CN116374003B - 制动失效控制方法、装置、车辆、介质及芯片 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及车辆控制技术领域，提供了一种制动失效控制方法、装置、车辆、介质及芯片，所述制动失效控制方法包括：接收车辆两侧的各制动执行机构上报的制动失效信息，在根据所述制动失效信息确定车辆两侧所述制动执行机构的失效数量不一致的情况下，根据当前时刻对应的上一时刻的预期横摆角速度、预设的第一车辆属性参数以及所述车辆当前时刻的行驶变化参数，确定车辆的预期横摆角速度，根据所述预期横摆角速度以及所述当前时刻的实际横摆角速度，计算当前时刻的转向补偿量，根据所述转向补偿量，对所述车辆的转向车轮进行转向补偿控制。
Description
技术领域
本公开涉及车辆控制技术领域，尤其涉及一种制动失效控制方法、装置、车辆、介质及芯片。
背景技术
在车辆制动装置存在失效的情况下，车辆会出现非预期横摆角速度，导致车辆的稳定性降低，容易造成车辆侧翻，为解决该技术问题，相关技术中，在车辆左右两侧的制动装置的失效数量不一致的情况下，通常采用对角线制动，然而对角线制动均是对部分车轮进行制动，因而对角线制动会影响制动减速度，导致制动距离变长。
发明内容
为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种制动失效控制方法、装置、芯片及介质及车辆。
根据本公开实施例的第一方面，提供一种制动失效控制方法，包括；
接收车辆两侧的各制动执行机构上报的制动失效信息；
在根据所述制动失效信息确定车辆两侧所述制动执行机构的失效数量不一致的情况下，根据当前时刻对应的上一时刻的预期横摆角速度、预设的第一车辆属性参数以及所述车辆当前时刻的行驶变化参数，确定车辆的预期横摆角速度；
根据所述预期横摆角速度以及所述当前时刻的实际横摆角速度，计算当前时刻的转向补偿量；
根据所述转向补偿量，对所述车辆的转向车轮进行转向补偿控制。
可选地，所述行驶变化参数包括方向盘转向角度和车辆速度，所述根据当前时刻对应的上一时刻的预期横摆角速度、预设的第一车辆属性参数以及所述车辆当前时刻的行驶变化参数，确定车辆的预期横摆角速度，包括：
根据所述预设的第一车辆属性参数以及所述车辆速度，确定第一横摆角速度；
根据所述第一横摆角速度、预设常数对应的预设取值，确定转向计算因子；
根据所述方向盘转向角度、所述转向计算因子、所述车辆属性参数中的转向传动比，确定方向盘转向补偿量；
将当前时刻对应的上一时刻的转向补偿量与预设转向补偿因子的乘积，与所述方向盘转向补偿量与转向计算因子的乘积之和，作为所述车辆的预期横摆角速度。
可选地，所述根据所述预设的第一车辆属性参数以及所述车辆速度，确定第一横摆角速度，包括：
根据所述第一车辆属性参数中的车轴距、轮胎侧偏刚度以及所述车辆速度，确定第一参数量；
根据所述第一车辆属性参数中的车轴距以及所述轮胎侧偏刚度，确定第二参数量；
根据所述轮胎侧偏刚度、所述第一车辆属性参数中的重心到各车轴的距离、所述第一车辆属性参数中的整车质量以及所述车辆速度，确定第三参数量；
根据所述第一参数量、所述第二参数量以及所述第三参数量，确定所述第一横摆角速度。
可选地，所述根据所述预期横摆角速度以及所述当前时刻的实际横摆角速度，计算当前时刻的转向补偿量，包括：
根据所述预期横摆角速度和所述实际横摆角速度确定横摆角速度差；
根据所述行驶变化参数中的车辆速度，从预先配置的增益系数中获取目标增益系数，所述预先配置的增益系数是根据LQR（Linear Quadratic Regulator，线性二次型调节器）和不同的车辆速度确定的，所述增益系数与所述车辆速度存在一一对应关系；
根据所述横摆角速度差和所述目标增益系数，计算当前时刻的转向补偿量。
可选地，所述预先配置的增益系数通过以下方式确定：
根据预设的第二车辆属性参数以及不同的车辆速度，分别确定每一所述车辆速度对应的第一自行车运动矩阵和第二自行车运动矩阵；
根据所述第一自行车运动矩阵、所述第二自行车运动矩阵、LQR对应的状态权重矩阵和控制量权重矩阵，确定每一所述车辆速度的所述增益系数。
可选地，所述预设的第二车辆属性参数包括以下至少一者：轮胎侧偏刚度、重心到各车轴的距离、整车质量和转动惯量。
可选地，所述在根据所述制动失效信息确定车辆两侧所述制动执行机构的失效数量不一致的情况下，根据当前时刻对应的上一时刻的预期横摆角速度、预设的第一车辆属性参数以及所述车辆当前时刻的行驶变化参数，确定车辆的预期横摆角速度，包括：
在根据所述制动失效信息确定所述制动执行机构的失效数量不一致的情况下，对所述转向车轮进行前馈控制；
在所述前馈控制之后，根据当前时刻对应的上一时刻的预期横摆角速度、预设的车辆属性参数以及所述车辆当前时刻的行驶变化参数，确定车辆的预期横摆角速度。
可选地，所述在根据所述制动失效信息确定所述制动执行机构的失效数量不一致的情况下，对所述转向车轮进行前馈控制，包括：
在根据所述制动失效信息确定所述制动执行机构的失效数量不一致的情况下，获取所述车辆各个轮胎的目标制动力和路面附着系数；
根据各个轮胎的所述目标制动力和所述路面附着系数，计算预转向角；
根据所述预转向角，对所述转向车轮进行前馈控制。
根据本公开实施例的第二方面，提供一种制动失效控制装置，包括；
获取模块，被配置为接收车辆两侧的各制动执行机构上报的制动失效信息；
确定模块，被配置为在根据所述制动失效信息确定所述制动执行机构的失效数量不一致的情况下，根据当前时刻对应的上一时刻的预期横摆角速度、预设的第一车辆属性参数以及所述车辆当前时刻的行驶变化参数，确定车辆的预期横摆角速度；
计算模块，被配置为根据所述预期横摆角速度以及所述当前时刻的实际横摆角速度，计算当前时刻的转向补偿量；
控制模块，被配置为根据所述转向补偿量，对所述车辆的转向车轮进行转向补偿控制。
根据本公开实施例的第三方面，提供一种车辆，包括；
处理器；
用于存储处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为在执行所述可执行指令时，实现本公开第一方面所提供的制动失效控制方法的步骤。
根据本公开实施例的第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述程序指令被处理器执行时实现本公开第一方面所提供的制动失效控制方法的步骤。
根据本公开实施例的第五方面，提供一种芯片，包括处理器和接口；所述处理器用于读取指令以执行本公开第一方面所提供的制动失效控制方法。
本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：根据当前时刻对应的上一时刻的预期横摆角速度、预设的第一车辆属性参数以及车辆当前时刻的行驶变化参数，确定车辆的预期横摆角速度，进而对车辆所有的转向车轮计算转向补偿量，从而在车辆左右侧的制动失效的数量不一致的情况下，若车辆制动或者车辆转向，对车辆的转向车轮进行转向补偿，从而向车辆提供足够的制动力，克服相关技术中车辆的制动距离变长的技术缺陷，提高了车辆行驶的安全性。
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，并不能限制本公开。
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，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的一种制动失效控制方法的流程图。
图2为根据一示例性实施例示出的一种实现图1中步骤S2的流程图。
图3是根据一示例性实施例示出的一种实现图1中步骤S2的示意图。
图4是根据一示例性实施例示出的一种实现图2中步骤S21的流程图。
图5是根据一示例性实施例示出的一种制动失效控制装置的框图。
图6是根据一示例性实施例示出的一种车辆800的框图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
需要说明的是，本申请中所有获取信号、信息或数据的动作都是在遵照所在地国家相应的数据保护法规政策的前提下，并获得由相应装置所有者给予授权的情况下进行的。
在介绍本公开实施例提供的制动失效控制方法、装置、车辆、介质及芯片之前，首先对本公开涉及到的现有技术进行简单说明，在现有技术中，对角线制动仅对车辆处于对角线上的车轮进行制动，在例如出现右前轮制动失效的情况下，左前轮和右后轮制动，但左后轮不参与制动以保证车辆左右两侧制动力相同，此方案会导致车辆制动时出现制动未失效的车轮不参与制动，因而导致车辆的制动力变小，进而制动距离变长。
有鉴于此，本公开提供的制动失效控制方法旨在根据当前时刻对应的上一时刻的预期横摆角速度、预设的第一车辆属性参数以及车辆当前时刻的行驶变化参数，确定车辆的预期横摆角速度，进而对车辆所有的转向车轮计算转向补偿量，从而在车辆左右侧的制动失效的数量不一致的情况下，若车辆制动或者车辆转向，对车辆的转向车轮进行转向补偿，从而向车辆提供足够的制动力，克服相关技术中车辆的制动距离变长的技术缺陷，提高了车辆行驶的安全性。
图1是根据一示例性实施例示出的一种制动失效控制方法的流程图，包括以下步骤。
在步骤S1中，接收车辆两侧的各制动执行机构上报的制动失效信息。
本公开实施例中，制动执行机构在获取到制动失效信息的情况下，主动上报该制动失效信息，举例来说，在左前制动执行机构获取到左前轮对应的制动失效信息的情况下，主动上报左前轮对应的制动失效信息。
其中，车辆EMB（Electro mechanical Brake System，电子机械制动系统）包括制动踏板单元、多个制动执行机构和ECU（Electronic Control Unit，电子控制单元）。一个制动执行机构与一个车轮对应设置，例如，一辆4轮的小轿车对应4个车轮设置有4个制动执行机构。即制动执行机构可以包括左前制动执行机构、左后制动执行机构、右前制动执行机构和右后制动执行机构，ECU通过实时监控制动执行结构是否满足制动条件，在一个或多个制动执行机构执行制动失效的情况下，制动执行机构主动向ECU发送制动失效信息，或者ECU在未接收到制动执行机构针对发送的制动指令的反馈信息的情况下，生成对应的制动失效信息，进而ECU可通过制动失效信息判断车辆两侧制动执行机构的失效数量是否一致。
本公开实施例中，制动执行机构上报的制动失效信息可以是轮胎摩擦力不足导致的制动失效，可以是卡钳或者制动鼓损坏导致的制动失效，还可以是ECU向制动执行机构发送制动指令，而制动执行机构针对该制动指令无响应，从而ECU确定无响应的制动执行机构制动失效，进而生成的制动失效信息。
在步骤S2中，在根据所述制动失效信息确定车辆两侧所述制动执行机构的失效数量不一致的情况下，根据当前时刻对应的上一时刻的预期横摆角速度、预设的第一车辆属性参数以及所述车辆当前时刻的行驶变化参数，确定车辆的预期横摆角速度。
可以说明的是，车辆两侧制动执行机构的失效数量不一致是指车辆左侧对应的制动执行机构的失效数量与车辆右侧对应的制动执行机构的失效数量不同。
在一种实施方式中，若接收到制动失效信息的数量为奇数个，则可以直接确定车辆两侧所述制动执行机构的失效数量不一致，若接收到制动失效信息的数量为偶数个，则先确定制动失效信息对应的制动执行机构位于车辆的哪一侧，再根据车辆每一侧的制动执行机构的失效数量，确定车辆两侧制动执行机构的失效数量是否一致。
在一种实施例中，在左前制动执行机构制动失效的情况下，其他制动执行机构制动正常，左前制动执行机构可以主动向ECU上报制动失效信息，而其他制动执行机构不会上报制动失效信息，ECU根据仅接收到的左前制动执行机构的制动失效信息，从而判断出车辆两侧制动执行机构的失效数量不一致。
在另一种实施例中，在左前制动执行机构和左后制动执行机构制动失效的情况下，其他制动执行机构制动正常，左前制动执行机构和左后制动执行机构分别向ECU上报制动失效信息，ECU根据左前制动执行机构和左后制动执行机构上报的制动失效信息，判断出车辆左侧制动执行机构全部制动失效，而右侧制动执行机构不存在制动失效，因此，确定车辆两侧制动执行机构的失效数量不一致。
值得说明的是，预设的第一车辆属性参数为固定的车辆属性参数，示例地，预设的第一车辆属性参数可以包括车轴距、各轮胎的侧偏刚度，整车质量、重心到各车轴的距离中的至少一者。以车辆为4轮车为例，预设的第一车辆属性参数可以包括：车轴距，前轮侧偏刚度、后轮侧偏刚度、整车质量、重心到前轴的距离以及重心到后轴的距离。
其中，行驶变化参数可以包括车辆速度和方向盘转向角度。每个时刻都具有一个车辆速度和方向盘转向角度，因此，每个时刻都对应一个预期横摆角速度。
在步骤S3中，根据所述预期横摆角速度以及所述当前时刻的实际横摆角速度，计算当前时刻的转向补偿量。
在一种实施方式中，在车辆转向或者车辆制动的情况下，根据所述预期横摆角速度以及所述当前时刻的实际横摆角速度，计算当前时刻的转向补偿量。
值得说明的是，在车辆制动失效的情况下，首先根据预期横摆角速度以及所述当前时刻的实际横摆角速度的差值确定横摆角速度差，然后根据横摆角速度差，通过LQR计算当前时刻的转向补偿量，或者通过PID（Proportion Integral Derivative，比例积分微分控制器）计算当前时刻的转向补偿量，或者通过LQR、PID以及前馈补偿控制三种方法任意结合的方式计算当前时刻的转向补偿量，其中，前馈补偿控制用于消除LQR或PID的闭环控制中产生的横向稳态误差和横摆角误差。
在一种实施方式中，可以基于LQR或者PID原理，根据所述预期横摆角速度以及所述当前时刻的实际横摆角速度，确定反馈控制量，进而将反馈控制量直接作为当前时刻的转向补偿量。
在另一种实施方式中，可以基于LQR或者PID原理，先根据所述预期横摆角速度以及所述当前时刻的实际横摆角速度，确定反馈控制量；进而确定反馈控制量是否超过控制量阈值，其中，控制量阈值是根据系统误差产生的横向稳态误差和横摆角误差确定的；进而若反馈控制量超过控制量阈值，则基于前馈补偿控制对反馈控制量进行校正，并将校正后的反馈控制量作为当前时刻的转向补偿量。而若反馈控制量未超过控制量阈值，将反馈控制量直接作为当前时刻的转向补偿量。其中，基于前馈补偿控制对反馈控制量进行校正可以包括：根据所述反馈控制量从预设的前馈项中确定目标前馈项，并根据目标前馈项中的第一车辆属性参数对反馈控制量进行校正。
在步骤S4中，根据所述转向补偿量，对所述车辆的转向车轮进行转向补偿控制。
可以说明的是，转向补偿量为车辆的转向车轮的转向补偿角，其中，转向补偿角度的方向为车辆相对于正常行驶路线偏移的方向的相反方向。
示例地，在车辆右侧制动执行机构失效数量大于车辆左侧制动执行机构的失效数量的情况下，若车辆直线行驶并进行制动，车辆的行驶路线相对于正常的行驶路线会向左侧偏移，为了车辆能够保持正常的行驶路线，可以控制转向车轮进行转向补偿，转向补偿量为转向车轮向右的一个转向补偿角。
另一示例，在车辆右侧制动执行机构失效数量大于车辆左侧制动执行机构的失效数量的情况下，若车辆右转弯行驶并进行制动，车辆的行驶路线相对于正常的行驶路线会向左侧偏移，为了车辆能够保持正常的行驶路线，可以控制转向车轮进行转向补偿，增加转向车轮向右的转向角度，增加的转向角度为转向补偿角。
又一示例，在车辆右侧制动执行机构失效数量大于车辆左侧制动执行机构的失效数量的情况下，若车辆左转弯行驶并进行制动，车辆的行驶路线相对于正常的行驶路线会向左侧偏移，为了车辆能够保持正常的行驶路线，可以控制转向车轮进行转向补偿，减少转向车轮向左的转向角度，减少的转向角度为转向补偿角。
其中，若车辆为前驱转向，后驱跟随转向，则车辆的转向车轮为两个前轮，若车辆为前驱和后驱转向，车辆的转向车轮为两个前轮以及两个后轮，在一种具体实施方式中，车辆的前轮转向角度大于车辆的后轮转向角度，且车辆的前轮转向角度和后轮转向角度存在对应关系。
在一种实施例中，在车辆为前驱转向，后驱跟随转向的情况下，在车辆的左前制动执行机构制动失效和左后制动执行机构制动失效的情况下，车辆制动时会向右前方偏移，通过计算得到横摆角速度差，可以通过LQR计算得到当前时刻的转向补偿量，根据转向补偿量控制车辆的两个前轮向左转向。
在另一种实施例中，车辆为前驱和后驱转向，在车辆的右前制动执行机构制动失效的情况下，车辆制动时会向左前方偏移，通过计算得到横摆角速度差，通过LQR计算得到当前时刻的转向补偿量，根据转向补偿量分别控制车辆的两个前轮和两个后轮向右转向，其中，前轮转向角度和后轮转向角度与转向补偿量一一对应。
通过上述方案，根据当前时刻对应的上一时刻的预期横摆角速度、预设的第一车辆属性参数以及车辆当前时刻的行驶变化参数，确定车辆的预期横摆角速度，进而对车辆所有的转向车轮计算转向补偿量，从而在车辆左右侧的制动失效的数量不一致的情况下，若车辆制动或者车辆转向，对车辆的转向车轮进行转向补偿，消除了横摆角速度差对车辆稳定性的影响，从而向车辆提供足够的制动力，克服相关技术中车辆的制动距离变长的技术缺陷，提高了车辆行驶的安全性。
可选地，所述行驶变化参数包括方向盘转向角度和车辆速度，所述根据当前时刻对应的上一时刻的预期横摆角速度、预设的第一车辆属性参数以及所述车辆当前时刻的行驶变化参数，确定车辆的预期横摆角速度，包括：
图2为根据一示例性实施例示出的一种实现图1中步骤S2的流程图，包括以下步骤：
S21、根据所述预设的第一车辆属性参数以及所述车辆速度，确定第一横摆角速度。
其中，第一横摆角速度为车辆在不存在非预期横摆的情况下的横摆角速度。第一车辆属性参数包括以下至少一者：轮胎侧偏刚度、车轴距、整车质量以及重心到车轴的距离。示例地，当车辆为4轮汽车时，第一车辆属性参数中的轮胎侧偏刚度包括前轮侧偏刚度和后轮侧偏刚度，重心到车轴的距离包括重心到前轴距离和重心到后轴的距离，其中，重心到前轴距离加重心到后轴的距离之和为车轴距。
S22、根据所述第一横摆角速度、预设常数对应的预设取值，确定转向计算因子。
其中，预设常数包括以下至少一者：时间常数、期望时间常数和稳定状态常数，其中，时间常数和期望时间常数是可标定的。
示例地，将第一横摆角速度、预设常数对应的预设取值代入预设的矩阵中，确定出转向计算因子，例如转向计算因子可以通过以下矩阵表示：
其中，为第一横摆角速度，/>为时间常数，/>为期望时间常数，/>为稳定状态常数。
S23、根据所述方向盘转向角度、所述转向计算因子、所述车辆属性参数中的转向传动比，确定方向盘转向补偿量。
值得说明的是，转向传动比为方向盘转向角度和车轮转向角度的比值，根据方向盘转向角度和转向传动比可以确定车轮转向角度，根据车辆转向角度和转向计算因子的乘积可以得到方向盘转向补偿量。
S24、将当前时刻对应的上一时刻的预期横摆角速度与预设转向补偿因子的乘积，与所述方向盘转向补偿量与转向计算因子的乘积之和，作为所述车辆的预期横摆角速度。
预设转向补偿因子是根据预设常数对应的预设取值中的时间常数和预期时间常数确定，预设转向补偿因子可以通过以下矩阵表示：
示例地，根据以下公式计算车辆的预期横摆角速度：
其中，为预设转向补偿因子，/>为转向计算因子，Ns为转向传动比，/>为预期横摆角速度，/>为方向盘转向角度，/>为当前时刻对应的上一时刻的预期横摆角速度。
示例地，参见图3所示，时间常数和期望时间常数是标定后的两个常数，基于转向补偿矩阵，根据时间常数和期望时间常数，确定预设转向补偿因子，进一步地获取车辆速度，基于转向计算矩阵，根据时间常数、期望时间常数、车辆速度以及车辆属性参数，确定转向计算因子，再进一步地，获取当前时刻对应的上一时刻的预期横摆角速度，将当前时刻对应的预设转向补偿因子输入第一乘法模块，基于第一乘法模块，计算当前时刻对应的预设转向补偿因子与当前时刻对应的上一时刻的预期横摆角速度的第一乘积。
进一步地，获取方向盘转向角度，根据方向盘转向角度和转向传动比确定车轮转向角度，将转向计算因子输入第二乘法模块，计算转向计算因子与车轮转向角度的第二乘积，将第一乘积和第二乘积均输入加法模块，相加后的和为预期横摆角速度，将预期横摆角速度输入积分集进行积分运算，并将此刻的预期横摆角速度作为下一轮计算预期横摆角速度对应的上一时刻的预期横摆角速度反馈到第一乘法模块。
通过上述技术方案可以准确计算出每一时刻的预期横摆角速度，从而提高了对车辆所有的转向车轮计算转向补偿量的准确性，在车辆左右侧的制动失效的数量不一致的情况下，若车辆制动或者车辆转向，可以对车辆的转向车轮进行准确地转向补偿，消除了横摆角速度差对车辆稳定性的影响，从而向车辆提供足够的制动力，克服相关技术中车辆的制动距离变长的技术缺陷，提高了车辆行驶的安全性。
图4是根据一示例性实施例示出的一种实现图2中步骤S21的流程图，包括以下步骤。
S211、根据所述第一车辆属性参数中的车轴距、轮胎侧偏刚度以及所述车辆速度，确定第一参数量。
示例地，将第一车辆属性参数中的车轴距、轮胎侧偏刚度以及车辆速度相乘后的乘积作为第一参数量。
S212、根据所述第一车辆属性参数中的车轴距以及所述轮胎侧偏刚度，确定第二参数量。
示例地，将第一车辆属性参数中车轴距的平方、前轮侧偏刚度以及后轮侧偏刚度相乘后的乘积作为第二参数量。
S213、根据所述轮胎侧偏刚度、所述第一车辆属性参数中的重心到各车轴的距离、所述第一车辆属性参数中的整车质量以及所述车辆速度，确定第三参数量。
示例地，将重心到车前轴的距离和后轮侧偏刚度的乘积，和重心到车后轴的距离和前轮侧偏刚度的乘积相减，相减后的差值作为第一差值，将第一差值、车辆速度的平法以及整车质量相乘，相乘得到的乘积作为第三参数。
S214、根据所述第一参数量、所述第二参数量以及所述第三参数量，确定所述第一横摆角速度。
示例地，将第一参数除以第二参数和第三参数的和，相处后的商作为第一横摆角速度。
以车辆为4轮车辆为例进行说明，可以通过以下公式计算第一横摆角速度：
其中，为前轮侧偏刚度，/>为后轮侧偏刚度，L为车轴距，m为整车质量，a为重心到车前轴距离，b为重心到车后轴距离，Vehspd为当前车辆速度。
可选地，在步骤S3中，所述根据所述预期横摆角速度以及所述当前时刻的实际横摆角速度，计算当前时刻的转向补偿量，包括：
根据所述预期横摆角速度和所述实际横摆角速度确定横摆角速度差；
值得说明的是，实际横摆角速度通过车辆IMU（Inertial measurement unit，惯性测量单元）进行测量，IMU包括陀螺仪、加速度计以及磁力计，陀螺仪用于测量三轴的角速度，加速度计用于测量三轴的加速度，磁力计用于提供车辆朝向信息，进一步的，IMU通过三轴的角速度、三轴的加速度以及车辆朝向信息计算车辆的实际横摆角速度。
根据所述行驶变化参数中的车辆速度，从预先配置的增益系数中获取目标增益系数，所述预先配置的增益系数是根据LQR和不同的车辆速度确定的，所述增益系数与所述车辆速度存在一一对应关系；
根据所述横摆角速度差和所述增益系数，计算得到所述转向补偿量。
示例地，将增益系数和横摆角速度差代入以下公式计算中，得到转向补偿量：
其中，为最终输出的转向补偿量，/>为增益系数，e为横摆角速度差，/>为两行两列的矩阵，e为一行两列的矩阵，/>为两行一列的矩阵，第一行为前轮转角，第二行为后轮转角。
可选地，所述预先配置的增益系数通过以下方式确定：
根据预设的第二车辆属性参数以及不同的车辆速度，分别确定每一所述车辆速度对应的第一自行车运动矩阵和第二自行车运动矩阵；
值得说明的是，第一自行车运动矩阵和第二自行车运动矩阵是根据自行车模型建立的，自行车模型是一种车辆运动学模型，自行车模型的特点为不考虑车辆在垂直方向的运动，并且假设车辆左右两侧轮胎在任意时刻都拥有相同的转向角度和转速，这样可以将两个前轮看作一个轮胎，两个后轮看作一个轮胎。
示例地，第一自行车运动矩阵A如下所示：
示例地，第二自行车运动矩阵B如下所示：
其中，v为车辆速度，为转动惯量，/>为第二车辆属性参数中的前轮侧偏刚度，为第二车辆属性参数中的后轮侧偏刚度，a为重心到前轴距离，b为重心到后轴距离，m为整车质量。
进一步地，根据所述第一自行车运动矩阵、所述第二自行车运动矩阵、LQR对应的状态权重矩阵和控制量权重矩阵，确定每一所述车辆速度的所述增益系数。
其中，LQR的闭环控制为在保证车辆状态稳定的情况下，计算最小的控制量，LQR的状态空间模型：
其中，x为EMB测得的车辆稳定量，x用于表征车辆的稳定程度，u为转向补偿量。
根据LQR的状态空间模型求得在不同车速下的离线k值，计算公式为：k=LQR（A，B，Q，R）。
其中，Q为状态权重矩阵，R为控制量权重矩阵。
示例地，R=1000，。
根据k=LQR（A，B，Q，R），求得在不同车速下，k1、k2、k3、k4的多个k值，其中，每两个相邻的k值对应的车速相差0.1kph，按照预设排列方式排列k值求得K矩阵，其中k1-k4分别对应K矩阵的第一列到第四列。
根据K矩阵求得增益系数，计算过程如下：
functionLQR_k=fcn(k1，k2，k3，k3，...，kx)
ifabs(kx)＜0.1
else
/>
end
End
其中，LQR_k为增益系数，Kfb=LQR_k。
可选地，所述预设的第二车辆属性参数包括以下至少一者：轮胎侧偏刚度、重心到各车轴的距离、整车质量和转动惯量。
可选地，在步骤S2中，所述在根据所述制动失效信息确定所述制动执行机构的失效数量不一致的情况下，根据当前时刻对应的上一时刻的预期横摆角速度、预设的车辆属性参数以及所述车辆当前时刻的行驶变化参数，确定车辆的预期横摆角速度，包括：
在根据所述制动失效信息确定所述制动执行机构的失效数量不一致的情况下，对所述转向车轮进行前馈控制；
在所述前馈控制之后，根据当前时刻对应的上一时刻的预期横摆角速度、预设的车辆属性参数以及所述车辆当前时刻的行驶变化参数，确定车辆的预期横摆角速度。
可选地，所述在根据所述制动失效信息确定所述在所述前馈控制之后，根据当前时刻对应的上一时刻的预期横摆角速度、预设的车辆属性参数以及所述车辆当前时刻的行驶变化参数，确定车辆的预期横摆角速度。
制动执行机构的失效数量不一致的情况下，对所述转向车轮进行前馈控制，包括：
在根据所述制动失效信息确定所述制动执行机构的失效数量不一致的情况下，获取所述车辆各个轮胎的目标制动力和路面附着系数；
值得说明的是，目标制动力可通过驾驶员踩制动踏板的力查表计算得到，具体地，主缸压力传感器接收到制动踏板发出的电信号，查表得到每个车轮的制动压力，并通知ECU根据每个车轮的制动压力控制制动执行机构进行制动，以使得每个轮胎提供与制动踏板发出的电信号对应的目标制动力。
根据各个轮胎的所述目标制动力和所述路面附着系数，通过查询预设关系表计算预转向角；
值得说明的是，路面附着系数为轮胎和路面之间的静摩擦系数，由路面和轮胎决定的，路面附着系数越大，可利用的附着力就越大，汽车越不容易打滑。
进一步地，根据所述预转向角，对所述转向车轮进行一次转向补偿控制；
在一种实施例中，在车辆左前制动执行机构制动失效，而其它制动执行机构制动正常的情况下，若车辆进行制动，由于车辆左右两侧的制动力不同，车辆会向右前方偏移，通过驾驶员踩制动踏板的力可换算出每个轮胎的目标制动力，根据每个轮胎的目标制动力和路面附着系数，通过查表得出一个向左的预转角，提前对车辆进行补偿控制。
在所述一次转向补偿控制之后，根据当前时刻对应的上一时刻的预期横摆角速度、预设的车辆属性参数以及所述车辆当前时刻的行驶变化参数，确定车辆的预期横摆角速度。
LQR闭环控制或者PID闭环控制，都必须在横摆角速率差产生后才能进行转向控制，为了增加车辆制动执行机构失效且车辆左右两侧制动执行机构失效数量不一致的情况下车辆的安全性，在LQR闭环控制或者PID控制的基础上，加上前馈控制，使得车辆在制动时就可以提前进行转向角补偿，大大保证了车辆行驶的安全性。
图5是根据一示例性实施例示出的一种制动失效控制装置框图。参照图5，该制动失效控制装置700包括获取模块721，确定模块722，计算模块723和控制模块724。
其中，该获取模块721被配置为接收车辆两侧的各制动执行机构上报的制动失效信息。
该确定模块722被配置为在根据所述制动失效信息确定所述制动执行机构的失效数量不一致的情况下，根据当前时刻对应的上一时刻的预期横摆角速度、预设的第一车辆属性参数以及所述车辆当前时刻的行驶变化参数，确定车辆的预期横摆角速度。
该计算模块723被配置为根据所述预期横摆角速度以及所述当前时刻的实际横摆角速度，计算当前时刻的转向补偿量；
该控制模块724被配置为根据所述转向补偿量，对所述车辆的转向车轮进行转向补偿控制。
可选地，所述行驶变化参数包括方向盘转向角度和车辆速度，所述确定模块722，包括：
第一确定子模块，被配置为根据所述预设的第一车辆属性参数以及所述车辆速度，确定第一横摆角速度；
第二确定子模块，被配置为根据所述第一横摆角速度、预设常数对应的预设取值，确定转向计算因子；
第三确定子模块，被配置为根据所述方向盘转向角度、所述转向计算因子、所述车辆属性参数中的转向传动比，确定方向盘转向补偿量；
第四确定子模块，被配置为将当前时刻对应的上一时刻的转向补偿量与预设转向补偿因子的乘积与所述方向盘转向补偿量之和，作为所述车辆的预期横摆角速度。
可选地，所述第一确定子模块，包括：
第一确定单元，被配置为根据所述车辆属性参数中的车轴距、轮胎侧偏刚度以及所述车辆速度，确定第一参数量；
第二确定单元，被配置为根据所述车辆属性参数中的车轴距以及所述轮胎侧偏刚度，确定第二参数量；
第三确定单元，被配置为根据所述轮胎侧偏刚度、所述车辆属性参数中的重心到各车轴的距离、所述车辆属性参数中的整车质量以及所述车辆速度，确定第三参数量；
第四确定单元，被配置为根据所述第一参数量、所述第二参数量以及所述第三参数量，确定所述第一横摆角速度。
可选地，所述计算模块723，包括：
第一计算模块，被配置为根据所述预期横摆角速度和所述实际横摆角速度确定横摆角速度差；
第二计算子模块，被配置为根据所述行驶变化参数中的车辆速度，从预先配置的增益系数中获取目标增益系数，所述预先配置的增益系数是根据LQR和不同的车辆速度确定的，所述增益系数与所述车辆速度存在一一对应关系；
第三计算子模块，被配置为根据所述横摆角速度差和所述目标增益系数，计算当前时刻的转向补偿量。
可选地，第二计算子模块被配置为通过以下方式确定预先配置的增益系数：
根据预设的第二车辆属性参数以及不同的车辆速度，分别确定每一所述车辆速度对应的第一自行车运动矩阵和第二自行车运动矩阵；
根据所述自行车运动矩阵、所述第二自行车运动矩阵、LQR对应的状态权重矩阵和控制量权重矩阵，确定每一所述车辆速度的所述增益系数。
可选地，所述预设的第二车辆属性参数包括：轮胎侧偏刚度、重心到各车轴的距离、整车质量、转动惯量中的至少一者。
可选地，所述确定模块722，被配置为：
在根据所述制动失效信息确定所述制动执行机构的失效数量不一致的情况下，获取所述车辆各个轮胎的目标制动力和路面附着系数；
根据各个轮胎的所述目标制动力和所述路面附着系数，计算预转向角；
根据所述预转向角，对所述转向车轮进行一次转向补偿控制；
在所述一次转向补偿控制之后，根据当前时刻对应的上一时刻的预期横摆角速度、预设的车辆属性参数以及所述车辆当前时刻的行驶变化参数，确定车辆的预期横摆角速度。
关于上述实施例中的制动失效控制装置700，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
本公开还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该程序指令被处理器执行时实现本公开提供的制动失效控制方法的步骤。
本公开还提供一种芯片，包括处理器和接口；所述处理器用于读取指令以执行本公开提供的制动失效控制方法的步骤。
本公开还提供一种车辆，包括：
处理器；
用于存储处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为在执行所述可执行指令时，实现本公开提供的制动失效控制方法的步骤。
图6是根据一示例性实施例示出的一种车辆800的框图。例如，车辆800可以是混合动力车辆，也可以是非混合动力车辆、电动车辆、燃料电池车辆或者其他类型的车辆。车辆800可以是自动驾驶车辆、半自动驾驶车辆或者非自动驾驶车辆。
参照图6，车辆800可包括各种子系统，例如，信息娱乐系统810、感知系统820、决策控制系统830、驱动系统840以及计算平台850。其中，车辆800还可以包括更多或更少的子系统，并且每个子系统都可包括多个部件。另外，车辆800的每个子系统之间和每个部件之间可以通过有线或者无线的方式实现互连。
在一些实施例中，信息娱乐系统810可以包括通信系统，娱乐系统以及导航系统等。
感知系统820可以包括若干种传感器，用于感测车辆800周边的环境的信息。例如，感知系统820可包括全球定位系统（全球定位系统可以是GPS系统，也可以是北斗系统或者其他定位系统）、惯性测量单元（inertial measurement unit，IMU）、激光雷达、毫米波雷达、超声雷达以及摄像装置。
决策控制系统830可以包括计算系统、整车控制器、转向系统、油门以及制动系统。
驱动系统840可以包括为车辆800提供动力运动的组件。在一个实施例中，驱动系统840可以包括引擎、能量源、传动系统和车轮。引擎可以是内燃机、电动机、空气压缩引擎中的一种或者多种的组合。引擎能够将能量源提供的能量转换成机械能量。
车辆800的部分或所有功能受计算平台850控制。计算平台850可包括至少一个处理器851和存储器852，处理器851可以执行存储在存储器852中的指令853。
处理器851可以是任何常规的处理器，诸如商业可获得的CPU。处理器还可以包括诸如图像处理器（Graphic Process Unit，GPU），现场可编程门阵列（Field ProgrammableGate Array，FPGA）、片上系统（System on Chip，SOC）、专用集成芯片（ApplicationSpecific Integrated Circuit，ASIC）或它们的组合。
存储器852可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器（SRAM），电可擦除可编程只读存储器（EEPROM），可擦除可编程只读存储器（EPROM），可编程只读存储器（PROM），只读存储器（ROM），磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
除了指令853以外，存储器852还可存储数据，例如道路地图，路线信息，车辆的位置、方向、速度等数据。存储器852存储的数据可以被计算平台850使用。
在本公开实施例中，处理器851可以执行指令853，以完成上述的制动失效控制方法的全部或部分步骤。
本领域技术人员在考虑说明书及实践本公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (12)
1.一种制动失效控制方法，其特征在于，所述制动失效控制方法包括：
接收车辆两侧的各制动执行机构上报的制动失效信息；
在根据所述制动失效信息确定车辆两侧所述制动执行机构的失效数量不一致的情况下，根据当前时刻对应的上一时刻的预期横摆角速度、预设的第一车辆属性参数以及所述车辆当前时刻的行驶变化参数，确定车辆的预期横摆角速度；
根据所述预期横摆角速度以及所述当前时刻的实际横摆角速度，计算当前时刻的转向补偿量；
根据所述转向补偿量，对所述车辆的转向车轮进行转向补偿控制。
2.根据权利要求1所述制动失效控制方法，其特征在于，所述行驶变化参数包括方向盘转向角度和车辆速度，所述根据当前时刻对应的上一时刻的预期横摆角速度、预设的第一车辆属性参数以及所述车辆当前时刻的行驶变化参数，确定车辆的预期横摆角速度，包括：
根据所述预设的第一车辆属性参数以及所述车辆速度，确定第一横摆角速度；
根据所述第一横摆角速度、预设常数对应的预设取值，确定转向计算因子；
根据所述方向盘转向角度、所述转向计算因子、所述车辆属性参数中的转向传动比，确定方向盘转向补偿量；
将当前时刻对应的上一时刻的预期横摆角速度与预设转向补偿因子的乘积，与所述方向盘转向补偿量与转向计算因子的乘积之和，作为所述车辆的预期横摆角速度。
3.根据权利要求2所述制动失效控制方法，其特征在于，所述根据所述预设的第一车辆属性参数以及所述车辆速度，确定第一横摆角速度，包括：
根据所述第一车辆属性参数中的车轴距、轮胎侧偏刚度以及所述车辆速度，确定第一参数量；
根据所述第一车辆属性参数中的车轴距以及所述轮胎侧偏刚度，确定第二参数量；
根据所述轮胎侧偏刚度、所述第一车辆属性参数中的重心到各车轴的距离、所述第一车辆属性参数中的整车质量以及所述车辆速度，确定第三参数量；
根据所述第一参数量、所述第二参数量以及所述第三参数量，确定所述第一横摆角速度。
4.根据权利要求1所述制动失效控制方法，其特征在于，所述根据所述预期横摆角速度以及所述当前时刻的实际横摆角速度，计算当前时刻的转向补偿量，包括：
根据所述预期横摆角速度和所述实际横摆角速度确定横摆角速度差；
根据所述行驶变化参数中的车辆速度，从预先配置的增益系数中获取目标增益系数，所述预先配置的增益系数是根据LQR和不同的车辆速度确定的，所述增益系数与所述车辆速度存在一一对应关系；
根据所述横摆角速度差和所述目标增益系数，计算当前时刻的转向补偿量。
5.根据权利要求4所述制动失效控制方法，其特征在于，所述预先配置的增益系数通过以下方式确定：
根据预设的第二车辆属性参数以及不同的车辆速度，分别确定每一所述车辆速度对应的第一自行车运动矩阵和第二自行车运动矩阵；
根据所述第一自行车运动矩阵、所述第二自行车运动矩阵、LQR对应的状态权重矩阵和控制量权重矩阵，确定每一所述车辆速度的所述增益系数。
6.根据权利要求5所述制动失效控制方法，其特征在于，所述预设的第二车辆属性参数包括以下至少一者：轮胎侧偏刚度、重心到各车轴的距离、整车质量和转动惯量。
7.根据权利要求1-6中任一项所述制动失效控制方法，其特征在于，所述在根据所述制动失效信息确定车辆两侧所述制动执行机构的失效数量不一致的情况下，根据当前时刻对应的上一时刻的预期横摆角速度、预设的第一车辆属性参数以及所述车辆当前时刻的行驶变化参数，确定车辆的预期横摆角速度，包括：
在根据所述制动失效信息确定所述制动执行机构的失效数量不一致的情况下，对所述转向车轮进行前馈控制；
在所述前馈控制之后，根据当前时刻对应的上一时刻的预期横摆角速度、预设的车辆属性参数以及所述车辆当前时刻的行驶变化参数，确定车辆的预期横摆角速度。
8.根据权利要求7所述制动失效控制方法，其特征在于，所述在根据所述制动失效信息确定所述制动执行机构的失效数量不一致的情况下，对所述转向车轮进行前馈控制，包括：
在根据所述制动失效信息确定所述制动执行机构的失效数量不一致的情况下，获取所述车辆各个轮胎的目标制动力和路面附着系数；
根据各个轮胎的所述目标制动力和所述路面附着系数，计算预转向角；
根据所述预转向角，对所述转向车轮进行前馈控制。
9.一种制动失效控制装置，其特征在于，包括：
获取模块，被配置为接收车辆两侧的各制动执行机构上报的制动失效信息；
确定模块，被配置为在根据所述制动失效信息确定车辆两侧所述制动执行机构的失效数量不一致的情况下，根据当前时刻对应的上一时刻的预期横摆角速度、预设的第一车辆属性参数以及所述车辆当前时刻的行驶变化参数，确定车辆的预期横摆角速度；
计算模块，被配置为根据所述预期横摆角速度以及所述当前时刻的实际横摆角速度，计算当前时刻的转向补偿量；
控制模块，被配置为根据所述转向补偿量，对所述车辆的转向车轮进行转向补偿控制。
10.一种车辆，其特征在于，包括：
处理器；
用于存储处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为在执行所述可执行指令时，实现权利要求1-8中任一项所述方法的步骤。
11.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，其特征在于，所述程序指令被处理器执行时实现权利要求1-8中任一项所述方法的步骤。
12.一种芯片，其特征在于，包括处理器和接口；所述处理器用于读取指令以执行权利要求1-8中任一项所述的方法。
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