CN117584766A - 驻车制动控制方法、系统及机动车辆 - Google Patents

驻车制动控制方法、系统及机动车辆 Download PDF

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Abstract

本发明涉及驻车制动控制方法、系统及机动车辆，通过整车控制器对电子驻车系统的执行模块与电机扭矩进行联合控制，以解决车辆坡道起步溜坡和平路拖滞、发闯等问题。电子驻车系统的驻车或临停功能释放时，监测整车档位与电机转速的实时变化来执行不同的电机增扭梯度逻辑，既保证坡道起步的安全性，又能确保平路起步的舒适性。

Description

驻车制动控制方法、系统及机动车辆
技术领域
本发明涉及车辆控制技术领域，具体为驻车制动控制方法、系统及机动车辆。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
新能源车辆中的气压式驻车制动，目前普遍采用机械驻车或电子驻车的方式，电子驻车的智能化程度高但标定精细度较低，容易引发车辆坡道起步溜坡、平路拖滞发闯等问题；另一方面，电子驻车系统的执行机构普遍采用电子驻车记忆阀的方式，不具备动态防抱死功能，在轮胎附着系数较低的工况下，车辆高速行驶时进行驻车应急制动后轮滑移率得不到有效控制，此时受到较小的横摆力矩时，容易引发侧滑甩尾的现象。
发明内容
为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供驻车制动控制方法、系统及机动车辆，通过整车控制器对EPB执行模块与电机扭矩进行联合控制，以解决车辆坡道起步溜坡和平路拖滞、发闯等问题。EPB驻车或临停功能释放时，监测整车档位与电机转速的实时变化来执行不同的电机增扭梯度逻辑，既保证坡道起步的安全性，又能确保平路起步的舒适性。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的第一个方面提供驻车制动控制方法，包括以下步骤：
获取车辆的纵向加速信号和档位信息并确定路面坡度；
路面坡度小于第一设定值时，为平路或下坡工况，此时油门踏板开度大于第二设定值，驻车或临停功能解除，车辆起步；
路面坡度不小于第一设定值时，为上坡工况，此时油门踏板开度大于第三设定值且电机扭矩大于对应坡道下的标定值，驻车或临停功能解除，车辆起步；
当防抱死系统的外发车速大于第四设定值，且整车控制器接收驻车使能报文信号和eP开关硬线信号时间大于第五设定值时，整车控制器在车辆行车制动系统无故障的前提下，发出外部制动请求，行车制动系统根据得到的外部制动请求执行紧急制动；
若车辆行车制动系统存在故障，整车控制器控制电子驻车系统对后轮执行驻车制动，并根据两个后轮的滑移率和轮减速度，控制制动力大小。
进一步的，根据纵向加速信号和档位信息确定路面坡度之前，依次判断制动前后回路气压值是否大于设定值，电子驻车系统执行模块的故障情况，驻车或临时停车功能的启动情况以及车辆的档位。
进一步的，纵向加速信号和档位信息确定路面坡度，具体为：
当纵向加速度信号为正值且车辆档位为前进档，或纵向加速度信号为负值且车辆档位为倒退档时，坡度为负值；
当纵向加速度信号为正值且车辆档位为倒退档，或者纵向加速度信号为负值且车辆档位为前进档时，坡度为正值。
进一步的，车辆起步后，当车辆档位为前进档且电机转速出现负值，或车辆档位为倒退档且电机转速出现正值时，判断为上坡工况，控制电机扭矩执行设定的最大增扭梯度，补救车辆溜坡状态。
进一步的，车辆起步后，当车辆档位为前进档且电机转速为非负值，或车辆档位为倒退档且电机转速为非正值时，判断为平路或下坡工况，控制电机扭矩执行设定的增扭梯度。
进一步的，当防抱死系统的外发车速大于第四设定值，且整车控制器接收驻车使能报文信号和eP开关硬线信号时间大于第五设定值时，认为驾驶员存在动态驻车意图。
进一步的，防抱死系统的车速小于第六设定值且行车制动系统的防抱死功能未激活时，电子驻车系统启动驻车拉起功能。
本发明的第二个方面提供实现上述方法的系统，包括分别与整车控制器连接的制动踏板开度传感器、油门踏板开度传感器和档位控制器，整车控制器通过整车CAN网络连接制动防抱死控制器、电子稳定控制器和对应的仪表，整车控制器通过动力CAN网络连接电机控制器，电机控制器连接电机，整车控制器通过硬线驱动与电子驻车执行模块连接，防抱死控制器和电子稳定控制器与横摆率传感器连接。
横摆率传感器获取的车辆的纵向加速信号，和档位控制器获取的档位信息发送给整车控制器，用于确定路面坡度；
路面坡度小于第一设定值，且油门踏板开度传感器的值大于第二设定值，驻车或临停功能解除，车辆起步；
路面坡度不小于第一设定值，油门踏板开度开度传感器的大于第三设定值，并且电机扭矩大于对应坡道下的标定值，驻车或临停功能解除，车辆起步；
当防抱死系统的外发车速大于第四设定值，且整车控制器接收驻车使能报文信号和eP开关硬线信号时间大于第五设定值时，整车控制器在车辆行车制动系统无故障的前提下，发出外部制动请求，行车制动系统根据得到的外部制动请求执行紧急制动；
若车辆行车制动系统存在故障，整车控制器控制电子驻车系统对后轮执行驻车制动，并根据两个后轮的滑移率和轮减速度，控制制动力大小。
本发明的第三个方面提供实现一种机动车辆，搭载了上述系统。
与现有技术相比，以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
1、通过得到的路面坡度，对车辆档位和电机实时转速进行监测和逻辑运算，实现电子驻车执行模块和电机扭矩的联合控制，驻车或临停功能释放时执行不同的电机增扭梯度，解决了车辆坡道溜坡和平路发闯的问题。
2、车辆低附路面行驶工况下进行驻车应急制动时，整车控制器优先调用行车制动系统，行车制动系统失效情况下，驱动电子驻车执行模块进行动态驻车防抱死控制，解决了低附路面后轴抱死引起的侧滑甩尾问题，提高了纯电动车辆驻车制动的安全性，从而减少交通安全事故造成的经济损失。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明一个或多个实施例提供的驻车制动控制系统架构示意图；
图2是本发明一个或多个实施例提供的坡道起步控制逻辑示意图；
图3是本发明一个或多个实施例提供的动态驻车制动控制逻辑示意图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
正如背景技术中所介绍的，电子驻车系统不具备动态防抱死功能，在低附工况下车辆高速行驶时进行驻车应急制动后轮滑移率得不到有效控制，此时受到较小的横摆力矩时，容易引发车辆的侧滑甩尾。
因此，以下实施例给出驻车制动控制方法、系统及机动车辆，通过整车控制器对EPB执行模块与电机扭矩进行联合控制，以解决车辆坡道起步溜坡和平路拖滞、发闯等问题。EPB驻车或临停功能释放时，监测整车档位与电机转速的实时变化来执行不同的电机增扭梯度逻辑，既保证坡道起步的安全性，又能确保平路起步的舒适性。
动态驻车时优先通过外部制动请求功能(XBR)进行行车制动，确保紧急制动过程中的防抱死功能，当行车制动因故障无法执行外部制动请求功能时，则通过EPB执行模块对后轮进行制动，进一步对后轮滑移率及车轮减速度进行监测和控制，避免后轮抱死导致的侧滑甩尾问题，从而降低纯电动车辆低附工况下动态驻车的安全风险。
术语解释：
EPB(Electrical Park Brake)，指通过电子线路控制驻车制动。
低附工况，至车辆轮胎附着系数较低的工况，例如冰雪路面。
实施例一：
如图1所示，驻车制动控制系统，包括分别与整车控制器VCU连接的制动踏板开度传感器、油门踏板开度传感器和档位控制器(集成eP开关)，整车控制器VCU通过整车CAN网络连接ABS(制动防抱死)+ESC(电子稳定控制)控制器和仪表，整车控制器VCU通过动力CAN网络连接电机控制器MCU，电机控制器MCU连接电机，整车控制器VCU通过硬线驱动与EPB执行模块连接，ABS+ESC控制器与横摆率传感器连接。EPB执行模块包含进气电磁阀、单向阀、保压电磁阀及减压电磁阀。
如图2所示，坡道起步安全性及舒适性控制。
车辆在坡道或平路起步阶段，首先判断前后制动回路气压值是否大于设定值，避免整车气压过低驻车制动不能完全释放导致行车过程中制动拖滞问题。回路气压值大于设定值时，执行下一步，否则结束。
当EPB执行模块无故障，驻车或临时停车功能激活情况下，并且整车档位为非N挡，此时监测车辆所处路面的坡度执行不同的释放逻辑，路面坡度由VCU(Vehicle controlunit，电动汽车的中央控制器)通过横摆率传感器采集的纵向加速度信号及当前档位进行实时解算。
当纵向加速度信号为正值(车头朝向坡道下方)且车辆档位为D档，或者纵向加速度信号为负值(车头朝向坡道上方)且车辆档位为R档时，计算坡度为负值；当纵向加速度信号为正值(车头朝向坡道下方)且车辆档位为R档，或者纵向加速度信号为负值(车头朝向坡道上方)且车辆档位为D档时，计算坡度为正值；
当车辆所处路面坡度小于第一设定值，判断为是平路或下坡工况，不存在起步溜坡风险，此时油门踏板开度大于第二设定值时，驻车或临停功能便进行解除进行车辆起步；第一和第二设定值的标定要保证驻车或临停功能起步的舒适性，避免车辆发闯。
当车辆所处路面坡度大于等于第一设定值时，判断为上坡工况，此时油门踏板开度大于第三设定值且电机实时扭矩大于对应坡道下的标定值时，驻车或临停功能便进行解除进行车辆起步，不同坡度下对应的电机扭矩标定值既要确保车辆起步不溜坡，又要避免标定值过大导致的驻车或临停功能释放晚或无法释放问题。
车辆起步后，VCU通过监测车辆当前档位和电机实时转速来进行电机请求扭矩增扭梯度的调整，当车辆档位为D档且电机实时转速出现负值，或者车辆档位为R档且电机实时转速出现正值时，判断为上坡工况，此时VCU进行电机扭矩请求时执行最大增扭梯度(标定量)，对车辆溜坡状态及时进行补救；当车辆档位为D档且电机实时转速为非负值，或者车辆档位为R档且电机实时转速为非正值时，判断为平路或下坡工况，此时VCU进行电机扭矩请求时执行正常增扭梯度。
如图3所示，动态驻车制动安全性控制。
车辆在低附路面动态行驶工况下进行驻车应急制动，当ABS系统外发车速(外发车速，指ABS系统发挥作用的最低车速)大于第四设定值时，VCU对档位控制器(集成eP开关)外发驻车使能报文信号和eP开关硬线信号进行监测。
当VCU接收驻车使能报文信号和eP开关硬线信号时间大于第五设定值时，判断驾驶员存在动态驻车的意图。此时VCU对行车制动系统(包括但不限于ABS+ESC、EBS、EBS+ESC等)有无故障进行判断，若行车制动系统无故障，VCU则发送外部制动请求报文，行车制动系统接收后执行紧急制动指令，同时保证ABS防抱死功能正常运行；
若行车制动系统当前存在故障，VCU则驱动EPB执行模块对后轮进行动态驻车，同时对两个后轮滑移率和轮减速度进行实时监测和调控，因两后轮驻车气室为同一气源控制，需进行ABS低选控制，任一后轮滑移率和轮减速度超过设定门限值时，则对两后轮同步进行调控，避免后轴抱死导致的车辆侧滑甩尾问题。
当ABS车速小于第六设定值且行车制动系统ABS功能未激活时，VC U则驱动EPB执行模块启动驻车拉起功能。
上述系统通过VCU进行坡道坡度实时解算，对车辆档位和电机实时转速进行监测和逻辑运算，实现EPB执行模块和电机扭矩的联合控制，驻车或临停功能释放时执行不同的电机增扭梯度，解决了车辆坡道溜坡和平路发闯的问题；同时车辆低附路面行驶工况下进行驻车应急制动时，VCU优先调用行车制动系统，行车制动系统失效情况下，驱动EPB执行模块进行动态驻车防抱死控制，解决了低附路面后轴抱死引起的侧滑甩尾问题，提高了纯电动车辆驻车制动的安全性，从而减少交通安全事故造成的经济损失。
实施例二：
基于上述系统的驻车制动控制方法，包括以下步骤：
根据纵向加速信号和档位信息确定路面坡度；
路面坡度小于第一设定值时，为平路或下坡工况，此时油门踏板开度大于第二设定值，驻车或临停功能解除，车辆起步；
路面坡度不小于第一设定值时，为上坡工况，此时油门踏板开度大于第三设定值且电机扭矩大于对应坡道下的标定值，驻车或临停功能解除，车辆起步；
当ABS系统外发车速大于第四设定值，且整车控制器接收驻车使能报文信号和eP开关硬线信号时间大于第五设定值时，整车控制器在车辆行车制动系统无故障的前提下，发出外部制动请求，行车制动系统根据得到的外部制动请求执行紧急制动；
若车辆行车制动系统存在故障，整车控制器控制电子驻车系统对后轮执行驻车制动，并根据两个后轮的滑移率和轮减速度，控制制动力大小。
通过解算得到的坡道坡度，对车辆档位和电机实时转速进行监测和逻辑运算，实现电子驻车执行模块和电机扭矩的联合控制，驻车或临停功能释放时执行不同的电机增扭梯度，解决了车辆坡道溜坡和平路发闯的问题。
同时车辆低附路面行驶工况下进行驻车应急制动时，整车控制器优先调用行车制动系统，行车制动系统失效情况下，驱动电子驻车执行模块进行动态驻车防抱死控制，解决了低附路面后轴抱死引起的侧滑甩尾问题，提高了纯电动车辆驻车制动的安全性，从而减少交通安全事故造成的经济损失。
.实施例三
一种机动车辆，搭载了实施例一中的系统。
通过解算得到的坡道坡度，对车辆档位和电机实时转速进行监测和逻辑运算，实现电子驻车执行模块和电机扭矩的联合控制，驻车或临停功能释放时执行不同的电机增扭梯度，解决了车辆坡道溜坡和平路发闯的问题。
同时车辆低附路面行驶工况下进行驻车应急制动时，整车控制器优先调用行车制动系统，行车制动系统失效情况下，驱动电子驻车执行模块进行动态驻车防抱死控制，解决了低附路面后轴抱死引起的侧滑甩尾问题，提高了纯电动车辆驻车制动的安全性，从而减少交通安全事故造成的经济损失。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.驻车制动控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取车辆的纵向加速信号和档位信息并确定路面坡度；
路面坡度小于第一设定值时，且油门踏板开度大于第二设定值，驻车或临停功能解除，车辆起步；
路面坡度不小于第一设定值时，油门踏板开度大于第三设定值，并且电机扭矩大于对应坡道下的标定值，驻车或临停功能解除，车辆起步；
当防抱死系统的外发车速大于第四设定值，且整车控制器接收驻车使能报文信号和eP开关硬线信号时间大于第五设定值时，在车辆的行车制动系统无故障的前提下，发出外部制动请求，行车制动系统根据得到的外部制动请求执行紧急制动。
2.如权利要求1所述的驻车制动控制方法，其特征在于，若车辆行车制动系统存在故障，整车控制器控制电子驻车系统对后轮执行驻车制动，并根据两个后轮的滑移率和轮减速度，控制制动力大小。
3.如权利要求1所述的驻车制动控制方法，其特征在于，根据纵向加速信号和档位信息确定路面坡度之前，依次判断制动前后回路气压值是否大于设定值，电子驻车系统执行模块的故障情况，驻车或临时停车功能的启动情况以及车辆的档位。
4.如权利要求1所述的驻车制动控制方法，其特征在于，根据纵向加速信号和档位信息确定路面坡度，具体为：
当纵向加速度信号为正值且车辆档位为前进档，或纵向加速度信号为负值且车辆档位为倒退档时，坡度为负值；
当纵向加速度信号为正值且车辆档位为倒退档，或者纵向加速度信号为负值且车辆档位为前进档时，坡度为正值。
5.如权利要求1所述的驻车制动控制方法，其特征在于，车辆起步后，当车辆档位为前进档且电机转速出现负值，或车辆档位为倒退档且电机转速出现正值时，判断为上坡工况，控制电机扭矩执行设定的最大增扭梯度，补救车辆溜坡状态。
6.如权利要求1所述的驻车制动控制方法，其特征在于，车辆起步后，当车辆档位为前进档且电机转速为非负值，或车辆档位为倒退档且电机转速为非正值时，判断为平路或下坡工况，控制电机扭矩执行设定的增扭梯度。
7.如权利要求1所述的驻车制动控制方法，其特征在于，当防抱死系统的外发车速大于第四设定值，且整车控制器接收驻车使能报文信号和eP开关硬线信号时间大于第五设定值时，认为驾驶员存在动态驻车意图。
8.如权利要求1所述的驻车制动控制方法，其特征在于，防抱死系统的车速小于第六设定值且行车制动系统的防抱死功能未激活时，电子驻车系统启动驻车拉起功能。
9.实现权利要求1-8所述方法的系统，其特征在于，包括分别与整车控制器连接的制动踏板开度传感器、油门踏板开度传感器和档位控制器，整车控制器通过整车CAN网络连接制动防抱死控制器、电子稳定控制器和对应的仪表，整车控制器通过动力CAN网络连接电机控制器，电机控制器连接电机，整车控制器通过硬线驱动与电子驻车执行模块连接，防抱死控制器和电子稳定控制器与横摆率传感器连接。
10.一种机动车辆，其特征在于，搭载了如权利要求9所述的系统。
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