CN115366688A - 一种车辆制动控制方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种车辆制动控制方法、装置、设备及存储介质，包括：对目标车辆的制动状态进行有效性判断，并在目标车辆处于制动失效状态时，生成电制动请求指令；然后再响应于电制动请求指令，并计算出目标车辆的电制动最大允许回收扭矩值；最后根据电制动最大允许回收扭矩值对目标车辆进行制动控制，降低目标车辆的车速。本申请能够对车辆出现的制动失效状况进行识别，并且在识别发现车辆制动失效后，通过电机的电制动功能主动对车辆进行制动减速，从而使车辆处于安全状态。当电动汽车制动系统失效后，可以利用电机的电制动特性实现备份制动，能够对车辆出现底盘制动系统失效的极端工况进行减速制动，降低或避免车辆驾乘人员的安全威胁。
Description
技术领域
本申请涉及车辆控制技术领域，具体涉及一种车辆制动控制方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
能源危机、环境污染及温室效应等问题的日益严重，使新能源汽车特别是纯电动汽车成为汽车行业变革的必然趋势。纯电动汽车具有节能环保、经济、NVH(Noise、Vibration、Harshness，噪声、振动与声振粗糙度，简称NVH)品质高、结构简单、动力性强等优势，受到科研机构与企业的广泛关注。
纯电动汽车使用电动机作为动力来源，同时通过电机的反向倒拖又可以将车辆动能转换成电能进行回收，对车辆运动实现减速制动效果。而车辆在(例如电动车辆)进行制动时，可能会存在制动系统失效的情形。对于驾驶员和乘客而言，一旦车辆出现制动失效，轻则可能会发生车辆剐蹭，重则可能会影响驾驶员和乘客的人身健康安全。所以，在车辆发动制动失效后，如何对车辆进行有效的制动控制，是目前亟需解决的问题。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请提供一种车辆制动控制方法、装置、设备及存储介质，以解决上述技术问题。
本申请提供一种车辆制动控制方法，包括以下步骤：
对目标车辆的制动状态进行有效性判断，并在所述目标车辆处于制动失效状态时，生成电制动请求指令；其中，所述目标车辆包括实时或预先确定的车辆；
响应于所述电制动请求指令，并计算出所述目标车辆的电制动最大允许回收扭矩值；
根据所述电制动最大允许回收扭矩值对所述目标车辆进行制动控制，降低所述目标车辆的车速。
于本申请的一实施例中，对目标车辆的制动状态进行有效性判断的过程包括：
获取所述目标车辆的底盘制动系统控制器的报文状态；
基于所述底盘制动系统控制器的报文状态对所述目标车辆的制动状态进行有效性判断；其中，当所述底盘制动系统控制器的报文状态处于停发状态时，判定所述目标车辆处于制动失效状态。
于本申请的一实施例中，对目标车辆的制动状态进行有效性判断的过程还包括：
获取所述目标车辆的制动踏板状态以及对应的车速变化趋势；
基于制动踏板状态与车速变化趋势对所述目标车辆的制动状态进行有效性判断；其中，当所述制动踏板状态为踩下，且所述目标车辆对应的车速变化趋势为上升趋势时，判定所述目标车辆处于制动失效状态。
于本申请的一实施例中，获取所述目标车辆的车速变化趋势的过程包括：
获取所述目标车辆踩下制动踏板的时刻t0，以及所述目标车辆在t0时刻下的车速V0；
从t0时刻起，每隔一个预设运算周期采集所述目标车辆的车速，并在采集n个预设运算周期后，对这n个预设运算周期的车速取平均值，有：
式中，Vn为第n个预设运算周期的车速，n为自然数；
Vavg为车速平均值；
将所述目标车辆在t0时刻下的车速V0与车速平均值Vavg进行数值比对；
若V0>Vavg，则说明所述目标车辆的车速变化趋势为下降趋势；
若V0<Vavg，则说明所述目标车辆的车速变化趋势为上升趋势；
若V0＝Vavg，则说明所述目标车辆的车速变化趋势为匀速趋势。
于本申请的一实施例中，对目标车辆的制动状态进行有效性判断的过程还包括：
获取所述目标车辆的底盘制动系统的自诊断信息；
基于所述底盘制动系统的自诊断信息对所述目标车辆的制动状态进行有效性判断；其中，当所述底盘制动系统的自诊断信息中存在制动失效故障标志位时，判定所述目标车辆处于制动失效状态。
于本申请的一实施例中，响应于所述电制动请求指令，并计算出所述目标车辆的电制动最大允许回收扭矩值的过程包括：
响应于所述电制动请求指令，按照最大功率开启所述目标车辆中的所有用电器，并请求电池提升最大允许充电功率，以及将基于所有用电器总功率叠加得到的电池最大允许充电功率作为电机电制动可回收功率；
基于电机电制动可回收功率计算出所述目标车辆的电制动最大允许回收扭矩值，有：
式中，K为常数。
于本申请的一实施例中，根据所述电制动最大允许回收扭矩值对所述目标车辆进行制动控制，降低所述目标车辆的车速后，所述方法还包括：
获取第一时刻下所述目标车辆的车速，记为第一车速；
将所述第一车速与预设车速进行比对，并在所述第一车速小于所述预设车速时，将所述电制动最大允许回收扭矩值降为第一数值；以及，
根据电机转速进行比例积分微分算法动态控制电机扭矩，以使所述目标车辆平稳静止；其中，根据电机转速进行比例积分微分算法动态控制电机扭矩的过程包括：
式中，e(t)＝目标转速值-当前车速；
KP为比例积分微分算法中的比例参数；
KI为比例积分微分算法中的积分参数；
KD为比例积分微分算法中的微分参数；
t为时间常数。
本申请还提供一种车辆制动控制装置，所述装置包括有：
制动状态识别模块，用于对目标车辆的制动状态进行有效性判断；其中，所述目标车辆包括实时或预先确定的车辆；
电制动请求模块，用于在所述目标车辆处于制动失效状态时，生成电制动请求指令；
扭矩计算模块，用于响应于所述电制动请求指令，并计算出所述目标车辆的电制动最大允许回收扭矩值；
车辆制动控制模块，用于根据所述电制动最大允许回收扭矩值对所述目标车辆进行制动控制，降低所述目标车辆的车速。
本申请还提供一种车辆制动控制设备，所述设备包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述设备实现如上述中任一项所述的车辆制动控制方法。
本申请还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序被计算机的处理器执行时，使计算机执行如上述中任一项所述的车辆制动控制方法。
如上所述，本申请提供一种车辆制动控制方法、装置、设备及存储介质，具有以下有益效果：
本申请首先对目标车辆的制动状态进行有效性判断，并在目标车辆处于制动失效状态时，生成电制动请求指令；然后再响应于电制动请求指令，并计算出目标车辆的电制动最大允许回收扭矩值；最后根据电制动最大允许回收扭矩值对目标车辆进行制动控制，降低目标车辆的车速。其中，目标车辆包括实时或预先确定的车辆。由此可知，本申请可以提供一种车辆制动系统失效后的备份制动控制策略，通过运用该控制策略，本申请能够对车辆出现的制动失效状况进行识别，并且在识别发现车辆制动失效后，通过电机的电制动功能主动对车辆进行制动减速，从而使车辆处于安全状态。所以，对于本申请而言，当电动汽车制动系统失效后，可以利用电机的电制动特性实现备份制动，从而能够对车辆出现底盘制动系统失效的极端工况进行减速制动，降低或避免底盘制动系统失效对车辆驾乘人员的安全威胁。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。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者来讲，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。在附图中：
图1为应用本申请中一个或多个实施例中技术方案的示例性系统架构的示意图；
图2为本申请中一实施例提供的车辆制动控制方法的流程示意图；
图3为本申请中一实施例提供的车速变化趋势示意图；
图4为本申请中另一实施例提供的车辆制动控制方法的流程示意图；
图5为本申请中一实施例提供的进行车辆制动时的准备控制时序示意图；
图6为本申请中一实施例提供的执行车辆制动时的流程示意图；
图7为本申请中一实施例提供的退出车辆制动控制时的流程示意图；
图8为本申请中一实施例提供的车辆制动控制装置的硬件结构示意图；
图9为适用于实现本申请中一个或多个实施例的车辆制动控制设备的硬件结构示意图。
具体实施方式
以下将参照附图和优选实施例来说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书中所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。应当理解，优选实施例仅为了说明本申请，而不是为了限制本申请的保护范围。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，遂图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
本申请中的“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本申请中所涉及的多个，是指两个或两个以上。
在本申请的描述中，“第一”、“第二”等词汇，仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。
另外，在本申请实施例中，“示例的”一词用于表示作例子、例证或说明。本申请中被描述为“示例”的任何实施例或实现方案不应被解释为比其它实施例或实现方案更优选或更具优势。确切而言，使用示例的一词旨在以具体方式呈现概念。
在下文描述中，探讨了大量细节，以提供对本申请实施例的更透彻的解释，然而，对本领域技术人员来说，可以在没有这些具体细节的情况下实施本申请的实施例是显而易见的，在其他实施例中，以方框图的形式而不是以细节的形式来示出公知的结构和设备，以避免使本申请的实施例难以理解。
图1示出了一种可以应用本申请中一个或多个实施例中技术方案的示例性系统架构的示意图。如图1所示，系统架构100可以包括终端设备110、网络120和服务器130。终端设备110可以包括智能手机、平板电脑、笔记本电脑、台式电脑等各种电子设备。服务器130可以是独立的物理服务器，也可以是多个物理服务器构成的服务器集群或者分布式系统，还可以是提供云计算服务的云服务器。网络120可以是能够在终端设备110和服务器130之间提供通信链路的各种连接类型的通信介质，例如可以是有线通信链路或者无线通信链路。
根据实现需要，本申请实施例中的系统架构可以具有任意数目的终端设备、网络和服务器。例如，服务器130可以是由多个服务器设备组成的服务器群组。另外，本申请实施例提供的技术方案可以应用于终端设备110，也可以应用于服务器130，或者可以由终端设备110和服务器130共同实施，本申请对此不做特殊限定。
在本申请的一个实施例中，本申请的终端设备110或服务器130可以对目标车辆的制动状态进行有效性判断，并在目标车辆处于制动失效状态时，生成电制动请求指令；然后再响应于电制动请求指令，并计算出目标车辆的电制动最大允许回收扭矩值；最后根据电制动最大允许回收扭矩值对目标车辆进行制动控制，降低目标车辆的车速。其中，目标车辆包括实时或预先确定的车辆。利用终端设备110或服务器130执行车辆制动控制方法，可以提供一种车辆制动系统失效后的备份制动控制策略，通过运用该控制策略，能够对车辆出现的制动失效状况进行识别，并且在识别发现车辆制动失效后，通过电机的电制动功能主动对车辆进行制动减速，从而使车辆处于安全状态。所以，当电动汽车制动系统失效后，可以利用电机的电制动特性实现备份制动，从而能够对车辆出现底盘制动系统失效的极端工况进行减速制动，降低或避免底盘制动系统失效对车辆驾乘人员的安全威胁。
以上部分介绍了应用本申请技术方案的示例性系统架构的内容，接下来继续介绍本申请的车辆制动控制方法。
图2示出了本申请一实施例提供的车辆制动控制方法流程示意图。具体地，在一示例性实施例中，如图2所示，本实施例提供一种车辆制动控制方法，该方法包括以下步骤：
S210，对目标车辆的制动状态进行有效性判断，并在所述目标车辆处于制动失效状态时，生成电制动请求指令；其中，所述目标车辆包括实时或预先确定的车辆。作为示例，例如本实施例中的目标车辆可以是预先或实时确定的电动车辆，也可以是预先或实时确定的燃油车辆。
S220，响应于所述电制动请求指令，并计算出所述目标车辆的电制动最大允许回收扭矩值；
S230，根据所述电制动最大允许回收扭矩值对所述目标车辆进行制动控制，降低所述目标车辆的车速。
由此可知，本实施例可以提供一种车辆制动系统失效后的备份制动控制策略，通过运用该控制策略，本实施例能够对车辆出现的制动失效状况进行识别，并且在识别发现车辆制动失效后，通过电机的电制动功能主动对车辆进行制动减速，从而使车辆处于安全状态。所以，对于本实施例而言，当电动汽车制动系统失效后，可以利用电机的电制动特性实现备份制动，从而能够对车辆出现底盘制动系统失效的极端工况进行减速制动，降低或避免底盘制动系统失效对车辆驾乘人员的安全威胁。
在一示例性实施例中，步骤S210对目标车辆的制动状态进行有效性判断的过程可以包括：获取所述目标车辆的底盘制动系统控制器的报文状态；基于所述底盘制动系统控制器的报文状态对所述目标车辆的制动状态进行有效性判断；其中，当所述底盘制动系统控制器的报文状态处于停发状态时，判定所述目标车辆处于制动失效状态。作为示例，本实施例可以通过CAN(Controller Area Network，控制器域网，简称CAN)网络上底盘制动系统控制器的报文发送状态判断底盘制动系统控制器是否失效，例如监控到底盘制动系统控制器报文停发，确认车辆制动系统出现故障，判定车辆处于制动失效状态，并发出电制动请求指令。
在一示例性实施例中，步骤S210对目标车辆的制动状态进行有效性判断的过程还可以包括：获取所述目标车辆的制动踏板状态以及对应的车速变化趋势；基于制动踏板状态与车速变化趋势对所述目标车辆的制动状态进行有效性判断；其中，当所述制动踏板状态为踩下，且所述目标车辆对应的车速变化趋势为上升趋势时，判定所述目标车辆处于制动失效状态。其中，本实施例获取所述目标车辆的车速变化趋势的过程包括：获取所述目标车辆踩下制动踏板的时刻t0，以及所述目标车辆在t0时刻下的车速V0；从t0时刻起，每隔一个预设运算周期采集所述目标车辆的车速，并在采集n个预设运算周期后，对这n个预设运算周期的车速取平均值，有：
式中，Vn为第n个预设运算周期的车速，n为自然数；Vavg为车速平均值；
将所述目标车辆在t0时刻下的车速V0与车速平均值Vavg进行数值比对；若V0>Vavg，则说明所述目标车辆的车速变化趋势为下降趋势；若V0<Vavg，则说明所述目标车辆的车速变化趋势为上升趋势；若V0＝Vavg，则说明所述目标车辆的车速变化趋势为匀速趋势。其中，目标车辆的车速变化趋势如图3所示。
作为示例，具体地，本实施例可以根据制动踏板状态与车速变化趋势监控底盘制动系统制动减速功能的执行情况，识别到驾驶员制动操作后车速没有出现下降趋势，则判定底盘制动失效，发出电制动请求指令。其中制动踏板状态判断可以通过采集制动踏板机构上的制动开关状态进行识别，制动开关为开启状态时，确认制动踏板踩下。也可以通过接收底盘制动系统控制器在CAN网络上发送的制动踏板开度信号或制动主缸压力信号进行识别，动踏板开度信号大于一定值(具体可以根据制动系统特性标定)或制动主缸压力信号大于一定值(具体可以根据制动系统特性标定)，确认制动踏板踩下。对于车速变化趋势的判断，可通过以下算法进行判断：
①将制动踏板踩下时刻车速进行记录，记为V0；
②从t0时刻起每隔一个运算周期累加一次对应时刻的车速采样值，累加n个运算周期后取平均值(备注：n的数值根据此功能响应迟滞需求与算法鲁棒性进行综合选择)，如下公式：
③将V0与Vavg进行数值大小比较，如果V0>Vavg说明车速处于下降趋势，如果V0<Vavg说明车速处于上升趋势，如果V0＝Vavg说明车速处于匀速趋势。其中，目标车辆的车速变化趋势如图3所示。
最后综合制动踏板踩下状态和V0≦Vavg的判断结果，确认车辆制动系统出现故障，发出电制动请求指令。
在一示例性实施例中，步骤S210对目标车辆的制动状态进行有效性判断的过程还可以包括：获取所述目标车辆的底盘制动系统的自诊断信息；基于所述底盘制动系统的自诊断信息对所述目标车辆的制动状态进行有效性判断；其中，当所述底盘制动系统的自诊断信息中存在制动失效故障标志位时，判定所述目标车辆处于制动失效状态。作为示例，本实施例可以在接收到底盘制动系统控制器自诊断出来的制动失效故障标志位后，认为底盘制动系统失效，并判定目标车辆处于制动失效状态，然后发出电制动请求指令。
根据上述记载，在一些示例性实施例中，响应于所述电制动请求指令，并计算出所述目标车辆的电制动最大允许回收扭矩值的过程包括：
响应于所述电制动请求指令，按照最大功率开启所述目标车辆中的所有用电器，并请求电池提升最大允许充电功率，以及将基于所有用电器总功率叠加得到的电池最大允许充电功率作为电机电制动可回收功率；
基于电机电制动可回收功率计算出所述目标车辆的电制动最大允许回收扭矩值，有：
式中，K为常数。作为示例，本实施例中，K＝9550。
根据上述记载，在一些示例性实施例中，根据所述电制动最大允许回收扭矩值对所述目标车辆进行制动控制，降低所述目标车辆的车速后，所述方法还可以包括：
获取第一时刻下所述目标车辆的车速，记为第一车速。作为示例，本实施例中的第一时刻可以是任意选择的一个时刻，且第一时刻在t0时刻之后。
将所述第一车速与预设车速进行比对，并在所述第一车速小于所述预设车速时，将所述电制动最大允许回收扭矩值降为第一数值；以及，
根据电机转速进行比例积分微分算法动态控制电机扭矩，以使所述目标车辆平稳静止；其中，根据电机转速进行比例积分微分算法动态控制电机扭矩的过程包括：
式中，e(t)＝目标转速值-当前车速；KP为比例积分微分算法中的比例参数；KI为比例积分微分算法中的积分参数；KD为比例积分微分算法中的微分参数；t为时间常数。
在本申请另一实施例中，该还提供一种车辆制动控制方法，包括以下步骤：
第一步，车辆制动系统故障状态识别。其中，车辆制动系统故障状态识别如图4所示。具体地，根据底盘制动系统控制器报文收发状态判断制动系统故障状态，同时也根据制动踏板状态与车速变化趋势监控底盘制动系统制动减速功能的执行情况，判定底盘制动失效状态。以及，接收到底盘制动系统自诊断出来的制动失效故障标志位，判定底盘制动失效状态。作为一示例，底盘制动系统控制器CAN报文状态监控时，可以通过CAN网络上底盘制动系统控制器的报文发送状态判断底盘制动系统控制器是否失效，例如监控到底盘制动系统控制器报文停发，确认车辆制动系统出现故障，发出电制动请求指令。作为另一示例，可以根据制动踏板状态与车速变化趋势监控底盘制动系统制动减速功能的执行情况，识别到驾驶员制动操作后车速没有出现下降趋势，则判定底盘制动失效，发出电制动请求指令。其中制动踏板状态判断可以通过采集制动踏板机构上的制动开关状态进行识别，制动开关为开启状态时，确认制动踏板踩下。也可以通过接收底盘制动系统控制器在CAN网络上发送的制动踏板开度信号或制动主缸压力信号进行识别，动踏板开度信号大于一定值(具体可以根据制动系统特性标定)或制动主缸压力信号大于一定值(具体可以根据制动系统特性标定)，确认制动踏板踩下。对于车速变化趋势的判断，可通过以下算法进行判断：①将制动踏板踩下时刻车速进行记录，记为V0；②从t0时刻起每隔一个运算周期累加一次对应时刻的车速采样值，累加n个运算周期后取平均值(备注：n的数值根据此功能响应迟滞需求与算法鲁棒性进行综合选择)，如下公式：
③将V0与Vavg进行数值大小比较，如果V0>Vavg说明车速处于下降趋势，如果V0<Vavg说明车速处于上升趋势，如果V0＝Vavg说明车速处于匀速趋势。其中，目标车辆的车速变化趋势如图3所示。最后综合制动踏板踩下状态和V0≦Vavg的判断结果，确认车辆制动系统出现故障，发出电制动请求指令。作为又一示例，可以在接收到底盘制动系统控制器自诊断出来的制动失效故障标志位后，认为底盘制动系统失效，并判定目标车辆处于制动失效状态，然后发出电制动请求指令。
第二步，紧急备份电制动整车状态准备；其中，进行紧急备份电制动时的整车状态准备控制时序如图5所示。具体地，电制动过程电机回收的电能需要消耗或者存储，才能避免电回路出现过载。因此需要调整整车电系统状态，满足承接回收电量的条件。此功能模块接收到电制动请求指令后，控制车辆所有用电器开启，例如开启空调压缩机、暖通、大灯等；同时请求电池按照当前允许的最大充电功率接收回收电量。
第三步，紧急备份电制动处理措施执行；其中，进行紧急备份电制动时执行车辆制动时的流程如图6所示。接收到电制动请求指令后，根据当前整车用电器消耗总功率和电池当前允许的最大充电功率，经功率-扭矩换算公式计算出当前允许电机电制动回收的最大扭矩，然后将此扭矩值作为请求发给电机执行，实现车辆制动降速。具体地，确认触发紧急电制动后，控制车辆所有用电器按照最大功率开启，同时请求电池提升最大允许充电功率，将用电器总功率叠加电池最大允许充电功率作为电机电制动可回收功率。将电机电制动可回收功率经功率-扭矩换算公式计算出当前允许电机电制动回收的最大扭矩，有：
然后将电制动最大允许回收扭矩值作为请求发给电机执行，实现车辆制动降速。
第四步，车辆安全状态确认保持及电制动处理措施退出；其中，退出车辆制动控制时的流程如图7所示。随着电机电制动扭矩的执行介入，车速逐渐降低，当接近目标值0时，为了防止电机电制动回收扭矩反向驱动车辆，需要在车速低于一定值时将电机电制动回收扭矩降到0，电制动处理措施退出。但是由于车辆所处道路环境未知，为了防止电制动处理措施退出后，车辆溜坡导致事故，需要根据电机转速及方向进行比例积分微分算法(简称PID算法)动态控制电机扭矩，使车辆保持静止的安全状态。具体地，车速逐渐降低，当接近目标值0时，为了防止电机电制动回收扭矩反向驱动车辆，需要在车速低于一定值时将电机电制动回收扭矩降到0，电制动处理措施退出。然后再根据电机转速进行PID算法动态控制电机扭矩，实现车辆平稳静止。据电机转速进行PID算法动态控制电机扭矩的算法如下：
式中，e(t)＝目标转速值-当前车速；KP为PID算法中的比例参数；KI为PID算法中的积分参数；KD为PID算法中的微分参数；t为时间常数。
综上所述，本申请提供一种车辆制动控制方法，首先对目标车辆的制动状态进行有效性判断，并在目标车辆处于制动失效状态时，生成电制动请求指令；然后再响应于电制动请求指令，并计算出目标车辆的电制动最大允许回收扭矩值；最后根据电制动最大允许回收扭矩值对目标车辆进行制动控制，降低目标车辆的车速。其中，目标车辆包括实时或预先确定的车辆。由此可知，本方法可以提供一种车辆制动系统失效后的备份制动控制策略，通过运用该控制策略，本方法能够对车辆出现的制动失效状况进行识别，并且在识别发现车辆制动失效后，通过电机的电制动功能主动对车辆进行制动减速，从而使车辆处于安全状态。所以，对于本方法而言，当电动汽车制动系统失效后，可以利用电机的电制动特性实现备份制动，从而能够对车辆出现底盘制动系统失效的极端工况进行减速制动，降低或避免底盘制动系统失效对车辆驾乘人员的安全威胁。
如图8所示，本申请还提供一种车辆制动控制装置，所述装置包括有：
制动状态识别模块810，用于对目标车辆的制动状态进行有效性判断；其中，所述目标车辆包括实时或预先确定的车辆。作为示例，例如本实施例中的目标车辆可以是预先或实时确定的电动车辆，也可以是预先或实时确定的燃油车辆。
电制动请求模块820，用于在所述目标车辆处于制动失效状态时，生成电制动请求指令；
扭矩计算模块830，用于响应于所述电制动请求指令，并计算出所述目标车辆的电制动最大允许回收扭矩值；
车辆制动控制模块840，用于根据所述电制动最大允许回收扭矩值对所述目标车辆进行制动控制，降低所述目标车辆的车速。
由此可知，本实施例可以提供一种车辆制动系统失效后的备份制动控制策略，通过运用该控制策略，本实施例能够对车辆出现的制动失效状况进行识别，并且在识别发现车辆制动失效后，通过电机的电制动功能主动对车辆进行制动减速，从而使车辆处于安全状态。所以，对于本实施例而言，当电动汽车制动系统失效后，可以利用电机的电制动特性实现备份制动，从而能够对车辆出现底盘制动系统失效的极端工况进行减速制动，降低或避免底盘制动系统失效对车辆驾乘人员的安全威胁。
在一示例性实施例中，制动状态识别模块810对目标车辆的制动状态进行有效性判断的过程可以包括：获取所述目标车辆的底盘制动系统控制器的报文状态；基于所述底盘制动系统控制器的报文状态对所述目标车辆的制动状态进行有效性判断；其中，当所述底盘制动系统控制器的报文状态处于停发状态时，判定所述目标车辆处于制动失效状态。作为示例，本实施例可以通过CAN(Controller Area Network，控制器域网，简称CAN)网络上底盘制动系统控制器的报文发送状态判断底盘制动系统控制器是否失效，例如监控到底盘制动系统控制器报文停发，确认车辆制动系统出现故障，判定车辆处于制动失效状态，并发出电制动请求指令。
在一示例性实施例中，制动状态识别模块810对目标车辆的制动状态进行有效性判断的过程还可以包括：获取所述目标车辆的制动踏板状态以及对应的车速变化趋势；基于制动踏板状态与车速变化趋势对所述目标车辆的制动状态进行有效性判断；其中，当所述制动踏板状态为踩下，且所述目标车辆对应的车速变化趋势为上升趋势时，判定所述目标车辆处于制动失效状态。其中，本实施例获取所述目标车辆的车速变化趋势的过程包括：获取所述目标车辆踩下制动踏板的时刻t0，以及所述目标车辆在t0时刻下的车速V0；从t0时刻起，每隔一个预设运算周期采集所述目标车辆的车速，并在采集n个预设运算周期后，对这n个预设运算周期的车速取平均值，有：
式中，Vn为第n个预设运算周期的车速，n为自然数；Vavg为车速平均值；
将所述目标车辆在t0时刻下的车速V0与车速平均值Vavg进行数值比对；若V0>Vavg，则说明所述目标车辆的车速变化趋势为下降趋势；若V0<Vavg，则说明所述目标车辆的车速变化趋势为上升趋势；若V0＝Vavg，则说明所述目标车辆的车速变化趋势为匀速趋势。其中，目标车辆的车速变化趋势如图3所示。
作为示例，具体地，本实施例可以根据制动踏板状态与车速变化趋势监控底盘制动系统制动减速功能的执行情况，识别到驾驶员制动操作后车速没有出现下降趋势，则判定底盘制动失效，发出电制动请求指令。其中制动踏板状态判断可以通过采集制动踏板机构上的制动开关状态进行识别，制动开关为开启状态时，确认制动踏板踩下。也可以通过接收底盘制动系统控制器在CAN网络上发送的制动踏板开度信号或制动主缸压力信号进行识别，动踏板开度信号大于一定值(具体可以根据制动系统特性标定)或制动主缸压力信号大于一定值(具体可以根据制动系统特性标定)，确认制动踏板踩下。对于车速变化趋势的判断，可通过以下算法进行判断：
①将制动踏板踩下时刻车速进行记录，记为V0；
②从t0时刻起每隔一个运算周期累加一次对应时刻的车速采样值，累加n个运算周期后取平均值(备注：n的数值根据此功能响应迟滞需求与算法鲁棒性进行综合选择)，如下公式：
③将V0与Vavg进行数值大小比较，如果V0>Vavg说明车速处于下降趋势，如果V0<Vavg说明车速处于上升趋势，如果V0＝Vavg说明车速处于匀速趋势。其中，目标车辆的车速变化趋势如图3所示。
最后综合制动踏板踩下状态和V0≦Vavg的判断结果，确认车辆制动系统出现故障，发出电制动请求指令。
在一示例性实施例中，制动状态识别模块810对目标车辆的制动状态进行有效性判断的过程还可以包括：获取所述目标车辆的底盘制动系统的自诊断信息；基于所述底盘制动系统的自诊断信息对所述目标车辆的制动状态进行有效性判断；其中，当所述底盘制动系统的自诊断信息中存在制动失效故障标志位时，判定所述目标车辆处于制动失效状态。作为示例，本实施例可以在接收到底盘制动系统控制器自诊断出来的制动失效故障标志位后，认为底盘制动系统失效，并判定目标车辆处于制动失效状态，然后发出电制动请求指令。
根据上述记载，在一些示例性实施例中，扭矩计算模块830响应于所述电制动请求指令，并计算出所述目标车辆的电制动最大允许回收扭矩值的过程包括：
响应于所述电制动请求指令，按照最大功率开启所述目标车辆中的所有用电器，并请求电池提升最大允许充电功率，以及将基于所有用电器总功率叠加得到的电池最大允许充电功率作为电机电制动可回收功率；
基于电机电制动可回收功率计算出所述目标车辆的电制动最大允许回收扭矩值，有：
式中，K为常数。作为示例，本实施例中，K＝9550。
根据上述记载，在一些示例性实施例中，根据所述电制动最大允许回收扭矩值对所述目标车辆进行制动控制，降低所述目标车辆的车速后，所述装置还可以包括：
获取第一时刻下所述目标车辆的车速，记为第一车速。作为示例，本实施例中的第一时刻可以是任意选择的一个时刻，且第一时刻在t0时刻之后。
将所述第一车速与预设车速进行比对，并在所述第一车速小于所述预设车速时，将所述电制动最大允许回收扭矩值降为第一数值；以及，
根据电机转速进行比例积分微分算法动态控制电机扭矩，以使所述目标车辆平稳静止；其中，根据电机转速进行比例积分微分算法动态控制电机扭矩的过程包括：
式中，e(t)＝目标转速值-当前车速；KP为比例积分微分算法中的比例参数；KI为比例积分微分算法中的积分参数；KD为比例积分微分算法中的微分参数；t为时间常数。
综上所述，本申请提供一种车辆制动控制装置，首先对目标车辆的制动状态进行有效性判断，并在目标车辆处于制动失效状态时，生成电制动请求指令；然后再响应于电制动请求指令，并计算出目标车辆的电制动最大允许回收扭矩值；最后根据电制动最大允许回收扭矩值对目标车辆进行制动控制，降低目标车辆的车速。其中，目标车辆包括实时或预先确定的车辆。由此可知，本装置可以提供一种车辆制动系统失效后的备份制动控制策略，通过运用该控制策略，本装置能够对车辆出现的制动失效状况进行识别，并且在识别发现车辆制动失效后，通过电机的电制动功能主动对车辆进行制动减速，从而使车辆处于安全状态。所以，对于本装置而言，当电动汽车制动系统失效后，可以利用电机的电制动特性实现备份制动，从而能够对车辆出现底盘制动系统失效的极端工况进行减速制动，降低或避免底盘制动系统失效对车辆驾乘人员的安全威胁。
需要说明的是，上述实施例所提供车辆制动控制装置与上述实施例所提供的车辆制动控制方法属于同一构思，其中各个模块和单元执行操作的具体方式已经在方法实施例中进行了详细描述，此处不再赘述。上述实施例所提供的车辆制动控制装置在实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能，本处也不对此进行限制。
本申请的实施例还提供了一种车辆制动控制设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述车辆制动控制设备实现上述各个实施例中提供的车辆制动控制方法。
图9示出了适于用来实现本申请实施例的车辆制动控制设备的计算机装置的结构示意图。需要说明的是，图9示出的车辆制动控制设备的计算机系统1000仅是一个示例，不应对本申请实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图9所示，计算机系统1000包括中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)1001，其可以根据存储在只读存储器(Read-Only Memory，ROM)1002中的程序或者从储存部分1008加载到随机访问存储器(Random Access Memory，RAM)1003中的程序而执行各种适当的动作和处理，例如执行上述实施例中所述的方法。在RAM1003中，还存储有系统操作所需的各种程序和数据。CPU 1001、ROM 1002以及RAM1003通过总线1004彼此相连。输入/输出(Input/Output，I/O)接口1005也连接至总线1004。
以下部件连接至I/O接口1005：包括键盘、鼠标等的输入部分1006；包括诸如阴极射线管(Cathode Ray Tube，CRT)、液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)等以及扬声器等的输出部分1007；包括硬盘等的储存部分1008；以及包括诸如LAN(Local AreaNetwork，局域网)卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分1009。通信部分1009经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器1010也根据需要连接至I/O接口1005。可拆卸介质1011，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器1010上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入储存部分1008。
特别地，根据本申请的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本申请的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的计算机程序。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分1009从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质1011被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)1001执行时，执行本申请的装置中限定的各种功能。
需要说明的是，本申请实施例所示的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(Erasable Programmable Read Only Memory，EPROM)、闪存、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本申请中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的计算机程序。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的计算机程序可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、有线等等，或者上述的任意合适的组合。
附图中的流程图和框图，图示了按照本申请各种实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。其中，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
描述于本申请实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现，所描述的单元也可以设置在处理器中。其中，这些单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定。
本申请的另一方面还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被计算机的处理器执行时，使计算机执行如前所述的车辆制动控制方法。该计算机可读存储介质可以是上述实施例中描述的车辆制动控制设备中所包含的，也可以是单独存在，而未装配入该车辆制动控制设备中。
本申请的另一方面还提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行上述各个实施例中提供的车辆制动控制方法。
上述实施例仅示例性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，但凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种车辆制动控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
对目标车辆的制动状态进行有效性判断，并在所述目标车辆处于制动失效状态时，生成电制动请求指令；其中，所述目标车辆包括实时或预先确定的车辆；
响应于所述电制动请求指令，并计算出所述目标车辆的电制动最大允许回收扭矩值；
根据所述电制动最大允许回收扭矩值对所述目标车辆进行制动控制，降低所述目标车辆的车速。
2.根据权利要求1所述的车辆制动控制方法，其特征在于，对目标车辆的制动状态进行有效性判断的过程包括：
获取所述目标车辆的底盘制动系统控制器的报文状态；
基于所述底盘制动系统控制器的报文状态对所述目标车辆的制动状态进行有效性判断；其中，当所述底盘制动系统控制器的报文状态处于停发状态时，判定所述目标车辆处于制动失效状态。
3.根据权利要求1所述的车辆制动控制方法，其特征在于，对目标车辆的制动状态进行有效性判断的过程还包括：
获取所述目标车辆的制动踏板状态以及对应的车速变化趋势；
基于制动踏板状态与车速变化趋势对所述目标车辆的制动状态进行有效性判断；其中，当所述制动踏板状态为踩下，且所述目标车辆对应的车速变化趋势为上升趋势时，判定所述目标车辆处于制动失效状态。
4.根据权利要求3所述的车辆制动控制方法，其特征在于，获取所述目标车辆的车速变化趋势的过程包括：
获取所述目标车辆踩下制动踏板的时刻t0，以及所述目标车辆在t0时刻下的车速V0；
从t0时刻起，每隔一个预设运算周期采集所述目标车辆的车速，并在采集n个预设运算周期后，对这n个预设运算周期的车速取平均值，有：
式中，Vn为第n个预设运算周期的车速，n为自然数；
Vavg为车速平均值；
将所述目标车辆在t0时刻下的车速V0与车速平均值Vavg进行数值比对；
若V0>Vavg，则说明所述目标车辆的车速变化趋势为下降趋势；
若V0<Vavg，则说明所述目标车辆的车速变化趋势为上升趋势；
若V0＝Vavg，则说明所述目标车辆的车速变化趋势为匀速趋势。
5.根据权利要求1所述的车辆制动控制方法，其特征在于，对目标车辆的制动状态进行有效性判断的过程还包括：
获取所述目标车辆的底盘制动系统的自诊断信息；
基于所述底盘制动系统的自诊断信息对所述目标车辆的制动状态进行有效性判断；其中，当所述底盘制动系统的自诊断信息中存在制动失效故障标志位时，判定所述目标车辆处于制动失效状态。
6.根据权利要求1至5中任一所述的车辆制动控制方法，其特征在于，响应于所述电制动请求指令，并计算出所述目标车辆的电制动最大允许回收扭矩值的过程包括：
响应于所述电制动请求指令，按照最大功率开启所述目标车辆中的所有用电器，并请求电池提升最大允许充电功率，以及将基于所有用电器总功率叠加得到的电池最大允许充电功率作为电机电制动可回收功率；
基于电机电制动可回收功率计算出所述目标车辆的电制动最大允许回收扭矩值，有：
式中，K为常数。
7.根据权利要求6所述的车辆制动控制方法，其特征在于，根据所述电制动最大允许回收扭矩值对所述目标车辆进行制动控制，降低所述目标车辆的车速后，所述方法还包括：
获取第一时刻下所述目标车辆的车速，记为第一车速；
将所述第一车速与预设车速进行比对，并在所述第一车速小于所述预设车速时，将所述电制动最大允许回收扭矩值降为第一数值；以及，
根据电机转速进行比例积分微分算法动态控制电机扭矩，以使所述目标车辆平稳静止；其中，根据电机转速进行比例积分微分算法动态控制电机扭矩的过程包括：
式中，e(t)＝目标转速值-当前车速；
KP为比例积分微分算法中的比例参数；
KI为比例积分微分算法中的积分参数；
KD为比例积分微分算法中的微分参数；
t为时间常数。
8.一种车辆制动控制装置，其特征在于，所述装置包括有：
制动状态识别模块，用于对目标车辆的制动状态进行有效性判断；其中，所述目标车辆包括实时或预先确定的车辆；
电制动请求模块，用于在所述目标车辆处于制动失效状态时，生成电制动请求指令；
扭矩计算模块，用于响应于所述电制动请求指令，并计算出所述目标车辆的电制动最大允许回收扭矩值；
车辆制动控制模块，用于根据所述电制动最大允许回收扭矩值对所述目标车辆进行制动控制，降低所述目标车辆的车速。
9.一种车辆制动控制设备，其特征在于，所述设备包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述设备实现如权利要求1至7中任一项所述的车辆制动控制方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序被计算机的处理器执行时，使计算机执行如权利要求1至7中任一项所述的车辆制动控制方法。
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