述第一车轮的电机扭矩的上下限范围、第二车轮的电机扭矩的上下限范围、第一理想制动力的高频分量、第二理想制动力的高频分量,确定扭矩因子,这时,该扭矩因子用于同时调节所述第一理想制动力的高频分量和所述第二理想制动力的高频分量,以使得调节后的两个车轮的高频分量在各自的电机扭矩的上下限范围内,此时两个车轮的电机制动力分别为各自的调节后的高频分量。
作为一个可选的实施例,将两个车轮共用的扭矩因子记为C2,则C2满足以下公式:
Te1_min-T1_high_L<C2<Te1_max-T1_high_H,
Te2_min-T2_high_L-T2_low+T1_low<C2<Te2_max-T2_high_H-T2_low+T1_low,
其中,Te1_max表示所述第一车轮的电机扭矩的上限,T1_high_H表示第二周期内所述第一理想制动力的高频分量的极大值,Te1_min表示所述第一车轮的电机扭矩的下限,T1_high_L表示所述第二周期内所述第一理想制动力的高频分量的极小值,Te2_max表示所述第二车轮的电机扭矩的上限,T2_high_H表示所述第二周期内所述第二理想制动力的高频分量的极大值,T2_low表示所述第二理想制动力的低频分量,T1_low表示所述第一理想制动力的低频分量,Te2_min表示所述第二车轮的电机扭矩的下限,T2_high_L表示所述第二周期内所述第二理想制动力的频分量的极小值。
可选的,确定所述扭矩因子,包括:
更新所述第一理想制动力的预设截止频率和所述第二理想制动力的预设截止频率;
根据更新后的所述第一理想制动力的预设截止频率更新所述第一理想制动力的高频分量,根据更新后的所述第二理想制动力的预设截止频率更新所述第二理想制动力的高频分量,以使得根据更新后的所述第一理想制动力的高频分量、第二理想制动力的高频分量以及两个车轮各自的电机扭矩上下限范围,确定所述扭矩因子。
一个可选的实施例,更新预设截止频率,包括:
确定目标函数J=a2+b2+f2+e2,
其中,当T1_high+C2>Te1_max时,a=T1_high+C2-Te1_max,
当T1_high+C2≤Te1_max时,a=0,
当Te1_min<T1_high+C2时,b=Te1_min-(T1_High+C2),
当Te1_min≥T1_high+C2时,b=0;
当Te2_min+T1_low>C2+T2_high+T2_low时,e=Te2_min-T2_high-T2_low
+T1_low-C2;
当Te2_min+T1_low≤C2+T2_high+T2_low时,e=0,
当C2+T2_high+T2_low>Te2_max+T1_low时,f=C2-Te2_max+T2_high+T2_low-T1_low;
当C2+T2_high+T2_low≤Te2_max+T1_low时,f=0;
如果所述目标函数J=a2+b2+f2+e2的最小值大于第二预设值,则同时增大所述第一理想制动力的预设截止频率和所述第二理想制动力的预设截止频率,其中,所述第二预设值为大于或等于0的常数;
其中,T1_High表示所述第一理想制动力的高频分量,T1_High表示所述第二理想制动力中高频分量。
可选的,本申请实施例中,第二车轮的数量可以为至少一个。因此,本申请实施例能够在至少两个车轮的机械制动力一致的前提下,确保在电池、电驱以及电机能力受限的情况下依然能确保紧急制动效果。
第二方面,提供一种混合制动的装置,所述装置用于执行上述第一方面或第一方面的任一可能的实现方式中的方法。具体地,所述装置可以包括用于执行第一方面或第一方面的任一可能的实现方式中的方法的模块。
第三方面,提供一种混合制动的装置,所述装置包括存储器和处理器,所述存储器用于存储指令,所述处理器用于执行所述存储器存储的指令,并且对所述存储器中存储的指令的执行使得所述处理器执行第一方面或第一方面的任一可能的实现方式中的方法。
第四方面,提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质中存储有指令,当所述指令在计算机上运行时,使得计算机执行第一方面或第一方面的任一可能的实现方式中的方法。
第五方面,提供一种包含指令的计算机程序产品,当该计算机程序产品在计算机上运行时,使得计算机执行第一方面或第一方面的任一可能的实现方式中的方法。
附图说明
图1是本申请实施例应用的一个系统架构的示意图。
图2是本申请实施例应用的另一个系统架构的示意图。
图3是本申请实施例提供的一种混合制动的方法的示意性流程图。
图4是本申请实施例提供的一种判断理想制动力的方法的流程图。
图5是本申请实施例提供的一种调节高频分量的方法的流程图。
图6是本申请实施例提供的一种自适应调频的方法的流程图。
图7是本申请实施例提供的另一种自适应调频的方法的流程图。
图8是本申请实施例提供的一种混合制动的装置的示意性框图。
图9是本申请实施例提供的一种混合制动的装置的示意性框图。
图10是本申请实施例提供的另一种混合制动的装置的示意性框图。
具体实施方式
下面将结合附图,对本申请中的技术方案进行描述。
图1是本申请实施例应用的一个系统架构的示意图,该系统架构所示为一个电机对应一个机械制动的场景,即每个车轮都会对应一个电机和一个机械制动系统。具体而言,该系统架构包括整车控制器110、车轮140、对应于车轮140的电机120和对应于车轮140的机械制动系统130,其中,整车控制器110中包括制动防抱死(anti-lockbraKing system,ABS)逻辑判断单元1101、理想制动力计算单元1102和协调控制及分配单元1103。这里,电机120中包括电机制动系统,电机制动系统用于电机制动,机械制动系统用于机械制动。并且,本申请实施例中,机械制动系统也可以称为机械制动。
对于图1中所示的一个电机对应一个机械制动的场景,理想制动力计算单元1102用于根据车辆的状态,确定车轮140的理想制动力T。协调控制及分配单元1103用于实现协调分配电机制动和机械制动,即将车轮140的理想制动力T分配为机械制动力Tm和电机制动力Te,然后将该机械制动力Tm输出至车轮140对应的机械制动系统130,将该电机制动力Te输出至该车轮140对应的电机120。应理解,本申请实施例中,其他车轮的制动方式与车轮140相同,为避免重复,这里不再赘述。
图2是本申请实施例应用的另一个系统架构的示意图,该系统架构所示为两个电机对应一个机械制动的场景,即左右车轮分别对应一个电机,但共用一个机械制动系统,也就是说左右车轮的机械制动力相同。具体而言,该系统架构包括整车控制器210、车轮240、对应于车轮240的电机220、车轮250、对应于车轮250的电机230以及机械制动系统260。其中,整车控制器210中包括ABS逻辑判断单元2101、理想制动力计算单元2102和协调控制及分配单元2103。这里,电机220和230中分别包括电机制动系统,电机制动系统用于电机制动,机械制动系统用于机械制动。另外,车轮240和250也可以称为左右车轮。
对于图2中所示的两个电机对应一个机械制动的场景,理想制动力计算单元2102用于根据车辆状态,分别确定左右两轮(即车轮240和250)的理想制动力T1和T2,协调控制及分配单元2103用于将左右车轮的理想制动力T1和T2分别分配为左右轮的电机制动力T1e、T2e,以及一个机械制动力Tm,即此时左右轮的机械制动力相同,然后协调控制及分配单元2103将左轮的电机制动力(比如T1e)输出至左轮的电机220,将右轮的电机制动力(比如T2e)输出至右轮的电机230,将机械制动力Tm输出至机械制动260。
本申请实施例中,ABS逻辑判断单元判断车辆是否在制动的时候抱死,如果抱死则释放制动力,让车辆旋转,同时逐渐增加制动力并判断车轮是否抱死,通过这样往复循环调节制动力,让车辆在制动的时候不被抱死,同时产生最大的轮胎与地面之间的摩擦力。正因为这个往复调节的过程,产生的需求制动力是不断抖动的,并且其中包含一些高频量的信号。
需要注意的是,图1和图2仅示出了本申请实施例应用的两种系统架构的示意图,但是本申请实施例并不限于此。例如,本申请实施例的方案还适用于任意数量的机械制动系统与任意数量的电机相配合的情况,比如四个电机对应一个机械制动的场景,或者四个电机对应两个机械制动的场景等,本申请实施例对此并不做具体限定。
并且,本申请实施例中对机械制动系统的类型也不作具体限定。例如,机械制动系统可以为传统的液压制动(刹车)系统,也可以是类似电子驻车制动(electrical parkbrake,EPB)产生力压住制动摩擦片的系统。
图3示出了本申请实施例提供的一种混合制动的方法的示意性流程图。该方法具体可以应用于图1或图2所示的场景中,并由图1或图2中的协调控制及分配单元执行S1至S4,由电机和机械制动系统执行S5。
S1,判断理想制动力的高频分量是否在上下限范围内。
具体的,在获取各车轮理想制动力T后,获取各车轮理想制动力T的高频分量(即理想制动力中的高于预设截止频率的分量),然后判断各个车轮的理想制动力的高频分量是否在该车轮当前电机扭矩上下限范围内。具体而言,可以判断一定周期内理想制动力的高频分量的最大值是否小于电机扭矩上限,高频分量的最小值是否小于电机扭矩下限。
这里,协调控制及分配单元从理想制动力计算单元获取各车轮的理想制动力,此时该理想制动力也可以称为初始制动力。
当确定理想制动力的高频分量在电机扭矩的上下限范围内时,可以将该高频分量确定为电机制动力(也可以称为电机执行力或执行分量),进而根据理想制动力和电机制动力确定出机械制动力,并将电机制动力输出至电机,将机械制动力输出至机械制动系统,由电机和机械制动系统执行S5。当确定理想制动力的高频分量不在电机扭矩的上下限范围内时,执行S2。
S2,判断是否存在扭矩因子。
这里,扭矩因子用于调节理想制动力的高频分量,使得调节后的高频分量在电机扭矩的上下限范围内。
当判断存在扭矩因子时,执行S4。当判断不存在扭矩因子时,执行S3。
S3,自适应调频。
本申请实施例中,可以调整预设截止频率的大小,然后根据调整后的预设截止频率(也可以称为更新后的预设截止频率)重新获得理想制动力的高频分量(即更新后的高频分量)。并且,在自适应调频之后,再次执行S2,进一步判断根据重新获得的高频分量是否存在扭矩因子。这里,S3以及S2可以执行多次,直到存在满足要求的扭矩因子为止。
S4,根据扭矩因子,对高频分量进行调节。
具体的,可以根据扭矩因子,对理想制动力的高频分量进行调节。
这时,可以将调节后的高频分量确定为电机制动力,进而根据理想制动力和电机制动力确定出机械制动力,并将电机制动力输出至电机,将机械制动力输出至机械制动系统,由电机和机械制系统执行S5。作为一个可选的实施例,机械制动力为理想制动力中除电机制动力之外的分量。
S5,执行制动力。
具体的,电机根据获取的电机制动力对该电机对应的车轮进行制动,机械制动系统根据获取的机械制动力对其对应的车轮进行制动。
因此,本申请实施例通过将理想制动力的高频分量调节到电机扭矩的上下限范围内,即将高频分量调节到电机的能力范围内,然后将调节后的高频分量确定为电机执行分量,使得电机扭矩能力满足所分配的电机执行分量,即电机制动尽量分配高频的制动力,机械制动尽量分配低频的制动力,进而实现机械制动与电机制动协调控制。
图4示出了本申请实施例提供的一种判断理想制动力的方法的流程图,即图4中的方法流程图是上述图3中步骤S1的一个具体的实现过程。换句话说,图3中的S1,判断理想制动力的高频分量是否在上下限范围内的过程可以包括图4中的S10、S11、S12以及S13,图4中与图3中相同的附图标记(如S2、S5)表示相同或相似的含义,为了简洁,此处不再赘述。
图5示出了本申请实施例提供的一种调节高频分量的方法的流程图,即图5中的方法流程图是上述图4中步骤S3的一个具体的实现过程。换句话说,图3中的S3,调节高频分量的过程可以包括图5中的S31、S32以及S33。
图6示出了本申请实施例提供的一种自适应调频的方法的流程图,即图6中的方法流程图是上述图3中步骤S4的一个具体实现过程。换句话说,图4中的S4,自适应调频的过程可以包括图6中的S41至S48。
图7示出了本申请实施例提供的另一种自适应调频的方法的流程图,即图7中的方法流程图是上述图3中部署S4的另一个具体实现过程。换句话说,图4中的S4,自适应调频过程可以包括图7中的S4A至S4E。
下面将结合图4至图7,详细描述在一个电机对应一个机械制动的场景中的电机/机械混合制动的具体实施例。应注意,下面的例子仅仅是为了帮助本领域技术人员理解和实现本发明的实施例,而非限制本发明实施例的范围。本领域技术人员可以根据这里给出的例子进行等价变换或修改,这样的变换或修改仍然应落入本发明实施例的范围内。
S1,判断理想制动力。
S10,获取理想制动力。
具体而言,整车控制器中的理想制动力计算单元根据输入的车辆状态,如车速、轮速、车轮载荷、路面附着系数估计值等,计算出能把滑移率控制在最优区间的理想制动力T。作为一例,T可以表示为如下公式:
T=(I×a×(1-s))/r+r×m×a+(I×a×(S1-S))/(r×k) (1)
其中,I为车轮转动惯量,m为车轮载荷,a为车速加速度,S为滑移率,S1为最优滑移率,k为相平面关系式系数,r为车轮半径。
具体的,理想制动力的计算过程可以参见现有技术中的描述,这里不再详细说明。
S11,获取高频分量。
作为一个具体的实施例,可以由滤波器来实现将理想制动力中的高于预设截止频率的分量确定为该理想制动力的高频分量。作为一例,如图8所示,协调控制及分配单元中可以包括高通滤波器810,此时将理想制动力输入该高通滤波器810,则该高通滤波器810输出该理想制动力中的高于该高通滤波器的预设截止频率的分量,即该高通滤波器810输出该理想制动力的高频分量。
具体而言,整车控制器中的协调控制及分配单元可以通过前期标定选取的初始截止频率w0(即预设截止频率)的高通滤波器,对理想制动力进行滤波,得到理想制动力的高频分量(表示为T_high)。本申请实施例中,初始截止频率w0可以根据经验预先配置。
作为另一个具体的实施例,协调控制及分配单元可以将所期望的理想制动力进行频域变换得到理想制动力的频谱w1<w2<…wn。这里,可以采用快速傅里叶变换、小波变换、窗口傅里叶变换等信号处理的方法进行时频变换,本申请实施例对此不作具体限定。然后,对制动力频谱中的大于初始截止频率w0的高频部分进行时域变换得到高频分量T_high。这里,该时域变换即为上述频域变换的反变换。
S12,计算高频分量极值。
具体而言,协调控制及分配单元可以计算一定周期内的理想制动力的高频分量T_high的最大值(表示为T_high_H)和最小值(表示为T_high_L)。本申请实施例中,该周期可以预先配置。
S13,判断高频分量是否在上下限范围。
具体的,该上下限范围即为电机扭矩的上下限范围,也可以称为电机的最大正反力矩。换句话说,电机扭矩的上限即为电机的最大正力矩,电机扭矩的下限即为电机的最大反力矩。
这里,协调控制及分配单元判断S12中获取的高频分量极值是否在电机扭矩的上下限范围内,即T_high_H是否小于当前电机扭矩的上限(Te_max),T_high_L是否大于当前电机扭矩的下限(Te_min)。当确定T_high_H小于当前电机扭矩的上限,且T_high_L大于当前电机扭矩的下限时,可以确定高频分量T_high在当前电机扭矩的上下限范围内。
本申请实施例中,电机扭矩的上下限范围可以通过实验标定的方式获得。具体而言,通过前期在不同转速下得到不同的最大正反力矩,对电机扭矩进行实验标定,可以获取设定的电机外特性曲线。
另外,不同的电池荷电状态(state of charge,SOC),或者部件运行过程中的状态也对电机的最大正、反力矩产生影响。例如,高SOC使电池反冲电流减小,导致电机的反力矩(电机产生的制动力)上限变小,所以车载控制系统可以在线的估算电机的反力矩。同样,SOC过小,会导致电池放电能力减弱,导致电机驱动力矩变小。需要说明的是,电池SOC对电机的最大正、反力矩的影响也可以通过实验标定或理论计算得到。
当高频分量在上下限范围内时,执行S5,即协调控制及分配单元将该高频分量T_high输出至电机,由电机执行T_high,即此时电机制动力Te(也可以称为电机执行分量、电机执行力、电机制动执行高频分量等)为该高频分量T_high。并且此时,协调控制及分配单元将理想总制动力与高频分量之差(即理想制动力的低频分量T_low)确定为机械制动力Tm(也可以称为机械执行分量),并将该机械制动力输出至机械制动系统,由机械制动系统执行机械制动力。
当高频分量不在电机扭矩的上下限范围内时,执行S2。
S2,判断是否存在扭矩因子。
具体而言,这里判断是否存在扭矩因子指的是,协调控制及分配单元判断是否存在扭矩因子C1,把电机执行分量Te调节到当前电机扭矩的上下限范围内,即满足:
Te_min<Te<Te_max (2)
这里,Te即为电机期望力矩,并且电机期望力矩Te为总制动力的高频分量T_high加上扭矩因子C1,即:Te=T_high+C1。
另外,车轮的机械制动力Tm为理想制动力T减去电机的期望力矩Te,即:Tm=T–Te。
本申请实施例中,电机期望力矩Te在电机实时扭矩下限Te_min及上限Te_max的范围内时,才能满足电机期望制动力的要求,也就是:
Te_min<Te=T_high+C1<Te_max (3)
换句话说,判断扭矩因子C1就是判断是否存在扭矩因子C1满足不等式(4):
Te_min-T_high_L<C1<Te_max-T_high_H (4)
也就是说,扭矩因子大于电机实时扭矩下限Te_min减去高频分量最小值T_high_L,同时小于电机实时扭矩上限Te_max减去高频分量的最大值T_high_H。
当存在扭矩因子C1满足公式(4)时,下一步执行S3,当不存在扭矩因子C1能够满足公式(4)时,下一步执行S4。
S3,调节扭矩因子C1。
S31,计算扭矩因子C1的可选范围。
具体的,协调控制及分配单元根据电机实时扭矩上下限,计算扭矩因子C1的可选范围。也就是说,当S2中的不等式(4)有解时,可以根据不等式(4)确定扭矩因子C1的取值范围。
S32,选择合适的C1值。
具体的,协调控制及分配单元可以在扭矩因子C1的取值范围内任意选择一个C1值。一般而言,C1取值越大表示电机回收的能量越多。
S33,计算电机期望力矩Te。
协调控制及分配单元将理想制动力的高频分量T_high加上在S32中选定的扭矩因子C1,可以得到电机执行力矩Te,即:Te=T_high+C1。
因此,本申请实施例可以在电机能力不能够支撑高频分量时,采用扭矩因子对高频分量进行调节,将电机需要执行的部分调节到电机的能力范围内,使得电机扭矩能力满足所分配的电机执行分量,即电机制动尽量分配高频的制动力,机械制动尽量分配低频的制动力,进而实现机械制动与电机制动协调控制。
S4,自适应调频。
当在S2中不存在扭矩因子C1,即不等式(4)无解时,表示根据初始截止频率所获取的高频分量T_high震荡幅度过大,则此时应当减小理想制动力的高频分量T_high的幅值,即增加截止频率,这一过程就是自适应调频。
图6是本申请实施例提供的一种时域自适应调频的方法的示意性流程图。
S41,定义扭矩上下限。
具体的,本申请实施例可以定义电机高频执行分量超过电机实时正扭矩上限的部分为a,电机高频执行分量扭矩低于电机实时负扭矩下限部分为b。
具体而言,如果高频分量与扭矩因子之和大于电机实时扭矩上限,则a为高频分量与扭矩因子之和减去电机实时扭矩上限,即当T_high+C1>Te_max时,a=T_high+C1-Te_max。如果高频分量与扭矩因子之和小于或等于电机实时扭矩上限时,则a=0。
如果电机实时扭矩下限小于高频分量与扭矩因子之和大于时,则b为电机实时扭矩下限减去高频分量与扭矩因子之和,即当Te_min<T_high+C1时,b=Te_min-(T_high+C1)。如果电机实时扭矩下限大于或等于高频分量与扭矩因子之和,则b=0。
S42,构建函数J。
这里,该函数J可以为用于描述电机不能满足限值部分的指标函数。具体的,在一个电机对应一个机械制动的场景中,J=a2+b2,其中,a和b可以参见S41中的描述。
S43,计算J取最小值时的C1值。
具体的,整车控制器中的协调控制及分配单元可以确定在J取最小值时的扭矩因子C1的取值。具体而言,这里对于该函数J,在C1=(Te_min+Te_max)/2时,J可以取最小值。
S44,判断函数J的最小值是否为0,即判断J=0。也就是说,协调控制及分配单元可以判断当C1=(Te_min+Te_max)/2时,J的值是否为0。
当函数J的最小值不是0时,下一步执行S45。当函数J的最小值为0时,下一步执行S46。
应注意,本申请实施例中,也可以判断函数J的最小值是否小于其他预设常数,本申请实施例对此不作限定。
S45,增加截止频率。
具体的,当函数J的最小值大于0或者大于等于预设常数时,则动态增大高通滤波器的截止频率,直至函数J的最小值等于0,或者小于该预设常数。具体而言,在增加截止频率之后,可以根据增大后的截止频率wm,对理想制动力进行高频滤波,并重新计算函数J的最小值,判断更新后的函数J的最小值是否等于0,或者小于预设常数。
S46,输出当前的截止频率wm。
S47,计算高频分量T_high。
具体的,根据S46中输出的当前的截止频率wm,设置高通滤波器,然后根据重新设置后的高通滤波器对理想制动力进行高频滤波,得到新的高频分量T_high。
图7是本申请实施例提供的一种频域自适应调频的方法的示意性流程图。
S4A,计算制动力频谱。
具体的,整车控制器中的协调控制及分配单元可以将所期望的理想制动力进行频域变换得到理想制动力的频谱w1<w2<…wn。这里,可以采用快速傅里叶变换、小波变换、窗口傅里叶变换等信号处理的方法进行时频变换,本申请实施例对此不作具体限定。
S4B,计算高频分量。
协调控制及分配单元对制动力频谱中的大于截止频率wm(对初始截止频率w0进行增大之后的截止频率)的高频部分进行时域变换得到高频分量T_high。这里,该时域变换即为S4A中的频域变换的反变换。
S4C,判断高频分量是否在上下限范围,即判断S4B中获取的高频分量T_high是否在电机实时扭矩的上下限范围内。
当高频分量T_high在电机实时扭矩的上下限范围内时,执行S4D。当高频分量T_high不在电机实时扭矩的上下限范围内时,增大截止频率wm,并执行S4B,即根据增大后的截止频率计算高频分量T_high,直至高频分量在电机实时扭矩的上下限范围内。
S4D,输出当前的截止频率wm。
S4E,计算高频分量T_high。
具体的,根据S4D中输出的当前的截止频率wm,设置高通滤波器,然后根据重新设置后的高通滤波器对理想制动力进行高频滤波,得到新的高频分量T_high。
在获得更新后的高频分量后,可以重新执行图3中的S1、S2步骤。并且当根据更新后的高频分量确定存在扭矩因子时,根据该扭矩因子调节高频分量。当根据更新后的高频分量确定不存在扭矩因子时,则进行自适应调频,直至存在扭矩因子。具体的,根据更新后的高频分量确定扭矩因子可以参见上文中S1至S4的流程,为避免重复,这里不再赘述。
因此,本申请实施例在电机能力不能够支撑高频分量时,即当根据初始截止频率不存在扭矩因子时,可以进行自适应调频,即增大截止频率,进而根据增大后的截止频率更新高频分量,以使得根据更新后的高频分量存在扭矩因子,然后采用扭矩因子对高频分量进行调节,将高频分量调节到电机的能力范围内,使得电机扭矩能力满足所分配的电机执行分量,即电机制动尽量分配高频的制动力,机械制动尽量分配低频的制动力,进而实现机械制动与电机制动协调控制。
基于此,由于本申请实施例考虑了电机能力变化的因素,因此在电机参与紧急制动的过程中受到电池和电机等外特性的影响很小,或者几乎不受电池和电机等外特性的影响。并且,本申请实施例在紧急制动的情况下,可以充分利用电机扭矩响应快、控制简单稳定的特点,完成快速点刹的任务。另外,本申请实施例还利用机械制动可靠的特点,进而确保理想制动力更精准的执行。
下面,将结合图4至图7,详细描述在两个电机对应一个机械制动的场景中的电机/机械混合制动的具体实施例。应注意,下面的例子仅仅是为了帮助本领域技术人员理解和实现本发明的实施例,而非限制本发明实施例的范围。本领域技术人员可以根据这里给出的例子进行等价变换或修改,这样的变换或修改仍然应落入本发明实施例的范围内。
S1,判断理想制动力。
S10,获取理想制动力。
具体而言,整车控制器中的理想制动力计算单元根据输入的车轮状态,如车速、轮速、车轮载荷、路面附着系数估计值等,计算出能把滑移率控制在最优区间的左右轮理想制动力T1和T2。
具体的,T1可以表示第一个轮子的理想制动力,T2表示第二个轮子的理想制动力。轮理想制动力T1和T2的计算可以参见上文中在一个电机对应一个机械制动的场景中的描述,这里不再详细说明。
S11,获取高频分量。
具体而言,整车控制器中的协调控制及分配单元可以分别以左右两轮的初始截止频率对左右两轮的理想制动力分别进行高通滤波,得到左右两轮的理想制动力的高频分量,其中,第一个轮子的理想制动力的高频分量可以表示为T1_high,第二个轮子的理想制动力的高频分量可以表示为T2_high。
本申请实施例中,左右两轮的初始截止频率w0可以分别预先配置,本申请实施例对此不作限定。需要说明的是,左右两轮的初始截止频率可以相同,也可以不同。具体的,获取左右两轮的理想制动力的高频分量的方法可以参见上文一个电机对应一个机械制动的场景中的S11的描述,为避免重复,这里不再赘述。
S12,计算高频分量极值。
具体而言,协调控制及分配单元可以计算T1_high和T2_high在一定周期内的最大值和最小值,T1_high的极大值和极小值可以分别表示为T1_high_H、T1_high_L,T2_high的极大值和极小值可以分别表示为T2_high_H、T2_high_L。
S13,判断高频分量是否在上下限范围。
具体的,协调控制及分配单元判断S12中获得的T1_high和T2_high的最大值和最小值是否在各自当前电机扭矩的上下限范围内。
具体的,协调控制及分配单元判断T1_high_H是否小于第一个轮子的电机的当前电机扭矩的上限(Te1_max),T1_high_L是否大于当前电机扭矩的下限(Te1_min)。当确定T1_high_H小于当前电机扭矩的上限,且T1_high_L大于当前电机扭矩的下限时,可以确定高频分量T1_high在当前电机扭矩的上下限范围内。
协调控制及分配单元判断T2_high_H是否小于第二个轮子的电机的当前电机扭矩的上限(Te2_max),T2_high_L是否大于当前电机扭矩的下限(Te2_min)。当确定T2_high_H小于当前电机扭矩的上限,且T2_high_L大于当前电机扭矩的下限时,可以确定高频分量T2_high在当前电机扭矩的上下限范围内。
当高频分量T1_high和T2_high均在各自的电机扭矩上下限范围内时,执行S5,即协调控制及分配单元将该高频分量T1_high和T2_high输出至各自对应的电机,由各自的电机执行对应的高频分量。即此时,第一个轮子的电机制动力Te1为该高频分量T1_high,第二个轮子的电机制动力Te2为该高频分量T2_high。
应理解,本申请实施例中,左右两个轮子的理想制动力的差异由电机执行量来体现,也就是说,此时左右两个轮子的机械制动力相同。这时,当第一个轮子的高频分量T1_high在其电机扭矩上下限范围内时,可以将第一个轮子的理想制动力T1与高频分量T1_high之差(即理想制动力的低频分量T1_low)确定为机械制动力Tm,并将该机械制动力Tm输出至机械制动系统,由机械制动系统执行机械制动力。或者类似的,当第二个轮子的高频分量T2_high在其电机扭矩上下限范围内时,可以将第二个轮子理想制动力T2与高频分量T2_high之差(即理想制动力的低频分量T2_low)确定为机械制动力Tm,并将该机械制动力Tm输出至机械制动系统。
当高频分量T1_high和T2_high中的至少一个不在电机扭矩的上下限范围内时,执行S2。
S2,判断是否存在扭矩因子。
具体而言,这里判断是否存在扭矩因子指的是,协调控制及分配单元判断是否存在扭矩因子C2,把左右电机执行分量Te1和Te2分别调节到当前电机扭矩的上下限范围内,即满足:
Te1_min<Te1<Te1_max (5)
Te2_min<Te2<Te2_max (6)
本申请实施例中,理想制动力为机械制动力加上电机制动力。具体而言,对第一个轮子而言,有:
T1=Te1+Tm (7)
对第二个轮子而言,有:
T2=Te2+Tm (8)
当第一个轮子启动紧急防抱死系统ABS时,该车轮的理想制动力T1剧烈变化,则该车轮的期望电机制动力为该车轮的高频分量加上扭矩调节因子,即:
Te1=T1_high+C2 (9)
这里,T1_high是T1的高频分量,是协调控制及分配单元在在特定的截止频率下通过高频滤波获得的。此时,将(9)式代入(7)式,可以得到:
T1=T1_high+C2+Tm (10)
或者
Tm=T1-T1_high-C2 (11)
这时,对于第二个轮子,其总的制动力等于第二个轮子的电机制动力与机械制动力之和,或者等于第二个轮子的电机制动力和第二个轮子的总制动力之和减去第一个轮子的总制动力和扭矩因子之和,即:
T2=Te2+Tm=Te2+T1-T1_high-C2 (12)
对(12)式进行等式变换,可得:
Te2=T2-T1+T1_high+C2 (13)
本申请实施例中,左右轮电机高频执行分量需要分别在左右轮电机实时扭矩的上下限范围内,则第一个车轮的高频分量、扭矩调节因子之和大于第一个车轮的电机制动力的最小值,小于第一个车轮的电机制动力的最大值,即:
Te1_min<T1_high+C2<Te1_max (14)
同时,第二个车轮的总制动力加上第一个车轮的总制动力的高频分量和扭矩因子之和减去第一个车轮的总制动力得到第二个电机的电机执行高频分量,大于第二个电机的实时扭矩下限,小于第一个电机实时扭矩上限,即:
Te2_min<T2-T1+T1_high+C2<Te2_max (15)
因为理想制动力减去高频分量即为低频分量,那么对于第一个车轮来说,第一个车轮的理想制动力减去第一个车轮的理想制动力的高频分量就是该第一个车轮的理想制动力的低频分量,即:
T1-T1_high=T1_low (16)
将(16)式代入(15)式,可得:
Te2_min<T2-T1_low+C2<Te2_max (17)
因此,将第一个车轮的高频分量在一定周期内的最大值和最小值代入(14)式,可以得到此时扭矩因子大于第一个车轮的电机实时扭矩下限与第一个车轮的高频分量的最小值之差,小于第一个车轮的电机实时扭矩上限和第一个车轮的高频分量的最大值之差,即:
Te1_min-T1_high_L<C2<Te1_max-T1_high_H (18)
另外,由(17)式可得扭矩因子大于第二个车轮的电机实时扭矩下限、第一个混合制动力的低频分量之和减去第二个车轮的总制动力,小于第二个车轮的电机实时扭矩上限、第一个车轮的制动力低频分量之和减去第二个车轮的总制动力,即:
Te2_min-T2+T1_low<C2<Te2_max-T2+T1_low (19)
又因为第二个车轮的制动力是第二个车轮的高频分量和第二个车轮的低频分量之和,即:
T2=T2_high+T2_low (20)
同时,将第二个车轮的制动力高频分量在一定周期内的最大值和最小值代入不等式(19)的左右两端,可以得到扭矩因子大于第二个车轮的电机实时扭矩下限和第一个车轮的制动力低频分量之和减去第二个车轮的制动力高频分量的最小值和第二个车轮的制动力低频分量,且同时小于第二个车轮的电机实时扭矩上限和第一个车轮的制动力低频分量之和减去第二个车轮的高频分量的最大值和第二个测量的制动力低频分量之和,即:
Te2_min-T2_high_L-T2_low+T1_low<C2<Te2_max-T2_high_H-T2_low+T1_low
(21)
当存在扭矩因子C2同时满足公式(19)和(21)时,下一步执行S3,当不存在扭矩因子C2同时满足公式(19)和(21)时,下一步执行S4。
S3,调节扭矩因子C2。
S31,计算扭矩因子C2的可选范围。
具体的,协调控制及分配单元根据电机实时扭矩上下限,计算扭矩因子C2的可选范围。也就是说,当S2中的不等式(19)和(21)同时有解时,可以根据不等式(19)和(21)确定扭矩因子C1的取值范围。
S32,选择合适的C2值。
具体的,协调控制及分配单元可以在扭矩因子C2的取值范围内任意选择一个C2值。一般而言,C1取值越大表示电机回收的能量越多。
S33,计算电机期望力矩Te。
协调控制及分配单元将左右车轮理想制动力的高频分量T_high加上在S32中选定的扭矩因子C2,可以得到电机执行力矩Te,即:
Te1=T1_high+C2 (22)
Te2=T2_high+C2 (23)
其中,T1_high、T2_high是左右两个轮子的制动力高频分量,Te1和Te2是左右两个轮子的电机制动力执行力矩。
因此,本申请实施例可以在电机能力不能够支撑高频分量时,采用扭矩因子对高频分量进行调节,将高频分量调节到电机的能力范围内,使得电机扭矩能力满足所分配的电机执行分量,即电机制动尽量分配高频的制动力,机械制动尽量分配低频的制动力,进而实现机械制动与电机制动协调控制。进一步的,本申请实施例能够在左右轮机械制动力一致的前提下,确保在电池、电驱以及电机能力受限的情况下依然能确保紧急制动效果。
S4,自适应调频。
当在S2中不存在扭矩因子C2,即不等式(19)和(21)无解时,表示根据初始截止频率所获取的左右轮的高频分量T1_high和/或T2_high震荡幅度过大,则此时应当减小理想制动力的高频分量T1_high和T2_high的幅值,即增加截止频率,这一过程就是自适应调频。本申请实施例中,自适应调频的流程与一个电机对应一个机械制动的场景中的自适应调频的过程基本相同,区别在于:
S41,定义扭矩上下限。
具体的,本申请实施例可以定义第一个车轮电机高频执行分量超过该车轮对应的电机实时扭矩上限部分为a,低于该车轮对应的电机实时扭矩下限部分为b,第二个车轮电机高频执行分量超过该车轮对应的电机实时扭矩上限部分为f,低于该车轮对应的电机实时扭矩下限部分为e。
具体而言,如果扭矩因子、第一个车轮的理想制动力的高频分量之和减去电机实时扭矩上限大于零,则a等于扭矩因子、第一个车轮的理想制动力的高频分量之和减去电机实时扭矩上限,否则a=0,即当T1_high+C2>Te1_max时,a=T1_high+C2-Te1_max,当T1_high+C2≤Te1_max时,a=0。
如果第一个车轮的电机实时扭矩下限减去第一个车轮的制动力高频分量和扭矩因子之和大于零,则b等于第一个电机实时扭矩下限减去第一个车轮的制动力高频分量和扭矩因子之和,否则b=0,即当Te1_min<T1_high+C2时,b=Te1_min-(T1_High+C2),当Te1_min≥T1_high+C2时,b=0。
如果第2个车轮的电机实时扭矩下限和第一个车轮的理想制动力的低频分量之和,减去第2个车轮的理想制动力高频分量和第二个车轮的理想制动力的低频分量和扭矩因子之和大于零,则e等于第二个车轮的电机实时扭矩下限和第一个车轮的理想制动力的低频分量之和,减去第二个车轮的理想制动力高频分量和第二个车轮的理想制动力的低频分量和扭矩因子之和,否则e=0,即当Te2_min+T1_low>C2+T2_high+T2_low时,e=Te2_min-T2_high-T2_low+T1_low-C2,当Te2_min+T1_low≤C2+T2_high+T2_low时,e=0。
如果扭矩因子、第二个车轮的理想制动力高频分量、第二个车轮理想制动力低频分量之和减去第二个车轮的电机实时扭矩上限和第一个车轮理想制动力的低频分量之和大于零,则f等于扭矩因子、第二个车轮理想制动力高频分量、第二个车轮理想制动力低频分量之和减去第二个车轮的电机实时扭矩上限和第一个车轮理想制动力低频分量之和,否则f=0,即当C2+T2_high+T2_low>Te2_max+T1_low时,f=C2-Te2_max+T2_high+T2_low-T1_low,当C2+T2_high+T2_low≤Te2_max+T1_low时,f=0。
S42,构建函数J。
具体的,本申请实施例中,在两个电机对应一个机械制动的场景中,J=a2+b2+f2+e2,其中,a、b、f、e可以参见S41中的描述。
S43,计算J取最小值时的C2值。
具体的,选取一个C2值,使得J2取最小值。
S44,判断函数J的最小值是否为0,即判断J=0。
S45,增加截止频率。此时,可以分别动态增大左右两轮的高通滤波器的截止频率。
S46,输出当前的截止频率wm。
具体的,S44、S45、S46可以参见上文中相应的描述,为避免重复,这里不再赘述。
S47,计算高频分量T_high。
具体的,根据S46中输出的当前的截止频率wm,分别设置左右两轮的高通滤波器,然后根据重新设置后的高通滤波器对左右车轮的理想制动力进行分别高频滤波,得到新的左右轮的高频分量T1_high和T2_high。
本申请实施例中,还可以在理想制动力的频域进行自适应调频。下面将结合图7所提供的频域自适应调频的方法描述该频域自适应调频的过程。
S4A,计算制动力频谱,即需要对左右轮的理想制动力分别进行频域变换。
S4B,计算高频分量,即分别根据初始截止频率计算左右轮的高频分量T1_high和T2_high。
S4C,判断高频分量是否在上下限范围,即判断S4B中获取的高频分量T1_high和T2_high是否在各自电机实时扭矩的上下限范围内。
当高频分量T1_high和T2_high在各自电机实时扭矩的上下限范围内时,执行S4D。当高频分量T1_high和T2_high至少有一个不在各自对应的电机实时扭矩的上下限范围内时,增大截止频率wm,并执行S4B,即根据增大后的截止频率计算高频分量T1_high和T2_high,直至高频分量T1_high和T2_high在电机实时扭矩的上下限范围内。
S4D,输出当前的截止频率wm。
S4E,计算高频分量T_high。
具体的,根据S4D中输出的当前的截止频率wm,分别设置左右两轮的高通滤波器,然后根据重新设置后的高通滤波器对左右两轮的理想制动力分别进行高频滤波,得到新的高频分量T1_high和T2_high。
在获得更新后的左右轮的高频分量后,可以重新执行图3中的S1、S2步骤。并且当根据更新后的左右轮的高频分量确定存在扭矩因子时,根据该扭矩因子调节左右轮的理想制动力的高频分量。当根据更新后的左右轮的高频分量确定不存在扭矩因子时,则进行自适应调频,直至存在扭矩因子。具体的,根据更新后的左右轮的高频分量确定扭矩因子可以参见上文中S1至S4的流程,为避免重复,这里不再赘述。
因此,本申请实施例在电机能力不能够支撑高频分量时,即当根据初始截止频率不存在扭矩因子时,可以进行自适应调频,即增大截止频率,进而根据增大后的截止频率更新高频分量,以使得根据更新后的高频分量存在扭矩因子,然后采用扭矩因子对高频分量进行调节,将高频分量调节到电机的能力范围内,使得电机扭矩能力满足所分配的电机执行分量,即电机制动尽量分配高频的制动力,机械制动尽量分配低频的制动力,进而实现机械制动与电机制动协调控制。
基于此,由于本申请实施例考虑了电机能力变化的因素,因此在电机参与紧急制动的过程中受到电池和电机等外特性的影响很小,或者几乎不受电池和电机等外特性的影响。并且,本申请实施例在紧急制动的情况下,可以充分利用电机扭矩响应快、控制简单稳定的特点,完成快速点刹的任务。另外,本申请实施例还利用机械制动可靠的特点,进而确保理想制动力更精准的执行。进一步的,本申请实施例能够在左右轮机械制动力一致的前提下,确保在电池、电驱以及电机能力受限的情况下依然能确保紧急制动效果。
应理解,本申请实施例的混合制动的方案同样适用于任意数量的机械制动系统与任意数量的电机相配合的情况。例如,对于四个电机对应一个机械制动的场景,四个轮子的机械制动力相同,并且此时四个轮子的理想制动力的差异由电机执行量来体现。因此,本申请实施例能够在至少两个车轮的机械制动力一致的前提下,确保在电池、电驱以及电机能力受限的情况下依然能确保紧急制动效果。
图9示出了本申请实施例提供的一种混合制动的装置900的示意性框图。
确定单元910,用于将第一车轮的第一理想制动力中的高于预设截止频率的分量确定为所述第一理想制动力的高频分量。
作为一个具体的例子,该确定单元910中可以包括滤波器,该滤波器获取第一车轮的第一理想制动力中的高于预设截止频率的分量,并将该分量确定为所述第一理想制动力的高频分量。
调节单元920,用于根据所述高频分量,确定所述第一车轮的第一电机制动力,其中,所述第一电机制动力在所述第一车轮的电机扭矩的上下限范围内。
所述确定单元910还用于确定所述第一车轮的第一机械制动力,其中,所述第一机械制动力为所述第一理想制动力中除所述第一电机制动力之外的分量。
可选的,所述调节单元920具体用于:
当所述高频分量在所述电机扭矩的上下限范围内时,将所述高频分量作为所述第一电机制动力。
当所述高频分量不在所述电机扭矩的上下限范围内时,根据所述电机扭矩的上下限范围和所述高频分量,确定扭矩因子;
根据所述扭矩因子,对所述高频分量进行调节以获得所述第一电机制动力。
可选的,所述调节单元920具体用于:
更新预设截止频率;
根据更新后的所述预设截止频率更新所述高频分量,并根据更新后的所述高频分量和所述电机扭矩的上下限范围,确定所述扭矩因子。
可选的,所述扭矩因子满足以下公式:
Te_min-T_high_L<C<Te_max-T_high_H,
其中,C表示所述扭矩因子,Te_max表示所述电机扭矩的上限,T_high_H表示一定周期内所述高频分量的极大值,Te_min表示所述电机扭矩的下限,T_high_L表示所述周期内所述高频分量的极小值。
可选的,所述调节单元820具体用于:
确定目标函数J=a2+b2,
其中,当T_high+C>Te_max时,a=T_high+C-Te_max,
当T_high+C≤Te_max时,a=0,
当Te_min<T_high+C时,b=Te_min-(T_high+C),
当Te_min≥T_high+C时,b=0;
如果所述目标函数的最小值大于第一预设值,则增大所述预设截止频率,其中,所述第一预设值为大于或等于0的常数;
其中,T_high表示所述高频分量,C表示所述扭矩因子,Te_max表示所述电机扭矩的上限,Te_min表示所述电机扭矩的下限。
可选的,所述确定单元910还用于:
确定第二车轮的第二机械制动力,其中,所述第二机械制动力与所述第一机械制动力相同;
根据所述第二机械制动力,确定所述第二车轮的第二电机制动力,所述第二电机制动力为所述第二理想制动力中除所述第二机械制动力之外的分量,所述第二电机制动力在所述第二车轮的电机扭矩的上下限范围内。
因此,本申请实施例通过将理想制动力的高频分量调节到电机扭矩的上下限范围内,即将高频分量调节到电机的能力范围内,然后将调节后的高频分量确定为电机执行分量,使得电机扭矩能力满足所分配的电机执行分量,即电机制动尽量分配高频的制动力,机械制动尽量分配低频的制动力,进而实现机械制动与电机制动协调控制。
基于此,由于本申请实施例考虑了电机能力变化的因素,因此在电机参与紧急制动的过程中受到电池和电机等外特性的影响很小,或者几乎不受电池和电机等外特性的影响。并且,本申请实施例在紧急制动的情况下,可以充分利用电机扭矩响应快、控制简单稳定的特点,完成快速点刹的任务。另外,本申请实施例还利用机械制动可靠的特点,进而确保理想制动力更精准的执行。
应注意,本发明实施例中,确定单元910和调节单元920可以由处理器实现。如图10所示,混合制动的装置1000可以包括处理器1010和存储器1020。其中,存储器1020可以用于存储处理器1010执行的代码等,处理器1010可以用于对数据或程序进行处理。具体的,该处理器1010具体用于:
将第一车轮的第一理想制动力中的高于预设截止频率的分量确定为所述第一理想制动力的高频分量。
根据所述高频分量,确定所述第一车轮的第一电机制动力,其中,所述第一电机制动力在所述第一车轮的电机扭矩的上下限范围内。
确定所述第一车轮的第一机械制动力,其中,所述第一机械制动力为所述第一理想制动力中除所述第一电机制动力之外的分量。
作为一个具体的例子,该处理器1010中可以控制滤波器,使得滤波器获取第一车轮的第一理想制动力中的高于预设截止频率的分量,并将该分量确定为所述第一理想制动力的高频分量。
在实现过程中,上述方法的各步骤可以通过处理器1010中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成,或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器,闪存、只读存储器,可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器1020,处理器1010读取存储器1020中的信息,结合其硬件完成上述方法的步骤。为避免重复,这里不再详细描述。
图9所示的装置900或图10所示的装置1000能够实现前述方法实施例对应的S1至S4的各个过程,具体的,该装置900或装置1000可以参见上文中的描述,为避免重复,这里不再赘述。
本申请实施例还提供了一种计算机可读介质,用于存储计算机程序,该计算机程序包括用于执行上述方法实施例中对应的方法的指令。
本申请实施例还提供了一种计算机程序产品,所述计算机程序产品包括:计算机程序代码,当所述计算机程序代码被混合制动的装置的处理器运行时,使得该混合制动的装置执行上述任方法实施例中对应的方法。
本申请中的各个实施例可以独立的使用,也可以进行联合的使用,这里不做限定。
应理解,本申请实施例中出现的第一、第二等描述,仅作示意与区分描述对象之用,没有次序之分,也不表示本申请实施例中对设备个数的特别限定,不能构成对本申请实施例的任何限制。
还应理解,在本申请的各种实施例中,上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的系统、装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory,ROM)、随机存取存储器(random access memory,RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种混合制动的方法,其特征在于,包括:
将第一车轮的第一理想制动力中的高于预设截止频率的分量确定为所述第一理想制动力的高频分量,所述第一理想制动力是根据所述第一车轮所在车辆的车辆状态确定的,所述第一理想制动力使得所述第一车轮的滑移率在第一预设范围内;
根据所述高频分量,确定所述第一车轮的第一电机制动力,其中,所述第一电机制动力在所述第一车轮的电机扭矩的上下限范围内;
确定所述第一车轮的第一机械制动力,其中,所述第一机械制动力为所述第一理想制动力中除所述第一电机制动力之外的分量。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述高频分量,确定所述第一车轮的第一电机制动力,包括:
当所述高频分量在所述电机扭矩的上下限范围内时,将所述高频分量作为所述第一电机制动力;
当所述高频分量不在所述电机扭矩的上下限范围内时,根据所述电机扭矩的上下限范围和所述高频分量,确定扭矩因子;
根据所述扭矩因子,对所述高频分量进行调节以获得所述第一电机制动力;
所述根据所述电机扭矩的上下限范围和所述高频分量,确定扭矩因子,包括:
更新所述预设截止频率;
根据更新后的所述预设截止频率更新所述高频分量,并根据更新后的所述高频分量和所述电机扭矩的上下限范围,确定所述扭矩因子;
所述扭矩因子满足以下公式:
Te_min-T_high_L<C<Te_max-T_high_H,
其中,C表示所述扭矩因子,Te_max表示所述电机扭矩的上限,T_high_H表示一定周期内所述高频分量的极大值,Te_min表示所述电机扭矩的下限,T_high_L表示所述周期内所述高频分量的极小值。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述更新所述预设截止频率,包括:
确定目标函数J=a2+b2,
其中,当T_high+C>Te_max时,a=T_high+C-Te_max,
当T_high+C≤Te_max时,a=0,
当Te_min<T_high+C时,b=Te_min-(T_high+C),
当Te_min≥T_high+C时,b=0;
如果所述目标函数的最小值大于第一预设值,则增大所述预设截止频率,其中,所述第一预设值为大于或等于0的常数;
其中,T_high表示所述高频分量,C表示所述扭矩因子,Te_max表示所述电机扭矩的上限,Te_min表示所述电机扭矩的下限。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法,其特征在于,还包括:
确定第二车轮的第二机械制动力,其中,所述第二机械制动力与所述第一机械制动力相同;
根据所述第二机械制动力,确定所述第二车轮的第二电机制动力,所述第二电机制动力为第二理想制动力中除所述第二机械制动力之外的分量,所述第二电机制动力在所述第二车轮的电机扭矩的上下限范围内,所述第二理想制动力是根据所述车辆状态确定的,所述第二理想制动力使得所述第二车轮的滑移率在第二预设范围内。
5.一种混合制动的装置,其特征在于,包括:
确定单元,用于将第一车轮的第一理想制动力中的高于预设截止频率的分量确定为所述第一理想制动力的高频分量,所述第一理想制动力是根据所述第一车轮所在车辆的车辆状态确定的,所述第一理想制动力使得所述第一车轮的滑移率在第一预设范围内;
调节单元,用于根据所述高频分量,确定所述第一车轮的第一电机制动力,其中,所述第一电机制动力在所述第一车轮的电机扭矩的上下限范围内;
所述确定单元还用于确定所述第一车轮的第一机械制动力,其中,所述第一机械制动力为所述第一理想制动力中除所述第一电机制动力之外的分量。
6.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,所述调节单元具体用于:
当所述高频分量在所述电机扭矩的上下限范围内时,将所述高频分量作为所述第一电机制动力;
当所述高频分量不在所述电机扭矩的上下限范围内时,根据所述电机扭矩的上下限范围和所述高频分量,确定扭矩因子;
根据所述扭矩因子,对所述高频分量进行调节以获得所述第一电机制动力;
所述根据所述电机扭矩的上下限范围和所述高频分量,确定扭矩因子,包括:
更新所述预设截止频率;
根据更新后的所述预设截止频率更新所述高频分量,并根据更新后的所述高频分量和所述电机扭矩的上下限范围,确定所述扭矩因子;
所述扭矩因子满足以下公式:
Te_min-T_high_L<C<Te_max-T_high_H,
其中,C表示所述扭矩因子,Te_max表示所述电机扭矩的上限,T_high_H表示一定周期内所述高频分量的极大值,Te_min表示所述电机扭矩的下限,T_high_L表示所述周期内所述高频分量的极小值。
7.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述调节单元具体用于:
确定目标函数J=a2+b2,
其中,当T_high+C>Te_max时,a=T_high+C-Te_max,
当T_high+C≤Te_max时,a=0,
当Te_min<T_high+C时,b=Te_min-(T_high+C),
当Te_min≥T_high+C时,b=0;
如果所述目标函数的最小值大于第一预设值,则增大所述预设截止频率,其中,所述第一预设值为大于或等于0的常数;
其中,T_high表示所述高频分量,C表示所述扭矩因子,Te_max表示所述电机扭矩的上限,Te_min表示所述电机扭矩的下限。
8.根据权利要求5-7任一项所述的装置,其特征在于,所述确定单元还用于:
确定第二车轮的第二机械制动力,其中,所述第二机械制动力与所述第一机械制动力相同;
根据所述第二机械制动力,确定所述第二车轮的第二电机制动力,所述第二电机制动力为第二理想制动力中除所述第二机械制动力之外的分量,所述第二电机制动力在所述第二车轮的电机扭矩的上下限范围内,所述第二理想制动力是根据所述车辆状态确定的,所述第二理想制动力使得所述第二车轮的滑移率在第二预设范围内。
9.一种混合制动的装置,其特征在于,所述装置包括存储器和处理器,所述存储器用于存储指令,所述处理器用于执行所述存储器存储的指令,使得所述处理器执行1-4中任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质中存储有指令,当所述指令在计算机上运行时,使得所述计算机执行1-4任一项所述的方法。
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