CN112248988A - 机动车制动及驱动控制方法、系统、智能终端及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机动车制动及驱动控制方法、系统、智能终端及存储介质，涉及机动车控制的技术领域，通过加装车身三维加速度传感器形成新的ABS系统，实时探测计算各车轮的速度及加速度数值与车身加速度及车身速度数值；依据车轮速度数值与车身速度数值计算得到机动车当前时刻各车轮的制动滑移率或驱动滑移率；依据当前时刻的滑移率对机动车各车轮进行制动压力及发动机的牵引力的精确调节，起到制动防抱死控制和驱动防滑控及保障车辆安全稳定行驶的作用。本发明具有能计算滑移率并将滑移率应用于机动车制动控制中以降低其制动压力的波动幅度，从而改善驾驶员的制动控制体验的效果。

Description

机动车制动及驱动控制方法、系统、智能终端及存储介质

技术领域

本发明涉及机动车控制的技术领域，尤其是涉及机动车制动及驱动控制方法、系统、智能终端及存储介质。

背景技术

目前，现代防抱死制动控制系统(ABS)是在传统轮式车辆制动系统的基础上结合电子控制技术得到的用于在制动时防止车轮抱死的机电一体化系统，由控制器、电磁阀、轮速传感器等组成。在湿滑路面或紧急制动情况下，当司机脚踏板控制的制动力过大时，控制器通过轮速传感器可探测到车轮有抱死的倾向，此时控制器通过电磁阀作动系统减小该车轮的制动压力，防止车轮抱死。而当车轮轮速恢复并且与地面摩擦力有减小趋势时，控制器又通过电磁阀作动系统增加制动力。通过这样反复地减小制动力和恢复增加制动力的方式可以有效地利用轮胎与地面的附着力缩短制动距离，同时保证车辆的制动稳定性，方便控制转向，避免侧滑甩尾，提高车辆行驶的安全性，同时延长轮胎的使用寿命。

而ABS的功能就是防止车轮制动时发生抱死，其为了适应各种可能的行驶路面(下雨湿滑或结冰路面，清洁干燥的沥青路面等)，其目标制动减速度应该在2～9.8m/s²或更大一些的控制范围内，其基本控制策略是：在紧急制动的初始阶段，制动压力上升，路面与车轮边缘的摩擦力与制动压力形成的制动力的合力矩使车轮产生制动减速度。一段时间后(通常需要数十至数百毫秒)，车轮达到某一减速度值(为了能适应高附着路面，这一减速度值通常要大于9.8m/s²)，说明车轮有抱死倾向，车轮状态已处于不稳定的区域，此时ABS通过控制制动力矩减小，即控制减小制动压力，这时车轮由于惯性及机械系统滞后仍有一小段轮速下降，随后轮速开始回升，一段时间后(通常也需要数十至数百毫秒)车轮减速度回升到达另一减速度值(为了能适应低附着路面，例如结冰路面，这一减速度值通常需要小于2m/s²)，此时需要再次增加制动压力。这样周而复始的循环，以此操控车辆在制动过程中保持平稳安全且在尽可能短的制动距离内停车的目的。以上过程中，司机必须尽力保持对制动踏板有足够的踩踏力，通过制动器使各车轮减速度能达到超过9.8m/s²的水平；同时ABS调节阀能够很快启动将制动压力减小使其减速度恢复到小于2m/s²的水平。

对于不同附着系数的路面，即使保持尽力踩踏制动踏板的力的大小不变，ABS制动时要分别达到9.8m/s²和2m/s²的减速度所需要的时间是不同的，在高附着系数路面，如柏油路，车轮减速度要达到超过9.8m/s²所需时间较长，这段时间内车轮处于较大的制动压力下工作，对整车来说制动力很强；而当ABS检测到车轮减速度已达到超过9.8m/s²后即车轮有抱死倾向时开始减小对应车轮的制动压力，对应车轮在高附着路面的摩擦力作用下，轮速迅速回升，车轮减速度回升至2m/s²所需的时间较短，因此在整个制动循环控制过程中，车轮大部分时间都处于较大制动压力下工作，车轮的减速度较大，整车的制动减速度较大。

由此可以得出，以往的机动车都是通过车轮加速度来判断车辆是否需要启动ABS系统，当机动车处于不同的路面上时其制动效果不同。为了在紧急制动过程中能适应复杂的路面情况，例如部分结冰的柏油路面，司机必须尽力保持对制动踏板有足够的踩踏力，通过制动器使各车轮减速度能达到超过9.8m/s²的水平；同时ABS调节阀能够很快启动将制动压力减小使其减速度恢复到小于2m/s²的水平，否则ABS就不能完成正常的工作循环而导致制动失控现象发生。因此驾驶员需要猛踩刹车触发ABS，并在整个制动过程中保持对制动踏板有足够的踩踏力，否则ABS可能不会正常启动工作，即以往的车辆有刹车力度的限制要求。

机动车的车轮滑移率控制是ABS等安全可靠性制动/驱动系统的理论基础，是一个非常重要的控制指标，对大多数情况而言，车辆制动时车轮滑移率在某个特定区间(10％～30％)时，纵向附着系数有最大值，且同时也具有较大的横向附着系数。车辆紧急制动时，就是要使车轮的滑移率保持在这种特定的状态，这样可以得到尽可能短的制动距离，同时避免制动过程中车辆侧滑甩尾等失控情况发生。同样，汽车发动机驱动车轮转动使车辆快速起步和紧急加速行驶时，车轮滑移率保持上述状态时，可以获得最大的驱动能力提速，同时保持较好的抵抗侧滑甩尾失控的能力。而在一般行驶过程中，不论是车辆制动还是车辆加速行驶，只要滑移率保持在30％以内，除了正常行驶外，还可以最大限度地保证车辆有良好的制动和加速性能及可靠地转向操控能力；当然，车辆作为一个整体，还应当考虑制动力和驱动力的合理分配。

综上所述，现有技术方案存在以下缺陷：以往的技术方案在对机动车进行计算控制时缺少了对滑移率数值的参考，其原因在于在车辆制动或驱动工况下无法计算车身速度Vy，进而难以得到滑移率的实时数值，难以控制车辆保持在滑移率S＜30％区间的最佳车辆行驶状况，因此目前的ABS只能通过车轮加速度粗略判断车辆是否趋于抱死状态，从而使得ABS在实际制动控制过程中需要不断地试错、纠错，试错指车辆需要达到设定的车轮加速度以触发ABS，纠错指ABS控制车轮速度回升以避免抱死，进而使得制动压力一直处于较大的波动中，反过来会使制动踏板产生震动，使驾驶员的制动控制体验变差。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的第一目的是提供机动车制动控制方法，能在车辆行驶过程中实时计算各相关车轮对应不同路面的滑移率，并将滑移率应用于机动车制动控制中，依据制动踏板踩踏力大小不同，将滑移率控制在预设阈值之内，以降低其制动压力的波动幅度，可以避免制动踏板踩踏力不足时可能产生的失控，从而改善驾驶员的制动控制体验的效果。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：一种机动车制动控制方法，包括如下步骤：在机动车行驶过程中实时检测并采集车轮速度数值Vw与车身加速度数值ay；

依据车身加速度数值ay计算得到车身速度数值Vy，获取当前时刻的车身速度数值以及车轮速度数值Vw并依据预设的制动滑移率公式运算机动车各车轮当前时刻的滑移率S，预设的制动滑移率公式S＝(Vy-Vw)/Vy；

获取并依据当前时刻的制动滑移率判定机动车所采取的制动控制方式，若制动滑移率高于预设阈值则获取对应ABS的控制信号以控制减小对应车轮的制动压力，若制动滑移率低于预设阈值则获取对应制动踏板的制动信号以控制对应车轮的制动压力。

通过采用上述技术方案，当驾驶员踩下制动踏板使车辆制动时，随着制动压力增大，车轮转动速度减小，路面对车轮胎接触面的摩擦力通过车轮传递到车身使车身减速，使得车身速度减小；由于车轮与路面存在一定的滑移，因此车身速度比车轮速度大，滑移率也从0开始增加，当滑移率小于预设阈值时，ABS系统就不做任何制动力的调节，此时制动压力由驾驶员通过制动踏板进行控制；若某一时刻车轮滑移率大于预设阈值，则ABS系统通过对电磁调节阀的控制使对应的车轮制动力减小，使该车轮的滑移率不超过预设阈值，以保证车轮能获得最大的纵向附着力，同时具有较强的横向附着力，以此避免机动车因车轮抱死而失控。当预设阈值为30％时，可以控制车辆始终保持在最佳的行驶状况，且车身速度通过车身加速度计算得到，车身加速度可以通过三维加速度传感器检测得到，三维加速度传感器会将车身的纵向横向及与路面垂直方向的三维加速度数值发送至处理器，通过计算得到实时的车轮与路面的滑移率，辅以现有的轮速传感器和电子车轮制动力控制调节装置和电子车轮驱动力控制调节装置及电子发动机功率控制调节装置等，就可以实现对车辆的车轮滑移率进行精确计算和精确控制的功能，ABS无需反复纠错以避免车轮抱死，以此减小了ABS制动压力调节过程中的的压力波动幅度，避免踩踏力大造成车轮的制动压力波动大引起制动踏板震动及车身震动大的问题，使驾驶员可以通过制动踏板根据车辆行驶的交通路况平滑地调节控制制动压力，从而改善驾驶员的制动控制体验；且机动车通过滑移率控制ABS系统的触发，从而避免了因驾驶员踩踏制动踏板力不足而造成ABS不能正常工作的情况，降低了对驾驶员的操作要求，提升了安全性，且可以方便未来车辆人工智能自动驾驶的技术研发。且由于通过计算可以直接得到滑移率的精确值，是一种实时的精确的路面识别技术。运用这项技术，就可以不需等待车轮的制动压力超出需要的最佳范围就对制动压力进行限制，这种限制操作的目的是将制动力的大小变化控制在不超出最佳滑移率的范围，由此就保证了能依据驾驶员的意图将制动力从0平滑地控制在路面允许的最佳最大范围以内；而以往的ABS系统是通过判断车轮的制动压力超出路面允许的最佳范围并且已经趋向抱死了才进行减压控制，反过来还要检测这个减压控制过程是否充分，因为减压不充分则车轮很快会被抱死，而减压过头了这个车轮的平均制动力就会变得很弱，这其中的分寸把握非常重要，但也很不容易把握。这也是为什么通常一个车型的ABS标定工作需要花费大量的时间和资金费用，例如需要分别进行重载和轻载、夏季和冬季各种不同附着系数单一路面和混杂路面的测试。因此，根据车轮滑移率对车辆进行制动调节，就是依据驾驶员的制动意图，最大限度地根据不同路面的情况进行精准的制动力上限的限制调节，以此消除了路况的影响干扰，其适用于各种复杂的路况，如泥地、冰面等。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：机动车制动过程中实时的车身速度Vy的计算公式：

其中V_y0为机动车制动前的车身速度，其数值等于机动车开始制动时刻的车轮速度数值Vw，ay为实时的车身加速度数值，t1为机动车开始制动的时刻，t2为当前时刻。

通过采用上述技术方案，车身加速度采用加速度传感器检测获得，车身速度通过计算公式

计算得到，即通过车身加速度换算得到，相比于以往ABS运行中通过轮速传感器换算得到的车身速度，由于不受车轮打滑影响，因此精度更高；通过此滑移率的阈值指标控制ABS的启停，从而减少ABS制动压力调节过程中的的压力波动幅度，从而改善驾驶员的制动控制体验。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：制动过程中车轮的滑移率的预设阈值的取值范围为10％～30％。

通过采用上述技术方案，若车轮滑移率低于预设阈值则由驾驶员直接通过踩踏制动踏板进行制动，当车轮滑移率超过预设阈值时，通过系统的制动力调节装置，即ABS系统的电磁调节阀装置，减小对应车轮的制动力，使该车轮的滑移率低于预设的滑移率的预设阈值，然后恢复驾驶员通过制动踏板对车轮的制动，如此循环反复。此控制方法贯穿整个制动减速过程，在此过程中，不需要判断车轮是否会抱死，也不需要刻意减小制动压力使轮速恢复到一个较低的制动力水平。这样，制动过程中制动压力的波动幅度会大幅减小，驾驶员可以根据道路情况通过踩踏制动踏板从0制动力到路面允许的最大制动力之间平滑的变化选择所需的制动力水平。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：还包括如下步骤：实时采集车身加速度数值ay,实时采集并计算机动车各车轮的车轮速度数值Vw和车身速度数值Vy，计算并获取各个车轮的滑移率S，当任一或多个车轮当前的滑移率S超过预设阈值时获取其对应的ABS的控制信号以控制此部分车轮对应的制动压力。

通过采用上述技术方案，通过测量每个车轮对应的滑移率单独控制各个车轮的制动压力，当任一或多个车轮打滑时可通过ABS系统对打滑的车轮进行单独的控制，而其余的车轮依然采用制动踏板进行控制，以此避免机动车部分车轮失控而发生失控现象，提升安全性；若所有车轮滑移率低于预设阈值则完全由驾驶员根据路面交通情况踩踏制动踏板来控制整车的制动压力。

本发明第二目的是提供机动车驱动控制系统，能精确计算得到各驱动轮的驱动滑移率，以此提升在冰雪或湿滑路面上起步和行驶过程中的车辆特别是全部车轮都是驱动轮的车辆的驱动控制的精度，避免出现油门过大导致驱动轮滑移率超过预设30％阈值造成的驱动力变小并产生车辆甩尾和方向失控的状况。

本发明的第二发明目的是通过以下技术方案得以实现的：机动车驱动控制系统，包括如下步骤：在机动车起步及行驶过程中实时检测并采集各驱动轮的车轮速度数值Vw与车身加速度数值ay；

获取当前时刻的车身加速度数值ay并通过计算得到当前时刻的车身速度Vy，获取车轮速度数值Vw并依据预设的驱动滑移率公式运算机动车当前时刻的滑移率S，预设的驱动滑移率公式：S＝(Vw–Vy)/Vw；

依据当前时刻的滑移率判定机动车所采取的驱动控制方式，若同轴仅一侧驱动轮的驱动滑移率超过滑移率的预设阈值，则增加对该驱动轮的制动力直至该驱动轮的滑移率等于同轴另一侧的驱动轮的滑移率；

若所有驱动轮的滑移率均超过预设阈值，则控制减小发动机的牵引力，使驱动轮的滑移率不高于车轮滑移率的预设阈值；

若所有驱动轮的滑移率均低于预设阈值，则获取对应油门的驱动信号以控制发动机的牵引力。

通过采用上述技术方案，滑移率不仅与机动车的制动有关系，也与车辆的动力驱动有关系，两者的不同点在于前者作用于制动系统，对车轮制动力进行控制，避免车轮减速过快而抱死；后者作用于驱动系统，对驱动轮滑移率进行控制，避免驱动轮加速过快而打滑，而两者的共同点都是对车轮滑移率的控制；当滑移率高于预设阈值时表明车轮脱离了最佳工作状态，此时车轮纵向附着力由变大转为变小，且横向附着力变得更小，机动车容易出现失控现象，即此时进入了车轮过度打滑状态，若机动车是后驱动轮打滑，车辆容易甩尾，若是前驱动轮打滑，车辆方向容易失控。此时系统可以将各驱动轮的滑移率通过踩踏油门踏板的力度从小到大的不同平滑地控制在0～30％的预设阈值即对应的最小驱动力到最大驱动力之内，避免出现油门过大导致驱动轮滑移率超过30％反而造成的车轮驱动力变小，且同时车轮横向附着力变得更小导致的车辆方向失控和甩尾的状况。

本发明第三目的是提供机动车制动及驱动控制系统，具有能计算滑移率，并将滑移率应用于机动车制动及驱动控制，以降低其制动压力的波动幅度从而改善驾驶员的制动及驱动控制体验效果的特点。

本发明的第三发明目的是通过以下技术方案得以实现的：机动车制动及驱动控制系统，包括，

车轮速度采集模块，用于在机动车行驶过程中实时检测并采集车轮速度数值Vw；

车身速度采集模块，用于在机动车行驶过程中实时采集车身加速度数值ay；

信息处理模块，与车身速度采集模块、车轮速度采集模块连接，用于获取车身速度数值Vy的表达式与车轮速度数值Vw并导入预设的制动滑移率公式中以得到滑移率S，预设的制动滑移率公式：

其中，t1为机动车开始制动的时刻，t2为当前时刻，其中V_y0为机动车制动前的车身速度，其数值等于机动车开始制动时刻的车轮速度数值Vw，ay为实时的车身纵向加速度数值；

制动控制模块，与信息处理模块连接，用于获取并依据当前时刻的制动滑移率判定机动车所采取的制动控制方式，若制动滑移率高于预设阈值则获取对应ABS的控制信号以控制减小对应车轮的制动压力，若制动滑移率低于预设阈值则获取对应制动踏板的制动信号以控制对应车轮的制动压力。

驱动控制模块，与信息处理模块连接，用于依据当前时刻的驱动滑移率判定机动车所采取的驱动控制方式，若同轴仅一侧驱动轮的驱动滑移率超过滑移率的预设阈值，则增加对该驱动轮的制动力直至该驱动轮的滑移率等于同轴另一侧的驱动轮的滑移率；

若所有驱动轮的滑移率均超过预设阈值，则控制减小发动机的牵引力，使驱动轮的滑移率不高于车轮滑移率的预设阈值；

若所有驱动轮的滑移率均低于预设阈值，则获取对应油门的驱动信号以控制发动机的牵引力。

通过采用上述技术方案，通过车身速度采集模块采集车身速度数值，通过车轮速度采集模块采集车轮速度数值，信息处理模块采用预设的计算公式对车身速度数值、车轮速度数值进行运算并得到滑移率，且由于滑移率是通过车轮速度与车身速度计算得到，且车身速度通过车身加速度计算得到，实现了车身速度的实时采集，从而实现了对滑移率的计算，实现了车辆根据车轮滑移率进行制动/驱动的效果，以此减少ABS制动压力调节过程中的压力波动幅度，从而改善驾驶员的制动控制体验。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述车身速度采集模块包括安装于机动车上的加速度传感器以及运算子模块，加速度传感器用于实时检测并获取对应车身的加速度数值，运算子模块用于获取并依据机动车制动前的车身速度及车身的加速度数值计算得到车身速度数值。

通过采用上述技术方案，现有车辆的车轮一般均装有齿圈，与分别安装在对应车轴支撑部位的对应的轮速传感器配合，因此可以通过相关计算得到车轮速度；车身加速度可以采用加速度传感器检测得到，采用车身速度Vy的计算公式

运算得到车身速度，解决了车辆制动减速和驱动加速过程中车身速度Vy的实时精确计算的问题；由此可通过计算得到各车轮的滑移率数值，为车辆制动/驱动计算中滑移率的控制提供了精确地数据数值保证。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述车轮速度采集模块采用轮速传感器，所述加速度传感器采用三轴加速度传感器。

通过采用上述技术方案，通过加装三轴加速度传感器，从而可以判断车辆在弯道行驶时侧滑和侧倾的危险程度，也可以判断车身是否处于坡道上。

本发明第四目的是提供一种智能终端，具有计算滑移率，并将滑移率应用于机动车制动/驱动控制，从而改善驾驶员的制动/驱动控制体验效果的特点。

本发明的第四发明目的是通过以下技术方案得以实现的：一种智能终端，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行上述的机动车制动控制方法或上述的机动车驱动控制方法的计算机程序。

本发明第五目的是提供一种计算机存储介质，能够存储相应的程序，具有计算滑移率，并将滑移率应用于机动车制动/驱动控制，从而改善驾驶员的制动/驱动控制体验效果的特点。

本发明的第五发明目的是通过以下技术方案得以实现的：一种计算机可读存储介质，存储有能够被处理器加载并执行上述的机动车制动控制方法或上述的机动车驱动控制方法的计算机程序。

附图说明

图1是实施例一的整体结构示意图；

图2是实施例一的方法流程图；

图3是实施例一的机动车轮胎特性曲线图；

图4是实施例一中的不同路面的机动车轮胎特性曲线图；

图5是实施例二的方法流程图。

具体实施方式

以下结合附图1-5对本发明作进一步详细说明。

当前自动驾驶技术有广阔的应用前景，对车辆制动力的控制从0开始到车轮与路面附着系数允许的最大能力之间进行平滑连续地控制是一项重要的技术指标，通过对制动滑移率0～30％的连续变化控制就可实现以上要求；

而以往的以车轮加速度为控制参数的ABS控制系统存在其需要施加足够大的制动力使车轮趋向抱死才能维持正常工作循环,若制动力不足以使车轮抱死但是又超过路面与车胎接触面之间最大摩擦力允许的范围时ABS系统就不能实现正常工作循环，车辆的制动就有可能失控。而为了避免这种可能的失控，只能通过不使用刹车制动，或使用紧急制动，否则就要冒可能失控的危险，因此需要用到本发明的机动车制动控制系统，以减少此类问题。

实施例一：参照图1，为本发明公开的机动车制动控制系统，用于实时探测计算车轮的滑移率，实现在制动过程中依据制动踏板踩踏力的大小不同将滑移率平滑地控制在0～30％的预设阈值，即制动力从0到路面允许的设定最大制动力之内，以此减少ABS制动压力调节过程中的压力波动幅度，避免制动踏板踩踏力不足造成的ABS工作失控的危险，从而改善驾驶员的制动控制体验。

该机动车制动控制系统包括车身速度采集模块、车轮速度采集模块、信息处理模块以及制动控制模块。车身速度采集模块用于采集机动车车身的移动速度，即车身速度；而车轮速度采集模块可采用SD006型号或JZ-DPGH-006的轮速传感器，轮速传感器有多个且分别固定安装于机动车的每个车轮轴的车身支撑部位上且与各车轮相对应，与安装在车轮上与车轮一同转动的齿圈配合用于采集计算车轮外周边沿的线速度，即车轮速度；车身速度与车轮速度用于计算机动车车轮的滑移率。

车身速度采集模块包括加速度传感器以及运算子模块，加速度传感器可以采用ADXL345型号或MMA7361L等型号的三轴加速度传感器，其与本发明的系统的其它零部件组成的ECU一起安装于机动车纵向中心面偏转向轮一侧的车身或底盘上，可以检测车身横向X、纵向Y及高度Z方向上的加速度数值，X方向即车身横向，Y方向即车身前进方向，Z方向即车身高度方向。

三轴加速度传感器可以应用于检测车身的状态。假定加速度传感器的X、Y、Z方向分别对应车身横向、前进方向及高度方向，则当车辆静止或匀速直线运动且Z轴数值az等于重力加速度数值g时，说明车身在水平状态,对应ax＝0和ay＝0,az＝g；若az≠g,ax＝0,ay≠0,则车身处于上坡或下坡的坡道上，若ay＞0为下坡，则ay＜0为上坡，坡度＝∣ay/az∣，且ay数值偏离0越多，说明坡道越陡，由此可为实现坡道起步与陡坡缓降的自动操控或辅助操控提供技术基础。

参照图1、图2，运算子模块采用处理器，处理器内预先设有计算公式：

其中，t1为机动车开始制动的时刻，t2为当前时刻，其中V_y0为机动车制动前的车身速度，其数值等于机动车开始制动时刻的车轮速度数值Vw，ay为实时的车身纵向加速度数值。加速度传感器与运算子模块配合，用于在机动车行驶过程中实时检测并采集车身速度Vy，从而方便计算机动车的滑移率。

信息处理模块与车身速度采集模块、车轮速度采集模块连接，用于获取车身速度数值与车轮速度数值并导入预设的制动滑移率公式中以得到滑移率S。信息处理模块可以采用计算机，且与加速度传感器、运算子模块连接，以此采集车身速度数值Vy以及车轮速度Vw。信息处理模块内预先设有滑移率公式：S＝(Vy-Vw)/Vy，其中，S为滑移率，同一时刻的车身速度数值为Vy且车轮加速度数值为Vw。基于车身速度数值Vy的表达式，可以得到基于车轮速度与车身加速度的车轮制动滑移率计算公式：

公式

中，引用了车身加速度数值ay，车身加速度通过加速度传感器独立测量得到。以往并没有适用于各种路况下且可精准计算滑移率的方式，而本实施例车身加速度可以采用加速度传感器检测获得，车身速度可以通过计算公式及车身加速度换算得到，有了精确的车身速度，则滑移率的计算才能实现，有了实时的滑移率作为参考，则能通过滑移率对车辆的制动进行精准的控制，进而提升车轮防抱死制动的精确度。

车轮制动滑移率S＝(Vy-Vw)/Vy,满足不等式100％≥S≥0，车辆行驶中，若当前时刻的车身速度等于车轮速度且不为零，则当前时刻的滑移率为零，说明车辆在做匀速运动；车辆制动减速时，滑移率从S＝0开始随着车轮制动力增加而增大，当S＝10％～30％时车轮与路面的纵向附着力达到最大值，对应车辆有最大的制动力，同时还保有较强的横向附着力；此后随着车轮制动压力继续增加，滑移率S超过30％后，车轮与路面之间的纵向附着力逐渐变小，同时车轮与路面的横向附着力更快地变小，表明车辆的制动性能开始变差；继续增加车轮的制动力后当车轮速度为0时滑移率S＝100％，此时车轮处于抱死状态，车轮磨损严重，且横向附着力变得很差，车辆极易发生侧滑甩尾，因此滑移率S的数值可以很好地反映车辆的制动状态。本实施例中的控制系统通过此滑移率为30％的阈值指标控制ABS的启停，驾驶员踩踏制动踏板的力度大小不同就可以通过ABS系统控制滑移率从0～30％之间即对应车轮最小制动力到路面允许的车轮最大制动力之间实现平滑地变化控制。而以往的ABS系统首先需要足够大的制动踏板踩踏力制动使车轮趋向抱死，然后ABS控制减小车轮制动力使车轮恢复转动到一个合理的轮速水平，这样不断地循环控制过程中车轮的制动力波动会比较大，且可能会因为驾驶员踩踏制动踏板力不足造成ABS不能完成正常工作循环而导致制动失控。采用了以车轮滑移率为控制参数的制动方法，就能避免以往ABS系统的不足，降低了对驾驶员的操作要求，提升了安全性。

制动控制模块可以采用单片机等，其用于获取并依据当前时刻的滑移率判定机动车所采取的制动控制方式，若滑移率高于预设阈值则获取对应ABS系统的控制信号以控制对应车轮的制动压力，若滑移率低于预设阈值则获取对应制动踏板的制动信号以控制对应车轮的制动压力。

参照图3、图4，即机动车轮胎特性曲线图，其中，实线为纵向附着系数，车身重量不变时纵向附着系数可以反映车轮的前进方向的摩擦力大小，纵向附着系数越大则车身减速越快；而虚线为侧向附着系数，侧向附着系数可以反映车轮的转向能力和抵抗侧滑的能力，即侧向附着系数越大转向越灵敏可靠。由图中可知，车辆在路面上行驶，滑移率在10％～30％左右时有最大的纵向附着力，同时仍有相当可观的横向附着力，分别对应路面允许的最大制动力及较佳的抗侧滑能力；而当滑移率超过30％后，纵向附着力减小，横向附着力减小更快，对应车辆的制动力和抗侧滑能力下降。因此机动车在路面上行驶时，车轮与路面之间的滑移率应当保持在30％以内，而在进行紧急制动或急加速情况下，应当将车轮与路面之间的滑移率控制在10％～30％之间，这样就可以最大限度地利用车轮与路面的纵向附着力实现最短距离地制动或者最快地提速，同时也能很好地利用横向附着力兼顾车轮的转向，避免车辆发生侧滑甩尾。

综上所述，当车轮滑移率在10％～30％之间时机动车处于易控状态，因此预设阈值可以取10％～30％，本实施例中选取30％为预设阈值，当机动车的车轮滑移率高于预设阈值，即30％时，机动车脱离易控状态，纵向附着系数与侧向附着系数均出现下滑现象，此时机动车容易出现抱死现象。因此制动控制模块更改车轮的制动控制方式，当车辆当前的滑移率超过30％，则ABS控制车轮对应的制动压力减小，使得车轮速度回升，使得滑移率下降至预设阈值，即30％以下，此时机动车回到易控状态。当车辆当前的滑移率低于30％时，制动控制模块再切换制动控制方式，获取制动踏板的制动信号以控制车轮对应的制动压力，以此方便驾驶员通过制动踏板对机动车进行控制。整个制动过程中，驾驶员通过踩踏制动踏板，依据踩踏力度从小到大对应制动滑移率从0到30％之间即最小制动力到路面允许的最大制动力之间平滑地变化，当踩踏力不是足够大时，仅对应滑移率为小于30％的某个对应的车轮制动力值，不会发生ABS制动失控现象；当踩踏力非常大时，滑移率会维持在10％～30％之间，车轮的制动压力不会发生很大的变化，车轮与路面的摩擦制动力会保持在路面允许的最大摩擦制动力水平附近。

而以往的以车轮加速度为控制参数的ABS系统则要求用足够大的制动踏板踩踏力，才能保证ABS的正常启动并实现正常工作循环。其工作循环中需要反复利用足够大的制动踏板踩踏力产生的制动压力来检测车轮是否会趋向抱死，然后又通过ABS控制电磁阀减小制动压力来判断车轮是否恢复转动，因此车轮的制动压力变化较大，造成制动踏板振动，产生噪声，且当制动踏板踩踏力不足时ABS不能实现正常工作循环而可能造成车辆失控。

与以往的ABS控制方式相比，以往的ABS的触发条件是车轮加速度数值的绝对值超过g(重力加速度＝9.8m/s²)，假如当机动车在附着系数0.15～0.3的冰面或湿滑路面等低附着路面上制动时，驾驶员轻踩制动踏板，使车轮边缘产生-5m/s²的加速度，此时ABS认定车轮没有抱死倾向因此不启动，车轮边缘会以-5m/s²的加速度转动到转速为0为止；而因为路面附着系数较低，因此路面不能提供足够的制动摩擦力使车身产生-5m/s²的加速度，因此车轮停止转动后，车身仍会继续滑行，此时的车轮滑移率为100％，车身处于失控状态。而机动车采用本实施例的滑移率为控制参数的制动控制模块时，会将车身速度与轮速对应的滑移率S＝(Vy-Vw)/Vy作为控制参数，整个过程中会使车速与轮速满足一定的比例关系，当机动车的轮速与车速偏差过大使车轮滑移率高于预设阈值，即30％时，机动车脱离易控状态，此时制动控制模块更改车轮的制动控制方式并启用ABS控制车轮，降低车轮的制动力，使车轮滑移率不超过30％，从而避免车轮发生抱死现象，使得车辆始终保持在30％滑移率内的最佳行驶车况。相比于之前的ABS触发条件，驾驶员无需刻意用力踩制动踏板以启用ABS，仅需根据车辆行驶的交通路况控制踩踏制动踏板的力度，从而降低了对驾驶员操作的要求，降低了车轮抱死的风险，从而提升了安全性。

参照图2，上述机动车制动控制系统，可以实现以下控制方法，具体步骤为：

在机动车行驶过程中通过加速度传感器实时检测并采集车身加速度数值ay；

在机动车行驶过程中通过轮速传感器实时检测并采集车轮速度Vw；

获取当前时刻的车身加速度数值ay并通过计算公式：

计算Vy，其中，t1为机动车开始制动的时刻，t2为当前时刻，其中Vy0为机动车制动前的车身速度，其数值等于机动车开始制动时刻的车轮速度数值Vw，ay为实时的车身纵向加速度数值。从而得到当前时刻的车身速度Vy，获取车轮速度数值Vw并依据预设的制动滑移率公式运算机动车当前时刻的滑移率S，预设的制动滑移率公式：S＝(Vy-Vw)/Vy；

制动控制模块获取并依据当前时刻的制动滑移率判定机动车所采取的制动控制方式，若滑移率高于预设阈值，即30％则获取对应ABS系统的控制信号以控制对应车轮的制动压力，ABS系统控制车轮对应的制动压力减小，使得车轮速度回升，使得滑移率下降至预设阈值以下，此时机动车回到易控状态。若滑移率低于预设阈值，即S＜30％则获取对应制动踏板的制动信号以控制对应车轮的制动压力，此时驾驶员根据路面交通情况通过制动踏板对机动车进行制动控制。由此可将驾驶员对制动踏板的大小不同的踩踏力控制平滑地对应转化为0～30％的滑移率变化，最后平滑地对应转化为制动力从0到路面允许的最大制动力之间的制动力变化。

基于对机动车各车轮制动的自由度考虑，增加以下步骤：计算机实时采集机动车各车轮的轮速传感器测得的车轮速度，通过预设的制动滑移率计算公式计算并获取各个车轮的滑移率S。当任一或多个车轮当前的滑移率超过预设阈值，即30％时，计算机获取其对应的ABS系统的控制信号以控制此部分车轮对应的制动压力，以此避免此部分车轮发生局部抱死现象，且其余车轮获取对应制动踏板的控制信号以控制其对应的制动压力，从而减小ABS的运行负荷，提升方向控制的灵活度，以此避免机动车部分车轮失控而发生车辆失控现象，提升安全性。而若所有车轮滑移率低于预设阈值则完全交由驾驶员根据路面交通情况踩踏制动踏板来控制整车的制动压力。

本实施例的实施原理为：车辆制动时，车轮制动压力从0开始增加，由于车轮与路面存在一定的滑移，因此车身速度比车轮速度大，车轮制动滑移率也从0开始增加，当滑移率小于30％的预设阈值时表示车轮仍处在最佳工作性能区间。在该区间内，车轮有很好的横向附着力；且随着车轮滑移率从0增加到30％，车轮与路面的纵向附着系数也从0增加到最大值，对应的车轮与路面的摩擦力即车轮制动力也从0增加到最大值；

这时如果车轮的制动压力继续增大，车轮的滑移率超过30％以后，车轮与路面的纵向附着系数开始有明显下降，对应的车轮与路面的摩擦力即车轮的制动力开始有明显下降，且此时车轮与路面的横向附着系数下降更快更多，对应的车轮与路面的横向摩擦力即车轮抵抗侧滑的能力下降更快更多；由此可知这时车轮开始离开其最佳工作性能区间，开始进入车轮制动力下降区间，这时的车轮抵抗侧滑能力变得更差，轮胎磨损严重，再继续下去车轮就会抱死导致制动失控。

因此，车辆制动时，应使车轮滑移率控制在0～30％以内，对应的此时ABS系统不做任何制动力的调节，车辆完全由驾驶员通过制动踏板从0制动力到路面允许的最大制动力之间进行平滑的车轮制动力调节控制。

若某一时刻车轮滑移率大于预设阈值，如大于30％时，表示车轮将离开最佳工作性能区间，此时ABS系统通过对电磁调节阀的控制使对应的车轮制动力减小，使其返回最佳工作性能区间，以此避免车轮最大制动能力下降和抵抗侧滑能力下降。由于通过ay测得的车身速度具有真实性，而滑移率是通过车身速度计算得到，因此滑移率可以应用于机动车的ABS系统中，进而减少ABS制动压力调节过程中的压力波动幅度，从而改善驾驶员的制动控制体验。且机动车通过滑移率控制ABS系统的触发，从而避免了因驾驶员踩踏制动踏板力不足而造成ABS不能正常工作的情况，降低了对驾驶员的操作要求，提升了安全性。

实施例二：参照图5，机动车驱动控制方法，包括如下步骤：在机动车行驶过程中通过加速度传感器实时检测并采集车身加速度数值ay。

在机动车起步及行驶过程中通过轮速传感器实时检测并采集车轮的轮速Vw。

获取当前时刻的车身加速度数值ay并通过计算公式：

计算Vy，其中V_y0为机动车通过发动机加速驱动车轮使得车辆加速行驶前的车身速度，其数值等于机动车开始加速时刻的车轮速度数值Vw，ay为实时的车身加速度数值，t1为机动车开始加速的时刻，t2为当前时刻，从而得到当前时刻的车身速度Vy，其中驱动方式与制动方式的车身加速度ay矢量方向不同，所以制动时积分部分为负数，驱动时积分部分为正数。获取车轮速度数值Vw并依据预设的驱动滑移率公式运算机动车当前时刻的滑移率S，预设的驱动滑移率公式：S＝(Vw-Vy)/Vw。

依据当前时刻的滑移率判定机动车所采取的驱动控制方式，此处的滑移率预设阈值可以取30％。

若同轴仅一侧驱动轮的驱动滑移率超过滑移率的预设阈值，则增加对该驱动轮的制动力直至该驱动轮的滑移率等于同轴另一侧的驱动轮的滑移率；

若所有驱动轮的滑移率均超过预设阈值，则控制发动机的牵引力，使驱动轮的滑移率不高于车轮滑移率的预设阈值；

若所有驱动轮的滑移率均低于预设阈值，则获取对应油门的驱动信号以控制发动机的牵引力。

本实施例的实施原理为：车辆驱动与制动过程中的滑移率控制原理相同，都是要将车轮的滑移率控制在30％之内的最佳车轮工作性能区间，区别在于制动时仅需要对车轮制动力进行控制，避免车轮减速过快而抱死。而驱动时还要对发动机的牵引力进行控制，避免车辆行驶加速过快而严重打滑，使滑移率过高，避免影响车辆的加速效能，而两者的共同点均是对车轮滑移率进行控制，使车轮的滑移率控制在30％之内的最佳车轮工作性能区间。

当滑移率高于预设阈值时表明车轮趋向打滑严重，此时机动车容易出现失控现象。若机动车是后驱动轮打滑严重，则车辆容易甩尾，若是前驱动轮打滑严重，车辆方向容易失控；此时控制发动机的牵引力减小，以此使车轮的加速度减小，从而降低滑移率使车轮进入滑移率10％～30％的最大驱动力区间，从而提升车辆的稳定性。

实施例三：一种智能终端，可以采用计算机等，用于实现滑移率的计算，并将滑移率应用于机动车制动控制中，以减少ABS制动压力调节过程中的压力波动幅度，从而改善驾驶员的制动控制体验，其包括存储器和处理器。所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行上述的机动车制动控制方法或上述的机动车驱动控制方法的计算机程序。

本实施例的实施原理为：通过获取车身的加速度数值计算得到车身速度，从而依据预设的制动滑移率公式计算得到机动车当前的滑移率。当滑移率小于预设阈值时表示车身在易控状态，ABS系统就不做任何制动力的调节，此时制动压力由驾驶员通过制动踏板进行控制。若某一时刻车轮滑移率大于预设阈值，如大于30％时，表示车轮将离开最佳车轮工作性能区间转向进入制动力减退区间，这时车轮的横向附着力会随着车轮滑移率增加而很快减小，车轮容易发生侧滑；如果滑移率再继续增大到100％则车轮抱死，车轮失去转向控制能力，车身趋于失控状态。这时如果ABS系统及时通过对电磁调节阀的控制使对应的车轮制动力减小，就可以以此避免机动车因车轮抱死而失控，并使该车轮的滑移率始终小于预设阈值，即30％。且机动车通过滑移率控制ABS系统的触发，从而避免了因驾驶员踩踏制动踏板力不足而造成ABS不能正常工作的情况，降低了对驾驶员的操作要求，提升了安全性。

实施例四：一种计算机存储介质，可以采用硬盘等，能够存储相应的程序，用于将滑移率应用于ABS系统中以减少ABS制动压力调节过程中的压力波动幅度，从而改善驾驶员的制动控制体验。所述存储有能够被处理器加载并执行上述的机动车制动控制方法或上述的机动车驱动控制方法的计算机程序。

本实施例的实施原理为：通过获取车身的加速度数值计算得到车身速度，从而依据预设的制动滑移率公式计算得到机动车当前的滑移率。当滑移率小于预设阈值时表示车身在易控状态，ABS系统就不做任何制动力的调节，此时制动压力由驾驶员通过制动踏板进行控制。若某一时刻车轮滑移率大于预设阈值，如大于30％时，表示车轮趋于抱死状态，车身趋于失控状态，则ABS系统通过对电磁调节阀的控制使对应的车轮制动力减小，以此避免机动车因车轮抱死而失控，并使该车轮的滑移率始终小于预设阈值，即30％。且机动车通过滑移率控制ABS系统的触发，从而避免了因驾驶员踩踏制动踏板力不足而造成ABS不能正常工作的情况，降低了对驾驶员的操作要求，提升了安全性。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.机动车制动控制方法，其特征在于，包括如下步骤：在机动车行驶过程中实时检测并采集车轮速度数值Vw与车身加速度数值ay；

依据车身加速度数值ay计算得到车身速度数值Vy，获取当前时刻的车身速度数值Vy以及车轮速度数值Vw并依据预设的制动滑移率公式运算机动车当前时刻的滑移率S，预设的制动滑移率公式：S＝(Vy-Vw)/Vy；

获取并依据当前时刻的制动滑移率判定机动车所采取的制动控制方式，若制动滑移率高于预设阈值则获取对应ABS的控制信号以控制减小对应车轮的制动压力，若制动滑移率低于预设阈值则获取对应制动踏板的制动信号以控制对应车轮的制动压力。

2.根据权利要求1所述的机动车制动控制方法，其特征在于，机动车制动过程中实时的车身速度Vy的运算公式：

其中V_y0为机动车制动前的车身速度，其数值等于机动车开始制动时刻的车轮速度数值Vw，ay为实时的车身加速度数值，t1为机动车开始制动的时刻，t2为当前时刻。

3.根据权利要求1所述的机动车制动控制方法，其特征在于，制动过程中车轮的滑移率的预设阈值的取值范围为10％～30％。

4.根据权利要求1所述的机动车制动控制方法，其特征在于，还包括如下步骤：实时采集车身加速度数值ay,实时采集并计算机动车各车轮的车轮速度数值Vw和车身速度数值Vy，计算并获取各个车轮的滑移率S，当任一或多个车轮当前的滑移率S超过预设阈值时获取其对应的ABS的控制信号以控制减小此部分车轮对应的制动压力。

5.机动车驱动控制方法，其特征在于，包括如下步骤：在机动车起步及行驶过程中实时检测并采集车轮速度数值Vw与车身加速度数值ay；

获取当前时刻的车身加速度数值ay并通过计算得到当前时刻的车身速度Vy，获取车轮速度数值Vw并依据预设的驱动滑移率公式运算机动车当前时刻的滑移率S，预设的驱动滑移率公式：S＝(Vw-Vy)/Vw；

依据当前时刻的滑移率判定机动车所采取的驱动控制方式，若同轴仅一侧驱动轮的驱动滑移率超过滑移率的预设阈值，则增加对该驱动轮的制动力直至该驱动轮的滑移率等于同轴另一侧的驱动轮的滑移率；

若所有驱动轮的滑移率均超过预设阈值，则控制发动机的牵引力，使驱动轮的滑移率不高于车轮滑移率的预设阈值；

若所有驱动轮的滑移率均低于预设阈值，则获取对应油门的驱动信号以控制发动机的牵引力。

6.机动车制动及驱动控制系统，其特征在于，包括，

车轮速度采集模块，用于在机动车行驶过程中实时检测并采集车轮速度数值Vw；

车身速度采集模块，用于在机动车行驶过程中实时采集车身加速度数值ay；

信息处理模块，与车身速度采集模块、车轮速度采集模块连接，用于获取车身速度数值Vy的表达式与车轮速度数值Vw并导入预设的制动滑移率公式中以得到制动滑移率S，预设的制动滑移率公式：

其中，t1为机动车开始制动的时刻，t2为当前时刻，其中V_y0为机动车制动前的车身速度，其数值等于机动车开始制动时刻的车轮速度数值Vw，ay为实时的车身纵向加速度数值；

制动控制模块，与信息处理模块连接，用于获取并依据当前时刻的制动滑移率判定机动车所采取的制动控制方式，若制动滑移率高于预设阈值则获取对应ABS的控制信号以控制减小对应车轮的制动压力，若制动滑移率低于预设阈值则获取对应制动踏板的制动信号以控制对应车轮的制动压力；

驱动控制模块，与信息处理模块连接，用于依据当前时刻的驱动滑移率判定机动车所采取的驱动控制方式，若同轴仅一侧驱动轮的驱动滑移率超过滑移率的预设阈值，则增加对该驱动轮的制动力直至该驱动轮的滑移率等于同轴另一侧的驱动轮的滑移率；

若所有驱动轮的滑移率均超过预设阈值，则控制减小发动机的牵引力，使驱动轮的滑移率不高于车轮滑移率的预设阈值；

若所有驱动轮的滑移率均低于预设阈值，则获取对应油门的驱动信号以控制发动机的牵引力。

7.根据权利要求6所述的机动车制动及驱动控制系统，其特征在于，所述车身速度采集模块包括安装于机动车上的加速度传感器以及运算子模块，加速度传感器用于实时检测并获取对应车身的加速度数值，运算子模块用于获取并依据机动车制动前的车身速度及车身的加速度数值计算得到车身速度数值。

8.根据权利要求7所述的机动车制动控制系统，其特征在于，所述车轮速度采集模块采用轮速传感器，所述加速度传感器采用三轴加速度传感器。

9.一种智能终端，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1至4中任一项所述的机动车制动控制方法或如权利要求5所述的机动车驱动控制方法的计算机程序。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1至4中任一项所述的机动车制动控制方法或如权利要求5所述的机动车驱动控制方法的计算机程序。

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