CN113511078B - 一种低速反扭矩制动方法、装置、汽车及计算机可读存储介质 - Google Patents

一种低速反扭矩制动方法、装置、汽车及计算机可读存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种低速反扭矩制动方法、装置、汽车及计算机可读存储介质，其中，低速反扭矩制动方法包括：步骤S1，根据目标剩余距离、当前车速查表得到电机制动强度；步骤S2，根据挡位请求计算制动方向系数；步骤S3，根据所述电机制动强度与制动方向系数计算电机反扭矩；步骤S4，根据目标剩余距离、当前车速、当前车辆方向、制动方向系数判断反向运动风险，并根据判断结果输出实际电机反扭矩与传统制动强度值。本发明利用电机制动响应快、噪音小、舒适性高的特点，以电机反扭矩制动为主，以传统制动为辅，减小了制动末期车辆反向运动的风险。

Description

一种低速反扭矩制动方法、装置、汽车及计算机可读存储介质
技术领域
本发明属于智能驾驶技术领域，具体涉及一种低速反扭矩制动方法、装置、汽车及计算机可读存储介质。
背景技术
自动驾驶中，线控制动执行器通常为液压制动。当车辆为电动车时，还可以使用电机产生与车行方向相反的扭矩以达到制动的目的，称之为电机制动。电机制动具有响应快、噪音低等优点，可以作为液压制动的补充。
自动泊车中车速很低，使用电机制动可以达到轻缓制动的效果。但现有使用电机制动的方案由于使车辆从动态变为静止后存在反扭矩，如果不及时消除，会使车辆在刹停后存在极大的反向运动风险，带来安全性问题。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种低速反扭矩制动方法、装置、汽车及计算机可读存储介质，提高车辆自动泊车的安全性，减小车辆在刹停后反向运动的风险。
为解决上述技术问题，本发明提供一种低速反扭矩制动方法，包括：
步骤S1，根据目标剩余距离、当前车速查表得到电机制动强度；
步骤S2，根据挡位请求计算制动方向系数；
步骤S3，根据所述电机制动强度与制动方向系数计算电机反扭矩；
步骤S4，根据目标剩余距离、当前车速、当前车辆方向、制动方向系数判断反向运动风险，并根据判断结果输出实际电机反扭矩与传统制动强度值。
进一步地，所述步骤S1所查的表为目标剩余距离与当前车速的二维表格，首列表头为目标剩余距离，首行表头为当前车速。
进一步地，所述步骤S2具体包括：
步骤S21，判断挡位请求是否为前进挡，是则进入步骤S22，否则进入步骤S23；
步骤S22，输出制动方向系数为-1；
步骤S23，判断挡位请求是否为后退挡，是则进入步骤S24，否则进入步骤S25；
步骤S24，输出制动方向系数为+1；
步骤S25，输出制动方向系数为上一周期输出的制动方向系数。
进一步地，所述步骤S3计算电机反扭矩的方式为将所述电机制动强度与所述制动方向系数相乘。
进一步地，所述步骤S4具体包括：
步骤S41，判断当前车速及目标剩余距离是否均小于各自的阈值，是则进入步骤S42，否则进入步骤S43；或者判断车辆方向与制动方向是否一致，是则进入步骤S42，否则进入步骤S43；
步骤S42，输出实际电机反扭矩为0，输出传统制动强度值为预设值；
步骤S43，输出实际电机反扭矩为步骤S3计算获得的电机反扭矩，输出传统制动强度值为0。
进一步地，所述步骤S41中当前车速的判断阈值设置为0.5km/h，目标剩余距离的判断阈值设置为100mm。
进一步地，所述步骤S41中传统制动强度值的预设值设置为2％。
本发明还提供一种低速反扭矩制动装置，包括：
查表模块，用于根据目标剩余距离、当前车速查表得到电机制动强度；
第一计算模块，用于根据挡位请求计算制动方向系数；
第二计算模块，用于根据所述电机制动强度与制动方向系数计算电机反扭矩；
输出控制模块，用于根据目标剩余距离、当前车速、当前车辆方向、制动方向系数判断反向运动风险，并根据判断结果输出实际电机反扭矩与传统制动强度值。
本发明还提供一种汽车，包括所述的低速反扭矩制动装置。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序；其中，所述计算机程序在运行时控制所述计算机可读存储介质所在的设备执行所述的低速反扭矩制动方法。
实施本发明具有如下有益效果：利用电机制动响应快、噪音小、舒适性高的特点，以电机反扭矩制动为主，以传统制动为辅，减小了制动末期车辆反向运动的风险。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一一种低速反扭矩制动方法的流程示意图。
图2为本发明实施例一中步骤S2的具体流程示意图。
图3为本发明实施例一中步骤S4的具体流程示意图。
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附图，用以示例本发明可以用以实施的特定实施例。
请参照图1所示，本发明实施例一提供一种低速反扭矩制动方法，包括：
步骤S1，根据目标剩余距离、当前车速查表得到电机制动强度；
步骤S2，根据挡位请求计算制动方向系数；
步骤S3，根据所述电机制动强度与制动方向系数计算电机反扭矩；
步骤S4，根据目标剩余距离、当前车速、当前车辆方向、制动方向系数判断反向运动风险，并根据判断结果输出实际电机反扭矩与传统制动强度值。
具体地，步骤S1根据目标剩余距离(设为tgtDist)、当前车速(设为Vnow)查表得到电机制动强度(设为AntiTrq0)。所查的表为二维表格，如下表1所示：首列表头为目标剩余距离tgtDist，首行表头为当前车速Vnow，表中内容为电机制动强度AntiTrq0，单位Nm。内插法为线性插值。外推法为截断。
表1：电机制动强度二维表
例如，目标剩余距离tgtDist为1000mm，当前速度Vnow为4km/h时，其对应的电机制动强度为120Nm，表示制动过程中，当车速下降至4km/h时，持续保持120Nm大小的电机制动强度，车辆将继续行驶1000mm之后停下。需要说明的是，步骤S1中获得的电机制动强度不是矢量，表1中的数值为绝对值，要根据不同的制动方向计算获得电机反扭矩(如步骤S2、S3所述)。
请参照图2所示，步骤S2根据挡位请求计算制动方向系数(设为BrkDir)具体包括：
步骤S21，判断挡位请求GearReq是否为前进挡？是则进入步骤S22，否则进入步骤S23；
步骤S22，输出制动方向系数BrkDir为-1；
步骤S23，判断挡位请求GearReq是否为后退挡？是则进入步骤S24，否则进入步骤S25；
步骤S24，输出制动方向系数BrkDir为+1；
步骤S25，输出制动方向系数BrkDir为上一周期输出的制动方向系数BrkDirLast。
可以理解的是，在自动泊车过程中，如果挡位是前进挡，则施加在驱动轮上的制动力的方向为向后，制动方向系数的符号为负，因此步骤S21判断挡位是前进挡时，输出制动方向系数BrkDir为-1；如果挡位是后退挡，则施加在驱动轮上的制动力的方向为向前，制动方向系数的符号为正，因此步骤S23判断挡位是后退挡时，输出制动方向系数BrkDir为+1。
需要说明的是，由于本实施例的低速反扭矩制动方法按设定的周期进行，在每一个周期均会根据挡位请求计算制动方向系数BrkDir，因此步骤S25在步骤S23判断挡位请求不是后退挡时(此时也非前进挡，可以是例如空挡)输出制动方向系数BrkDir为上一周期输出的制动方向系数BrkDirLast，即与上一周期的制动方向系数BrkDirLast保持一致。
步骤S3根据步骤S1获得的电机制动强度AntiTrq0与步骤S2获得的制动方向系数BrkDir计算电机反扭矩AntiTrq1的计算公式如下：
AntiTrq1＝AntiTrq0×BrkDir
即电机反扭矩AntiTrq1为电机制动强度AntiTrq0与制动方向系数BrkDir的乘积。由于步骤S2获得的制动方向系数BrkDir带有符号，因此步骤S3计算得到的电机反扭矩也具有符号，当电机反扭矩的符号为负时，表示在车辆的驱动轮上施加向后的制动力；电机反扭矩的符号为正，表示在车辆的驱动轮上施加向前的制动力。
请再参照图3所示，步骤S4根据目标剩余距离tgtDist、当前车速Vnow、当前车辆方向VehDir、制动方向BrkDir判断反向运动风险，并根据结果输出实际电机反扭矩AntiTrq2与传统制动强度值Brk，具体包括：
步骤S41，判断当前车速及目标剩余距离是否均小于各自的阈值，或者车辆方向VehDir与制动方向BrkDir是否一致？是则进入步骤S42，否则进入步骤S43；
步骤S42，输出实际电机反扭矩AntiTrq2为0，输出传统制动强度值Brk为预设值b1；
步骤S43，输出实际电机反扭矩AntiTrq2为步骤S3计算获得的电机反扭矩AntiTrq1，输出传统制动强度值Brk为0。
反扭矩制动的风险在于在制动的最后关头，将车辆刹停后，车辆可能有反向运动的风险，现有技术未对此风险加以判断和处理。本发明实施例在步骤S41使用以下判断条件判断这种风险：
判断条件1：当前车速Vnow是否小于速度阈值v1且目标剩余距离tgtDist是否小于距离阈值d1？
该判断条件1是判断制动是否已经到了最后快要刹停的时刻。如果当前车速Vnow小于速度阈值v1且目标剩余距离tgtDist小于距离阈值d1，则表明制动已经到了最后快要刹停的时刻，否则判定还没有到达最后快要刹停的时刻。
判断条件2：车辆方向VehDir与制动方向BrkDir是否一致？
该判断条件2是判断车辆是否已经开始反向运动。其中，车辆方向VehDir可从轮速传感器获取，制动方向BrkDir由目标挡位GearReq计算得出。正常制动工况下，车辆方向与制动方向应当相反。一旦二者相同，表明车辆已经开始反向运动了。
在上述判断条件1或判断条件2均为是的情况下，就将输出实际电机反扭矩为0，并将传统制动强度设为一个较小的预设值，从而将车辆安全刹停。优选地，v1设置为0.5km/h，d1设置为100mm。当车速为0.5km/h时，不施加任何制动力或驱动力，车辆滑行距离会在100mm以内，此时撤除反扭矩制动力，可以防止车辆在静止后反向运动。传统制动强度值Brk的预设值b1设置为2％，当车辆产生反向运动的趋势时，实际车速仍然很低，只需要很小的传统制动强度便可将车辆刹停。可以理解的是，传统制动为非电机制动，通常是液压制动。
在上述判断条件1和判断条件2任一个为否的情况下，表明尚未出现反向运动的风险，则输出实际电机反扭矩AntiTrq2为步骤S3计算获得的电机反扭矩AntiTrq1，输出传统制动强度值Brk为0，执行制动。
相应于本发明实施例一提供的一种低速反扭矩制动方法，本发明实施例二提供一种低速反扭矩制动装置，包括：
查表模块，用于根据目标剩余距离、当前车速查表得到电机制动强度；
第一计算模块，用于根据挡位请求计算制动方向系数；
第二计算模块，用于根据所述电机制动强度与制动方向系数计算电机反扭矩；
输出控制模块，用于根据目标剩余距离、当前车速、当前车辆方向、制动方向系数判断反向运动风险，并根据判断结果输出实际电机反扭矩与传统制动强度值。
本发明实施例三还提供一种汽车，包括如上所述的低速反扭矩制动装置。
本发明实施例四还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序；其中，所述计算机程序在运行时控制所述计算机可读存储介质所在的设备执行如上所述的低速反扭矩制动方法。优选地，所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元(如计算机程序1、计算机程序2、……)，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器中，并由所述处理器执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述装置中的执行过程。
所述处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等，通用处理器可以是微处理器，或者所述处理器也可以是任何常规的处理器，所述处理器是所述装置的控制中心，利用各种接口和线路连接所述装置的各个部分。
所述存储器主要包括程序存储区和数据存储区，其中，程序存储区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序等，数据存储区可存储相关数据等。此外，所述存储器可以是高速随机存取存储器，还可以是非易失性存储器，例如插接式硬盘，智能存储卡(SmartMedia Card，SMC)、安全数字(Secure Digital，SD)卡和闪存卡(Flash Card)等，或所述存储器也可以是其他易失性固态存储器件。
需要说明的是，上述装置可包括，但不仅限于，处理器、存储器，本领域技术人员可以理解。
通过上述说明可知，与现有技术相比，本发明的有益效果在于：利用电机制动响应快、噪音小、舒适性高的特点，以电机反扭矩制动为主，以传统制动为辅，减小了制动末期车辆反向运动的风险。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种低速反扭矩制动方法，包括：
步骤S1，根据目标剩余距离、当前车速查表得到电机制动强度；
步骤S2，根据挡位请求计算制动方向系数；
步骤S3，根据所述电机制动强度与制动方向系数计算电机反扭矩；
步骤S4，根据目标剩余距离、当前车速、当前车辆方向、制动方向系数判断反向运动风险，并根据判断结果输出实际电机反扭矩与传统制动强度值；
所述步骤S4具体包括：
步骤S41，判断当前车速及目标剩余距离是否均小于各自的阈值，是则进入步骤S42，否则进入步骤S43；或者判断车辆方向与制动方向是否一致，是则进入步骤S42，否则进入步骤S43；
步骤S42，输出实际电机反扭矩为0，输出传统制动强度值为预设值；
步骤S43，输出实际电机反扭矩为步骤S3计算获得的电机反扭矩，输出传统制动强度值为0。
2.根据权利要求1所述的低速反扭矩制动方法，其特征在于，所述步骤S1所查的表为目标剩余距离与当前车速的二维表格，首列表头为目标剩余距离，首行表头为当前车速。
3.根据权利要求1所述的低速反扭矩制动方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：
步骤S21，判断挡位请求是否为前进挡，是则进入步骤S22，否则进入步骤S23；
步骤S22，输出制动方向系数为-1；
步骤S23，判断挡位请求是否为后退挡，是则进入步骤S24，否则进入步骤S25；
步骤S24，输出制动方向系数为+1；
步骤S25，输出制动方向系数为上一周期输出的制动方向系数。
4.根据权利要求1所述的低速反扭矩制动方法，其特征在于，所述步骤S3计算电机反扭矩的方式为将所述电机制动强度与所述制动方向系数相乘。
5.根据权利要求1所述的低速反扭矩制动方法，其特征在于，所述步骤S41中当前车速的判断阈值设置为0.5km/h，目标剩余距离的判断阈值设置为100mm。
6.根据权利要求1所述的低速反扭矩制动方法，其特征在于，所述步骤S41中传统制动强度值的预设值设置为2％。
7.一种低速反扭矩制动装置，其特征在于，包括：
查表模块，用于根据目标剩余距离、当前车速查表得到电机制动强度；
第一计算模块，用于根据挡位请求计算制动方向系数；
第二计算模块，用于根据所述电机制动强度与制动方向系数计算电机反扭矩；
输出控制模块，用于根据目标剩余距离、当前车速、当前车辆方向、制动方向系数判断反向运动风险，并根据判断结果输出实际电机反扭矩与传统制动强度值；
所述输出控制模块具体用于：判断当前车速及目标剩余距离是否均小于各自的阈值，是则输出实际电机反扭矩为0，输出传统制动强度值为预设值；否则输出实际电机反扭矩为步骤S3计算获得的电机反扭矩，输出传统制动强度值为0；或者判断车辆方向与制动方向是否一致，是则输出实际电机反扭矩为0，输出传统制动强度值为预设值，否则输出实际电机反扭矩为步骤S3计算获得的电机反扭矩，输出传统制动强度值为0。
8.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求7所述的低速反扭矩制动装置。
9.一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包括存储的计算机程序；其中，所述计算机程序在运行时控制所述计算机可读存储介质所在的设备执行如权利要求1～6任一项所述的低速反扭矩制动方法。
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