车辆制动方法、车辆制动系统、车辆、车辆制动装置

技术领域

本发明涉及车辆制动技术领域，具体而言，涉及一种车辆制动方法、车辆制动系统、车辆、车辆制动装置。

背景技术

现有技术中，目前制动电控主流方案是集成式制动控制总成IBC，如果制动系统有冗余要求，则对于冗余制动系统，一般会采用IBC+冗余制动系统RBU(简配的ESC)。

传统冗余制动方案中，IBC为主控制器，正常情况下可以对驾驶员踩制动工况进行液压助力功能，代替传统真空助力器功能。当驾驶员踩下制动踏板，车轮有抱死趋势，会激活ABS功能，IBC会依据滑移率调节单轮制动压力(单轮的)，保证车辆稳定性。L3自动驾驶工况下，对冗余制动有要求：踏板力500N，实现6.43m/s

以上非四电机构型车辆，具有减速度较小、液压制动反应较慢的缺点，目前尚未出现针对四电机构型车辆的冗余制动方法。

针对上述的未出现针对四电机构型车辆的冗余制动方法的技术问题，目前尚未提出有效解决方案。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种车辆制动方法、车辆制动系统、车辆、车辆制动装置，以解决现有技术中的未出现针对四电机构型车辆的冗余制动方法的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种车辆制动方法，包括：在确定接收到车辆制动信号的情况下，检测IBC状态；在确定IBC状态为失效状态的情况下，生成控制指令集，控制指令集用于控制车辆的四个驱动电机输出预设制动扭矩，以制动车辆，其中，驱动电机与车辆的四个车轮一一对应设置，四个驱动电机之间相互独立地控制。

进一步地，车辆制动方法还包括：检测车辆的行驶路况和车轮状态，行驶路况至少包括爬坡路况，车轮状态至少包括单侧打滑状态，单侧打滑状态下，车辆的一侧车轮处于高附路面，另一侧车轮处于低附路面；在确定行驶路况为爬坡路况、且车辆的车轮状态处于单侧打滑状态的情况下，生成控制指令集中的第一控制指令，第一控制指令用于降低处于低附路面的车轮对应的驱动电机的预设制动扭矩。

进一步地，车辆制动方法还包括：检测车辆的转向趋势，转向趋势包括正常转向趋势、过度转向趋势、不足转向趋势，过度转向趋势的轨迹圆半径小于正常转向趋势的轨迹圆半径，不足转向趋势的轨迹圆半径大于正常转向趋势的轨迹圆半径；在确定转向趋势为不足转向趋势的情况下，生成控制指令集中的第二控制指令，第二控制指令用于控制远离转向中心的所在侧车轮对应的驱动电机输出第一预设驱动扭矩，以抑制车辆的不足转向趋势。

进一步地，车辆制动方法还包括：在确定转向趋势为过度转向趋势的情况下，生成控制指令集中的第三控制指令，第三控制指令用于控制靠近转向中心的所在侧车轮对应的驱动电机输出第二预设驱动扭矩，以抑制车辆的过度转向趋势。

进一步地，预设制动扭矩为T1，车辆的整车需求制动力为F，车轮的滚动半径为R，T1≤F*R/4，F＝m*a，其中，m为整车质量，a为制动减速度，a≤10m/s

进一步地，车辆制动信号由制动踏板产生。

根据本发明的另一方面，提供了一种车辆制动系统，车辆制动系统包括：左前轮电机，左前轮电机用于控制车辆的左前轮；右前轮电机，右前轮电机用于控制车辆的右前轮；左后轮电机，左后轮电机用于控制车辆的左后轮；右后轮电机，右后轮电机用于控制车辆的左后轮；IBC，IBC至少包括ABS控制模块、TCS控制模块和VDC控制模块，IBC与左前轮电机、右前轮电机、左后轮电机、右后轮电机电性连接；VCU控制器，VCU控制器与IBC、左前轮电机、右前轮电机、左后轮电机、右后轮电机电性连接。

根据本发明的另一方面，提供了一种车辆，车辆采用上述的车辆制动方法进行制动。

根据本发明的另一方面，提供了一种车辆制动装置，包括：检测模块，检测模块用于在确定接收到车辆制动信号的情况下，检测IBC状态；生成模块，生成模块用于在确定IBC状态为失效状态的情况下，生成控制指令集，控制指令集用于控制车辆的四个驱动电机输出预设制动扭矩，以制动车辆，其中，驱动电机与车辆的四个车轮一一对应设置，四个驱动电机之间相互独立地控制。

根据本发明的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制计算机可读存储介质，所在设备执行上述车辆制动方法。

应用本发明的技术方案，在确定接收到车辆制动信号的情况下，检测IBC状态；在确定IBC状态为失效状态的情况下，生成控制指令集，控制指令集用于控制车辆的四个驱动电机输出预设制动扭矩，以制动车辆，其中，驱动电机与车辆的四个车轮一一对应设置，四个驱动电机之间相互独立地控制。相比于传统的非四电机构型，电机制动比比液压制动更快，可以使得制动距离更短、行驶续航里程更长。四电机制动控制作为车辆制动的冗余制动方案，可以在确保车辆的IBC失效的情况下整车制动，同时提升制动速度。

附图说明

构成本申请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。在附图中：

图1示出了本发明其中一实施例的车辆的电子装置的硬件结构框图；

图2示出了根据本发明的车辆制动方法的实施例的流程示意图；

图3示出了根据本发明的车辆制动装置的实施例的结构框图；

图4(a)示出了现有技术的车辆制动方法的原理示意图；

图4(b)示出了根据本发明的车辆制动方法的实施例的原理示意图；

图5示出了根据本发明的车辆制动方法的实施例的原理示意图；

图6示出了根据本发明的车辆制动系统的实施例的结构示意图；

图7示出了现有技术的车辆制动系统的结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

现在，将参照附图更详细地描述根据本申请的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，有可能扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。

根据本发明其中一实施例，提供了一种车辆制动方法的实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

该方法实施例可以在车辆中包含存储器和处理器的电子装置或者类似的运算装置中执行。以运行在车辆的电子装置上为例，如图1所示，车辆的电子装置可以包括一个或多个处理器102(处理器可以包括但不限于中央处理器(CPU)、图形处理器(GPU)、数字信号处理(DSP)芯片、微处理器(MCU)、可编程逻辑器件(FPGA)、神经网络处理器(NPU)、张量处理器(TPU)、人工智能(AI)类型处理器等的处理装置)和用于存储数据的存储器104。可选地，上述车辆的电子装置还可以包括用于通信功能的传输设备106、输入输出设备108以及显示器110。本领域普通技术人员可以理解，图1所示的结构仅为示意，其并不对上述车辆的电子装置的结构造成限定。例如，车辆的电子装置还可包括比上述结构描述更多或者更少的组件，或者具有与上述结构描述不同的配置。

存储器104可用于存储计算机程序，例如，应用软件的软件程序以及模块，如本发明实施例中的车辆制动方法对应的计算机程序，处理器102通过运行存储在存储器104内的计算机程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述的车辆制动方法。存储器104可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中，存储器104可进一步包括相对于处理器102远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至移动终端。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。

传输设备106用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括移动终端的通信供应商提供的无线网络。在一个实例中，传输设备106包括一个网络适配器(Network Interface Controller，简称为NIC)，其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中，传输设备106可以为射频(Radio Frequency，简称为RF)模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。

显示器110可以例如触摸屏式的液晶显示器(LCD)。该液晶显示器可使得用户能够与移动终端的用户界面进行交互。在一些实施例中，上述移动终端具有图形用户界面(GUI)，用户可以通过触摸触敏表面上的手指接触和/或手势来与GUI进行人机交互，此处的人机交互功能可选的包括如下交互：创建网页、绘图、文字处理、制作电子文档、游戏、视频会议、即时通信、收发电子邮件、通话界面、播放数字视频、播放数字音乐和/或网络浏览等，用于执行上述人机交互功能的可执行指令被配置/存储在一个或多个处理器可执行的计算机程序产品或可读存储介质中。

本实施例中提供了一种运行于上述车辆的电子装置的车辆制动方法，图2是根据本发明其中一实施例的车辆制动方法的流程图，如图2所示，该流程包括如下步骤：

步骤S21，在确定接收到车辆制动信号的情况下，检测IBC状态；

需要说明的是，在步骤S21中，IBC即集成式制动控制总成，在本实施例的车辆制动方法中，IBC为车辆的主制动器，当IBC状态为正常状态时，车辆由IBC进行制动控制，IBC可以实现ABS、TCS和VDC主要稳定性控制功能。例如，IBC在正常状态下可以对驾驶员踩制动工况进行液压助力，当驾驶员踩下制动踏板，车轮有抱死趋势，会激活ABS功能，IBC会依据滑移率调节单轮制动压力(单轮的)，保证车辆稳定性。

步骤S22，在确定IBC状态为失效状态的情况下，生成控制指令集，控制指令集用于控制车辆的四个驱动电机输出预设制动扭矩，以制动车辆，其中，驱动电机与车辆的四个车轮一一对应设置，四个驱动电机之间相互独立地控制。

也即是说，本实施例中的车辆构型为四电机构型，每一车轮都由对应的驱动电机独立控制。

应用本实施例的技术方案，在确定接收到车辆制动信号的情况下，检测IBC状态；在确定IBC状态为失效状态的情况下，生成控制指令集，控制指令集用于控制车辆的四个驱动电机输出预设制动扭矩，以制动车辆，其中，驱动电机与车辆的四个车轮一一对应设置，四个驱动电机之间相互独立地控制。相比于传统的非四电机构型，电机制动比比液压制动更快，可以使得制动距离更短、行驶续航里程更长。四电机制动控制作为车辆制动的冗余制动方案，可以在确保车辆的IBC失效的情况下整车制动，同时提升制动速度。

可选地，车辆制动方法还包括：

步骤S23，检测车辆的行驶路况和车轮状态，行驶路况至少包括爬坡路况，车轮状态至少包括单侧打滑状态，单侧打滑状态下，车辆的一侧车轮处于高附路面，另一侧车轮处于低附路面；

应当明白的是，在步骤S23中，处于低附路面侧的车轮即打滑车轮。

步骤S24，在确定行驶路况为爬坡路况、且车辆的车轮状态处于单侧打滑状态的情况下，生成控制指令集中的第一控制指令，第一控制指令用于降低处于低附路面的车轮对应的驱动电机的预设制动扭矩。

如图4所示，4(a)为现有技术中单侧车辆打滑的应对方式，即通过IBC对打滑侧车轮进行加液压制动，4(b)为本实施例的单侧车辆打滑的应对方式，即直接控制打滑侧车轮的电机降扭，电机控制相比液压控制更加平顺且相应速度更快，制动效果更好。当车辆处于一侧轮在高附路面、一侧轮在低附路面的对开坡路，且驾驶员踩油门让车辆爬坡时，电机制动控制具有更好的驾驶体验，保障车辆行驶的稳定性。

可选地，车辆制动方法还包括：

步骤S25，检测车辆的转向趋势，转向趋势包括正常转向趋势、过度转向趋势、不足转向趋势，过度转向趋势的轨迹圆半径小于正常转向趋势的轨迹圆半径，不足转向趋势的轨迹圆半径大于正常转向趋势的轨迹圆半径；

步骤S26，在确定转向趋势为不足转向趋势的情况下，生成控制指令集中的第二控制指令，第二控制指令用于控制远离转向中心的所在侧车轮对应的驱动电机输出第一预设驱动扭矩，以抑制车辆的不足转向趋势。

如图5示出了车辆转向时的三条轨迹线，分别为过度转向趋势轨迹线、正常轨迹、不足转向趋势轨迹线，车辆按照中间的正常轨迹线行驶时，车辆系统不进行干预，当车辆按照过度转向趋势轨迹线或不足转向趋势轨迹线行驶时，传统的非四电机构型车辆通过加制动的方式进行干预，例如，当车辆有不足转向趋势时，对内侧轮(图5中为左侧轮)中的左后轮加制动控制，抑制车辆不足转向。对于四电机车型，即在本申请的实施例中，对于不足转向趋势，通过对外侧轮中的右前轮施加驱动力，抑制不足转向，施加驱动比施加制动会更加平顺，让驾驶员更舒适，驾乘体验更好。

可选地，车辆制动方法还包括：

步骤S27，在确定转向趋势为过度转向趋势的情况下，生成控制指令集中的第三控制指令，第三控制指令用于控制靠近转向中心的所在侧车轮对应的驱动电机输出第二预设驱动扭矩，以抑制车辆的过度转向趋势。

对于传统的非四电机构型，当车辆有过度转向趋势时，对外侧轮(图5中为右侧轮)中的右后轮施加制动，抑制过度转向趋势。本申请的实施例中，对于过度转向趋势，通过内侧轮的左前轮施加驱动抑制过度转向趋势。施加驱动比施加制动会更加平顺，让驾驶员更舒适，驾乘体验更好。

进一步地，预设制动扭矩为T1，车辆的整车需求制动力为F，车轮的滚动半径为R，T1≤F*R/4，F＝m*a，其中，m为整车质量，a为制动减速度，a≤10m/s

在本实施例中，车辆制动的减速度最大可达10m/s

进一步地，车辆制动信号由制动踏板产生。即，当驾驶员踩下制动踏板时，即产生车辆制动信号。

本领域技术人员应当明白的是，车辆制动信号还可以具有更多的产生方式，除了可以由如制动踏板一类的机械结构产生，也可以由中控屏等电子设备产生，还可以为远程控制信号，产生条件也包括被动触发(如驾驶员踩下踏板)和主动触发(如自动驾驶时根据车辆行驶环境作出的主动制动策略)多种触发条件。

上述实施例中的车辆制动方法，主要应用于四电机构型的车辆，可以实现ABS，TCS和VDC功能，解决车辆稳定性问题，同时降低车辆制造成本。

根据本申请的另一具体实施例，提供了一种车辆制动系统，车辆制动系统包括左前轮电机、右前轮电机、左后轮电机、右后轮电机、IBC和VCU控制器，左前轮电机用于控制车辆的左前轮；右前轮电机用于控制车辆的右前轮；左后轮电机用于控制车辆的左后轮；右后轮电机用于控制车辆的左后轮；IBC至少包括ABS控制模块、TCS控制模块和VDC控制模块，IBC与左前轮电机、右前轮电机、左后轮电机、右后轮电机电性连接；VCU控制器与IBC、左前轮电机、右前轮电机、左后轮电机、右后轮电机电性连接。

应用本实施例的车辆制动系统，车辆的VCU控制器集成整车控制单元并直接控制四个电机，可以节省为四个电机配置控制器产生的成本，在液压制动(IBC)失效的情况下，直接由VCU控制器四电机(即左前轮电机、右前轮电机、左后轮电机、右后轮电机)对车轮输出负扭矩，在前后车轮均产生制动力矩，形成制动减速度，实现车轮反向制动，进而实现整车制动。

在现有技术中，电动车有制动能量回收功能，当驾驶员踩下制动踏板，IBC可以给电机发能量回收请求，通过电机来实现制动，一般单电机或者双电机可以实现0.3g制动减速度。对于四电机构型，通过四电机制动可提供超过1.0g的制动减速度，百公里40米制动距离，提高车辆安全性；同时，由于取消RBU，可以节省成本。本方案可以应对L2和L3自动驾驶等级车辆，同时通过四电机制动实现冗余制动功能，通过四电机四轮独立驱动控制可以代替传统制动控制，实现更好的制动效果，给用户带来更好的驾乘体验。

图7示出了现有技术的车辆制动系统，一般采用集成式制动控制总成IBC，如果制动系统有冗余要求，则对于冗余制动系统，一般会采用IBC+冗余制动系统RBU(简配的ESC)。IBC为集成式制动控制总成，RBU为冗余制动系统，当IBC失效后可以实现给驾驶员制动助力功能和部分稳定性控制功能，传统冗余制动方案为：IBC为主控制器，正常情况下可以对驾驶员踩制动工况进行液压助力功能，代替传统真空助力器功能。当驾驶员踩下制动踏板，车轮有抱死趋势，会激活ABS功能，IBC会依据滑移率调节单轮制动压力(单轮的)，保证车辆稳定性。L3自动驾驶工况下，对冗余制动有要求：踏板力500N，实现6.43m/s

对于四电机电动车型，如图6所示，在本实施例的车辆制动系统中，通过开发新型冗余制动方案，采用IBC+四电机方案实现冗余制动，当IBC失效，可以通过四电机制动实现减速停车，既保证车辆安全，又降低成本(RBU费用)。同时，通过四电机四轮独立驱动控制可以代替传统制动控制，实现更好的制动效果，给用户带来更好的驾乘体验。

在本实施例中还提供了一种车辆制动装置，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

图3是根据本发明其中一实施例的一种车辆制动装置的结构框图，如图3所示，该装置包括：检测模块31，检测模块31用于在确定接收到车辆制动信号的情况下，检测IBC状态；生成模块32，生成模块32用于在确定IBC状态为失效状态的情况下，生成控制指令集，控制指令集用于控制车辆的四个驱动电机输出预设制动扭矩，以制动车辆，其中，驱动电机与车辆的四个车轮一一对应设置，四个驱动电机之间相互独立地控制。

通过上述装置，在确定接收到车辆制动信号的情况下，检测IBC状态；在确定IBC状态为失效状态的情况下，生成控制指令集，控制指令集用于控制车辆的四个驱动电机输出预设制动扭矩，以制动车辆，其中，驱动电机与车辆的四个车轮一一对应设置，四个驱动电机之间相互独立地控制。相比于传统的非四电机构型，电机制动比比液压制动更快，可以使得制动距离更短、行驶续航里程更长。四电机制动控制作为车辆制动的冗余制动方案，可以在确保车辆的IBC失效的情况下整车制动，同时提升制动速度。

需要说明的是，上述各个模块是可以通过软件或硬件来实现的，对于后者，可以通过以下方式实现，但不限于此：上述模块均位于同一处理器中；或者，上述各个模块以任意组合的形式分别位于不同的处理器中。

本发明的实施例还提供了一种存储介质，该存储介质中存储有计算机程序，其中，该计算机程序被设置为运行时执行上述任一项方法实施例中的步骤。

可选地，在本实施例中，上述存储介质可以被设置为存储用于执行以下步骤的计算机程序：

步骤S1，在确定接收到车辆制动信号的情况下，检测IBC状态；

步骤S2，在确定IBC状态为失效状态的情况下，生成控制指令集，控制指令集用于控制车辆的四个驱动电机输出预设制动扭矩，以制动车辆，其中，驱动电机与车辆的四个车轮一一对应设置，四个驱动电机之间相互独立地控制。

可选地，在本实施例中，上述存储介质可以包括但不限于：U盘、只读存储器(Read-Only Memory，简称为ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称为RAM)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储计算机程序的介质。

本发明的实施例还提供了一种处理器，该处理器被设置为运行计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。

可选地，在本实施例中，上述处理器可以被设置为通过计算机程序执行以下步骤：

步骤S1，在确定接收到车辆制动信号的情况下，检测IBC状态；

步骤S2，在确定IBC状态为失效状态的情况下，生成控制指令集，控制指令集用于控制车辆的四个驱动电机输出预设制动扭矩，以制动车辆，其中，驱动电机与车辆的四个车轮一一对应设置，四个驱动电机之间相互独立地控制。

根据本申请的另一具体实施例，提供了一种车辆，车辆采用上述实施例中的车辆制动方法进行制动。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。