CN111890947A - 自动驾驶模式下纯电动汽车的制动控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种自动驾驶模式下纯电动汽车的制动控制方法，包括响应于所述纯电动汽车的无人驾驶控制器发出的减速指令，获取预定的汽车制动影响参数；基于所述减速指令和所述汽车制动影响参数，并根据预定的制动控制方式选择方法确定所述纯电动汽车的制动控制方式；根据确定的所述纯电动汽车的制动控制方式对所述纯电动汽车进行控制。根据本发明的制动控制方法，能够有效地限制动力电池频繁充放电，延长动力电池的使用寿命。

Description

自动驾驶模式下纯电动汽车的制动控制方法

技术领域

本发明属于汽车制动技术领域，更具体地，涉及一种自动驾驶模式下纯电动汽车的制动控制方法。

背景技术

近年来，随着能源危机与环境问题的日益突出，纯电动汽车已经呈现出逐步取代传统内燃机汽车的趋势。然而，受限于动力电池的容量，现有纯电动汽车的续航里程普遍较短。在这一背景下，电动汽车节能技术成为了电动汽车领域的研究重点与热点。其中，电动汽车制动能量回收技术作为电动汽车节能的主要手段，受到了国内外学者的广泛关注。

目前，随着电动汽车制动能量回收技术的日趋成熟，现有的纯电动汽车通常都配备有能量回收系统。而对于纯电动汽车的自动驾驶模式而言，为了最大程度地增加续航里程，现有的自动驾驶控制策略更是要求能量回馈制动模式覆盖绝大部分的自动驾驶工况。但是，由于部分自动驾驶工况的减速需求程度较小或者持续时间较短，使得能量回馈制动模式频繁介入，进而导致纯电动汽车的动力电池频繁地处于充放电模式，这种情况不仅会缩短动力电池的使用寿命，而且可能直接造成动力电池损坏。

发明内容

本发明的目的在于解决现有自动驾驶模式下纯电动汽车的制动控制策略使得动力电池频繁处于充放电模式，进而导致动力电池使用寿命缩短的问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种自动驾驶模式下纯电动汽车的制动控制方法，该方法包括以下步骤：

响应于所述纯电动汽车的无人驾驶控制器发出的减速指令，获取预定的汽车制动影响参数；

基于所述减速指令和所述汽车制动影响参数，并根据预定的制动控制方式选择方法确定所述纯电动汽车的制动控制方式；

根据确定的所述纯电动汽车的制动控制方式对所述纯电动汽车进行控制。

作为优选的是，所述减速指令为自动驾驶需求减速度，所述预定的汽车制动影响参数包括当前车速、整车行驶阻力减速度和能量回馈最大减速度。

作为优选的是，根据当前车速确定整车行驶阻力减速度。

作为优选的是，先获取当前整车状态，再根据当前整车状态确定能量回馈最大减速度。

作为优选的是，所述制动控制方式选择方法为：

将所述减速指令和所述汽车制动影响参数共同作为目标对象；

当所述目标对象同时满足第一判定条件和第二判定条件时，或者，当所述目标对象不满足第一判定条件且满足第二判定条件时，确定所述纯电动汽车的制动控制方式为滑行制动；

当所述目标对象满足第一判定条件且不满足第二判定条件时，确定所述纯电动汽车的制动控制方式为液压制动；

当所述目标对象不满足第一判定条件且不满足第二判定条件且满足第三判定条件且满足第四判定条件时，确定所述纯电动汽车的制动控制方式为按照预定的分级制动模式依次进行液压制动和滑行制动；

当所述目标对象不满足第一判定条件且不满足第二判定条件且满足第三判定条件且不满足第四判定条件时，确定所述纯电动汽车的制动控制方式为按照预定的分级制动模式依次进行能量回馈制动和滑行制动；

当所述目标对象同时不满足第一判定条件、第二判定条件和第三判定条件时，确定所述纯电动汽车的制动控制方式为按照预定的分级制动模式依次进行机电复合制动、能量回馈制动和滑行制动；

所述机电复合制动包括液压制动和能量回馈制动；

所述第一判定条件为V1≤V2，V1为当前车速，V2为预定的车速阈值；

所述第二判定条件为|a1|≤|a2|，a1为自动驾驶需求减速度，a2为整车行驶阻力减速度；

所述第三判定条件为|a2|+|a3|≥|a1|，a3为能量回馈最大减速度；

所述第四判定条件为|a3|<0.5*|a2|。

作为优选的是，车速阈值通过标定试验来确定，车速阈值为8-12km/h。

作为优选的是，当确定所述纯电动汽车的制动控制方式为液压制动时，根据Δa1确定液压制动力，并对所述纯电动汽车进行液压制动，Δa1＝|a1|-|a2|。

作为优选的是，所述按照预定的分级制动模式依次进行液压制动和滑行制动具体为：

根据Δa1确定液压制动力，并对所述纯电动汽车进行液压制动，直至所述第二判定条件成立时，转为对所述纯电动汽车进行滑行制动，Δa1＝|a1|-|a2|。

作为优选的是，所述按照预定的分级制动模式依次进行能量回馈制动和滑行制动具体为：

计算能量回收扭矩，并对所述纯电动汽车进行能量回馈制动，直至所述第二判定条件成立时，转为对所述纯电动汽车进行滑行制动；

能量回收扭矩的计算公式为：

式中，M为能量回收扭矩，Δa1＝|a1|-|a2|，m为a3对应的能量回收扭矩。

作为优选的是，所述按照预定的分级制动模式依次进行机电复合制动、能量回馈制动和滑行制动具体为；

根据Δa2确定液压制动力，并对所述纯电动汽车进行液压制动，同时，以a3对应的能量回收扭矩对所述纯电动汽车进行能量回馈制动；

直至Δa2＝0时，停止对所述纯电动汽车的液压制动，继续维持以a3对应的能量回收扭矩对所述纯电动汽车进行能量回馈制动；

直至所述第二判定条件成立时，转为对所述纯电动汽车进行滑行制动；

Δa2＝|a1|-|a2|-|a3|。

本发明的有益效果在于：

与现有自动驾驶模式下纯电动汽车的制动控制方法要求能量回馈制动模式覆盖绝大部分的自动驾驶工况相比，在检测到无人驾驶控制器发出的减速指令后，本发明的自动驾驶模式下纯电动汽车的制动控制方法先获取预定的汽车制动影响参数，进而基于减速指令和汽车制动影响参数，并根据预定的制动控制方式选择方法确定纯电动汽车的制动控制方式。因此，本发明的自动驾驶模式下纯电动汽车的制动控制方法能够在一定程度上降低能量回馈制动模式的介入频率，进而有效地保护动力电池。

本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了根据本发明的实施例的自动驾驶模式下纯电动汽车的整车控制流程图。

图2示出了根据本发明的实施例的自动驾驶模式下纯电动汽车的制动控制方法的实现流程图。

图3示出了根据本发明的实施例的制动控制方式选择方法的实现流程图。

具体实施方式

下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

实施例：图1示出了根据本发明的实施例的自动驾驶模式下纯电动汽车的整车控制流程图。参照图1，现有纯电动汽车上安装有360度环视摄像头、毫米波雷达、激光雷达、超声波传感器、GPS定位器和导航设备。在自动驾驶模式下，自动驾驶控制器实时接收上述车载设备发来的信号，并根据接收的信号获取实时路况和车辆周围环境信息，进而确定行驶需求，包括加速需求、匀速需求、减速需求和转向需求。在确定行驶需求后，自动驾驶控制器将行驶需求发送至整车控制器。整车控制器根据接收到的行驶需求对外发送相关命令，具体为：对转向控制器发送转向命令，对制动控制器发送制动命令，对电机控制器发送扭矩命令。在接收到整车控制器发出的命令后，转向控制器对转向执行器发送方向盘转向命令，以实现车辆的转向；制动控制器对制动执行器发送液压制动命令，以实现车辆的液压制动；电机控制器对驱动电机发送驱动命令或能量回收命令，以实现车辆的加速或能量回馈制动。在执行整车控制器发来的命令的同时，转向控制器、制动控制器和电机控制器均对整车控制器进行自身状态反馈。

图2示出了根据本发明的实施例的自动驾驶模式下纯电动汽车的制动控制方法的实现流程图。参照图2，本实施例的自动驾驶模式下纯电动汽车的制动控制方法包括步骤：

S1、响应于所述纯电动汽车的无人驾驶控制器发出的减速指令，获取预定的汽车制动影响参数；

S2、基于所述减速指令和所述汽车制动影响参数，并根据预定的制动控制方式选择方法确定所述纯电动汽车的制动控制方式；

S3、根据确定的所述纯电动汽车的制动控制方式对所述纯电动汽车进行控制。

本实施例中，所述减速指令为自动驾驶需求减速度，所述预定的汽车制动影响参数包括当前车速、整车行驶阻力减速度和能量回馈最大减速度。

本实施例中，根据当前车速确定整车行驶阻力减速度。

本实施例中，先获取当前整车状态，再根据当前整车状态确定能量回馈最大减速度。

本实施例的制动控制方式选择方法为：

将所述减速指令和所述汽车制动影响参数共同作为目标对象；

当所述目标对象同时满足第一判定条件和第二判定条件时，或者，当所述目标对象不满足第一判定条件且满足第二判定条件时，确定所述纯电动汽车的制动控制方式为滑行制动；

当所述目标对象满足第一判定条件且不满足第二判定条件时，确定所述纯电动汽车的制动控制方式为液压制动；

当所述目标对象不满足第一判定条件且不满足第二判定条件且满足第三判定条件且满足第四判定条件时，确定所述纯电动汽车的制动控制方式为按照预定的分级制动模式依次进行液压制动和滑行制动；

当所述目标对象不满足第一判定条件且不满足第二判定条件且满足第三判定条件且不满足第四判定条件时，确定所述纯电动汽车的制动控制方式为按照预定的分级制动模式依次进行能量回馈制动和滑行制动；

当所述目标对象同时不满足第一判定条件、第二判定条件和第三判定条件时，确定所述纯电动汽车的制动控制方式为按照预定的分级制动模式依次进行机电复合制动、能量回馈制动和滑行制动；

所述机电复合制动包括液压制动和能量回馈制动；

所述第一判定条件为V1≤V2，V1为当前车速，V2为预定的车速阈值；

所述第二判定条件为|a1|≤|a2|，a1为自动驾驶需求减速度，a2为整车行驶阻力减速度；

所述第三判定条件为|a2|+|a3|≥|a1|，a3为能量回馈最大减速度；

所述第四判定条件为|a3|<0.5*|a2|。

本实施例中，车速阈值通过标定试验来确定，车速阈值为8-12km/h。

本实施例中，当确定所述纯电动汽车的制动控制方式为液压制动时，根据Δa1确定液压制动力，并对所述纯电动汽车进行液压制动，Δa1＝|a1|-|a2|。

本实施例中，所述按照预定的分级制动模式依次进行液压制动和滑行制动具体为：

根据Δa1确定液压制动力，并对所述纯电动汽车进行液压制动，直至所述第二判定条件成立时，转为对所述纯电动汽车进行滑行制动，Δa1＝|a1|-|a2|。

本实施例中，所述按照预定的分级制动模式依次进行能量回馈制动和滑行制动具体为：

计算能量回收扭矩，并对所述纯电动汽车进行能量回馈制动，直至所述第二判定条件成立时，转为对所述纯电动汽车进行滑行制动；

能量回收扭矩的计算公式为：

式中，M为能量回收扭矩，Δa1＝|a1|-|a2|，m为a3对应的能量回收扭矩。

本实施例中，所述按照预定的分级制动模式依次进行机电复合制动、能量回馈制动和滑行制动具体为；

根据Δa2确定液压制动力，并对所述纯电动汽车进行液压制动，同时，以a3对应的能量回收扭矩对所述纯电动汽车进行能量回馈制动；

直至Δa2＝0时，停止对所述纯电动汽车的液压制动，继续维持以a3对应的能量回收扭矩对所述纯电动汽车进行能量回馈制动；

直至所述第二判定条件成立时，转为对所述纯电动汽车进行滑行制动；

Δa2＝|a1|-|a2|-|a3|。

在自动驾驶模式下，自动驾驶控制器根据360度环视摄像头、毫米波雷达、激光雷达、超声波传感器、GPS定位器和导航设备发来的信号计算得到自动驾驶需求减速度a1，并将自动驾驶需求减速度a1发送至整车控制器。

在接收到自动驾驶需求减速度a1后，整车控制器获取当前车速V1，通过查表的方式获取当前车速V1对应的整车行驶阻力减速度a2，根据当前整车状态计算得到能量回馈最大减速度a3。

本实施例的自动驾驶模式下纯电动汽车的制动控制方法，能够根据自动驾驶控制器发来的减速指令和采集到的汽车制动影响参数，并结合制动控制方式选择方法确定最优的汽车制动方式，协调能量回馈制动、液压制动与滑行制动的介入时机，能有有效地限制动力电池频繁充放电，起到保护动力电池的作用。

图3示出了根据本发明的实施例的制动控制方式选择方法的实现流程图。以下参照图3对本实施例的自动驾驶模式下纯电动汽车的制动控制方法所提出的制动控制方式选择方法进行更为详细的说明：

若V1≤V2，该工况下电机能量回馈效率较低且会导致动力电池频繁充放电，不进行能量回馈制动。继续判断，若|a1|≤|a2|，整车控制器控制整车进行滑行制动，液压制动不介入。若|a1|>|a2|，那么Δa1＝|a1|-|a2|，整车控制器根据Δa1与整车制动力的关系表确定需要输出的液压制动力，并向制动控制器发送相应的制动命令，以对整车进行液压制动。

若V1>V2，此工况需判断能量回收的介入时机：

若|a1|≤|a2|，整车控制器控制整车进行滑行制动，液压制动不介入。

若|a2|+|a3|≥|a1|且|a3|<0.5*|a2|，那么Δa1＝|a1|-|a2|，整车控制器根据Δa1与整车制动力的关系表确定需要输出的液压制动力，并向制动控制器发送相应的制动命令，以对整车进行液压制动；当液压制动至|a1|≤|a2|时，停止对整车进行液压制动，转为控制整车进行滑行制动。这一判断能够避免频繁能量回馈。

若|a2|+|a3|≥|a1|且|a3|≥0.5*|a2|，那么Δa＝|a1|-|a2|，整车控制器根据能量回收扭矩计算公式确定需要输出的能量回收扭矩，并向电机控制器发送相应的扭矩命令，以对整车进行能量回馈制动；当能量回馈制动至|a1|≤|a2|时，停止对整车进行能量回馈制动，转为控制整车进行滑行制动。这一判断同样能够起到避免频繁能量回馈的作用。

若|a1|>|a2|+|a3|，那么Δa2＝|a1|-|a2|-|a3|，整车控制器根据Δa2与整车制动力的关系表确定需要输出的液压制动力，并向制动控制器发送相应的制动命令，以对整车进行液压制动；同时，将a3对应的能量回收扭矩作为需要输出的能量回收扭矩，并向电机控制器发送相应的扭矩命令，以对整车进行能量回馈制动；当机电复合制动至Δa2＝0时，停止对整车进行液压制动，继续维持对整车进行能量回馈制动；当能量回馈制动至|a1|≤|a2|时，停止对整车进行能量回馈制动，转为控制整车进行滑行制动。

本实施例的自动驾驶模式下纯电动汽车的制动控制方法所提出的制动控制方式选择方法，通过将V1与V2进行比较的方式避免能量回馈的频繁介入，通过将|a3|与0.5*|a2|进行比较的方式进一步地避免能量回馈的频繁介入。另一方面，当|a2|+|a3|≥|a1|且|a3|≥0.5*|a2|，或者|a1|>|a2|+|a3|时，该方法在保证能量回馈时间及效率的前提下引入能量回馈。由此可知，采用本实施例的自动驾驶模式下纯电动汽车的制动控制方法，能够在保证纯电动汽车制动可靠性的前提下避免能量回馈的频繁介入，进而减少动力电池的充放电频次，延长动力电池的使用寿命。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.自动驾驶模式下纯电动汽车的制动控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

响应于所述纯电动汽车的无人驾驶控制器发出的减速指令，获取预定的汽车制动影响参数；

基于所述减速指令和所述汽车制动影响参数，并根据预定的制动控制方式选择方法确定所述纯电动汽车的制动控制方式；

根据确定的所述纯电动汽车的制动控制方式对所述纯电动汽车进行控制。

2.根据权利要求1所述的制动控制方法，其特征在于，所述减速指令为自动驾驶需求减速度，所述预定的汽车制动影响参数包括当前车速、整车行驶阻力减速度和能量回馈最大减速度。

3.根据权利要求2所述的制动控制方法，其特征在于，所述整车行驶阻力减速度根据当前车速确定。

4.根据权利要求2所述的制动控制方法，其特征在于，先获取当前整车状态，再根据当前整车状态确定能量回馈最大减速度。

5.根据权利要求2所述的制动控制方法，其特征在于，所述制动控制方式选择方法为：

将所述减速指令和所述汽车制动影响参数共同作为目标对象；

当所述目标对象同时满足第一判定条件和第二判定条件时，或者，当所述目标对象不满足第一判定条件且满足第二判定条件时，确定所述纯电动汽车的制动控制方式为滑行制动；

当所述目标对象满足第一判定条件且不满足第二判定条件时，确定所述纯电动汽车的制动控制方式为液压制动；

当所述目标对象不满足第一判定条件且不满足第二判定条件且满足第三判定条件且满足第四判定条件时，确定所述纯电动汽车的制动控制方式为按照预定的分级制动模式依次进行液压制动和滑行制动；

当所述目标对象不满足第一判定条件且不满足第二判定条件且满足第三判定条件且不满足第四判定条件时，确定所述纯电动汽车的制动控制方式为按照预定的分级制动模式依次进行能量回馈制动和滑行制动；

当所述目标对象同时不满足第一判定条件、第二判定条件和第三判定条件时，确定所述纯电动汽车的制动控制方式为按照预定的分级制动模式依次进行机电复合制动、能量回馈制动和滑行制动；

所述机电复合制动包括液压制动和能量回馈制动；

所述第一判定条件为V1≤V2，V1为当前车速，V2为预定的车速阈值；

所述第二判定条件为|a1|≤|a2|，a1为自动驾驶需求减速度，a2为整车行驶阻力减速度；

所述第三判定条件为|a2|+|a3|≥|a1|，a3为能量回馈最大减速度；

所述第四判定条件为|a3|<0.5*|a2|。

6.根据权利要求5所述的制动控制方法，其特征在于，车速阈值通过标定试验来确定，车速阈值为8-12km/h。

7.根据权利要求6所述的制动控制方法，其特征在于，当确定所述纯电动汽车的制动控制方式为液压制动时，根据Δa1确定液压制动力，并对所述纯电动汽车进行液压制动，Δa1＝|a1|-|a2|。

8.根据权利要求6所述的制动控制方法，其特征在于，所述按照预定的分级制动模式依次进行液压制动和滑行制动具体为：

根据Δa1确定液压制动力，并对所述纯电动汽车进行液压制动，直至所述第二判定条件成立时，转为对所述纯电动汽车进行滑行制动，Δa1＝|a1|-|a2|。

9.根据权利要求6所述的制动控制方法，其特征在于，所述按照预定的分级制动模式依次进行能量回馈制动和滑行制动具体为：

计算能量回收扭矩，并对所述纯电动汽车进行能量回馈制动，直至所述第二判定条件成立时，转为对所述纯电动汽车进行滑行制动；

能量回收扭矩的计算公式为：

式中，M为能量回收扭矩，Δa1＝|a1|-|a2|，m为a3对应的能量回收扭矩。

10.根据权利要求6所述的制动控制方法，其特征在于，所述按照预定的分级制动模式依次进行机电复合制动、能量回馈制动和滑行制动具体为；

根据Δa2确定液压制动力，并对所述纯电动汽车进行液压制动，同时，以a3对应的能量回收扭矩对所述纯电动汽车进行能量回馈制动；

直至Δa2＝0时，停止对所述纯电动汽车的液压制动，继续维持以a3对应的能量回收扭矩对所述纯电动汽车进行能量回馈制动；

直至所述第二判定条件成立时，转为对所述纯电动汽车进行滑行制动；

Δa2＝|a1|-|a2|-|a3|。

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