CN111319595A - 一种车辆制动方法、装置、系统及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种车辆制动方法、装置、系统及车辆，包括：当检测到车辆制动时，获取当前制动的需求制动力矩；根据所述需求制动力矩确定初始的电机制动扭矩与初始的机械制动扭矩；获取制动过程中车轮的滑移率；若所述滑移率大于第一阈值，向所述电机控制模块发送第一指令，且向所述机械控制模块发送第二指令；其中，所述第一指令用于使得所述电机控制模块逐渐减小所述电机制动扭矩，所述第二指令用于使得所述机械控制模块逐渐增大所述电机制动扭矩。通过实时监控车轮的滑移率，根据车轮滑移率动态调整电机制动扭矩和机械制动扭矩大小，既满足车辆制动安全及舒适性，同时又达到了对制动能量的有效回收。

Description

一种车辆制动方法、装置、系统及车辆
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种车辆制动方法、系统及车辆。
背景技术
能源危机和环境恶化已成为制约全球经济发展的重要因素，研究节能、环保的新能源汽车是缓解能源压力、降低环境污染的有效手段之一。目前，新能源汽车主要为电动汽车，电动汽车包括具备纯电动驱动能力的插电式混合动力汽车以及纯电动汽车。电动汽车由于受到续航里程的制约，影响其进一步的应用。
在汽车行驶中，将制动的能量通过电机回收到储能单元里，为后续的动力需求提供动力。由于城市汽车刹车较多，制动能量有效回收可以增加电动汽车续航里程10％-20％。目前现有的制动能量回收实现方案为：根据刹车踏板的深度，进行制动判断，是轻度制动、中度制动或是紧急制动。根据三种制动程度来执行是全电机制动或点击和制动钳一起制动或是制动钳制动。但是现有的制动方案在电机制动时，通常采用在防抱死系统启动前退出直接电机制动，电机制动与机械制动之间无缓冲，影响制动安全性，而且制动舒适性差，给用户造成不好的体验。
发明内容
本发明要解决的技术问题是现有的电制动和机械制动时舒适感不好和安全性不高的特点的问题。
为解决上述技术问题，第一方面，本申请实施例公开了一种车辆制动方法，包括：
当检测到车辆制动时，获取当前制动的需求制动力矩；
根据所述需求制动力矩确定初始的电机制动扭矩与初始的机械制动扭矩；
获取制动过程中车轮的滑移率；
若所述滑移率大于第一阈值，向电机控制模块发送第一指令，且向机械控制模块发送第二指令；其中，所述第一指令用于使得所述电机控制模块逐渐减小所述电机制动扭矩，所述第二指令用于使得所述机械控制模块逐渐增大所述电机制动扭矩，减小后的所述电机制动扭矩和增大后的所述机械制动扭矩等于所述需求制动力矩。
进一步的，当所述滑移率等于第二阈值，所述电机制动扭矩为零，所述第二阈值大于所述第一阈值。
进一步的，所述根据所述需求制动力矩确定初始的电机制动扭矩与初始的机械制动扭矩，包括：
获取当前电驱动系统所能提供的最大电机制动扭矩；
若所述需求制动力矩大于所述最大电机制动扭矩，向所述电机控制模块发送第三指令，且向所述机械控制模块发送第四指令；其中，所述第三指令用于使得所述电机控制模块输出所述最大电机制动扭矩，所述第四指令用于使得所述机械控制模块输出所述机械制动扭矩，所述最大电机制动扭矩与所述机械制动扭矩之和等于所述需求制动力矩。
进一步的，所述根据所述需求制动力矩确定初始的电机制动扭矩与初始的机械制动扭矩，还包括：
若所述需求制动力矩不大于所述最大电机制动扭矩，向所述电机控制模块发送第五指令；其中，所述第五指令用于使得所述电机控制模块输出所述电机制动扭矩，所述需求制动力矩等于所述电机制动扭矩。
第二方面，本申请实施例公开了一种车辆制动控制装置，包括：
获取模块，用于获取需求制动力矩；
确定模块，用于确定初始的电机制动扭矩与初始的机械制动扭矩；
接收模块，用于接收滑移率信号；
电机控制模块，用于控制电机输出电机制动扭矩；
机械控制模块，用于控制机械机械制动器输出机械制动扭矩。
第三方面，本申请实施例公开了一种车辆制动系统，包括：
制动控制装置；
动力域控制器，用于获取制动踏板深度，并输出机械制动扭矩；
车身稳定器，用于监控车轮滑移率；
电机控制器，用于输出电机制动扭矩；
其中，所述制动控制装置如上所述的制动控制装置。
进一步的，所述系统还包括信息娱乐主机，所述信息娱乐主机内预设有回馈功率，所述信息娱乐主机用于将所述回馈功率发送至所述制动控制装置。
进一步的，所述系统还包括动力电池管理器，所述动力电池管理器用于向所述制动控制装置反馈当前电驱动系统可执行的最大回馈功率。
进一步的，所述制动控制装置根据所述回馈功率和所述最大回馈功率确定当前电驱动系统所能提供的最大电机制动扭矩。
第四方面，本申请实施例公开了一种车辆，包括如上所述的车辆制动系统。
采用上述技术方案，本申请实施例所述的车辆制动方法、装置、系统及车辆具有如下有益效果：
本申请实施例所述的车辆制动方法，采用电机制动和机械制度相结合的制动方式，通过实时监控车轮的滑移率，根据车轮滑移率动态调整电机制动扭矩和机械制动扭矩大小，既满足车辆制动安全及舒适性，同时又达到了对制动能量的有效回收。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一个实施例的制动方法流程示意图；
图2为本申请一个实施例的确定初始的电机制动扭矩与初始的机械制动扭矩的流程示意图；
图3为本申请一个实施例的制动控制装置结构示意图；
图4为本申请一个实施例的制动系统结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本申请至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”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申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含的包括一个或者更多个该特征。而且，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
现有的电动汽车在制动时对制动能量进行回收。但是现有的制动方案在电机制动时，通常采用在防抱死系统启动前退出直接电机制动，电机制动与机械制动之间无缓冲，影响制动安全性，而且制动舒适性差，给用户造成不好的体验。
如图1所示，本申请实施例公开了一种车辆制动方法，包括：
S101：当检测到车辆制动时，获取当前制动的需求制动力矩。
本申请实施例中，通过对传统车辆制动安全及舒适性的标定曲线，选择一条最优曲线，将此条曲线移植到电动汽车上。当车辆制动时，驾驶员踩踏制动踏板，通过检测制动踏板的深度，根据制动踏板深度和制动力矩曲线的对应关系，计算出当前驾驶员需求的制动力矩。
S103：根据需求制动力矩确定初始的电机制动扭矩与初始的机械制动扭矩。
图2是本申请实施例提供的确定初始的电机制动扭矩与初始的机械制动扭矩的流程示意图。根据需求制动力矩确定初始的电机制动扭矩与初始的机械制动扭矩，包括：
S201：获取当前电驱动系统所能提供的最大电机制动扭矩。
本申请实施例中，信息娱乐主机401内预设有制动能量回收模型，根据制动能量回收模型确定出与当前需求制动力矩匹配的能量回馈功率。为保证安全，与此同时，动力电池管理器403向制动控制装置405反馈当前电驱动系统可执行的最大回馈功率。制动控制装置405判断最大回馈功率是否大于回馈功率，若最大回馈功率不大于回馈功率，以当前电驱动系统可执行的最大回馈功率计算出当前驱动系统的最大电机制动扭矩；若最大回馈功率大于回馈功率，以信息娱乐主机401内预设的制动能量回收模型确定的回馈功率计算出当前驱动系统的最大电机制动扭矩。
S203：需求制动力矩是否大于最大电机制动扭矩。
S205：若需求制动力矩大于最大电机制动扭矩，向电机控制模块发送第三指令，且向机械控制模块发送第四指令。
S209：电机控制模块接收第三指令，机械控制模块接收第四指令。
本申请实施例中，当需求制动力矩大于基于制动能量回收需求的最大电机制动扭矩时，制动力矩由电机制动和机械制动同时执行。第三指令用于使得电机控制模块输出最大电机制动扭矩，第四指令用于使得机械控制模块输出机械制动扭矩，最大电机制动扭矩与机械制动扭矩之和等于需求制动力矩。
S207：若需求制动力矩不大于最大电机制动扭矩，向电机控制模块发送第五指令。
S211：电机控制模块输出电机制动扭矩。
本申请实施例中，当需求制动力矩小于或等于基于制动能量回收需求的最大电机制动扭矩时，制动力矩由电机制动执行。第五指令用于使得电机控制模块输出电机制动扭矩，此时，电机制动扭矩等于需求制动力矩。
本申请实施例中，通过对传统车辆制动安全及舒适性的标定曲线，选择一条最优曲线，将此条曲线移植到电动汽车上。电动汽车再在此曲线上采用以电机制动为优先，在电机制动扭矩不足的情况下辅助机械制动，以达到最优曲线效果。采用以上制动方法，能够给用户提供良好的制动舒适感。
S105：获取制动过程中车轮的滑移率。
本申请实施例中，在车辆制动开始时，车身稳定系统就对车轮的滑移率进行实时监控并实时上传车轮的滑移率。
S107：滑移率是否大于第一阈值。
S109：若滑移率大于第一阈值，向电机控制模块发送第一指令，且向机械控制模块发送第二指令。
S113：电机控制模块接收第一指令，机械控制模块接收第二指令。
本申请实施例中，当车轮的滑移率大于第一阈值时，电机制动扭矩开始逐渐减小，机械制动扭矩开始逐渐增大。第一指令用于使得电机控制模块逐渐减小电机制动扭矩，第二指令用于使得机械控制模块逐渐增大电机制动扭矩，减小后的电机制动扭矩和增大后的机械制动扭矩等于需求制动力矩。第一阈值是根据车辆的制动能量回收效率和车辆制动安全及舒适性最优曲线综合考虑设定的，可选的，第一阈值为10％-30％，优选为20％。上述电机制动扭矩的减小方式为线性减小。即，当车轮的滑移率大于20％时，电机制动扭矩线性减小，机械制动扭矩线性增大。
S111：若滑移率不大于第一阈值，保持初始的电机制动扭矩与初始的机械制动扭矩。
滑移率是否等于第二阈值，若滑移率等于第二阈值时，电机制动扭矩减小为零。
本申请实施例中，第二阈值大于第一阈值，当车轮的滑移率大于第一阈值时，电机制动扭矩线性减小，机械制动扭矩线性增大。当车轮滑移率等于第二阈值时，电机制动扭矩减小为0，此后，电机制动退出本次制动循环。一旦电机制动退出后，在本次制动循环中，无论滑移率大小，均不再介入本次制动。第二阈值是根据车辆的制动能量回收效率和车辆制动安全及舒适性最优曲线综合考虑设定的，可选的，第二阈值为70％-90％，优选为80％。当车轮的滑移率等于80％时，电机制动扭矩线性减小0，机械制动扭矩提供需求制动力矩。若滑移率始终不大于第二阈值，则当前制动有电机制动和机械制动同时进行，电机制动扭矩根据滑移率的增大而线性减小。
本申请实施例所述的制动方法，通过对传统车辆制动安全及舒适性的标定曲线，选择一条最优曲线，将此条曲线移植到电动汽车上。电动汽车再在此曲线上以电制动为优先辅助以机械制动达到最优曲线效果。在车辆制动时，通过实时监控车轮的滑移率状态，在滑移率大于第一阈值时时线性退出电机制动，在滑移率等于第二阈值时完全退出电机制动。在本次制动循环中，只要电机制动退出后就不再介入。解决了现有的电动汽车制动时，采用电机制动和机械制动时舒适感不好和安全性不高的问题。同时还解决了电动汽车续航里程短的问题，在不改变动力电池容量的基础上，最大化的提高能量利用率。
如图3所示，本申请实施例还提供了一种车辆制动控制装置405，包括：获取模块301，确定模块303，接收模块305，电机控制模块307，机械控制模块309。
获取模块301，用于获取需求制动力矩；
确定模块303，用于确定初始的电机制动扭矩与初始的机械制动扭矩；
接收模块305，用于接收滑移率信号；
电机控制模块307，用于控制电机输出电机制动扭矩；
机械控制模块309，用于控制机械机械制动器输出机械制动扭矩。
如图4所示，本申请实施例还提供了一种车辆制动系统，包括：制动控制装置405，动力域控制器409，车身稳定器407，电机控制器411，信息娱乐主机401，动力电池管理器403。
制动控制装置405，制动控制装置405为如上所述的制动控制装置405；
动力域控制器409，用于获取制动踏板深度，并输出机械制动扭矩；
车身稳定器407，用于监控车轮滑移率；
电机控制器411，用于输出电机制动扭矩；
信息娱乐主机401，信息娱乐主机401内预设有回馈功率，信息娱乐主机401用于将回馈功率发送至制动控制装置405；
动力电池管理器403，动力电池管理器403用于向制动控制装置405反馈当前电驱动系统可执行的最大回馈功率。
本申请实施例中，信息娱乐主机401内预设有制动能量回收模型，根据制动能量回收模型确定出与当前需求制动力矩匹配的能量回馈功率。为保证安全，与此同时，动力电池管理器403向制动控制装置405反馈当前电驱动系统可执行的最大回馈功率。制动控制装置405判断最大回馈功率是否大于回馈功率，若最大回馈功率不大于回馈功率，以当前电驱动系统可执行的最大回馈功率计算出当前驱动系统的最大电机制动扭矩；若最大回馈功率大于回馈功率，以信息娱乐主机401内预设的制动能量回收模型确定的回馈功率计算出当前驱动系统的最大电机制动扭矩。制动控制装置405根据需求制动力矩和最大电机制动扭矩确定初始的电机制动扭矩和初始的机械制动扭矩。车身稳定器407用于监测车轮在制动过程中的滑移率，并实时反馈给制动控制装置405，制动控制装置405根据车轮的滑移率来调整电机制动扭矩和机械制动扭矩的大小，并将电机制动扭矩发送给电机控制器411，电机控制器411通过控制电机向制动钳输出电机制动扭矩；将机械制动扭矩发送给动力域控制器，动力域控制器将机械制动扭矩作用于制动钳，从而实现车辆制动。
本申请实施例公开了一种车辆，包括如上所述的车辆制动系统。
以上所述仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车辆制动方法，其特征在于，包括：
当检测到车辆制动时，获取当前制动的需求制动力矩；
根据所述需求制动力矩确定初始的电机制动扭矩与初始的机械制动扭矩；
获取制动过程中车轮的滑移率；
若所述滑移率大于第一阈值，向电机控制模块发送第一指令，且向机械控制模块发送第二指令；其中，所述第一指令用于使得所述电机控制模块逐渐减小所述电机制动扭矩，所述第二指令用于使得所述机械控制模块逐渐增大所述电机制动扭矩，减小后的所述电机制动扭矩和增大后的所述机械制动扭矩等于所述需求制动力矩。
2.根据权利要求1所述的制动方法，其特征在于，当所述滑移率等于第二阈值，所述电机制动扭矩为零，所述第二阈值大于所述第一阈值。
3.根据权利要求2所述的制动方法，其特征在于，所述根据所述需求制动力矩确定初始的电机制动扭矩与初始的机械制动扭矩，包括：
获取当前电驱动系统所能提供的最大电机制动扭矩；
若所述需求制动力矩大于所述最大电机制动扭矩，向所述电机控制模块发送第三指令，且向所述机械控制模块发送第四指令；其中，所述第三指令用于使得所述电机控制模块输出所述最大电机制动扭矩，所述第四指令用于使得所述机械控制模块输出所述机械制动扭矩，所述最大电机制动扭矩与所述机械制动扭矩之和等于所述需求制动力矩。
4.根据权利要求3所述的制动方法，其特征在于，所述根据所述需求制动力矩确定初始的电机制动扭矩与初始的机械制动扭矩，还包括：
若所述需求制动力矩不大于所述最大电机制动扭矩，向所述电机控制模块发送第五指令；其中，所述第五指令用于使得所述电机控制模块输出所述电机制动扭矩，所述需求制动力矩等于所述电机制动扭矩。
5.一种车辆制动控制装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取需求制动力矩；
确定模块，用于确定初始的电机制动扭矩与初始的机械制动扭矩；
接收模块，用于接收滑移率信号；
电机控制模块，用于控制电机输出电机制动扭矩；
机械控制模块，用于控制机械机械制动器输出机械制动扭矩。
6.一种车辆制动系统，其特征在于，包括：
制动控制装置；
动力域控制器，用于获取制动踏板深度，并输出机械制动扭矩；
车身稳定器，用于监控车轮滑移率；
电机控制器，用于输出电机制动扭矩；
其中，所述制动控制装置为权利要求5所述的制动控制装置。
7.根据权利要求6所述的制动系统，其特征在于，所述系统还包括信息娱乐主机，所述信息娱乐主机内预设有回馈功率，所述信息娱乐主机用于将所述回馈功率发送至所述制动控制装置。
8.根据权利要求7所述的制动系统，其特征在于，所述系统还包括动力电池管理器，所述动力电池管理器用于向所述制动控制装置反馈当前电驱动系统可执行的最大回馈功率。
9.根据权利要求8所述的制动系统，其特征在于，所述制动控制装置根据所述回馈功率和所述最大回馈功率确定当前电驱动系统所能提供的最大电机制动扭矩。
10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求6-9任一项所述的车辆制动系统。
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