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技术领域

本发明涉及汽车制造技术领域，特别涉及一种车辆的制动控制方法及系统。

背景技术

当电动汽车在冰雪湿滑路面进行紧急制动时，电动汽车容易出现车轮抱死，失去方向控 制的情况，从而造成碰撞事故。

目前，已有的解决方案是在整车上配备ABS防抱死系统，此技术方案是通过安装在车 轮上的传感器发出车轮将被抱死的信号，控制器指令调节器降低该车轮制动缸的油压，减小 制动力矩，经一定时间后，再恢复原有的油压，不断的这样循环(每秒可达5～10次)，进而 防止车轮完全抱死的情况发生。

但是，ABS防抱死系统本身具有局限性。ABS防抱死系统不能够提供最短的制动距离， 如果制动的太迟则会使之在与障碍物前不能完全停下来，仍不能阻止事故的发生。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种车辆的制动控制方法，该方法能够最大限度的缩 短制动距离，同时防止车轮抱死、打滑，提高了车辆制动安全性。

本发明的另一个目的在于提供一种车辆的制动控制系统。

为了实现上述目的，本发明第一方面的实施例提出了一种车辆的制动控制方法，所述车 辆包括电机和机械制动机构，所述方法包括以下步骤：电机输出电机制动扭矩对车辆进行制 动；在制动过程中，根据车速信号和车轮转速信号得到车轮滑移率；判断所述车轮滑移率是 否处于预设范围；如果所述车轮滑移率未处于预设范围，则进一步判断所述车轮滑移率是否 大于所述预设范围的上限值；如果所述车轮滑移率小于所述预设范围的下限值，则根据所述 电机制动扭矩和期望制动扭矩判断是否提高所述电机制动扭矩或结合所述机械制动机构对 所述车辆进行制动以降低车辆制动距离。

根据本发明实施例的车辆的制动控制方法，在电机制动时，判断制动过程中车速信号与 车轮转速信号并据此计算出滑移率，并判断滑移率是否处于预设范围内，如果未处于预设范 围并且滑移率小于预设范围的下限值时，则进一步根据电机制动扭矩和期望制动扭矩判断是 否提高电机制动扭矩或结合机械制动机构对车辆进行制动，从而降低制动距离。因此，该方 法通过实时调节电机的制动扭矩使得在制动过程中车轮的滑移率始终处于预设范围，进而使 车轮在紧急制动过程中始终处于打滑的临界状态，最大限度的缩短了制动距离，防止车轮抱 死、打滑，避免了由于没有达到最短的制动距离而发生事故，提高了车辆制动安全性。

另外，根据本发明上述实施例的车辆的制动控制方法还可以具有如下附加的技术特征：

在一些示例中，所述根据所述电机制动扭矩和期望制动扭矩判断是否提高所述电机制动 扭矩或结合所述机械制动机构对所述车辆进行制动，进一步包括：比较所述电机制动扭矩和 所述期望制动扭矩；如果所述电机制动扭矩小于所述期望制动扭矩，则进一步判断所述电机 制动扭矩是否达到电机制动扭矩上限；如果是，则通过所述机械制动机构对所述车辆进行机 械制动补偿，否则增加所述电机制动扭矩直至所述车轮滑移率位于所述预设范围；如果所述 电机制动扭矩不小于所述期望制动扭矩，则保持所述电机制动扭矩不变以由所述电机单独地 对所述车辆进行制动。

在一些示例中，在所述判断车轮滑移率是否小于所述预设范围的下限值之后，还包括： 如果所述车轮滑移率大于所述预设范围的上限值，则减小所述电机制动扭矩直至所述车轮滑 移率位于所述预设范围。

在一些示例中，在所述判断车轮滑移率是否处于预设范围之后，还包括：如果所述车轮 滑移率处于所述预设范围，则保持所述电机制动扭矩不变。

在一些示例中，所述期望制动扭矩是根据车速信号和制动踏板信号得到的。

本发明第二方面的实施例提供了一种车辆的制动控制系统，所述车辆包括电机和机械制 动机构，所述制动控制系统包括：车轮滑移率计算模块，用于在所述电机输出电机制动扭矩 对车辆进行制动时，根据车速信号和车轮转速信号得到车轮滑移率；判断模块，用于判断所 述车轮滑移率是否处于预设范围；控制模块，用于在所述判断模块判断所述车轮滑移率小于 所述预设范围的下限值时，根据所述电机制动扭矩和期望制动扭矩判断是否控制所述电机提 高所述电机制动扭矩或控制所述机械制动机构共同对所述车辆进行制动以降低车辆制动距 离。

根据本发明实施例的车辆的制动控制系统，在电机制动时，判断制动过程中车速信号与 车轮转速信号并据此计算出滑移率，并判断滑移率是否处于预设范围内，如果未处于预设范 围并且滑移率小于预设范围的下限值时，则进一步根据电机制动扭矩和期望制动扭矩判断是 否提高电机制动扭矩或结合机械制动机构对车辆进行制动，从而降低制动距离。因此，该系 统通过实时调节电机的制动扭矩使得在制动过程中车轮的滑移率始终处于预设范围，进而使 车轮在紧急制动过程中始终处于打滑的临界状态，最大限度的缩短了制动距离，防止车轮抱 死、打滑，避免了由于没有达到最短的制动距离而发生事故，提高了车辆制动安全性。

另外，根据本发明上述实施例的车辆的制动控制系统还可以具有如下附加的技术特征：

在一些示例中，所述控制模块用于：比较所述电机制动扭矩和所述期望制动扭矩；如果 所述电机制动扭矩小于所述期望制动扭矩，则进一步判断所述电机制动扭矩是否达到电机制 动扭矩上限；如果是，则控制所述机械制动机构对所述车辆进行机械制动补偿，否则控制所 述电机增加所述电机制动扭矩直至所述车轮滑移率位于所述预设范围；如果所述电机制动扭 矩不小于所述期望制动扭矩，则控制所述电机输出所述电机制动扭矩不变以由所述电机单独 地对所述车辆进行制动。

在一些示例中，所述控制模块还用于在所述判断模块判断所述车轮滑移率大于所述预设 范围的上限值时，控制所述电机减小所述电机制动扭矩直至所述车轮滑移率位于所述预设范 围。

在一些示例中，所述控制模块还用于在所述判断模块判断所述车轮滑移率处于所述预设 范围时，控制所述电机输出所述电机制动扭矩不变。

在一些示例中，所述期望制动扭矩是根据车速信号和制动踏板信号得到的。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明 显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和 容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的车辆的制动控制方法的流程图；

图2是根据本发明一个实施例的电动汽车动力系统的结构示意图；

图3是根据本发明一个实施例的滑移率控制区域示意图；

图4是根据本发明一个实施例的车辆的制动控制方法的电机制动控制原理框图；以及

图5是根据本发明一个实施例的车辆的制动控制系统的结构框图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或 类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的 实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

以下结合附图描述根据本发明实施例的车辆的制动控制方法及系统。

图1是根据本发明一个实施例的车辆的制动控制方法的流程图。如图1所示，根据本发 明一个实施例的车辆的制动控制方法，其中，该车辆包括电机和机械制动结构，换言之，即 该车辆为电动汽车。如图2所示，电动汽车动力系统结构由动力电池、电机、减速器及驱动 车轮等组成。该方法包括以下步骤：

步骤S101，电机输出电机制动扭矩对车辆进行制动。

步骤S102，在制动过程中，根据车速信号和车轮转速信号得到车轮滑移率。

步骤S103，判断车轮滑移率是否处于预设范围。作为一个具体的例子，预设范围例如 为图3所示的a至b之间的区域，也即最大制动区域，在该区域内，制动力最大，从而制动 距离最短，并且不会出现车轮抱死、打滑的情况。进一步地，在本发明的一个实施例中，如 果车轮滑移率处于预设范围，则保持电机制动扭矩不变。

步骤S104，如果车轮滑移率未处于预设范围，则进一步判断车轮滑移率是否小于预设 范围的下限值。

步骤S105，如果车轮滑移率小于预设范围的下限值，则根据电机制动扭矩和期望制动 扭矩判断是否提高电机制动扭矩或结合机械制动机构对车辆进行制动以降低车辆制动距离。 其中，在一些示例中，期望扭矩是根据车速信号和制动踏板信号得到的。具体而言，在本发 明的一个实施例中，如果车轮滑移率小于预设范围的下限值，则该步骤进一步包括：

步骤1，比较电机制动扭曲和期望制动扭矩。

步骤2，如果电机制动扭矩小于期望制动扭矩，则进一步判断电机制动扭矩是否达到电 机制动扭矩上限。

步骤3，如果电机制动扭矩达到电机制动扭矩上限，则通过机械制动机构对车辆进行机 械制动补偿，否则增加电机制动扭矩直至车轮滑移率位于预设范围。

步骤4，如果电机制动扭矩不小于期望制动扭矩，则保持电机制动扭矩不变以由电机单 独对车辆进行制动。

进一步地，在本发明的另一个实施例中，在上述步骤S103之后，还包括：如果车轮滑 移率大于预设范围的上限值，则减小电机制动扭矩直至车轮滑移率位于预设范围。

作为一个具体地示例，以下结合图4对本发明上述实施例的车辆的制动控制方法的控制 流程进行更为详细、具体地描述。如图4所示，该方法的具体实施过程概括如下：

当电动汽车在冰雪湿滑路面上进行制动时，整车控制器(VMS)通过检测制动踏板信号、 车速信号计算出期望制动扭矩值。然后，VMS将计算出的制动扭矩优先分配给电机，电机 输出制动扭矩进行制动。同时，VMS通过检测车轮转速信号与车速信号，计算出车轮的滑 移率s。进一步地，VMS判断滑移率s是否处于最大制动区域(即预设范围，例如图3中所 示的a至b之间的区域)内，当滑移率s超过最大制动区域上限b时，即s>b时，VMS输 出减小电机制动扭矩的控制信号，电机减小制动扭矩，同时，VMS继续判断滑移率s是否 仍然超过最大制动区域上限b，如此循环判断下去，直至控制车轮滑移率s处在最大制动区 域(预设范围)内，即a≤s≤b。当VMS判断滑移率s低于最大制动区域的下限a时，即s<a 时，VMS进一步判断电机此时的制动扭矩是否小于期望的制动扭矩，如果电机的制动扭矩 小于期望的制动扭矩，则VMS输出增加电机制动扭矩的控制信号，电机增加制动扭矩，同 时，VMS继续判断滑移率s是否达到最大制动区域下限a，如此循环判断下去，最终控制滑 移率处在a至b之间的区域(预设范围)内，即a≤s≤b。

另外，如果VMS判断电机此时的制动扭矩等于期望制动扭矩，则电机制动扭矩维持不 变。并且，在上述循环判断过程中，如果电机的制动扭矩已经达到了电机的制动扭矩上限值 并且还需要增加时，此时加入机械制动进行辅助制动。另外，当VMS判断车轮滑移率s处 于最大制动区域(预设范围)内，则电机制动扭矩维持不变。综上，该车辆的制动控制方法 能够使电动汽车在冰雪湿滑路面上进行紧急制动时车轮始终处于打滑临界状态，进而最大限 度的缩短了制动距离，防止事故的发生。同时，该方法还能够实现最大的制动能量回馈，进 而提高整车的经济性。

根据本发明实施例的车辆的制动控制方法，在电机制动时，判断制动过程中车速信号与 车轮转速信号并据此计算出滑移率，并判断滑移率是否处于预设范围内，如果未处于预设范 围并且滑移率小于预设范围的下限值时，则进一步根据电机制动扭矩和期望制动扭矩判断是 否提高电机制动扭矩或结合机械制动机构对车辆进行制动，从而降低制动距离。因此，该方 法通过实时调节电机的制动扭矩使得在制动过程中车轮的滑移率始终处于预设范围，进而使 车轮在紧急制动过程中始终处于打滑的临界状态，最大限度的缩短了制动距离，防止车轮抱 死、打滑，避免了由于没有达到最短的制动距离而发生事故，提高了车辆制动安全性。另外， 该方法还能实现最大的制动能量回馈，进而提高整车的经济性，并且，该方法的控制精度更 高，系统响应速度更快。

本发明的进一步实施例还提供了一种车辆的制动控制系统。

图5是根据本发明一个实施例的车辆的制动控制系统的结构框图。如图5所示，根据本 发明一个实施例的车辆的制动控制系统500，包括：车轮滑移率计算模块510、判断模块520 和控制模块530。其中，该车辆包括电机和机械制动机构，换言之，即该车辆为电动汽车。 如图2所示，电动汽车动力系统结构由动力电池、电机、减速器及驱动车轮等组成。

具体而言，车轮滑移率计算模块510用于在电机输出电机制动扭矩对车辆进行制动时， 根据车速信号和车轮转速信号得到车轮滑移率。

判断模块520用于判断车轮滑移率是否处于预设范围。作为一个具体的例子，预设范围 例如为图3所示的a至b之间的区域，也即最大制动区域，在该区域内，制动力最大，从而 制动距离最短，并且不会出现车轮抱死、打滑的情况。

控制模块530用于在判断模块520判断车轮滑移率小于预设范围的下限值时，根据电机 制动扭矩和期望制动扭矩判断是否控制电机提高电机制动扭矩或控制机械制动机构共同对 车辆进行制动以降低车辆制动距离。具体而言，在本发明的一个实施例中，在滑移率不处于 预设范围内并且小于预设范围的下限值时，控制模块530首先比较电机制动扭矩和期望制动 扭矩，如果电机制动扭矩小于期望制动扭矩，则进一步判断电机制动扭矩是否达到电机制动 扭矩上限，如果电机制动扭矩达到电机制动扭矩上限，则控制机械制动机构对车辆进行机械 制动补偿，否则，控制电机增加电机制动扭矩直至车轮滑移率位于预设范围。另一方面，如 果电机制动扭矩不小于期望制动扭矩，则控制电机输出电机制动扭矩不变以由电机单独地对 车辆进行制动。其中，在该示例中，期望制动扭矩是根据车速信号和制动踏板信号得到的。

另外，在本发明的一个实施例中，当判断模块520判断车轮滑移率不处于预设范围且大 于预设范围的上限值时，则控制模块530控制电机减小电机制动扭矩直至车轮滑移率位于预 设范围。

进一步地，在一些示例中，当判断模块520判断车轮滑移率处于预设范围时，控制模块 530控制电机输出电机制动扭矩不变。

作为一个具体地示例，以下结合图4对本发明上述实施例的车辆的制动控制系统500的 控制流程进行更为详细、具体地描述。如图4所示，该方法的具体实施过程概括如下：

当电动汽车在冰雪湿滑路面上进行制动时，控制模块530通过检测制动踏板信号、车速 信号计算出期望制动扭矩值。然后，控制模块530将计算出的制动扭矩优先分配给电机，电 机输出制动扭矩进行制动。同时，车轮滑移率计算模块510通过检测车轮转速信号与车速信 号，计算出车轮的滑移率s。进一步地，判断模块520判断滑移率s是否处于最大制动区域 (即预设范围，例如图3中所示的a至b之间的区域)内，当判断滑移率s超过最大制动区 域上限b时，即s>b时，则控制模块530输出减小电机制动扭矩的控制信号，电机减小制动 扭矩，同时，判断模块520继续判断滑移率s是否仍然超过最大制动区域上限b，如此循环 判断下去，直至控制车轮滑移率s处在最大制动区域(预设范围)内，即a≤s≤b。当判断模 块520判断滑移率s低于最大制动区域的下限a时，即s<a时，判断模块520进一步判断电 机此时的制动扭矩是否小于期望的制动扭矩，如果电机的制动扭矩小于期望的制动扭矩，则 控制模块530输出增加电机制动扭矩的控制信号，电机增加制动扭矩，同时，判断模块520 继续判断滑移率s是否达到最大制动区域下限a，如此循环判断下去，最终控制滑移率处在 a至b之间的区域(预设范围)内，即a≤s≤b。

另外，如果判断模块520判断电机此时的制动扭矩等于期望制动扭矩，则控制模块530 控制电机制动扭矩维持不变。并且，在上述循环判断过程中，如果电机的制动扭矩已经达到 了电机的制动扭矩上限值并且还需要增加时，此时加入机械制动进行辅助制动。另外，当判 断模块520判断车轮滑移率s处于最大制动区域(预设范围)内，则电机制动扭矩维持不变。 综上，该车辆的制动控制系统500能够使电动汽车在冰雪湿滑路面上进行紧急制动时车轮始 终处于打滑临界状态，进而最大限度的缩短了制动距离，防止事故的发生。同时，该系统还 能够实现最大的制动能量回馈，进而提高整车的经济性。

根据本发明实施例的车辆的制动控制系统，在电机制动时，判断制动过程中车速信号与 车轮转速信号并据此计算出滑移率，并判断滑移率是否处于预设范围内，如果未处于预设范 围并且滑移率小于预设范围的下限值时，则进一步根据电机制动扭矩和期望制动扭矩判断是 否提高电机制动扭矩或结合机械制动机构对车辆进行制动，从而降低制动距离。因此，该系 统通过实时调节电机的制动扭矩使得在制动过程中车轮的滑移率始终处于预设范围，进而使 车轮在紧急制动过程中始终处于打滑的临界状态，最大限度的缩短了制动距离，防止车轮抱 死、打滑，避免了由于没有达到最短的制动距离而发生事故，提高了车辆制动安全性。另外， 该系统还能实现最大的制动能量回馈，进而提高整车的经济性，并且，该系统的控制精度更 高，响应速度更快。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚 度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺 时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位 或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必 须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者 隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含 地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等， 除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术 语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连 接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内 部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而 言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第 一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二 特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特 征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在 第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、 或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含 于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对 的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多 个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可 以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的， 不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进 行变化、修改、替换和变型。