CN115616943A - 车辆制动方法、设备、车身稳定系统、车辆和存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明包括车辆制动方法、设备、车身稳定系统、车辆和存储介质。车辆制动方法包括：接收刹车踏板信号、路面状态信号和制动状态信号；基于刹车踏板信号、路面状态信号和制动状态信号中的一个或多个，确定车辆满足针对第二制动控制的触发条件；以及响应于确定，从第一制动控制切换为第二制动控制，其中，第二制动控制是电扭矩ABS控制，并且用于电扭矩ABS控制的起始电扭矩值基于第一制动控制的特定参数来确定。

Description

车辆制动方法、设备、车身稳定系统、车辆和存储介质

技术领域

本发明涉及汽车控制技术领域。具体而言，本发明涉及一种车辆制动方法、车辆制动设备、包括该车辆制动设备的车身稳定系统、包括该车身稳定系统的车辆以及存储介质。

背景技术

在刹车系统中，为了将人类踩踏刹车踏板的较小力量转换为能够对数吨重的车辆进行制动的较大制动力，通常需要采用诸如刹车助力之类的辅助设备，诸如刹车助力泵。

传统的刹车助力泵利用压力差来增强制动力，从而使得刹车踏板阻尼降低，并为驾驶者提供辅助力。在踩下刹车踏板之后，被用于刹车助力的真空助力泵借助发动机的进气，在助力泵一侧的腔室内形成真空环境，而在另一侧维持正常气压，由此产生压力差。在刹车踏板受到的力经由真空助力泵放大之后，放大的力推动制动管路中的制动液体，根据帕斯卡定律，利用制动液体的液压来驱动制动活塞带动卡钳等机构进行制动。

当诸如车辆之类的可移动装置在摩擦力较小的路面（例如，潮湿、冰雪路面等）上行驶时，如果发生紧急制动，制动器会将轮夹紧，使得轮相对于制动器不发生相对运动，这又称为抱死。一方面，如果驱动轮抱死，会使得轮相对于制动器不能发生转向，从而丧失躲避障碍的能力；另一方面，如果非驱动轮抱死，遇上非对称附着系数的路面，会使得车辆丧失稳定性，易造成侧滑、甩尾、急转弯等危险，因此，防抱死制动系统（ABS）是现代车辆中的常见配置。

然而，一方面，对于液压制动系统而言，当在附着力较小的路面进行紧急刹车并触发ABS时，对于在某些路况下进行的上述传统的纯液压制动，轮端液压ABS控制发生高频增减压控制，导致滑移率一直波动，无法有效利用地面附着力；另外，卡钳的频繁松夹动作，产生较大噪音，同时ABS控制频率和整车传动系统接近，很容易引发整车共振，因此具有较差的NVH（噪声、振动和不平顺性）性能，因此，低附着系数路面的纯液压ABS控制过于粗暴。另一方面，电动车和混动车本身具备滑行能量回收和制动能量回收的属性；但是在冬季冰雪路面，路面附着系数变化，或者过减速带时，轮子腾空出现较大滑移率，导致轮端稳定因子瞬时变化，进而导致能量回收状态和液压制动的状态频繁切换。尤其是，当过颠簸路面或者冰雪交替路面而频繁触发ABS时，能量回收制动会突然退出。一方面，扭矩响应会有滑行扭矩延迟，扭矩跳变导致减速度不平顺；另一方面，液压制动补偿也不够及时，甚至，当出现较大滑移率时，ABS液压系统会请求减压，导致能量回收丢失的减速度无法通过液压补偿恢复。因此，减速度突然丢失，车辆发生闯动，导致用户缺乏安全感。

发明内容

按照本发明的一个方面，提供一种车辆制动方法，其包括：接收刹车踏板信号、路面状态信号和制动状态信号；基于刹车踏板信号、路面状态信号和制动状态信号中的一个或多个，确定车辆满足针对第二制动控制的触发条件；以及响应于确定，从第一制动控制切换为第二制动控制，其中，第二制动控制是电扭矩ABS控制，并且用于电扭矩ABS控制的起始电扭矩值基于第一制动控制的特定参数来确定。

作为以上方案的替代或补充，在根据本发明一实施例的车辆制动方法中，第一制动控制是非ABS控制或纯液压ABS控制；以及特定参数是对应于第一制动控制的轮缸液压、减速度和电扭矩中的一个或多个。

作为以上方案的替代或补充，根据本发明一实施例的车辆制动方法还包括：基于刹车踏板信号、路面状态信号和制动状态信号中的一个或多个，确定车辆满足针对第二制动控制的退出条件；以及响应于确定，切换为第一制动控制。

作为以上方案的替代或补充，在根据本发明一实施例的车辆制动方法中，针对第二制动控制的触发条件和针对第二制动控制的退出条件取决于不同的所述第一制动控制而不同。

作为以上方案的替代或补充，在根据本发明一实施例的车辆制动方法中，电扭矩ABS控制还利用液压来实现。

作为以上方案的替代或补充，在根据本发明一实施例的车辆制动方法中，电扭矩ABS控制针对车辆的驱动轮中的至少一些驱动轮分别地进行。

作为以上方案的替代或补充，在根据本发明一实施例的车辆制动方法中，至少一些驱动轮是对角驱动轮。

作为以上方案的替代或补充，在根据本发明一实施例的车辆制动方法中，非ABS控制包括组合的能量回收制动与液压制动。

作为以上方案的替代或补充，根据本发明一实施例的车辆制动方法还包括：接收主动控制信号；以及响应于主动控制信号，在制动时采用电扭矩ABS控制，其中，电扭矩ABS控制基于预期轴速差和/或预期滑移率来实现。

按照本发明的另一个方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有可由处理器执行的程序指令，所述程序指令在由处理器执行时，执行根据本发明的一个方面的任一实施例所述的车辆制动方法。

按照本发明的又一个方面，提供一种车辆制动设备，其包括：接收单元，其配置成接收刹车踏板信号、路面状态信号和制动状态信号；处理单元，其配置成基于刹车踏板信号、路面状态信号和制动状态信号中的一个或多个，确定车辆满足针对第二制动控制的触发条件；以及控制单元，其配置成响应于确定，从第一制动控制切换为第二制动控制，其中，第二制动控制是电扭矩ABS控制，并且用于电扭矩ABS控制的起始电扭矩值基于第一制动控制的特定参数来确定。

作为以上方案的替代或补充，在根据本发明一实施例的车辆制动设备中，第一制动控制是非ABS控制或纯液压ABS控制；以及特定参数是对应于第一制动控制的轮缸液压、减速度和电扭矩中的一个或多个。

作为以上方案的替代或补充，在根据本发明一实施例的车辆制动设备中，处理单元还配置成基于刹车踏板信号、路面状态信号和制动状态信号中的一个或多个，确定车辆满足针对第二制动控制的退出条件；以及控制单元还配置成响应于确定，切换为第一制动控制。

作为以上方案的替代或补充，在根据本发明一实施例的车辆制动设备中，针对第二制动控制的触发条件和针对第二制动控制的退出条件取决于不同的第一制动控制而不同。

作为以上方案的替代或补充，在根据本发明一实施例的车辆制动设备中，电扭矩ABS控制还利用液压来实现。

作为以上方案的替代或补充，在根据本发明一实施例的车辆制动设备中，电扭矩ABS控制针对车辆的驱动轮中的至少一些驱动轮分别地进行。

作为以上方案的替代或补充，在根据本发明一实施例的车辆制动设备中，至少一些驱动轮是对角驱动轮。

作为以上方案的替代或补充，在根据本发明一实施例的车辆制动设备中，非ABS控制包括组合的能量回收制动与液压制动。

作为以上方案的替代或补充，在根据本发明一实施例的车辆制动设备中，接收单元还配置成接收主动控制信号；以及控制单元还配置成响应于主动控制信号，在制动时采用电扭矩ABS控制，其中，电扭矩ABS控制基于预期轴速差和/或预期滑移率来实现。

按照本发明的又一个方面，提供一种车身稳定系统，其包括根据本发明的一个方面的任一实施例所述的车辆制动设备。

按照本发明的还一个方面，提供一种车辆，其包括根据本发明的一个方面的任一实施例所述的车身稳定系统。

由于电动车辆具备较大的滑行扭矩，可将其等效为制动效果。在低附路面，该滑行扭矩的变化会触发ABS，因此需进行控制。根据本发明的车辆制动方法和设备通过对车辆运行中的多种信息进行处理，确定不同场景下适用的制动操作，并且在切换制动操作时，考虑前一制动操作的有关参数来确定下一制动操作的起始参数；因此能够快速平稳地根据不同路况使得车辆在不同制动策略之间进行切换，以实现一种有效持续、稳定舒适的制动方式。

附图说明

本发明的上述和/或其它方面和优点将通过以下结合附图的各个方面的描述变得更加清晰和更容易理解，附图中相同或相似的单元采用相同的标号表示。附图包括：

图1为根据本发明的一个实施例的车辆制动设备1000的示意性框图；

图2为根据本发明一实施例的在不同种类的制动之间进行切换的示意图；以及

图3为根据本发明的一个实施例的车辆制动方法2000的示意性流程图。

具体实施方式

在本说明书中，参照其中图示了本发明示意性实施例的附图更为全面地说明本发明。但本发明可以按不同形式来实现，而不应解读为仅限于本文给出的各实施例。给出的各实施例旨在使本文的披露全面完整，以将本发明的保护范围更为全面地传达给本领域技术人员。

诸如“包含”和“包括”之类的用语表示除了具有在说明书和权利要求书中有直接和明确表述的单元和步骤以外，本发明的技术方案也不排除具有未被直接或明确表述的其它单元和步骤的情形。诸如“第一”和“第二”之类的用语并不表示单元在时间、空间、大小等方面的顺序而仅仅是作区分各单元之用。

下文参考根据本发明实施例的方法和系统的流程图说明、框图和/或流程图来描述本发明。将理解这些流程图说明和/或框图的每个框、以及流程图说明和/或框图的组合可以由计算机程序指令来实现。可以将这些计算机程序指令提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理设备的处理器以构成机器，以便由计算机或其它可编程数据处理设备的处理器执行的这些指令创建用于实施这些流程图和/或框和/或一个或多个流程框图中指定的功能/操作的部件。还应该注意在一些备选实现中，框中所示的功能/操作可以不按流程图所示的次序来发生。例如，依次示出的两个框实际可以基本同时地执行或这些框有时可以按逆序执行，具体取决于所涉及的功能/操作。

在可适用的情况下，可以使用硬件、软件或硬件和软件的组合来实现由本公开提供的各种实施例。另外，在可适用的情况下，在不脱离本公开的范围的情况下，本文中阐述的各种硬件部件和/或软件部件可以组合成包括软件、硬件和/或两者的复合部件。在可适用的情况下，在不脱离本公开的范围的情况下，本文中阐述的各种硬件部件和/或软件部件可以被分离成包括软件、硬件或两者的子部件。另外，在可适用的情况下，设想的是软件部件可以被实现为硬件部件，以及反之亦然。

在不具有发动机或发动机不持续工作的纯电动车辆、混合动力车辆等车型上，为了代替真空助力泵发挥辅助制动的功能，电动助力泵应运而生，其也可以被称为线控制动系统、电控制动助力器等。在应用电动助力泵的场景下，当踩下刹车踏板后，电动助力泵的输入推杆产生位移，系统根据位移量计算出电极应当提供的扭矩，再由传动装置将计算的扭矩转化为伺服制动力。产生的伺服制动力与用户施加在踏板上的力共同作用，推动制动管路中的制动液体。根据帕斯卡定律，利用制动液体的液压来驱动制动活塞带动卡钳等机构进行制动。

然而，当电动汽车在诸如冰雪路面之类的低附着系数路面（也可以简称为低附路面）上制动时，一方面，对于液压制动系统而言，当在附着力较小的路面进行紧急刹车并触发ABS时，对于在某些路况下进行的上述传统的液压制动，轮端液压ABS控制发生高频增减压控制，导致滑移率一直波动，无法有效利用地面附着力；另外，卡钳的频繁松夹动作，产生较大噪音，同时ABS控制频率和整车传动系统接近，很容易引发整车共振，因此具有较差的NVH（噪声、振动和不平顺性），因此，低附着系数路面的纯液压ABS控制过于粗暴。另一方面，电动车和混动车本身具备滑行能量回收和制动能量回收的属性；但是在冬季冰雪路面，路面附着系数变化，或者过减速带时，轮子腾空出现较大滑移率，导致轮端稳定因子瞬时变化，进而导致能量回收状态和液压制动的状态频繁切换。尤其是，当过颠簸路面或者冰雪交替路面，由于ABS频繁触发，能量回收制动会突然退出，一方面，扭矩响应会有延滑行扭矩迟，扭矩跳变导致减速度不平顺；一方面液压制动补偿也不够及时，甚至，当出现较大滑移率时，ABS液压系统会请求减压，导致能量回收丢失的减速度无法通过液压补偿恢复。因此，减速度突然丢失，车辆发生闯动，导致用户缺乏安全感。

下文中以四轮车辆为示例来描述本发明的方案，但是要理解的是，本发明所适用的场景不限于四轮车辆，而是也可以用于具有更多数量的轮的车辆，例如大型货运车辆。同时，也适用于四轮车辆中的两驱车辆、电动分轴四驱车辆、三电机电动汽车和使用轮毂电机的电动车等。

根据本发明的一个方面，提供一种车辆制动设备1000。现在参考图1，其为根据本发明的一个实施例的车辆制动设备1000的示意性框图。

车辆制动设备1000可以包括接收单元110，其可以配置成接收刹车踏板信号、路面状态信号和制动状态信号。其中，刹车踏板信号可以包括刹车踏板行程信号，该刹车踏板行程信号可以反映踏板压力、踏板深度等；路面状态信号可以（例如，通过来自轮速计的轮速信号）反映路面附着系数，例如路面与轮之间的摩擦情况；以及制动状态信号可以反映减速度、滑移率、方向盘输入、分离路、横摆角、轮速、轮缸压力、电机回馈扭矩中的至少一个。以减速度信号举例来说，减速度信号可以是各个轮或某些轮所对应的多个减速度的最大值、平均值、加权平均值等。其中，轮的减速度可以利用轮速信息通过计算获得。此外，还可以同时参考车辆加速度传感器值，由此得到车辆总体的减速度值。

车辆制动设备1000还可以包括处理单元120，其可以配置成基于刹车踏板信号、路面状态信号和制动状态信号中的一个或多个，确定车辆满足针对第二制动控制的触发条件，其中第二制动控制可以是电扭矩ABS控制。通常来说，在基于刹车踏板信号确定用户发生猛踩踏板进行紧急制动且基于路面状态信号确定路面的附着系数较低的情况下，可以确定车辆处于ABS控制状态。另外，电扭矩ABS控制触发条件可以是以下关于图2所描述的条件A。

在一种实施方式中，针对电扭矩ABS模式的不同进入方式，处理单元120还可以配置成基于刹车踏板行程信号、轮速信号、制动状态信号、当前扭矩信号、轮缸压力信号、减速度信号、电机当前扭矩值进行操作。处理单元120可以配置成通过踏板行程信号判断用户的预期减速度意图；通过轮速和减速度信号判断预期减速度是否达标；通过当前扭矩信号判断是否处于制动能量回收状态；通过四个轮速计算滑移率判断是否满足ABS触发条件；通过轮速和减速度修正判断是否满足电扭矩ABS控制减速度门限等，来实现由以下两种工况（例如，第一制动控制）进入电扭矩ABS控制。

工况一（图2中所示的101）：第一制动控制为纯液压ABS控制的情况。处理单元120可以配置成基于刹车踏板行程信号确定用户发生踩踏板制动和用户预期减速度意图。如果处理单元120发现路面附着系数低，轮端出现滑移率，同时减速度低，则可以确定车辆满足电扭矩ABS控制触发条件（图2中所描述的条件A）。处理单元120可以配置成：通过踏板深度获得用户意图，即目标减速度值，并以此为目标，最大效率地利用地面附着力；通过轮端滑移率和减速度传感器计算参考车速；并将轮缸液压和预期目标减速度的等效制动效能转换成恰当的电扭矩值。

工况二（图2中所示的103）：第一制动控制为非ABS制动（也称为中等制动、带有制动能量回收阶段的制动等）的情况。处理单元120可以配置成基于刹车踏板行程信号确定用户发生踩踏板制动和用户预期减速度意图。如果突然路面附着系数变化，轮端出现滑移率，则满足电扭矩ABS控制触发条件（图2中所描述的条件D）。同样，如果当前车辆处于滑行扭矩控制阶段，突然踩制动，可以将制动扭矩叠加滑行扭矩的状态等效为工况二。

其中，低附路面可以指具有较低附着系数的路面。车辆轮与地面之间的附着系数通常与路面的材料的粗糙程度、路面的状况（例如，潮湿程度）、轮的材料、轮的花纹、轮的气压、车辆行驶速度、车辆荷载等相关。在车辆轮的状况通常相差不大的情况下，也可以只考虑路面的状况来确定附着系数。通常，干燥、良好的沥青或混凝土路面的附着系数最大，可达0.7-0.8；潮湿的水泥路面的附着系数约为0.4-0.6；下雨开始时的附着系数约为0.3-0.4；并且冰雪路面的附着系数最小，最容易打滑。

在一个实施例中，在基于减速度信号确定车辆是否处于低附路面时，处理单元120可以基于减速度值来计算附着系数，并基于附着系数与附着系数阈值的比较来确定车辆是否处于低附路面。在计算附着系数时，处理单元120可以使用例如小滑移范围斜率估计法、大滑移率范围零斜率法等。进一步地，处理单元120可以根据车辆在行驶过程中的具体情况，将轮速信号的采集延迟及噪声、车速的实时估计误差、制动力计算偏差等纳入影响因素进行考虑。处理单元120可以将附着系数阈值设置为0.3。在此情况下，在附着系数的值小于0.3的情况下，处理单元120可以确定车辆处于低附路面。当然，要理解的是，第一阈值的大小可以在车辆出厂时根据厂家所希望达到的车辆性能进行合理的设置，也可以在保证安全的前提下根据用户的需要来进行调整。

在一个实施例中，在基于减速度信号确定是否满足ABS触发条件时，处理单元120可以首先检测车辆是否进行了默认的纯液压ABS控制，并将减速度值与减速度阈值进行比较。例如，可以将减速度阈值设置为3 m/s²。当处理单元120检测到车辆进行了数次纯液压ABS控制循环，但车辆的减速度的绝对值小于3 m/s²时，表示纯液压ABS控制效果较差，处理单元120可以确定满足电扭矩ABS触发条件。

在其它实施例中，在可适用的情况下，处理单元120也可以将其他需要的参数用于确定车辆处于低附路面并且满足ABS触发条件。

车辆制动设备1000还可以包括控制单元130，其可以配置成响应于确定，从第一制动控制切换为第二制动控制。第一制动控制例如是非ABS控制或纯液压ABS控制，第二制动控制例如是电扭矩ABS控制。也就是说，对于潮湿路面或冰雪路面等附着系数较低的路面，在满足ABS触发条件的情况下，可以采用电扭矩ABS控制。

其中，用于电扭矩ABS控制的起始电扭矩值可以基于第一制动控制的特定参数来确定，所述特定参数可以是对应于第一制动控制的轮缸液压、减速度和电扭矩中的一个或多个。例如，可以基于刹车踏板信号确定用户发生踩踏板制动。此时，由于路面附着系数低、轮端滑移率较高且减速度低，可以确定车辆处于ABS制动状态，如果满足电扭矩ABS控制的触发条件（例如，图2所描述的条件A），则可以进入电扭矩ABS控制。在电扭矩ABS控制中，可以通过踏板深度获得用户的期望减速度（即目标减速度值），并以此为目标，最大效率地利用地面附着力；通过轮端滑移率、减速度传感器提供的信息来计算参考车速；并将对应于第一制动控制的轮缸液压、减速度和电扭矩值中的一个或多个等效为制动效能，从而转换生成恰当的电扭矩值。

在一个实施例中，控制单元130还可以配置成在电扭矩ABS控制的起始时，基于前一控制状态的特定参数来控制电机回馈扭矩。例如，控制电机回馈扭矩（可以是正扭矩或负扭矩），使得车辆在制动控制状态切换的瞬间维持当前减速度不发生突变，以免发生车辆闯动。

电扭矩ABS控制可以指：在电动车辆中，通过电机能量回馈反拖或低速阶段来驱动电机反转而达到制动，也称为电扭矩自适应ABS或低附制动电扭矩滑移率控制系统。具体来说，在电动车辆中，代替传统汽车的内燃机和变速器，依靠动力电池、逆变器和电机变速单元实现车辆的驱动。由于驱动车辆时，利用的是电动机电生磁的原理，因此在电扭矩ABS控制中，当接收到制动信号时，可以立即断电，并通过程序将磁场的霍尔信号进行调整（例如，由二进制“001”信号改变为二进制“100”信号）。这相当于将磁场进行逆转，从而使得电机处于反转状态，达到迅速断电制动的效果。以此方式，电机在断电后会产生短时高强度能量，该能量的大小由电动机中定子线圈绕组切割磁力线的速度决定，因此制动瞬间的轮转速越高，通过制动操作所产生的制动力也就越强。断电状态下，电机产生的能量一部分用于电机制动（此过程也称为再生制动），另一部分通过反向操作的电动机（即，发电机）为动力电池充电，实现部分能量的回收。

电扭矩ABS控制还可以包括针对所述车辆的驱动轮进行电扭矩ABS控制。控制所述电机回馈扭矩或反向电驱动扭矩，电机回馈扭矩包括滑行扭矩和制动能量回收扭矩。单一滑行扭矩等效同样产生制动效果，同样较大的滑行扭矩在低附路面也会触发ABS，也需要电扭矩ABS控制，这里等效归纳为制动扭矩。另外，电机扭矩可以包括车辆滑行回馈扭矩、正向驱动扭矩、反向电制动扭矩和制动能量回馈扭矩等。

在一些情况下，在电扭矩ABS控制中，针对不同的车轮（或轮毂电机）采取不同的控制方式。例如，对于驱动轮可以采用电扭矩ABS控制，而对于非驱动轮可以采用纯液压ABS控制。例如，对于四驱分轴车辆，车辆具备双轴能量回收，也可以进行双轴电扭矩ABS控制；由于车辆电机只能同轴两侧轮同时进行升降扭矩操作；无法对单轮滑移率的波动进行制动有效补偿；在进行电扭矩ABS控制时，需要轮缸预留液压，同时蓄能器储备液量，对角车轮轮缸进行泄压操作，让对角轮滑移率恢复；另外一个对角轮进行主动增压操作，让对角轮滑移率增加，对角轮交替恢复，来维持参考车速；最终实现双轴电扭矩ABS控制。

例如，在从纯液压ABS控制切换到电扭矩ABS控制的时刻，可以根据踏板深度得到用户的目标减速度，然后将当前实际减速度或轮缸液压换算成等效的回馈起始扭矩值作为扭矩起始点（例如，获取当前纯液压ABS制动的等效电扭矩值），并以此回馈起始扭矩值开始渐变地调整扭矩值，从而逐渐达到或接近用户的目标减速度。可以将清空的液量存储于蓄能器中，作为液压备份。如果此时滑移率消失，同时减速度达到用户的目标减速度，则电扭矩ABS控制退出，切换为能量回收制动。对于均一路面而言，纯液压ABS所控滑移率的目标和表现是反复跳变的；而电扭矩ABS的滑移率的目标和表现是平滑线性的。

例如，在从非ABS控制（例如，能量回收制动叠加液压制动）切换到电扭矩ABS控制的时刻，可以拾取制动过程中的回馈扭矩作为扭矩起始点进行控制，并根据滑移率控制逐渐达到或接近期望的减速度，并实现路面所能提供的最大减速度。继而保证了扭矩值的延续性，避免车辆由于扭矩丢失而造成闯动。由此，可以避免从非ABS控制进入ABS控制时，回馈扭矩突然中断（被液压替代）的情况。注意的是，在这里，“逐渐”、“渐变”等术语并不表示在变化过程上是缓慢的，而是指与“跳变”相对的平滑状态。

在基于预期轴速差和/或预期滑移率控制电机回馈扭矩时，控制单元130可以根据预期轴速差和/或预期滑移率，例如3%-10%，来请求电机输出适当量的负扭矩值。在负扭矩回馈起始时，可以将轮缸液压和卡钳的制动效能等效为电扭矩；控制单元130对负扭矩的输出值的调整可以应用动态稳定控制模式，例如PI控制方法。在PI控制方法中，具体可以如下进行操作：预先设定目标轴速差，通过比较当前驱动轴速和非驱动轴速得到轴速差，并将此轴速差和目标轴速差取差值得出轴速偏差控制量；通过对随着路面附着系数动态变化的偏差控制量实时进行PI控制，计算出恰当的目标电机扭矩，并利用增益控制逻辑来实现稳定的负扭矩的输出。

此外，电扭矩ABS控制还可以利用液压来实现。例如，在电扭矩ABS控制中，可以对附着系数不断变化路面进行自适应调节，电扭矩控制基于轴速差进行PI控制，单轮液压基于各自滑移率，进行增减压闭环控制，同时扭矩控制和液压控制进行内部交互，确保车辆始终处于最佳滑移；最后在一定的目标减速度和实际减速度门限内，进行耦合电扭矩和液压的电扭矩ABS控制。

由于电扭矩ABS提供持续的负扭矩输出，整车的滑移率可以被控制在相对稳定的范围，例如，对于均一的冰面，扭矩的波动范围可以被控制在-5%~+5%。整体表现：驱动轮和非驱动轮的轮速可以实现恒定的偏差，并且始终处于最佳滑移率状态。此外，还可以使得车辆持续稳定减速，达到更好的制动效果，不再像传统的液压增减压控制，导致滑移率上下跳动，无法有效利用地面附着系数。

在另一个实施例中，处理单元120还配置成基于刹车踏板信号、路面状态信号和制动状态信号，确定车辆处于ABS控制状态并满足纯液压制动触发条件；控制单元130还配置成响应于所述确定，停用所述电扭矩ABS控制；以及利用液压控制所述车辆的制动机构，从而进行纯液压ABS控制。通常来说，在基于刹车踏板信号确定用户发生踩踏板进行紧急制动且基于路面状态信号确定路面的附着系数较低的情况下，可以确定车辆处于ABS控制状态。另外，从电扭矩ABS控制返回纯液压ABS控制的触发条件可以是以下关于图2所描述的条件B。

在又一个实施例中，处理单元120还配置成基于刹车踏板信号和路面状态信号，确定车辆进入ABS控制状态；以及控制单元130还配置成响应于确定，利用液压控制车辆的制动机构，从而进行纯液压ABS控制。通常来说，在基于刹车踏板信号确定刚开始发生踩踏板进行紧急制动且基于路面状态信号确定路面的附着系数较低的情况下，可以确定车辆开始进入ABS控制状态。从非ABS控制向纯液压ABS控制转换的条件可以是以下关于图2所描述的条件F。

在一个实施例中，当车辆处于非ABS制动（也可以称为带有制动能量回收阶段、中等制动等）时，可以基于刹车踏板信号确定用户发生踩踏板制动并且确定用户的预期减速度。此时，如果路面附着系数突然发生高到低变化（图2所描述的条件D），则满足电扭矩ABS控制的触发条件，可以采用电扭矩ABS控制。同样，假如当前车辆处于滑行扭矩控制阶段，突然踩制动，制动扭矩叠加滑行扭矩，同样等效为该工况。

在还一个实施例中，处理单元120还可以配置成基于刹车踏板信号、路面状态信号和制动状态信号中的一个或多个，确定车辆满足针对第二制动控制的退出条件；以及控制单元130还可以配置成响应于确定，切换为第一制动控制。其中，针对第二制动控制的触发条件和针对第二制动控制的退出条件可以取决于不同的第一制动控制而不同（具体参见以下关于图2的描述）。通常来说，在基于刹车踏板信号判断用户的预期减速度较低或者基于路面状态信号判断路面的附着系数恢复到较高值的情况下，可以确定车辆退出ABS控制状态。

在判断需要退出电扭矩ABS控制时，蓄能器的液量可以根据轮的滑移率恢复，结合踏板深度即驾驶员的意图，进行液压补偿。如果滑移率消失，电扭矩已经达到最大，减速度未达到驾驶员预期值，此时蓄能器液量主动补偿，电扭矩ABS控制恢复为普通能量回收制动，或普通纯液压制动。如果滑移率依然存在，且驾驶员减速度预期较高，则切换为纯液压ABS制动。同时，由于电机特性决定在低速特别低的情况下，不具备能力回收能力。此时可以采用电制动进行反向驱动刹车，也可以通过蓄能器压力及时补液来实现。同时，当车轮突然出现很大滑移时，同样电扭矩ABS控制可以发送正向驱动扭矩，帮助轮快速恢复。

在本发明中，制动状态信号可以表示以下各项中的至少一项：减速度、滑移率、方向盘输入、分离路、横摆角、轮速、轮缸压力、电机回馈扭矩等。具体来说，条件可以是：车辆减速度的绝对值大于减速度阈值；滑移率大于滑移率阈值；方向盘转向达到转向阈值；车辆横摆角大于横摆角阈值；轮速增大速率大于轮速变化阈值；同轴两侧轮偏差达到阈值或附着系数发生跳变。例如，同轴两侧轮的轮速差过大可以表示路面为分离路；如果滑移率突然减小或增大，可以识别为路面附着系数的跳变。

在另一个实施例中，电扭矩ABS控制针对车辆的驱动轮中的至少一些驱动轮分别地进行。例如，电扭矩ABS控制包括针对车辆的驱动轮或者轮毂电机来进行电扭矩ABS控制；并且非ABS控制包括针对例如车辆的驱动轮或者轮毂电机来进行组合的能量回收制动与液压制动。在这样的实施例中，控制单元130可以对驱动轮之外的轮执行纯液压ABS控制。这主要是因为在ABS控制过程中，通常需要将车轮的转速与实际车速（又称为参考车速）进行比较来判断车辆是否存在滑移，而参考车速的获取通常需要依赖于非驱动轮或部分轮的轮速来计算（例如，平均轮速法、最大轮速法、综合法、对斜率等），但处于电扭矩ABS控制的驱动轮始终处于一定的滑移状态，无法用于计算参考车速。因此，可以将部分轮保持在纯液压ABS控制模式，以利于通过纯液压ABS控制的轮的轮速传感器来计算参考车速，同时参考车辆整车减速度传感器的信号（或高精度GPS，高精度雷达摄像头），确保获取准确的参考车速。要理解的是，被采取电扭矩ABS控制的轮根据需要可以是车辆所有轮中的任何一个或多个，而不限于驱动轮。比如四驱车，可以前轴后轴轮都可以进行电扭矩ABS控制。

在一个实施例中，对车辆的每个轮都采用电扭矩ABS控制，此时通过轮速来计算参考车速的方案将产生较不准确的结果，因为处于电扭矩ABS控制的轮，始终处于滑移状态而无法用于计算参考车速。对于双轴电机、三电机系统或者轮电机而言，如果车辆具备双轴能量回收，也可以进行双轴电扭矩ABS控制。

在一些实施例中，车辆的驱动轮中的至少一些驱动轮是指对角驱动轮。由于车辆电机只能同轴两侧轮同时进行升降扭矩操作，无法对单轮滑移率的波动进行制动有效补偿；因此在进行电扭矩ABS控制时，需要在轮缸预留液压，不能完全清空。同时，对角轮缸进行泄压操作，让对角轮滑移率恢复，来维持参考车速。与此同时，针对另外一个对角轮可以进行主动增压操作，最终实现双轴电扭矩ABS控制，同时确保参考车速。附加地或可替代地，可以通过车载加速度计获取车辆的加速度信号、也可以通过GPS、高精度摄像头雷达信号提供的车辆位置信息，来对根据轮速计算的参考车速进行修正，从而得到更准确的参考车速。

在针对车辆的驱动轮进行电扭矩ABS控制时，控制单元130还可以针对液压回路的蓄能器内一定量的液压以用于液压备份，以防止万一电制动失效后的液压备份冗余。进一步地，在判断需要退出电扭矩ABS时，蓄能器的液量会根据轮的滑移率恢复，结合踏板深度即用户的意图，进行液压补偿。如果滑移率归零，电扭矩已经达到最大，减速度未达到用户预期值，此时蓄能器液量主动补偿，电扭矩ABS控制恢复为普通非ABS控制。同时，由于电机特性决定了在速度特别低的情况下，无法进行能力回收制动。因此可以采用电扭矩制动进行反向驱动，也可以通过将蓄能器压力及时切换会能量回收制动来实现制动。

在一个实施例中，车辆制动设备1000的接收单元110还配置成接收主动控制信号。其中，主动控制信号可以是用户主动输入的，例如通过按钮、触摸屏、语音识别等输入。例如，一方面，在冬季较常遇到冰雪路面的情况下，用户可以根据需要主动地发出进入电扭矩ABS控制的主动控制信号，使得控制单元130对轮中的一个或多个的应用电扭矩ABS控制。另一方面，在用户不希望开启电扭矩ABS控制的情况下，用户也可以通过上述输入方式发出退出电扭矩ABS控制的主动控制信号，由此使得控制单元130对轮中的一个或多个应用非ABS控制或纯液压ABS控制。此外，用户还可以通过主动控制信号使得处理单元120和控制单元130根据前文中所述的配置来对各个轮进行制动。

处理单元120和控制单元130还可以响应于主动控制信号，在制动时采用电扭矩ABS控制，其中，电扭矩ABS控制可以如上所述的那样基于预期轴速差和/或预期滑移率来实现。基于同轴两侧滑移率偏差，实时叠加液压制动，维持最佳滑移率。同时监控整车横摆角，方向盘输入，实时修正电扭矩和液压制动力分配。完成电扭矩和液压在ABS制动阶段的切换。同时根据预期踏板力输入，当前减速度对比，在稳态控制前提下，控制不高于预期减速度。该控制方式尤其适用于冬季冰雪路面，可以拓展应用为冬季冰雪模式ABS，或低附电扭矩自适应ABS，或低附制动电扭矩滑移率控制系统。也可以通过仪表盘按钮进行该模式和普通液压ABS制动的切换。

现在转到图2，图2为根据本发明一实施例的在不同种类的制动之间进行切换的示意图。

101：纯液压ABS控制，驱动轮和非驱动轮同时进行纯液压ABS控制。此时车辆减速度与路面的最大附着力有关。

102：电扭矩ABS控制，驱动轮可以采用电子制动，通过能量回馈制动来实现针对低附路面的期望滑移率；非驱动轮可以采用纯液压进行ABS控制。例如，对于四驱分轴电动车可以采用双轴电扭矩ABS控制，对于轮毂电机可以分别进行滑移率电扭矩控制。

103：非ABS控制，带有制动能量回收的制动；驱动轮的制动力可以由液压和制动能量回收叠加来提供；非驱动轮采用纯液压进行ABS控制。在非ABS控制中，当踩下制动踏板时，车辆由于惯性并不立即停下，而是逐渐减速。在此期间轮产生的动能可以通过驱动轴传递给电动机，使得电动机反向工作为发电机，将机械能转化为电能储存到汽车的动力电池中，实现制动能量回收。

车辆还可以具有非制动状态（图2中未示出），在此状态下进行滑行能量回收，产生较大的回收减速度，类似于制动能量回收状态。

条件A：路面附着系数发生高到低跳变或用户的预期小减速度（例如，减速度ax<3m/s^²）。在纯液压ABS控制101中，如果满足条件A，则可以识别低附路面，并进入电扭矩ABS控制102。其中，电扭矩ABS控制102的触发阈值还可以取决于电机回馈的最大能力所对应的整车减速度值。

条件B包括以下各项中的至少一项：路面附着系数发生低到高跳变、轴减速度迅速变大（列，使得ax>3m/s^²)、滑移率有减小趋势（B1）；方向盘转角输入、车身出现横摆、驱动轮两侧轮速差变大、分离路识别（B2）。电扭矩ABS控制102中，如果满足条件B，则可以识别高附路面（例如，针对条件B1），控制液压迅速上升，进入纯液压ABS控制101。

条件C：路面附着系数发生低到高跳变、减速度迅速变大(例如，使得ax>3m/s^²）或者滑移率快速恢复。在电扭矩ABS控制102中，如果满足条件C，则退出电扭矩ABS控制102，进入非ABS控制103。

条件D：路面附着系数发生高到低跳变或者减速度迅速变小(例如，ax<3m/s^2）。在非ASB制动103的情况下，如果满足条件D，则进入电扭矩ABS控制102。

条件E：检测到用户非全力制动，同时各轮滑移率归零，ABS退出。满足条件E，则进入非ABS控制103。

条件F：检测到用户全力制动。其中，可以通过例如踏板深度信号来检测全力制动，也可以通过踩下刹车踏板的速度、力度、加速度来检测全力制动。若满足条件F，则触发ABS控制，并首先进入纯液压ABS控制101。

参考图2，具体描述某些制动之间的示例性转换过程。在确定车辆处于纯液压ABS控制状态并且满足电扭矩ABS控制102触发条件的情况下，可开始进入电扭矩ABS控制102中。首先，可以根据踏板深度得到用户的目标减速度，然后将当前实际减速度或轮缸液压换算成等效的回馈扭矩作为扭矩起始点。在确定车辆处于非ABS控制（即，能量回收制动）状态的情况下，可以利用当前负扭矩作为扭矩起始点；然后根据预先设定目标驱动轴速度（其可以是同轴两侧驱动轮的轮速平均值）差，通过比较当前驱动轴速差以及目标轴速差得到偏差值，并据此偏差值得出偏差控制量。通过对动态变化的偏差控制量实时进行PI控制，可以计算出恰当的目标电机负扭矩，并利用增益控制逻辑来实现持续稳定负扭矩的输出，让驱动轮始终处于期望的滑移率范围中，以达到更好的制动效果。由于电扭矩ABS提供持续的负扭矩输出，因此可以通过负扭矩大小的上升下降来适应路面的扰动，同时始终针对当前路面提供最大减速度。

在电扭矩ABS控制中，受限于驱动电机的最大电回收能力（例如，驱动电极能提供的最大减速度ax<3m/s^²），当判断用户的制动踏板被踩下的深度较大（例如，表示用户意图的制动减速度ax>3m/s^²）时，或者驱动轮同轴两侧滑移率偏差太大时，可以驱动轴单轮或双轮根据各自滑移率同步进行增减压控制；同时电扭矩缓慢退出，完成电扭矩ABS和液压ABS的过度。相反，如果用户的意图的减速度不大，或者路面附着力迅速恢复，使得可以支持用户目前的减速度需求，电扭矩ABS控制可以退出。例如，可以保持当前负扭矩，并叠加相应的液压补偿，从而完成非ABS控制（即能量回收制动）。

根据本发明的车辆制动设备，通过对非驱动轮进行纯液压ABS控制控制，可以结合减速度信号，保证参考车速的准确获取，从而促进更好地进行电扭矩ABS控制。实现了高效、舒适稳定的ABS控制。

另外一个方面，电扭矩ABS控制避免了常规非ABS工况下，电动制动能量回收在进入ABS工况时，回馈扭矩突然中断的情况（被液压替代）。代替地，电扭矩ABS会拾取制动过程中回馈扭矩作为扭矩起始点进行控制，继而保证了扭矩的延续性，避免车辆由于扭矩丢失而造成的车辆闯动。

还一方面的优势在于，定义了电扭矩ABS控制、纯液压ABS控制和非ABS控制的切换逻辑，确保了扭矩的延续性，避免扭矩突变。同时结合踏板深度，兼顾用户的预期减速度需求，通过液压和负回馈扭矩叠加补偿，避免减速度突变。

现在转到图3，图3为根据本发明的一个实施例的车辆制动方法2000的示意性流程图。

车辆制动方法2000可以包括：步骤S201接收刹车踏板信号、路面状态信号和制动状态信号；步骤S202基于刹车踏板信号、路面状态信号和制动状态信号中的一个或多个，确定车辆满足针对第二制动控制的触发条件；以及S203响应于确定，从第一制动控制切换为第二制动控制，其中，第一制动控制可以是非ABS控制（其可以包括组合的能量回收制动与液压制动）或纯液压ABS控制，第二制动控制可以是电扭矩ABS控制，并且用于电扭矩ABS控制的起始电扭矩值可以基于第一制动控制的特定参数来确定。其中，特定参数可以是对应于第一制动控制的轮缸液压、减速度和电扭矩中的一个或多个。

方法2000还可以包括：基于刹车踏板信号、路面状态信号和制动状态信号中的一个或多个，确定车辆满足针对第二制动控制的退出条件；以及响应于确定，切换为第一制动控制。其中，针对第二制动控制的触发条件和针对第二制动控制的退出条件可以取决于不同的第一制动控制而不同。例如以上关于图2所描述的那样。

在方法2000中，电扭矩ABS控制还可以利用液压来实现。其中，电扭矩ABS控制可以针对车辆的驱动轮中的至少一些驱动轮分别地进行；以及至少一些驱动轮可以是对角驱动轮。

在方法2000中，刹车踏板信号反映踏板压力、踏板深度中的至少一个；路面状态信号反映路面与轮之间的摩擦情况；以及制动状态信号反映减速度、滑移率、方向盘输入、分离路、横摆角、轮速、轮缸压力、电机回馈扭矩中的至少一个。

方法2000还可以包括：接收主动控制信号；以及响应于主动控制信号，在制动时采用电扭矩ABS控制，其中，电扭矩ABS控制基于预期轴速差和/或预期滑移率来实现。

根据本发明一实施例的车辆制动方法2000还可以包括：基于刹车踏板行程信号、轮速信号和制动状态信号，响应于确定车辆处于ABS制动状态或普通制动能量回收非ABS制动，并满足电扭矩ABS触发条件和门限，以及制动力过度方式；响应于确定，停用电扭矩ABS控制触发条件和门限，以及制动力过度方式；响应于确定，电扭矩ABS在不同路面的控制方式；响应于确定电扭矩控制阶段的控制逻辑，监控逻辑，路面监控，制动备份液压补偿逻辑。

按照本发明的又一个方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有可由处理器执行的程序指令，所述程序指令在由处理器执行时，执行根据本发明的一个方面的任一实施例所述的车辆制动方法2000。存储介质可以包括有形的、非暂时性的、机器可读介质，诸如易失性存储器（例如，随机存取存储器（RAM））和/或非易失性存储器（例如，只读存储器（ROM）、闪速存储器、硬盘驱动器和/或任何其他合适的光学、磁性或固态存储介质）。

按照本发明的再一个方面，提供一种车身稳定系统（ESP），其包括根据本发明的一个方面的任一实施例所述的车辆制动设备1000。车身稳定系统是指在提升车辆的操控表现的同时。有效地防止汽车达到其动态极限时失控的系统或程序。在一个实施例中，除了车辆制动设备1000之外，车身稳定系统还可以包括驱动轮防滑系统（ASR）等模块或部件。

按照本发明的还一个方面，提供一种车辆，其包括前述车身稳定系统。

前述公开不旨在将本公开限制为所公开的精确形式或特别使用领域。因此，设想的是，鉴于本公开，无论在本文中明确描述还是暗示，本公开的各种替代实施例和/或修改都是可能的。在已经像这样描述了本公开的实施例的情况下，本领域普通技术人员将认识到的是，在不脱离本公开的范围的情况下，可以在形式和细节上进行改变。因此，本公开仅由权利要求限制。

Claims (21)

1.一种车辆制动方法，包括：

接收刹车踏板信号、路面状态信号和制动状态信号；

基于所述刹车踏板信号、所述路面状态信号和所述制动状态信号中的一个或多个，确定车辆满足针对第二制动控制的触发条件；以及

响应于所述确定，从第一制动控制切换为第二制动控制，

其中，所述第二制动控制是电扭矩ABS控制，并且用于所述电扭矩ABS控制的起始电扭矩值基于所述第一制动控制的特定参数来确定。

2. 根据权利要求1所述的方法，其中，

所述第一制动控制是非ABS控制或纯液压ABS控制；以及

所述特定参数是对应于所述第一制动控制的轮缸液压、减速度和电扭矩中的一个或多个。

3. 根据权利要求1或2所述的方法，还包括：

基于所述刹车踏板信号、所述路面状态信号和所述制动状态信号中的一个或多个，确定车辆满足针对第二制动控制的退出条件；以及

响应于所述确定，切换为所述第一制动控制。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，

所述针对第二制动控制的触发条件和所述针对第二制动控制的退出条件取决于不同的所述第一制动控制而不同。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电扭矩ABS控制还利用液压来实现。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，

所述电扭矩ABS控制针对车辆的驱动轮中的至少一些驱动轮分别地进行。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述至少一些驱动轮是对角驱动轮。

8.根据权利要求2所述的方法，其中，所述非ABS控制包括组合的能量回收制动与液压制动。

9. 根据权利要求1所述的方法，还包括：

接收主动控制信号；以及

响应于所述主动控制信号，在制动时采用所述电扭矩ABS控制，

其中，所述电扭矩ABS控制基于预期轴速差和/或预期滑移率来实现。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有可由处理器执行的程序指令，所述程序指令在由所述处理器执行时，执行根据权利要求1-9中任一项所述的车辆制动方法。

11.一种车辆制动设备，包括：

接收单元，其配置成接收刹车踏板信号、路面状态信号和制动状态信号；

处理单元，其配置成基于所述刹车踏板信号、所述路面状态信号和所述制动状态信号中的一个或多个，确定车辆满足针对第二制动控制的触发条件；以及

控制单元，其配置成响应于所述确定，从第一制动控制切换为第二制动控制，

其中，所述第二制动控制是电扭矩ABS控制，并且用于所述电扭矩ABS控制的起始电扭矩值基于所述第一制动控制的特定参数来确定。

12. 根据权利要求11所述的设备，其中，

所述第一制动控制是非ABS控制或纯液压ABS控制；以及

所述特定参数是对应于所述第一制动控制的轮缸液压、减速度和电扭矩中的一个或多个。

13. 根据权利要求11或12所述的设备，其中，

所述处理单元还配置成基于所述刹车踏板信号、所述路面状态信号和所述制动状态信号中的一个或多个，确定车辆满足针对第二制动控制的退出条件；以及

所述控制单元还配置成响应于所述确定，切换为所述第一制动控制。

14.根据权利要求13所述的设备，其中，

所述针对第二制动控制的触发条件和所述针对第二制动控制的退出条件取决于不同的所述第一制动控制而不同。

15.根据权利要求11所述的设备，其中，所述电扭矩ABS控制还利用液压来实现。

16.根据权利要求11所述的设备，其中，

所述电扭矩ABS控制针对车辆的驱动轮中的至少一些驱动轮分别地进行。

17.根据权利要求16所述的设备，其中，所述至少一些驱动轮是对角驱动轮。

18.根据权利要求12所述的设备，其中，所述非ABS控制包括组合的能量回收制动与液压制动。

19. 根据权利要求11所述的设备，其中，

所述接收单元还配置成接收主动控制信号；以及

所述控制单元还配置成响应于所述主动控制信号，在制动时采用所述电扭矩ABS控制，

其中，所述电扭矩ABS控制基于预期轴速差和/或预期滑移率来实现。

20.一种车身稳定系统，其特征在于，包括根据权利要求11-19中任一项所述的车辆制动设备。

21.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求20所述的车身稳定系统。

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