汽车的制动失效控制方法、系统、电子设备及介质与流程

专利2026-01-03  19


本发明属于汽车工程,涉及失效控制方法、系统、电子设备及介质。


背景技术:

1、汽车的电子机械制动系统,是通过电驱动对制动卡钳进行操作来获得车辆制动力的系统。由于电子机械制动系统是通过电驱动对制动卡钳进行控制的,因此当某一个车轮或多个车轮卡钳失效或轮速传感器失效导致制动失效时,制动失效车轮失去制动,只能依靠制动正常车轮进行制动,使得制动力受影响,从而电子机械制动系统就无法满足驾驶员制动需求,甚至会导致车辆失稳,引起严重的驾驶安全问题。


技术实现思路

1、为解决背景技术中所述的汽车制动失效导致无法满足驾驶员制动需求、使得车辆失稳并影响驾驶安全的问题,本发明提出汽车的制动失效控制方法、系统、电子设备及介质。

2、本发明的方法,包括以下步骤:

3、通过电子控制单元对汽车线控制动系统的制动卡钳控制器通讯信号和/或轮速信号和/或制动卡钳故障信号进行检测,识别汽车各个车轮的制动失效信号;

4、根据不同车轮的制动失效信号将车辆制动失效分类为不同的失效模式,所述失效模式包括单轮制动失效模式、两轮制动失效模式、三轮制动失效模式、四轮制动失效模式;

5、依据所述失效模式,对制动失效的车轮通过轮边/轮毂驱动电机进行制动能量回收进行制动,将制动失效车轮电机制动不足的扭矩转移到制动正常车轮上,对汽车的制动失效进行控制。

6、进一步地,所述对汽车的制动失效进行控制的过程中,当制动轮失效时,为尽快能保证满足驾驶员期望的总制动力,将制动失效车轮的制动力通过电制动力来弥补或重新分配到制动正常车轮,重新分配后到各车轮的制动力矩作为车轮的四轮目标制动扭矩;

7、施加到该制动失效车轮的扭矩转移到该制动失效车轮的驱动电机,通过制动能量回收进行制动;

8、当施加到该轮的驱动电机的扭矩大于电机的最大电机扭矩时,将不足的扭矩转移到制动正常车轮,所述不足的扭矩=施加到该制动失效车轮的需求扭矩-该制动失效车轮的需求电机制动扭矩;如果制动正常车轮通过扭矩转移后,该制动正常车轮制动力超过该轮卡钳最大制动力,则将超过的部分通过该制动正常车轮的电机进行制动能量回收控制制动,制动回收扭矩等于超过部分的扭矩,且制动回收扭矩不大于电机最大扭矩;

9、根据实际横摆角速度与期望横摆角速度来限制扭矩转移的大小;

10、转移到制动正常车轮的力不能大于该轮的最大卡钳制动力;

11、施加到每个车轮的制动力不超过最大轮边附着力。

12、更进一步地,所述期望的总制动力fb_tar为:

13、

14、式中,m为车辆质量,fz为车辆垂向载荷;z为制动强度;为期望车辆纵向减速度,

15、所述车辆的四轮目标制动扭矩为:

16、

17、

18、式中,tb_targ_fl为前左轮目标制动扭矩,tb_targ_fr为前右轮目标制动扭矩,tb_targ_rl为后右轮目标制动扭矩,tb_tarq_rr为后右轮目标制动扭矩;ffl为前左轮载荷,ffr为前右轮载荷,frl为后左轮载荷,frr为后右轮载荷,r为车轮半径;

19、车辆左转弯并制动时,各轮胎载荷计算公式如下:

20、

21、车辆右转弯并制动时,各轮胎载荷计算公式如下:

22、

23、车辆直行并制动时,各轮胎载荷计算公式如下:

24、

25、式中,为纵向加速度,为侧向加速度,a为前轴到质心的距离,b为后轴到质心的距离,l为前轴到后轴的距离,hg为质心高度,b为轴轮距。

26、更进一步地,所述汽车单轮制动失效模式的制动失效控制方法为:

27、对制动失效的车轮通过轮边/轮毂驱动电机进行制动能量回收控制进行制动,通过动力电机实施反拖扭矩,进而实现该车轮制动,需求电机制动扭矩等于该制动失效车轮卡钳制动扭矩,如果需求电机制动扭矩大于电机最大允许的扭矩,则制动失效车轮的需求电机制动扭矩等于电机最大扭矩;

28、为最大程度响应驾驶员制动请求,将制动失效车轮电机制动不足的扭矩转移到同轴制动正常车轮进行制动,所述不足的扭矩=施加到该制动失效车轮的需求扭矩-该制动失效车轮的需求电机制动扭矩,如果制动正常车轮通过扭矩转移后,该制动正常车轮制动力超过该轮卡钳最大制动力,则将超过的部分通过该制动正常车轮的电机进行制动能量回收控制制动,制动回收扭矩等于超过部分的扭矩,且制动回收扭矩不大于电机最大扭矩;

29、为避免车辆横摆扭矩导致车辆失稳,且最大程度响应驾驶员制动请求,将对角车轮请求的制动扭矩进行调整,即对角车轮卡钳制动扭矩与该制动失效车轮电制动扭矩相等,并将该对角车轮原本目标卡钳制动扭矩减去制动失效车轮电制动扭矩作为转移扭矩,转移到该对角车轮同轴的另一个车轮卡钳制动扭矩,且转移后的扭矩不能大于该轮卡钳的最大制动扭矩;如果转移后的扭矩大于该轮的最大制动扭矩,则将多余的部分由该轮电机制动实施,且不能大于电机最大扭矩;

30、施加到各车轮的制动力不超过对应车轮的最大轮边附着力,所述各车轮的制动力包括卡钳制动扭矩和电机制动扭矩一起施加到轮边的制动力。

31、更进一步地,所述汽车两轮制动失效模式的制动失效控制方法为:

32、针对同轴两轮制动失效模式:对制动失效的车轮通过轮边/轮毂驱动电机进行制动能量回收控制进行制动,通过动力电机实施反拖扭矩,进而实现该车轮制动,需求电机制动扭矩等于该制动失效车轮卡钳制动扭矩,如果需求电机制动扭矩大于电机最大允许的扭矩,则制动失效车轮的需求电机制动扭矩等于电机最大扭矩;

33、为最大程度响应驾驶员制动请求,将制动失效车轮电机制动不足的扭矩转移到另外一轴对应同侧制动正常车轮进行制动,所述不足的扭矩=施加到该制动失效车轮的需求扭矩-该制动失效车轮的需求电机制动扭矩,如果制动正常车轮通过扭矩转移后,该制动正常车轮制动力超过该轮卡钳最大制动力,则将超过的部分通过该制动正常车轮的电机进行制动能量回收控制制动,制动回收扭矩等于超过部分的扭矩,且制动回收扭矩不大于电机最大扭矩;

34、施加到各车轮的制动力不超过对应车轮的最大轮边附着力,所述各车轮的制动力包括卡钳制动扭矩和电机制动扭矩一起施加到轮边的制动力;

35、针对同侧两轮制动失效模式:对制动失效的车轮通过轮边/轮毂驱动电机进行制动能量回收控制进行制动,通过动力电机实施反拖扭矩,进而实现该车轮制动,需求电机制动扭矩等于该制动失效车轮卡钳制动扭矩,如果需求电机制动扭矩大于电机最大允许的扭矩,则制动失效车轮的需求电机制动扭矩等于电机最大扭矩;

36、为最大程度响应驾驶员制动请求,将制动失效车轮电机制动不足的扭矩适当转移到对应同轴制动正常车轮进行制动来弥补损失的制动力矩,所述不足的扭矩=施加到该制动失效车轮的需求扭矩-该制动失效车轮的需求电机制动扭矩,如果制动正常车轮通过扭矩转移后,该制动正常车轮制动力超过该轮卡钳最大制动力,则将超过的部分通过该制动正常车轮的电机进行制动能量回收控制制动,制动回收扭矩等于超过部分的扭矩,且制动回收扭矩不大于电机最大扭矩;

37、由于扭矩转移会导致异侧车轮制动力过大会产生较大横摆力矩,导致车辆失稳,因此,在保证车辆不失稳的情况下尽可能转移不足部分的扭矩,需要根据实际横摆角速度与期望横摆角速度差值对转移到异侧两车轮的制动扭矩进行限制,以防车辆失稳;

38、施加到各车轮的制动力不超过对应车轮的最大轮边附着力,所述各车轮的制动力包括卡钳制动扭矩和电机制动扭矩一起施加到轮边的制动力;

39、针对对角两轮制动失效模式:对制动失效的车轮通过轮边/轮毂驱动电机进行制动能量回收控制进行制动,通过动力电机实施反拖扭矩,进而实现该车轮制动,需求电机制动扭矩等于该制动失效车轮卡钳制动扭矩,如果需求电机制动扭矩大于电机最大允许的扭矩,则制动失效车轮的需求电机制动扭矩等于电机最大扭矩;

40、为最大程度响应驾驶员制动请求,将制动失效车轮电机制动不足的扭矩转移到同轴另外一侧制动正常车轮进行制动,所述不足的扭矩=施加到该制动失效车轮的需求扭矩-该制动失效车轮的需求电机制动扭矩,如果制动正常车轮通过扭矩转移后,该制动正常车轮制动力超过该轮卡钳最大制动力,则将超过的部分通过该制动正常车轮的电机进行制动能量回收控制制动,制动回收扭矩等于超过部分的扭矩,且制动回收扭矩不大于电机最大扭矩;

41、施加到各车轮的制动力不超过对应车轮的最大轮边附着力,所述各车轮的制动力包括卡钳制动扭矩和电机制动扭矩一起施加到轮边的制动力。

42、更进一步地,所述汽车三轮制动失效模式的制动失效控制方法为:

43、对制动失效的车轮通过轮边/轮毂驱动电机进行制动能量回收控制进行制动,通过动力电机实施反拖扭矩,进而实现该车轮制动,需求电机制动扭矩等于该制动失效车轮卡钳制动扭矩,如果需求电机制动扭矩大于电机最大允许的扭矩,则制动失效车轮的需求电机制动扭矩等于电机最大扭矩;

44、为最大程度响应驾驶员制动请求,将制动失效车轮电机制动不足的扭矩适当转移到制动正常车轮进行制动来弥补损失的制动力矩,所述不足的扭矩=施加到该制动失效车轮的需求扭矩-该制动失效车轮的需求电机制动扭矩,如果制动正常车轮通过扭矩转移后,该制动正常车轮制动力超过该轮卡钳最大制动力,则将超过的部分通过该制动正常车轮的电机进行制动能量回收控制制动,制动回收扭矩等于超过部分的扭矩,且制动回收扭矩不大于电机最大扭矩;

45、由于扭矩转移会导致异侧车轮制动力过大会产生较大横摆力矩,导致车辆失稳;因此,在保证车辆不失稳的情况下尽可能转移不足部分的扭矩,需要根据实际横摆角速度与期望横摆角速度差值对转移到制动正常车轮的制动扭矩进行限制,以防车辆失稳;

46、施加到各车轮的制动力不超过对应车轮的最大轮边附着力,所述各车轮的制动力包括卡钳制动扭矩和电机制动扭矩一起施加到轮边的制动力。

47、更进一步地,所述汽车四轮制动失效模式的制动失效控制方法为:

48、对制动失效的车轮通过轮边/轮毂驱动电机进行制动能量回收控制进行制动,通过动力电机实施反拖扭矩,进而实现该车轮制动,需求电机制动扭矩等于该制动失效车轮卡钳制动扭矩,如果需求电机制动扭矩大于电机最大允许的扭矩,则制动失效车轮的需求电机制动扭矩等于电机最大扭矩。

49、本发明提出汽车的制动失效控制系统,包括汽车制动失效识别模块、失效模式分类模块、车辆的制动失效控制模块。

50、所述汽车制动失效识别模块,用于通过电子控制单元对汽车线控制动系统的制动卡钳控制器通讯信号和/或轮速信号和/或制动卡钳故障信号进行检测,识别汽车各个车轮的制动失效信号;所述失效模式分类模块,用于根据不同车轮的制动失效信号将车辆制动失效分类为不同的失效模式,所述失效模式包括单轮制动失效模式、两轮制动失效模式、三轮制动失效模式、四轮制动失效模式;所述车辆的制动失效控制模块,用于依据所述失效模式,对制动失效的车轮通过轮边/轮毂驱动电机进行制动能量回收进行制动,将制动失效车轮电机制动不足的扭矩转移到制动正常车轮上,对汽车的制动失效进行控制。

51、本发明还提出了一种电子设备,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,从而实现实现上述所述的汽车的制动失效控制方法以及汽车的制动失效控制系统。

52、本发明还提出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有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述所述的汽车的制动失效控制方法以及汽车的制动失效控制系统。

53、本发明与现有技术相比,通过对线控制动系统的检测,识别汽车制动失效,根据不同的车轮制动失效,进行不同的制动力的控制,对制动失效的车轮通过轮边/轮毂驱动电机进行制动能量回收控制进行制动,最大程度响应驾驶员制动请求,同时考虑车辆稳定性的情况下,将制动失效车轮电机制动不足的扭矩转移到到制动正常车轮,将制动失效的车轮制动力重新分配到制动未失效的车轮上,实现汽车的制动失效控制。本发明在保证满足驾驶员的制动需求的同时,保证车辆行驶安全性和稳定性,同时由于利用电机能量回收制动,提高了车辆驾驶的经济性。


技术特征:

1.汽车的制动失效控制方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的汽车的制动失效控制方法,其特征在于:所述对汽车的制动失效进行控制的过程中,当制动轮失效时,为尽快能保证满足驾驶员期望的总制动力,将制动失效车轮的制动力通过电制动力来弥补或重新分配到制动正常车轮,重新分配后到各车轮的制动力矩作为车轮的四轮目标制动扭矩;

3.根据权利要求2所述的汽车的制动失效控制方法,其特征在于:所述期望的总制动力fb_tar为:

4.根据权利要求3所述的汽车的制动失效控制方法,其特征在于:所述汽车单轮制动失效模式的制动失效控制方法为:

5.根据权利要求3所述的汽车的制动失效控制方法,其特征在于:所述汽车两轮制动失效模式的制动失效控制方法为:

6.根据权利要求3所述的汽车的制动失效控制方法,其特征在于:所述汽车三轮制动失效模式的制动失效控制方法为:

7.根据权利要求3所述的汽车的制动失效控制方法,其特征在于:所述汽车四轮制动失效模式的制动失效控制方法为:

8.实现权利要求1-7中任意一项所述方法的汽车的制动失效控制系统,其特征在于:包括汽车制动失效识别模块、失效模式分类模块、车辆的制动失效控制模块;

9.一种电子设备,其特征在于,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,从而实现如权利要求1-7任一项所述的汽车的制动失效控制方法。

10.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,其特征在于:所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的汽车的制动失效控制方法。


技术总结
本发明提供汽车的制动失效控制方法、系统、电子设备及介质,通过对线控制动系统的检测,识别汽车制动失效,根据不同的车轮制动失效,进行不同的制动力的控制,对制动失效的车轮通过轮边/轮毂驱动电机进行制动能量回收控制进行制动,最大程度响应驾驶员制动请求,同时考虑车辆稳定性的情况下,将制动失效车轮电机制动不足的扭矩转移到到制动正常车轮,将制动失效的车轮制动力重新分配到制动未失效的车轮上,实现汽车的制动失效控制。本发明在保证满足驾驶员的制动需求的同时,保证车辆行驶安全性和稳定性,同时由于利用电机能量回收制动,提高了车辆驾驶的经济性。

技术研发人员:彭红涛,雷君君,赖锋,杜佳
受保护的技术使用者:东风汽车集团股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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