CN110901406A - 一种车辆驱动与制动结合的制动控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆驱动与制动结合的制动控制方法及系统，包括以下步骤，感知模块获取车辆外部环境和道路状况的感知数据；识别模块根据所述感知数据识别当前道路特征；策略匹配模块根据识别的所述当前道路特征，匹配与所述当前道路特征相对应的控制策略；执行模块执行所述策略匹配模块输出的控制策略对车辆进行制动控制。本发明的有益效果：提高驾驶舒适性，跟车的时候不用频繁踩刹车；减少了液压制动的使用次数和强度，降低液压制动的磨损和更换；提高整车的能量回收效率，增强车辆的续航能力。

Description

一种车辆驱动与制动结合的制动控制方法及系统

技术领域

本发明涉及车辆控制的技术领域，尤其涉及一种车辆驱动与制动结合的制动控制方法及车辆驱动与制动结合的制动控制系统。

背景技术

汽车的制动性能是汽车的主要性能之一，重大交通事故往往与制动距离过长、紧急制动时发生侧滑等情况有关，所以汽车的制动性能是汽车安全行驶的重要保障。目前ABS防抱死制动系统已被广泛运用于汽车上。ABS是防抱死制动系统的英文缩写，系统在制动过程中可自动调节车轮制动力，防止车轮抱死以取得最佳制动效果。在制动时，ABS根据每个车轮速度传感器传来的速度信号，可迅速判断出车轮的抱死状态，关闭开始抱死车轮上面的常开输入电磁阀，让制动力不变，如果车轮继续抱死，则打开常闭输出电磁阀，这个车轮上的制动压力由于出现直通制动液贮油箱的管路而迅速下移，防止了因制动力过大而将车轮完全抱死。在让制动状态始终处于最佳点，制动效果达到最好，行车最安全。

ABS的主要作用是车辆在直行制动时，防止制动时车轮抱死，以及侧滑和甩尾等危险现象，缩短制动距离；具备制动能量回收系统，用于回收车辆在制动或惯性滑行中释放出的多余能量，并通过发电机将其转化为电能，再储存在蓄电池中，用于之后的加速行驶。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明解决的一个技术问题是：提出一种车辆驱动与制动结合的制动控制方法，提高整车的能量回收效率，增强车辆的续航能力。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种车辆驱动与制动结合的制动控制方法，包括以下步骤，感知模块获取车辆外部环境和道路状况的感知数据；识别模块根据所述感知数据识别当前道路特征；策略匹配模块根据识别的所述当前道路特征，匹配与所述当前道路特征相对应的控制策略；执行模块执行所述策略匹配模块输出的控制策略对车辆进行制动控制。

作为本发明所述的车辆驱动与制动结合的制动控制方法的一种优选方案，其中：所述控制策略包括，当驾驶员丢开油门，制动力的请求转化为驱动电机的反向扭矩对车辆进行制动。

作为本发明所述的车辆驱动与制动结合的制动控制方法的一种优选方案，其中：所述控制策略包括，当驾驶员踩刹车时，液压制动通过解耦断开刹车踏板与制动器的连接，不对车辆施加液压制动力，仅以驱动电机作为车辆的制动执行器。

作为本发明所述的车辆驱动与制动结合的制动控制方法的一种优选方案，其中：所述控制策略包括，当制动力逐渐增大后，车辆滑移率S1大于系统设定的门限值，驱动电机施加的制动力就不再增加，转而通过增加液压制动力来补充总的整车制动力的需求。

作为本发明所述的车辆驱动与制动结合的制动控制方法的一种优选方案，其中：所述控制策略包括，当整车制动力增大到车辆抱死或失稳状态时，此时驱动电机施加的制动力保持不变，仅通过液压制动来进行整车制动力的调节；

作为本发明所述的车辆驱动与制动结合的制动控制方法的一种优选方案，其中：所述控制策略包括，当车辆处于稳定行驶状态后，监控整车滑移率的变化以确定是否进行液压制动的介入和调节。

作为本发明所述的车辆驱动与制动结合的制动控制方法的一种优选方案，其中：所述驱动电机为4个驱动电机，并为4轮单独提供驱动力和制动力。

作为本发明所述的车辆驱动与制动结合的制动控制方法的一种优选方案，其中：所述感知模块包括使用雷达、超声波传感器和摄像头对车辆外部环境和道路状况进行实时监测和数据分析，得到准确的车辆间的相对位置信息和环境数据信息。

本发明解决的另一个技术问题是：提出一种车辆驱动与制动结合的制动控制方法，提高整车的能量回收效率，增强车辆的续航能力。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种车辆驱动与制动结合的制动控制系统，其特征在于：包括感知模块、识别模块、策略匹配模块和执行模块；所述感知模块用于获取车辆外部环境和道路状况的感知数据；所述识别模块用于根据所述感知数据识别当前道路特征；所述策略匹配模块用于根据识别的所述当前道路特征，匹配与所述当前道路特征相对应的控制策略；执行模块用于执行所述策略匹配模块输出的控制策略对车辆进行制动控制。

本发明的有益效果：提高驾驶舒适性，跟车的时候不用频繁踩刹车；减少了液压制动的使用次数和强度，降低液压制动的磨损和更换；提高整车的能量回收效率，增强车辆的续航能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明第一种实施例所述车辆驱动与制动结合的制动控制方法的整理流程示意图；

图2为本发明第一种实施例所述车辆驱动与制动结合的制动控制方法的传感器配置示意图；

图3为本发明第二种实施例所述车辆驱动与制动结合的制动控制系统的原理结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明的保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

同时在本发明的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明中除非另有明确的规定和限定，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

参照图1的示意，为解决现有技术中无传感器识别道路特征，通过固定值减速度进行驱动电机制动；前轴/后轴驱动电机提供制动，制动能力弱；以及ABS工作后，驱动电机退出制动的问题。以及交通拥堵跟车的时候频繁踩刹车、制动器的磨损噪音及磨损后的更换、电动汽车的续航里程短。本实施例中提出一种车辆驱动与制动结合的制动控制方法，具体包括以下步骤，

感知模块100获取车辆外部环境和道路状况的感知数据；感知模块100包括使用雷达、超声波传感器和摄像头对车辆外部环境和道路状况进行实时监测和数据分析，得到准确的车辆间的相对位置信息和环境数据信息。

识别模块200根据感知数据识别当前道路特征；

策略匹配模块300根据识别的当前道路特征，匹配与当前道路特征相对应的控制策略；本步骤中控制策略包括，

当驾驶员丢开油门，制动力的请求转化为驱动电机的反向扭矩对车辆进行制动；制动力的请求分两种情况：一是驾驶员脚踩踏板的输入；二是自动驾驶，整车控制器的直接输入，比如紧急制动AEB。当驾驶员踩刹车时，液压制动通过解耦断开刹车踏板与制动器的连接，不对车辆施加液压制动力，仅以驱动电机作为车辆的制动执行器；

当制动力逐渐增大后，车辆滑移率S1大于系统设定的门限值，驱动电机施加的制动力就不再增加，转而通过增加液压制动力来补充总的整车制动力的需求；

当整车制动力增大到车辆抱死或失稳状态时，此时驱动电机施加的制动力保持不变，仅通过液压制动来进行整车制动力的调节；整车的制动力分为两部分：电机施加的制动力+制动本身的液压制动力，车辆在刹车的前期(ABS抱死前)，尽量用电机施加的制动力，ABS抱死的时候，电机施加的制动力达到最大，不再变化，通过液压制动力部分来调节整车制动力大小。

当车辆处于稳定行驶状态后，监控整车滑移率S1的变化以确定是否进行液压制动的介入和调节；控制策略是通过制动液压控制单元里的电磁阀的开启和关闭来控制车轮与地面的受力大小，从而控制车轮的运动状态，实现是不是在抱死拖滑等。

当车辆滑移率S1高于设定阈值时，车轮出现打滑抱死，此时进液阀关闭，出液阀打开，以便降低刹车力来减轻车轮的打滑抱死；当车辆滑移率S1低于设定阈值时，刹车力不足，需要加大刹车力度，进液阀打开，出液阀关闭，增大刹车力。不难理解的是，该滑移率S1的调节阈值是根据不同路面特征确定，其并不是一个固定值，当轮胎发出牵引力或制动力时，在轮胎与地面之间都会发生相对运动。滑移率是在车轮运动中滑动成分所占的比例，常用S表示。

其中驱动电机为4个驱动电机，并为4轮单独提供驱动力和制动力。

执行模块400执行策略匹配模块300输出的控制策略对车辆进行制动控制。

本实施例通过传感器提前识别道路特征，根据实际减速度所需进行驱动电机制动，4车轮驱动电机提供制动力，制动能力强，提供的制动能量回收大；ABS工作后，驱动电机依然保持较高的制动力水平。能够提高驾驶舒适性，跟车的时候不用频繁踩刹车。减少了液压制动的使用次数和强度，降低液压制动的磨损和更换。提高整车的能量回收效率，增强车辆的续航能力。

本实施例的优点是使用了多传感器手段，使用雷达、超声波传感器、摄像头等传感器对车辆外部环境和道路状况进行实时监测和数据分析，可以得到准确的车辆间的相对位置信息，并对即将施加的制动给予精确计算。4个驱动电机为4轮单独提供驱动力和制动力，可以增加能量回收的能力至目前技术水平的2-3倍。当前技术水平是能量回收的制动力在整车减速度0.3g以下，本实施例通过整车4个电机可达到能量回收的制动力在整车减速度0.6g以上，是当前技术的2倍以上，可回收到更多的电能，提高整车续航。减少了液压制动的使用次数和强度，降低液压制动的磨损和更换。在自动驾驶中驱动电机可以作为液压制动的冗余备份，提高整车的可靠性。提高整车的能量回收效率，增强车辆的续航能力。其中车辆外部环境主要是用来识别道路特征的，不同的道路特征对应不同的滑移率调节阈值。例如采集当前管路压力、车轮与地面的滑移率、车辆的加速度、车速等信息，进行闭环分析和计算，计算出一个修正量重新进入滑移率的计算。

需要说明的是，本实施例中识别模块200基于图像识别技术实现，并结合自动驾驶的各类传感器，如图2的示意，对环境进行识别。例如采用基于CNN的SAR图像识别实现或者基于深度网络的识别方式。具体包括图像预处理、图像边缘提取、特征提取、特征匹配等步骤。

场景一：

对本方法中采用的技术效果加以验证说明，本实施例选择的不同方法和采用本方法进行对比测试，以科学论证的手段对比试验结果，以验证本方法所具有的真实效果。

传统的技术方案：

传统技术的能量回收的测试工况：NEDC工况，与实际工况差别较大，最高减速度在0.15g内，不能体现实际驾驶工况。

本例实验方法：

典型路况：市区道路、市郊、高速、国道等路况，

驾驶员：有经验的驾驶员3-5名，

车辆：同一型号，车龄，同一初始电量等

测试方案：本例试验方法，传统试验方法

对比数据：两种方法的续航里程对比。

结论：

	本例实验方法	传统试验方法
			比不带能量回收车辆增加的续航里程	30％-35％	15％-18％

应当认识到，本发明的实施例可以由计算机硬件、硬件和软件的组合、或者通过存储在非暂时性计算机可读存储器中的计算机指令来实现或实施。所述方法可以使用标准编程技术-包括配置有计算机程序的非暂时性计算机可读存储介质在计算机程序中实现，其中如此配置的存储介质使得计算机以特定和预定义的方式操作——根据在具体实施例中描述的方法和附图。每个程序可以以高级过程或面向对象的编程语言来实现以与计算机系统通信。然而，若需要，该程序可以以汇编或机器语言实现。在任何情况下，该语言可以是编译或解释的语言。此外，为此目的该程序能够在编程的专用集成电路上运行。

此外，可按任何合适的顺序来执行本文描述的过程的操作，除非本文另外指示或以其他方式明显地与上下文矛盾。本文描述的过程(或变型和/或其组合)可在配置有可执行指令的一个或多个计算机系统的控制下执行，并且可作为共同地在一个或多个处理器上执行的代码(例如，可执行指令、一个或多个计算机程序或一个或多个应用)、由硬件或其组合来实现。所述计算机程序包括可由一个或多个处理器执行的多个指令。

进一步，所述方法可以在可操作地连接至合适的任何类型的计算平台中实现，包括但不限于个人电脑、迷你计算机、主框架、工作站、网络或分布式计算环境、单独的或集成的计算机平台、或者与带电粒子工具或其它成像装置通信等等。本发明的各方面可以以存储在非暂时性存储介质或设备上的机器可读代码来实现，无论是可移动的还是集成至计算平台，如硬盘、光学读取和/或写入存储介质、RAM、ROM等，使得其可由可编程计算机读取，当存储介质或设备由计算机读取时可用于配置和操作计算机以执行在此所描述的过程。此外，机器可读代码，或其部分可以通过有线或无线网络传输。当此类媒体包括结合微处理器或其他数据处理器实现上文所述步骤的指令或程序时，本文所述的发明包括这些和其他不同类型的非暂时性计算机可读存储介质。当根据本发明所述的方法和技术编程时，本发明还包括计算机本身。计算机程序能够应用于输入数据以执行本文所述的功能，从而转换输入数据以生成存储至非易失性存储器的输出数据。输出信息还可以应用于一个或多个输出设备如显示器。在本发明优选的实施例中，转换的数据表示物理和有形的对象，包括显示器上产生的物理和有形对象的特定视觉描绘。

实施例2

参照图3的示意，本实施例提出一种车辆驱动与制动结合的制动控制系统，上述方法能够依托于本实施例实现，该系统包括感知模块100、识别模块200、策略匹配模块300和执行模块400。

具体的，感知模块100用于获取车辆外部环境和道路状况的感知数据；识别模块200用于根据感知数据识别当前道路特征；策略匹配模块300用于根据识别的当前道路特征，匹配与当前道路特征相对应的控制策略；执行模块400用于执行策略匹配模块300输出的控制策略对车辆进行制动控制。

需要说明的是，感知模块100为传感器设备和摄像机，识别模块200为车辆用环境识别装置，接收传感器设备和摄像机传输的数据和图像，进行环境感知，通过对路况的分析和车辆自身状态的数据采集，利用感知芯片和策略芯片对数据进行处理和匹配，通过策略输出控制指令对车辆进行实时控制。执行模块400为车辆的中控芯片，例如车辆的车载控制单元。

如在本申请所使用的，术语“组件”、“模块”、“系统”等等旨在指代计算机相关实体，该计算机相关实体可以是硬件、固件、硬件和软件的结合、软件或者运行中的软件。例如，组件可以是，但不限于是：在处理器上运行的处理、处理器、对象、可执行文件、执行中的线程、程序和/或计算机。作为示例，在计算设备上运行的应用和该计算设备都可以是组件。一个或多个组件可以存在于执行中的过程和/或线程中，并且组件可以位于一个计算机中以及/或者分布在两个或更多个计算机之间。此外，这些组件能够从在其上具有各种数据结构的各种计算机可读介质中执行。这些组件可以通过诸如根据具有一个或多个数据分组(例如，来自一个组件的数据，该组件与本地系统、分布式系统中的另一个组件进行交互和/或以信号的方式通过诸如互联网之类的网络与其它系统进行交互)的信号，以本地和/或远程过程的方式进行通信。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种车辆驱动与制动结合的制动控制方法，其特征在于：包括以下步骤，

感知模块(100)获取车辆外部环境和道路状况的感知数据；

识别模块(200)根据所述感知数据识别当前道路特征；

策略匹配模块(300)根据识别的所述当前道路特征，匹配与所述当前道路特征相对应的控制策略；

执行模块(400)执行所述策略匹配模块(300)输出的控制策略对车辆进行制动控制。

2.如权利要求1所述的车辆驱动与制动结合的制动控制方法，其特征在于：所述控制策略包括，

当驾驶员丢开油门，制动力的请求转化为驱动电机的反向扭矩对车辆进行制动。

3.如权利要求1或2所述的车辆驱动与制动结合的制动控制方法，其特征在于：所述控制策略包括，

当驾驶员踩刹车时，液压制动通过解耦断开刹车踏板与制动器的连接，不对车辆施加液压制动力，仅以驱动电机作为车辆的制动执行器。

4.如权利要求3所述的车辆驱动与制动结合的制动控制方法，其特征在于：所述控制策略包括，

当所述驱动电机的制动力逐渐增大后，车辆滑移率S1大于系统设定的门限值，驱动电机施加的制动力就不再增加，转而通过增加液压制动力来补充总的整车制动力的需求。

5.如权利要求4所述的车辆驱动与制动结合的制动控制方法，其特征在于：所述控制策略包括，

当整车制动力增大到车辆抱死或失稳状态时，此时驱动电机施加的制动力保持不变，仅通过液压制动来进行整车制动力的调节。

6.如权利要求4或5所述的车辆驱动与制动结合的制动控制方法，其特征在于：所述控制策略包括，

当车辆处于稳定行驶状态后，监控整车滑移率S1的变化以确定是否进行液压制动的介入和调节。

7.如权利要求6所述的车辆驱动与制动结合的制动控制方法，其特征在于：所述驱动电机为4个驱动电机，并为4轮单独提供驱动力和制动力。

8.如权利要求6所述的车辆驱动与制动结合的制动控制方法，其特征在于：所述感知模块(100)包括使用雷达、超声波传感器和摄像头对车辆外部环境和道路状况进行实时监测和数据分析，得到准确的车辆间的相对位置信息和环境数据信息。

9.一种车辆驱动与制动结合的制动控制系统，其特征在于：包括感知模块(100)、识别模块(200)、策略匹配模块(300)和执行模块(400)；

所述感知模块(100)用于获取车辆外部环境和道路状况的感知数据；

所述识别模块(200)用于根据所述感知数据识别当前道路特征；

所述策略匹配模块(300)用于根据识别的所述当前道路特征，匹配与所述当前道路特征相对应的控制策略；

执行模块(400)用于执行所述策略匹配模块(300)输出的控制策略对车辆进行制动控制。

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