车轮制动力矩控制方法、装置及制动能量回收控制系统与流程

本发明涉及车辆制动控制
技术领域：
，具体涉及一种车轮制动力矩控制方法、装置及制动能量回收控制系统。
背景技术：
：能量回收是新能源汽车降低能耗、提高续驶里程的重要方法之一。目前，量产的新能源汽车大多采用并联制动能量回收的形式。由于能量回收时，与电机相连的车轮将受到制动力矩，尤其是在制动能量回收时，这意味着某一轴上的制动力有可能因为能量回收力矩的加入而高于另外一轴。比如，前轴驱动构型的车辆上，进行能量回收制动时前轴制动力会比无回馈制动时更大，这可能造成在驾驶员踩制动踏板时，车辆有前轴抱死的趋势，车辆的制动稳定性有风险；后轴驱动构型的车上，进行能量回收制动时后轴制动力会比无回馈制动时更大，这可能造成驾驶员踩制动踏板时，车辆有后轴抱死的趋势。无论是前轴驱动构型还是后轴驱动构型，常规的并联制动能量回收方式均容易产生轮轴抱死的风险，降低车辆的制动稳定性。技术实现要素：有鉴于此，本发明实施例提供了一种车轮制动力矩控制方法、装置及制动能量回收控制系统，以解决常规的并联制动能量回收方式容易产生的轮轴抱死的问题。根据第一方面，本发明实施例提供了一种车轮制动力矩控制方法，包括：获取车轮的轮速信息；根据所述轮速信息提取所述车轮的第一轴侧车轮转速及第二轴侧车轮转速；根据所述第一轴侧车轮转速及第二轴侧车轮转速确定电制动力矩控制模式；根据所述电制动力矩控制模式调节所述车轮的电制动力矩，使所述第一轴侧车轮与所述第二轴侧车轮的滑移率的差值小于预设阈值。本发明实施例的车轮制动力矩控制方法，能够检测车轮转速、角减速度，并根据转速及减速度进行车轮抱死趋势对比，当施加电制动力矩的车轮抱死趋势明显时，及时调整电制动力矩值，直至为0，能够降低同时施加了电回馈制动力矩和液压制动力矩的车轮的抱死风险，并能够在此基础上最大化能量回收而不至于轻易触发制动防抱死系统。结合第一方面，在第一方面第一实施方式中，根据所述第一轴侧车轮转速及第二轴侧车轮转速确定电制动力矩控制模式，包括：根据所述轮速信息判断第一轴侧车轮转速是否低于第二轴侧车轮转速一第一预设速度阈值；如果第一轴侧车轮转速低于所述第二轴侧车轮转速第一预设速度阈值，根据所述轮速信息判断所述第一轴侧车轮的角减速度的绝对值是否大于第二预设速度阈值；如果所述第一轴侧车轮的角减速度的绝对值大于所述第二预设速度阈值，则确定当前的电制动力矩控制模式为紧急控制模式，生成并发送电制动力矩为零的控制指令。结合第一方面第一实施方式，在第一方面第二实施方式中，如果第一轴侧车轮转速不低于所述第二轴侧车轮转速第一预设速度阈值，则确定当前的电制动力矩控制模式为常规控制模式，生成进行常规电制动力矩控制的控制指令。结合第一方面第二实施方式，在第一方面第三实施方式中，根据所述电制动力矩控制模式调节所述车轮的电制动力矩，包括：根据预设轮速-电制动力矩表及所述进行常规电制动力矩控制的控制指令及轮速信息进行常规电制动力矩控制。结合第一方面第一实施方式，在第一方面第四实施方式中，如果所述第一轴侧车轮的角减速度的绝对值小于或等于所述第二预设速度阈值，则确定当前的电制动力矩控制模式为缓速控制模式，生成降低电制动力矩的控制指令。结合第一方面第四实施方式，在第一方面第五实施方式中，根据所述电制动力矩控制模式调节所述车轮的电制动力矩，包括：根据预设轮速-电制动力矩降级表及所述第一轴侧车轮的当前轮速降低所述第一轴侧车轮的转速，直至所述第一轴侧车轮的电制动力矩值降为0。根据第二方面，本发明实施例提供了一种车轮制动力矩控制装置，包括：轮速信息获取模块，用于获取车轮的轮速信息；轴侧车轮转速获取模块，用于根据所述轮速信息提取所述车轮的第一轴侧车轮转速及第二轴侧车轮转速；控制模式确定模块，用于根据所述第一轴侧车轮转速及第二轴侧车轮转速确定电制动力矩控制模式；电制动力矩调节模块，用于根据所述电制动力矩控制模式调节所述车轮的电制动力矩，使所述第一轴侧车轮与所述第二轴侧车轮的滑移率的差值小于预设阈值。本发明实施例的车轮制动力矩控制装置，能够检测车轮转速、角减速度，并根据转速及减速度进行车轮抱死趋势对比，当施加电制动力矩的车轮抱死趋势明显时，及时调整电制动力矩值，直至为0，能够降低同时施加了电回馈制动力矩和液压制动力矩的车轮的抱死风险，并能够在此基础上最大化能量回收而不至于轻易触发制动防抱死系统。结合第二方面，在第二方面第一实施方式中，所述控制模式确定模块包括：第一判断子模块，用于根据所述轮速信息判断第一轴侧车轮转速是否低于第二轴侧车轮转速一第一预设速度阈值；第二判断子模块，如果第一轴侧车轮转速低于所述第二轴侧车轮转速第一预设速度阈值，所述第二判断子模块用于根据所述轮速信息判断所述第一轴侧车轮的角减速度的绝对值是否大于第二预设速度阈值；控制模式确定子模块，如果所述第一轴侧车轮的角减速度的绝对值大于所述第二预设速度阈值，所述控制模式确定子模块生成并发送电制动力矩为零的控制指令。结合第二方面第一实施方式，在第二方面第二实施方式中，如果第一轴侧车轮转速不低于所述第二轴侧车轮转速第一预设速度阈值，所述控制模式确定子模块确定当前的电制动力矩控制模式为常规控制模式，生成进行常规电制动力矩控制的控制指令。结合第二方面第二实施方式，在第二方面第三实施方式中，所述电制动力矩调节模块具体用于：根据预设轮速-电制动力矩表及所述进行常规电制动力矩控制的控制指令及轮速信息进行常规电制动力矩控制。结合第二方面第一实施方式，在第二方面第四实施方式中，如果所述第一轴侧车轮的角减速度的绝对值小于或等于所述第二预设速度阈值，所述控制模式确定子模块确定当前的电制动力矩控制模式为缓速控制模式，生成降低电制动力矩的控制指令。结合第二方面第四实施方式，在第二方面第五实施方式中，所述电制动力矩调节模块具体用于：根据预设轮速-电制动力矩降级表及所述第一轴侧车轮的当前轮速降低所述第一轴侧车轮的转速，直至所述第一轴侧车轮的电制动力矩值降为0。根据第三方面，本发明实施例提供了一种制动能量回收控制系统，包括：制动防抱死控制器、电制动力矩控制器、电机控制器及电机驱动系统，所述电制动力矩控制器包括第二方面或者第二方面的任意一种实施方式中所述的车轮制动力矩控制装置，其中，所述制动防抱死控制器获取车轮的轮速信息，将所述轮速信息传输至所述电制动力矩控制器；所述电制动力矩控制器根据所述轮速信息生成所述控制指令，并将所述控制指令发送至所述电机控制器；所述电机控制器根据所述控制指令控制所述电机驱动系统进行能量回收制动。结合第三方面，在第三方面第一实施方式中，该制动能量回收控制系统还包括：网关控制器，通过所述网关控制器将所述轮速信息从所述制动防抱死控制器传输至所述电制动力矩控制器。结合第三方面，在第三方面第二实施方式中，该制动能量回收控制系统还包括：轮速传感器，通过所述轮速传感器检测所述车轮的轮速信息。根据第四方面，本发明实施例提供了一种车轮制动力矩控制系统，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行第一方面或者第一方面的任意一种实施方式中所述的车轮制动力矩控制方法。根据第五方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行第一方面或者第一方面的任意一种实施方式中所述的车轮制动力矩控制方法。附图说明通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：图1示出了本发明实施例的车轮制动力矩控制方法的流程示意图；图2示出了本发明另一实施例的车轮制动力矩控制方法的流程示意图；图3示出了本发明实施例的车轮制动力矩控制装置的结构示意图；图4示出了本发明另一实施例的车轮制动力矩控制装置的结构示意图；图5示出了本发明实施例的制动能量回收控制系统的结构示意图；图6示出了本发明实施例的车轮制动力矩控制系统的结构示意图。具体实施方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明实施例提供了一种车轮制动力矩控制方法，如图1所示，该车轮制动力矩控制方法主要包括：步骤s11：获取车轮的轮速信息；具体实施时，可以通过轮速传感器等传感器检测车辆行驶过程中的车轮的轮速信息。步骤s12：根据轮速信息提取车轮的第一轴侧车轮转速及第二轴侧车轮转速；步骤s13：根据第一轴侧车轮转速及第二轴侧车轮转速确定电制动力矩控制模式；步骤s14：根据电制动力矩控制模式调节车轮的电制动力矩，使第一轴侧车轮与第二轴侧车轮的滑移率的差值小于预设阈值。可选地，在本发明的一些实施例中，如图2所示，上述步骤s13，根据第一轴侧车轮转速及第二轴侧车轮转速确定电制动力矩控制模式的过程，具体包括：步骤s131：根据轮速信息判断第一轴侧车轮转速是否低于第二轴侧车轮转速一第一预设速度阈值；即判断第一轴侧车轮转速是否低于第二轴侧车轮转速，且第一轴侧车轮转速与第二轴侧车轮转速的差值大于一定速度阈值△t。步骤s132：如果第一轴侧车轮转速低于第二轴侧车轮转速第一预设速度阈值，根据轮速信息判断第一轴侧车轮的角减速度的绝对值是否大于第二预设速度阈值。当第一轴侧车轮转速低于第二轴侧车轮转速，且第一轴侧车轮转速与第二轴侧车轮转速的差值大于一定速度阈值△t时，则认定第一轴侧车轮可能因为电制动力矩的施加而更加趋近于抱死，此时则需进一步判断第一轴侧车轮的角减速度是否大于一定阈值。具体地，可根据轮速传感器的安装位置和车轴之间的距离计算出角速度，根据角速度的变化计算出角减速度，并判断该角减速度的绝对值是否大于第二预设速度阈值。步骤s133：如果第一轴侧车轮的角减速度的绝对值大于第二预设速度阈值，则确定当前的电制动力矩控制模式为紧急控制模式，生成并发送电制动力矩为零的控制指令。由于在此情况下判定车轮存在较大的抱死风险，因此启动紧急控制模式，紧急调整电制动力矩。通过上述步骤s11～步骤s14，本发明实施例的车轮制动力矩控制方法，能够检测车轮转速、角减速度，并根据转速及减速度进行车轮抱死趋势对比，当施加电制动力矩的车轮抱死趋势明显时，及时调整电制动力矩值，直至为0。可选地，在本发明的一些实施例中，如图2所示，在上述步骤s131中，如果第一轴侧车轮转速不低于第二轴侧车轮转速第一预设速度阈值，则认定第一轴侧车轮与第二轴侧车轮的滑移率相近(即，第一轴侧车轮与所述第二轴侧车轮的滑移率的差值小于预设阈值)，则确定当前的电制动力矩控制模式为常规控制模式，生成进行常规电制动力矩控制的控制指令。实际应用中，对于汽车的滑移率的计算公式为：滑移率s＝(v-vwl)/v，其中v表示车体速度；vwl表示轮速，是车轮转速ω和车轮半径r的乘积。由此可见，通过对车轮转速的分析及控制，即可实现对汽车滑移率的均衡调整。需要说明的是，上述的预设速度阈值可根据实际应用中的不同车型、路况等条件进行标定。并且，第一轴侧车轮与所述第二轴侧车轮的滑移率的差值小于预设阈值，是表征第一轴侧车轮与第二轴侧车轮的滑移率相近，而无需进行特殊的滑移率的调整，仅进行常规的电制动力矩控制即可，该预设阈值同样是可根据实际应用中的不同车型、路况等条件进行标定，本发明并不以此为限。相应地，当处于常规控制模式时，步骤s14，据电制动力矩控制模式调节车轮的电制动力矩的过程即为：根据预设轮速-电制动力矩表及所述进行常规电制动力矩控制的控制指令及轮速信息进行常规电制动力矩控制。具体地，上述“轮速-电制动力矩表”为车辆在正常工况下制动行驶时不同轮速下的最优电制动力矩值，车辆开发时通过试验标定得到，例如下表1所示。表1轮速nn1n2…nx最优电制动力矩tm0t1t2…tx其中，nx表示各个时刻车轮的轮速，tm0则为对应该轮速的最优电制动力矩。可选地，在本发明的一些实施例中，如图2所示，在上述步骤s13中，如果第一轴侧车轮的角减速度的绝对值小于或等于第二预设速度阈值，则确定当前的电制动力矩控制模式为缓速控制模式，需要缓速降低施加在第一轴侧车轮上的电制动力矩，此时，生成降低电制动力矩的控制指令。相应地，当处于常规控制模式时，步骤s14，根据电制动力矩控制模式调节车轮的电制动力矩的过程即为：根据预设轮速-电制动力矩降级表及所述第一轴侧车轮的当前轮速降低所述第一轴侧车轮的转速，直至所述第一轴侧车轮的电制动力矩值降为0。具体地，相同轮速下，该预设的“轮速-电制动力矩降级表”中的电制动力矩值tm与“轮速-电制动力矩表”中的电制动力矩值tm0有以下关系：tm＝(1-△/△0)tm0，因此，对应“轮速-电制动力矩降级表”如下表2所示：表2轮速nn1n2…nx最优电制动力矩tm(1-△/△0)t1(1-△/△0)t2…(1-△/△0)tx其中，△0为大于△的标定值。由上式计算可知，“轮速-电制动力矩降级表”中的电制动力矩值tm低于“轮速-电制动力矩表”中的电制动力矩值tm0，且随着第一轴侧车轮与第二轴侧车轮的轮速差增大，tm最终趋于0。由此，本发明实施例的车轮制动力矩控制方法，能够降低同时施加了电回馈制动力矩和液压制动力矩的车轮的抱死风险，并能够在此基础上最大化能量回收而不至于轻易触发制动防抱死系统。本发明实施例还提供一种车轮制动力矩控制装置，如图3所示，该车轮制动力矩控制装置主要包括：轮速信息获取模块11，用于获取车轮的轮速信息；详细内容可参见上述步骤s11的相关描述。轴侧车轮转速获取模块12，用于根据轮速信息提取车轮的第一轴侧车轮转速及第二轴侧车轮转速；详细内容可参见上述步骤s12的相关描述。控制模式确定模块13，用于根据第一轴侧车轮转速及第二轴侧车轮转速确定电制动力矩控制模式；详细内容可参见上述步骤s13的相关描述。电制动力矩调节模块14，用于根据电制动力矩控制模式调节车轮的电制动力矩，使第一轴侧车轮与第二轴侧车轮的滑移率的差值小于预设阈值，详细内容可参见上述步骤s14的相关描述。可选地，在本发明的一些实施例中，如图4所示，上述控制模式确定模块13包括：第一判断子模块131，用于根据轮速信息判断第一轴侧车轮转速是否低于第二轴侧车轮转速一第一预设速度阈值；详细内容可参见上述步骤s131的相关描述。第二判断子模块132，如果第一轴侧车轮转速低于第二轴侧车轮转速第一预设速度阈值，第二判断子模块132用于根据轮速信息判断第一轴侧车轮的角减速度的绝对值是否大于第二预设速度阈值；详细内容可参见上述步骤s132的相关描述。控制模式确定子模块133，如果第一轴侧车轮的角减速度的绝对值大于第二预设速度阈值，控制模式确定子模块133确定当前的电制动力矩控制模式为紧急控制模式，生成并发送电制动力矩为零的控制指令，详细内容可参见上述步骤s133的相关描述。本发明实施例的车轮制动力矩控制装置，能够检测车轮转速、角减速度，并根据转速及减速度进行车轮抱死趋势对比，当施加电制动力矩的车轮抱死趋势明显时，及时调整电制动力矩值，直至为0。可选地，在本发明的一些实施例中，如果第一判断子模块131判断第一轴侧车轮转速不低于第二轴侧车轮转速第一预设速度阈值，则认定第一轴侧车轮与第二轴侧车轮的滑移率相近，控制模式确定子模块133确定当前的电制动力矩控制模式为常规控制模式，生成进行常规电制动力矩控制的控制指令。相应地，电制动力矩调节模块14根据预设轮速-电制动力矩表及所述进行常规电制动力矩控制的控制指令及轮速信息进行常规电制动力矩控制。具体地，上述“轮速-电制动力矩表”为车辆在正常工况下制动行驶时不同轮速下的最优电制动力矩值，车辆开发时通过试验标定得到，例如表1所示。可选地，在本发明的一些实施例中，如图4所示，如果第二判断子模块132判断第一轴侧车轮的角减速度的绝对值小于或等于第二预设速度阈值，则需要降低施加在第一轴侧车轮上的电制动力矩，控制模式确定子模块133确定当前的电制动力矩控制模式为缓速控制模式，此时，生成降低电制动力矩的控制指令。相应地，电制动力矩调节模块14根据预设轮速-电制动力矩降级表及所述第一轴侧车轮的当前轮速降低所述第一轴侧车轮的转速，直至所述第一轴侧车轮的电制动力矩值降为0。具体地，相同轮速下，该预设的“轮速-电制动力矩降级表”中的电制动力矩值tm与“轮速-电制动力矩表”中的电制动力矩值tm0有以下关系：tm＝(1-△/△0)tm0，因此，对应“轮速-电制动力矩降级表”如表2所示。其中，△0为大于△的标定值。由上式计算可知，“轮速-电制动力矩降级表”中的电制动力矩值tm低于“轮速-电制动力矩表”中的电制动力矩值tm0，且随着第一轴侧车轮与第二轴侧车轮的轮速差增大，tm最终趋于0。由此，本发明实施例的车轮制动力矩控制装置，能够降低同时施加了电回馈制动力矩和液压制动力矩的车轮的抱死风险，并能够在此基础上最大化能量回收而不至于轻易触发制动防抱死系统。本发明实施例还提供一种制动能量回收控制系统，如图5所示，该制动能量回收控制系统主要包括：制动防抱死控制器5、电制动力矩控制器2、电机控制器3及电机驱动系统4，其中，该电制动力矩控制器2包括上述任意实施例所述的车轮制动力矩控制装置。上述的制动防抱死控制器5获取车轮的轮速信息，将轮速信息传输至电制动力矩控制器2。实际应用中，可通过轮速传感器6检测车轮的轮速信息。且该制动防抱死控制器5与液压制动系统7相连接。该电制动力矩控制器2根据轮速信息生成相应的控制指令即上述的电制动力矩为零的控制指令、进行常规电制动力矩控制的控制指令、降低电制动力矩的控制指令等，并将该控制指令发送至电机控制器3。实际应用中，可通过网关控制器1将轮速信息从制动防抱死控制器5传输至电制动力矩控制器2。在本发明的一些实施例中，制动防抱死控制器5与网关控制器1可通过底盘can网段进行数据、信号等的传输；网关控制器1与电制动力矩控制器2、电机控制器3可通过动力can网段进行数据、信号等的传输。电机控制器3收到控制指令后，根据控制指令控制电机驱动系统4进行能量回收制动。本发明实施例的制动能量回收控制系统，对前轴驱动电动汽车或后轴驱动电动汽车均适用。基于车轮制动力矩控制装置的控制过程，能够在电制动能量回收时根据当前车轮滑移率水平进行扭矩调节，确保车轮滑移率水平低时施加正常的电制动扭矩，又能够在滑移率水平超出一定阈值且前后轴车轮滑移率差别大时减小电制动扭矩的施加，从而避免某轴由于制动力过大从而过早触发车辆的制动防抱死系统，又保证一定的制动能量回收率。同时，与并联制动能量回收系统相比，本系统不需增加额外部件，成本低。本发明实施例还提供了一种车轮制动力矩控制系统，如图6所示，该车轮制动力矩控制系统可以包括处理器61和存储器62，其中处理器61和存储器62可以通过总线或者其他方式连接，图6中以通过总线连接为例。处理器61可以为中央处理器(centralprocessingunit，cpu)。处理器61还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(digitalsignalprocessor，dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)、现场可编程门阵列(field-programmablegatearray，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。存储器62作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的车轮制动力矩控制方法对应的程序指令/模块(例如，图3所示的轮速信息获取模块11、轴侧车轮转速获取模块12、控制模式确定模块13及电制动力矩调节模块14)。处理器61通过运行存储在存储器62中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的车轮制动力矩控制方法。存储器62可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器61所创建的数据等。此外，存储器62可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器62可选包括相对于处理器61远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器61。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。所述一个或者多个模块存储在所述存储器62中，当被所述处理器61执行时，执行如图1-图2所示实施例中的车轮制动力矩控制方法。上述车轮制动力矩控制系统具体细节可以对应参阅图1至图5所示的实施例中对应的相关描述和效果进行理解，此处不再赘述。本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-onlymemory，rom)、随机存储记忆体(randomaccessmemory，ram)、快闪存储器(flashmemory)、硬盘(harddiskdrive，缩写：hdd)或固态硬盘(solid-statedrive，ssd)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。当前第1页12