一种车辆、制动控制方法及装置与流程

本发明涉及一种车辆、制动控制方法及装置，属于车辆控制技术领域。

背景技术：

在汽车正常行驶过程中，制动总是不可避免的，如若每次制动的能量总是转变为不可逆的热能而散失掉，这将是一大损失。新能源汽车能够将动能转变为电能储存起来，从而实现车辆制动能量的回收利用，降低了能耗，实现了节能减排的目的。

例如申请公布号为cn108944865a的中国发明专利申请文件公开了一种新能源车辆的制动系统及其控制方法，该系统能够在车辆制动情况下，通过电制动单元或者气制动单元将制动能量进行回收。该系统根据车辆当前信息计算制动力矩，根据制动力矩来进行电制动或气制动，或者采用电制动和气制动相结合的方式。该方法能够在保证满足制动需求的前提下，进行制动能量回馈。

但是，计算所需制动力矩的计算量很大，会浪费宝贵的车辆制动响应时间，造成车辆制动响应不灵敏甚至在极端情况下延长车辆的制动距离，而且复杂的智能算法需要通过多个传感器采集不同的车辆当前信息参数，如果出现参数采集错误、计算错误、传感器或处理器故障等意外情况，导致气制动介入不及时，可能导致严重意外，这时的动能回馈是得不偿失的。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种车辆、制动控制方法及装置，用以解决现有技术无法同时兼顾制动能量回收和制动安全性的问题。

为实现上述目的，本发明的方案和有益效果包括：

本发明的一种车辆制动控制方法，包括如下步骤：

获取车辆所处道路的限速值；每个限速值对应一个设定制动踏板开度阈值；且限速值越大，与限速值对应的设定制动踏板开度阈值越小；

当车辆制动时，检测车辆的制动踏板开度信号，并比较车辆的制动踏板开度信号与当前限速值对应的设定制动踏板开度阈值；

若制动踏板开度信号小于或者等于与当前限速值对应的设定制动踏板开度阈值，则进行电制动；否则，进行机械制动和电制动。

本发明还提供了一种车辆制动控制装置，包括处理器，所述处理器用于执行实现下述步骤的指令：

获取车辆所处道路的限速值；每个限速值对应一个设定制动踏板开度阈值；且限速值越大，与限速值对应的设定制动踏板开度阈值越小；

当车辆制动时，检测车辆的制动踏板开度信号，并比较车辆的制动踏板开度信号与当前限速值对应的设定制动踏板开度阈值；

若制动踏板开度信号小于或者等于与当前限速值对应的设定制动踏板开度阈值，则进行电制动；否则，进行机械制动和电制动。

本发明还提供了一种车辆，包括车辆本体，还包括车辆制动控制装置，所述车辆制动控制装置包括处理器，所述处理器用于执行实现下述步骤的指令：

获取车辆所处道路的限速值；每个限速值对应一个设定制动踏板开度阈值；且限速值越大，与限速值对应的设定制动踏板开度阈值越小；

当车辆制动时，检测车辆的制动踏板开度信号，并比较车辆的制动踏板开度信号与当前限速值对应的设定制动踏板开度阈值；

若制动踏板开度信号小于或者等于与当前限速值对应的设定制动踏板开度阈值，则进行电制动；否则，进行机械制动和电制动。

不同的限速工况下车辆控制策略一样不利于整车的动能回收与节能，而根据整车制动扭矩需求来调整动能回收策略会降低车辆制动安全性。本方案提供了一种限速道路车辆制动控制方法、装置及车辆，根据车辆所在路段的限速值判断车辆当前能够达到的最大时速，将限速值作为整车制动扭矩需求的判断标准，极大的减小了计算量，降低了硬件和软件的故障和错误概率，且无需在每次制动时进行整车制动扭矩需求的计算和动能回收策略的重新制定，缩短了整车制动响应时间，提升了车辆的行车安全，保证了车辆在不同的限速工况下都能达到最佳的节能效果。

车辆实际行驶过程中，本发明将车速和实际的制动需求结合起来，车速处于不同的状态下的制动需求是不一样。在车速最大值在比较低的情况下，制动扭矩需求无须较大，本发明着重考虑尽可能多的将制动能量进行回收，提高了制动能量回收效率，并达到节能减排的目的；而车速最大值在比较高的情况下，优先考虑制动的可靠性，提高了制动效果及安全性。

作为方法、装置及车辆的进一步改进，还限制加速踏板开度达到100％时的最大车速值为当前限速值，同时使车辆的车速与加速踏板开度呈正相关关系。

本方案将车辆的加速响应速度、加速性能及最大速度基于车辆当前所处路段的限速值进行限定，避免出现因驾驶员疏忽大意而超速行驶的风险，增加了行车安全性。同时保证了整车控制策略适合当前限速道路的限速值，无需驾驶员通过对加速踏板施加不同程度的力来维持车速低于限速值，降低了对驾驶员控制车速的要求，也无需驾驶员反复操作加速和制动踏板来维持车速在较低的限速值以内，提升了乘车舒适度及节能效果。

本发明能够实现车辆在进入到限速路段后自动切换为适合不同限速工况下的控制策略，调整电制动能量回收和加速踏板开度对应的动力输出，保证车辆在不同的限速工况下都能达到最佳的节能效果。

附图说明

图1是本发明的车辆制动控制方法流程图；

图2是本发明的车辆制动控制装置接线图；

图3是本发明车辆控制策略选择示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

方法实施例：

如图1所示的本发明的车辆制动控制方法流程图，通过车辆前向上设置的图像采集装置实时采集并识别车辆前方道路上的限速标识。道路限速标识一般为蓝底圆形，中间标有数字，根据上述特征即可实现道路限速标识的识别，具体识别出道路限速标识的方法为图像处理领域的现有技术，本实施例不再赘述。

识别出道路限速标识后，通过毫米波雷达检测车辆距道路限速标识的距离。同时，通过图像字符识别技术，识别出限速标识内的数字(即限速值)是多少。再通过整车控制器或速度传感器调取车辆实时速度(当前车速)。

作为其他实施例，也可以通过定位系统配合数字地图的方式识别车辆前方的道路限速标识(或限速路段)及限速值，并通过定位系统计算车辆距限速标识的距离。

当车辆距道路限速标识的距离等于150米时，将识别出的前方道路限速标识的限速值和当前车速做比较。若当前车速小于或等于限速值，则车辆保持正常行驶，若当前车速大于限速值则，首先通过方向盘震动提醒驾驶员，车辆即将采取相应措施，防止车辆超速进入前方限速区域。

然后车辆采取措施减速，所采取的措施包括但不限于，制动系统介入进行制动、油门(节气门)开度减小、关闭油门(节气门)、开启或增强新能源汽车的动能回收。使车辆在进入前方新的限速区域时，车速降至对应的限速值或以下。

作为其他实施例，当车辆距道路限速标识的距离等于150米时，还可以先将前方道路限速标识的限速值和实车限速值比较，若道路限速标识的限速值大于实车限速值，则车辆保持正常行驶且不再进行进一步的判断。若道路限速标识的限速值小于等于实车限速值，则再进行道路限速标识的限速值和当前车速的比较。

作为其他实施例，也可以不通过方向盘震动来提醒驾驶员而采用其他方式来提醒驾驶员，例如通过报警提示音、仪表盘警示标志等，或者直接采取措施减速不对驾驶员进行提醒。

车辆采取措施减速时，可以根据车辆当前距前方限速区域的距离(即距道路限速标识的距离，例如可以在车辆距限速区域100米时开始采取减速措施)，和最大目标车速(即道路限速标识上的限速值)以及车辆相关参数(例如整备质量)，计算出车辆所需最小制动力，再根据车辆机械刹车、发动机制动或电磁制动的能力采取最合适的单个或组合措施，对车辆进行减速，力求在保证车辆在限速值内的车速进入前方限速区域的前提下，车辆受到的影响最小或节省最多的能量。

车辆采取减速措施的同时，点亮刹车灯；或者在判断出当前车速大于限速值后、采取减速措施之前，点亮刹车灯并保持设定的时间。

当车辆通过道路限速标识后，即认为进入了限速道路区域，此时车速降低至当前道路限速值以内，在进入限速道路区域以前，整车控制器执行非限速条件下的控制策略。如图3所示，整车控制器根据车辆制动控制装置所识别出的当前限速道路的限速值，选择对应预设的控制策略，车辆根据对应控制策略，响应驾驶员对加速和制动踏板的操作。车辆通过道路限速标识的判断方法可以为，当毫米波雷达检测到车辆距离道路限速标识的距离小于设定值(例如10米)时，即可认为车辆通过道路限速标识。

作为其他实施例，判断车辆进入限速道路区域的方法还可以为，通过定位系统配合数字地图的方式识别车辆是否进入对应的限速道路区域。

与限速道路的限速值对应的控制策略包括，加速踏板的加速响应灵敏程度、整车最高时速、动能回收策略。具体包括，非限速条件下的控制策略，整车最高时速能达到设计时速，车辆能够在设计范围内最大程度的响应加速踏板开度，动能回收策略可以按照现有策略执行。当限速道路的限速值为20km/h，对应控制策略中，整车最高时速限制为20公里，即当加速踏板开度达到100％时，最大时速能够达到20km；加速踏板行程(开度)根据20km/h限速进行分配，即加速踏板0％-100％开度范围内，车辆能够达到的最高时速线性分布于20km/h以内(或加速踏板0％-100％开度与0-20km/h的最高时速呈其他正相关的关系)；制动过程中，制动踏板开度为45％及以内都仅为电制动(实现动能回收)，制动踏板开度大于45％时，气制动(或其他机械制动)介入，此处及后面的“气制动介入”的意思包括，气制动和电制动共同进行制动或仅气制动进行制动。当限速道路的限速值为30km/h，对应控制策略中，整车最高时速限制为30公里，即当加速踏板开度达到100％时，最大时速能够达到30km；加速踏板行程根据30km/h限速进行分配，即加速踏板0％-100％开度范围内，车辆能够达到的最高时速线性分布于30km/h以内(或加速踏板0％-100％开度与0-30km/h的最高时速呈其他正相关的关系)；制动过程中，制动踏板开度为35％及以内都仅为电制动，制动踏板开度大于35％时，气制动介入。当限速道路的限速值为60km/h，对应控制策略中，整车最高时速限制为60公里，即当加速踏板开度达到100％时，最大时速能够达到60km；加速踏板行程根据60km/h限速进行分配，即加速踏板0％-100％开度范围内，车辆能够达到的最高时速线性分布于60km/h以内(或加速踏板0％-100％开度与0-60km/h的最高时速呈其他正相关的关系)；制动过程中，制动踏板开度为30％及以内都仅为电制动，制动踏板开度大于30％时，气制动介入。本发明所保护的控制策略不限于以上限速值对应的控制策略，还可以根据所在地的交通法规所规定的其他限速值，制定对应的控制策略，具体控制策略中的设定值，也可以根据实际情况进行修改。

作为没有动能回收的非新能源车辆，所执行控制策略则没有制动过程中的动能回收策略。

当车辆制动控制装置检测到解除限速标志，则解除对应的控制策略限制，恢复非限速条件下的控制策略。或者检测到新的限速标志，则调整为新的限速下的对应控制策略。车辆也可以通过定位系统配合数字地图的方式识别车辆是否进入新的限速道路区域或离开限速道路区域。

作为其他实施例，在车辆进入限速道路区域前，只需将车速降低至对应限速道路的限速值即可，对于如何实现降低车速的方法不做限制，例如不执行点亮刹车灯的操作，而仅在进入限速道路区域前，直接降低车速。

装置实施例：

一种车辆制动控制装置，包括处理器和存储器，如图2所示，车辆制动控制装置连接车辆上前向设置的图像采集装置、毫米波雷达；还连接方向盘震动模块和整车控制器。图像采集装置用于实时采集车辆前向画面并传给处理器；毫米波雷达用于获取车辆到前方限速标识的距离并传给处理器。车辆制动控制装置连接整车控制器或直接连接车速传感器获取当前车速；车辆制动控制装置连接刹车灯开关用于直接控制刹车灯的亮灭；车辆制动控制装置还连接方向盘震动模块。整车控制器中存有预设的对应不同限速值的不同控制策略以及非限速条件下的控制策略。车辆制动控制装置的处理器用于执行储存在存储器里的指令，以实现本发明的车辆制动控制方法，本发明的车辆制动控制方法在方法实施例中描述的已足够清楚，在此不再赘述。

作为其他实施例，图像采集装置和毫米波雷达也可以被与车辆制动控制装置相连的gps模块和储存在与车辆制动控制装置的存储器中的电子地图所取代，电子地图中包含有道路及相应的限速信息。

车辆实施例：

车辆实施例，一种车辆，包括但不限于内燃机车辆、混合动力车辆、纯电动车辆，车辆中设置有本发明的车辆制动控制装置，车辆制动控制装置在装置实施例中描述的已足够清楚，在此不再赘述。