一种车速控制方法、存储介质及车辆

技术领域

本发明涉及车速控制技术领域，尤其涉及一种车速控制方法、存储介质及车辆。

背景技术

随着新能源汽车的普及和推广，电力驱动技术在汽车领域的应用越来越广泛，但由于车速控制不完善，经常出现刹车过急或过缓造成驾驶事故的发生，且对于电动车而言，其行驶过程中刹车制动通常采用驱动电机制动，受驱动电机制动能力的影响无法满足驾驶员的安全需求。另外现有的新能源车辆通常会配备电子驻车制动系统，通过动力装置拉动机械拉索来实现对车辆的驻车，电子驻车制动系统可以输出较大的制动力，满足驻车要求。

虽然驱动电机的制动能力有限，但其能够精确控制制动扭矩；电子驻车制动系统具有输出较大制动扭矩的能力，但其制动扭矩控制精度较差。现有技术中通常将EPB和驱动电机协同制动应用于车辆起步时，防止车辆产生后溜，如专利CN112265544A公开了一种新能源汽车防溜坡辅助控制方法，其公开了当防溜坡系统识别出起步溜坡工况后，控制电机输出堵转扭矩进行防溜坡；当驱动电机防溜坡超时或电驱动系统出现无法维持防溜坡堵转扭矩故障，且车辆没起步或踩下刹车或拉上手刹时，通过车身稳定控制器控制制动执行器输出行车制动力防溜坡；当防溜坡系统识别车身稳定控制器防溜坡超时且车辆仍未或踩下刹车或拉上手刹时，控制电子驻车控制器驻坡控制，由电子驻坡控制器控制制动执行器继续输出机械制动力进行驻车；驾驶员操作车辆起步或踩刹车或拉上手刹时，系统自动释放驱动电机堵转扭矩或机械制动力。但是由于车辆起步时速度低，EPB的控制难度较低，暂时还未出现将EPB与驱动电机的协同制动应用于车辆处于运动状态的技术方案。

发明内容

本发明的目的是针对以上问题，提供一种车速控制方法、存储介质及车辆。通过对驾驶员操作信号及车辆参数信息进行收集，计算目标速度和目标制动扭矩，基于车辆状态，制定了不同车辆状态下的EPB与驱动电机协同制动方式，提高了制动的安全和舒适性。

本发明实施例的第一方面提供一种车速控制方法，包括：获取驾驶员操作信号及车辆参数信息；基于所述驾驶员操作信号及车辆参数信息，确定车辆的目标速度及目标制动扭矩；基于所述驾驶员操作信号及车辆参数信息判定车辆状态；基于所述车辆状态、目标制动扭矩及驱动电机与EPB制动能力，控制驱动电机和EPB输出制动扭矩。

在一种可能的实现方式中，所述驾驶员操作信号包括油门开度、油门开度变化率、刹车踏板开度、挡位信号，电子手刹信号及刹车踏板开度变化率；所述车辆参数信息包括实时车速，驱动电机最大制动扭矩，最大制动功率，当前转速驱动电机温度，驱动电机累计制动时间及电池SOC。

在一种可能的实现方式中，当所述实时车速小于第一预设速度，且电子手刹信号为真，则EPB启动驻车功能。

在一种可能的实现方式中，当车辆向前运动，所述实时车速大于第二预设速度，刹车踏板开度变化率大于第一设定值，且刹车踏板开度处于设定阈值范围内的保持时间超过第一预设时间，所述目标制动扭矩大于驱动电机当前最大制动扭矩时，控制驱动电机输出当前最大制动扭矩；当车辆向前运动，在第二预设时间内实时车速小于第二预设速度或驱动电机累计制动时间超过第二预设时间时，控制EPB以第一扭矩增幅输出所述目标制动扭矩；

在一种可能的实现方式中，当车辆向前运动，所述实时车速大于第二预设速度，刹车踏板开度变化率大于第一设定值，且刹车踏板开度处于设定阈值范围内的保持时间超过第一预设时间，所述目标制动扭矩小于驱动电机当前最大制动扭矩，控制驱动电机输出目标制动扭矩。

在一种可能的实现方式中，当车辆向前运动，所述实时车速小于第二预设速度且大于第三预设速度，刹车踏板开度变化率大于第一设定值，刹车踏板开度处于设定阈值范围内的保持时间超过第一预设时间，若所述目标制动扭矩大于驱动电机当前制动扭矩，控制驱动电机输出当前最大制动扭矩，控制EPB以第二扭矩增幅输出剩余制动扭矩。

在一种可能的实现方式中，当车辆向前运动，刹车踏板开度变化率大于第一设定值，刹车踏板开度处于设定阈值范围内的保持时间小于第一预设时间，控制驱动电机按一定比例输出部分最大制动扭矩。

在一种可能的实现方式中，当车辆向后运动，所述实时车速大于第四预设速度，电子手刹信号为真或挡位信号为N，则控制EPB启动驻车功能。

在一种可能的实现方式中，当车辆向后运动，所述实时车速不大于第五预设速度时，挡位信号为N，所述目标制动扭矩小于驱动电机当前最大制动扭矩，则控制驱动电机输出目标制动扭矩，当驱动电机累计制动时间超过第三预设时间或在第三预设时间内驱动电机当前最大制动扭矩小于目标制动扭矩时，则控制EPB启动驻车功能。

本发明实施例的第二方面提供了一种可读存储介质，用于存储程序，所述程序被执行时用于实现上述车速控制方法。

本发明实施例的第四方面提供了一种车辆，所述车辆采用上述车速控制方法或可读存储介质。

本发明实施例提供的一种车速控制方法、存储介质及车辆，首先获取驾驶员操作信号及车辆参数信息；基于所述驾驶员操作信号及车辆参数信息，确定车辆的目标速度及目标制动扭矩；基于所述驾驶员操作信号及车辆参数信息判定车辆状态；基于所述车辆状态、目标制动扭矩及驱动电机与EPB制动能力，控制驱动电机和EPB输出制动扭矩。上述方案首先基于驾驶员操作和车辆具体参数获得目标速度及目标制动扭矩；其次考虑了车辆的运行状态以及制动机构的制动能力，结合驱动电机制动扭矩控制精度高但制动扭矩小，而EPB控制精度差但制动扭矩高的特点，并基于车辆所处的运行状态，提出了合理的驱动电机和EPB的协调控制方式，提高了驾驶的舒适性和安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例一提供的车速控制方法的流程框图；

图2为本发明实施例一提供的电池系数与SOC关系图；

图3为本发明实施例一提供的温度系数与温度关系图；

图4为本发明实施例二提供的车辆向前运动时车速控制方法的流程框图；

图5为本发明实施例二提供的实时车速小于第一预设速度时车速控制方法的流程框图；

图6为本发明实施例二提供的车辆向后运动时车速控制方法的流程框图；

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，下面将接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。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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。

本发明中，EPB(Eletcric Park Brake即电子驻车制动系统)通过动力装置拉动机械拉索，机械拉索拉动车轮刹车盘，从而完成对车辆的制动或驻车。

实施例1

图1是本发明实施例提供的一种车速控制方法，包括：

S11获取驾驶员操作信号及车辆参数信息。所述驾驶员操作信号包括油门开度、油门开度变化率、刹车踏板开度、挡位信号，电子手刹信号及刹车踏板开度变化率；所述车辆参数信息包括实时车速，驱动电机最大制动扭矩，最大制动功率，当前转速驱动电机温度，驱动电机累计制动时间及电池SOC；所述挡位信号包括D、R、P和N。

S12基于所述驾驶员操作信号及车辆参数信息，确定车辆的目标速度及目标制动扭矩。

具体地，所述目标速度v

式中，δ为方向系数，D档是为1，R档为-1，N档为0；

所述车辆所需制动扭矩T

式中，t(v

S13基于所述驾驶员操作信号及车辆参数信息判定车辆状态。

具体地，所述车辆状态包括车辆向前运动、车辆向后运动和实时车速小于第一预设速度。其中，第一预设速度为车辆行驶速度很低，如4km/h，此时可以满足车辆挂挡、换挡或刹车要求；车辆向前运动为实时车速大于4km/h且向前运动；车辆向后运动为实时车速大于4km/h且向后运动；当不大于4km/h时则符合实时车速小于第一预设速度；当车辆向前运动时，基于其速度划分为第二预设速度和第三预设速度，所述第二预设速度大于第三预设速度，当实时车速超过第二预设速度时，车辆行驶速度快，扭矩的微小变动或扭矩协同的波动会导致车辆状态的巨大变化，如第二预设速度的取值范围可以为90km/h-120km/h；当实时车速小于第二预设速度大于第三预设速度时，车辆行驶速度较快，但能够承受一定量的扭矩波动，第三预设速度的取值范围可以为30-40km/h。

S14基于所述车辆状态、目标制动扭矩及驱动电机与EPB制动能力，控制驱动电机和EPB输出制动扭矩。

具体地，所述驱动电机的制动能力，即驱动电机当前最大制动扭矩

其中，T

EPB在制动过程中可以产生较大的制动力，但其扭矩的控制精度较差，在满足安全要求下，所述EPB能够输出的最大扭矩为EPB的最大制动扭矩。本实施例中，基于车辆所处的环境，将EPB的扭矩增幅划分为第一扭矩增幅和第二扭矩增幅，两种扭矩增幅为在相应车速限制范围内，能够满足车辆的行车安全，其取值基于车辆自身性质所决定，如车辆的质量，轮胎摩擦力以及车辆的速度等因素。

具体地，当所述实时车速小于第一预设速度，且电子手刹信号为真，则EPB启动驻车功能。此时实时车速较低，并且当具有电子手刹信号时，可以直接驱动EPB启动驻车功能，即对EPB施加较大的扭矩，通过机械拉索对车轮进行锁死。

当车辆向前运动，所述实时车速大于第二预设速度，刹车踏板开度变化率大于第一设定值，且刹车踏板开度处于设定阈值范围内的保持时间超过第一预设时间，所述目标制动扭矩大于驱动电机当前最大制动扭矩时，控制驱动电机输出当前最大制动扭矩；当车辆向前运动，在第二预设时间内实时车速小于第二预设速度或驱动电机累计制动时间超过第二预设时间时，控制EPB以第一扭矩增幅输出所述目标制动扭矩。刹车踏板开度变化率大于第一设定值且刹车踏板开度处于设定阈值范围内的保持时间超过第一预设时间可以理解为驾驶员紧急刹车且通过长时间保持刹车状态，确定驾驶意图为确定的刹车，当所述实时车速大于第二预设速度时且目标制动扭矩较大，单独采用驱动电机制动难以满足当下情况，此时车辆行驶速度较快，贸然EPB介入，其扭矩值的微小变化能够对车辆的行驶安全产生较大影响，因此，先控制驱动电机输出当前最大制动扭矩，在第二预设时间内当实时车速降低至第二预设速度，此时EPB介入不会导致行车安全问题，通过EPB以第一扭矩增幅输出目标制动扭矩，或驱动电机累计制动时间超过第二预设时间，此时表明驱动电机的制动已经无法满足车辆安全，因此EPB以第一扭矩增幅输出目标制动扭矩，以防止产生更大的安全问题。

需要指出的是，第一预设时间为基于驾驶人员的驾驶习惯，通过人机工程学所确定的持续时间，第一预设时间的取值范围为1秒；第二预设时间为在紧急情况下，在预设时间内，驱动电机无法将实时车速降低至第二预设速度以下，但是继续采用驱动电机制动会对驱动电机本身造成损坏或无法满足安全行驶条件。本实施例中，刹车踏板开度处于设定阈值范围内，所述阈值范围优选为80％-100％。

当车辆向前运动，所述实时车速大于第二预设速度，刹车踏板开度变化率大于第一设定值，且刹车踏板开度处于设定阈值范围内的保持时间超过第一预设时间，所述目标制动扭矩小于驱动电机当前最大制动扭矩，控制驱动电机输出目标制动扭矩。此时驱动电机的制动满足目标制动扭矩，因此可通过MCU(Motor Control Unit，即驱动电机控制单元)控制驱动电机输出目标制动扭矩。

当车辆向前运动，所述实时车速小于第二预设速度且大于第三预设速度，刹车踏板开度变化率大于第一设定值，刹车踏板开度处于设定阈值范围内的保持时间超过第一预设时间，若所述目标制动扭矩大于驱动电机当前制动扭矩，控制驱动电机输出当前最大制动扭矩，控制EPB以第二扭矩增幅输出剩余制动扭矩。上述车辆状态，满足EPB介入条件，但由于采用驱动电机与EPB共同对车辆进行制动，因此EPB以第二扭矩增幅输出剩余制动扭矩；之所以采用第二扭矩增幅输出，目的是防止扭矩增幅过快导致扭矩波动变大，加之与驱动电机制动扭矩协同，提高了行驶安全和制动效果。所述剩余制动扭矩为目标制动扭矩减去驱动电机当前最大制动扭矩。

需要指出的是，上述“第一扭矩增幅”和“第二扭矩增幅”为满足驾驶要求所采用的扭矩增加幅度。针对第一扭矩增幅，由于采用EPB单独制动，满足驾驶安全性时EPB所采用的扭矩增幅；第二扭矩增幅为一方面满足驾驶安全性，另一方面满足与驱动电机制动协同作用所允许的扭矩增幅。本发明实施例中，第一扭矩增幅为5Nm/ms，第二扭矩增幅为10Nm/ms。

当车辆向前运动，刹车踏板开度变化率大于第一设定值，刹车踏板开度处于设定阈值范围内的保持时间小于第一预设时间，控制驱动电机按一定比例输出部分最大制动扭矩。上述车辆状态，由于保持时间小于第一预设时间，因此存在驾驶员误操作的可能，此时无需EPB介入，但为了防止意外的发生，控制驱动电机按照一定比例输出部分最大制动扭矩，本发明实施例的比例采用10％-40％，优选采用30％。

当车辆向后运动，所述实时车速大于第四预设速度，电子手刹信号为真或挡位信号为N，则控制EPB启动驻车功能。

当车辆向后运动，所述实时车速不大于第五预设速度时，挡位信号为N，所述目标制动扭矩小于驱动电机当前最大制动扭矩，则控制驱动电机输出目标制动扭矩，当驱动电机累计制动时间超过第三预设时间或在第三预设时间内驱动电机当前最大制动扭矩小于目标制动扭矩时，则控制EPB启动驻车功能。

需要指出的是，车辆向后运动其实时车速较低，如坡道溜车状态，若实时车速大于第四预设速度，电子手刹信号为真或挡位信号为N，则直接控制EPB驱动驻车功能，防止出现危险行驶。另一方面当实时车速不大于第五预设速度，且挡位信号为N，且制动扭矩小于驱动电机当前最大制动扭矩，则可以控制驱动电机输出目标扭矩，当驱动电机堵转时间超过第三预设时间，此时驱动电机发热过大或驾驶员长时间离开车辆，驾驶意图为长时间停车，此时控制EPB启动驻车功能；或由于在第二预设时间内电池电量消耗导致驱动电机当前最大制动扭矩减小，难以满足车辆驻车要求，则控制EPB启动驻车功能。

上述“第四预设速度”为车辆行驶速度较快，通过EPB可以快速对车辆进行制动，无需驱动电机制动介入，所述“第五预设速度”基于车速较低，所述目标制动扭矩小于驱动电机当前最大制动扭矩，则控制驱动电机输出目标制动扭矩，此时对应的场景为车速很低，采用驱动电机制动满足制动要求，方便驾驶员短时间停车的需求。第四或第五预设速度基于不同车型进行选定，此处不对其具体取值范围进行限定；其次，显而易见，第四预设速度和第五预设速度大于第一预设速度。

本实施例还提供了一种可读存储介质，用于存储上述程序，所述程序被执行时用于实现上述车速控制方法。

存储器1110可以包括随机存储器(Random Access Memory,RAM)，也可以包括只读存储器(Read-Only Memory,ROM)。存储器1110可用于存储指令、程序、代码、代码集或指令集。存储器1110可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储用于实现操作系统的指令、用于实现至少一个功能的指令(比如直方图均衡化功能等)、用于实现下述各个方法实施例的指令等。存储数据区还可以存储电子设备1100在使用中所创建的数据(比如图像矩阵数据等)。

本发明还提供了一种车辆，所述车辆采用上述车速控制方法或上述可读存储介质。

实施例2

本发明实施例2提供的一种车速控制流程图，包括：

S21获取驾驶员操作信号及车辆参数信息。所述驾驶员操作信号包括油门开度、油门开度变化率、刹车踏板开度、挡位信号，电子手刹信号及刹车踏板开度变化率；所述车辆参数信息包括实时车速，驱动电机最大制动扭矩，最大制动功率，当前转速驱动电机温度，驱动电机累计制动时间及电池SOC；所述挡位信号包括D、R、P和N。

S22基于所述驾驶员操作信号及车辆参数信息，确定车辆的目标速度及目标制动扭矩。

具体地，所述目标速度v

式中，δ为方向系数，D档是为1，R档为-1，N档为0；

所述车辆所需制动扭矩T

式中，t(v

S23基于所述驾驶员操作信号及车辆参数信息判定车辆状态；

所述车辆状态包括车辆向前运动、车辆向后运动和实时车速小于第一预设速度。其中，第一预设速度为车辆行驶速度很低，如4km/h，此时可以满足车辆挂挡、换挡或刹车要求；车辆向前运动为实时车速大于4km/h且向前运动；车辆向后运动为实时车速大于4km/h且向后运动；当不大于4km/h时则符合实时车速小于第一预设速度；当车辆向前运动时，基于其速度划分为第二预设速度和第三预设速度，所述第二预设速度大于第三预设速度，当实时车速超过第二预设速度时，车辆行驶速度快，扭矩的微小变动或扭矩协同的波动会导致车辆状态的巨大变化，如第二预设速度的取值范围可以为90km/h-120km/h；当实时车速小于第二预设速度大于第三预设速度时，车辆行驶速度较快，但能够承受一定量的扭矩波动，第三预设速度的取值范围可以为30-40km/h。

S24基于所述车辆状态、目标制动扭矩及驱动电机与EPB制动能力，控制驱动电机和EPB输出制动扭矩。

具体地，S23判定车辆行驶方向，行驶方向包括车辆向前运动S231、实时车速小于第一预设速度S232以及车辆向后运动S233。

如图4所示，步骤S231车辆向前运动，则判定实时车速是否大于第二预设速度。

若是，则判定刹车踏板开度变化率是否大于第一设定值；若是，则判定刹车踏板开度处于设定阈值范围内的保持时间是否超过第一预设时间；若否，则结束。

当刹车踏板开度处于设定阈值范围内的保持时间未超过第一预设时间，则控制驱动电机按一定比例输出部分最大制动扭矩，本发明实施例的比例采用10％-40％，优选采用30％。

当刹车踏板开度处于设定阈值范围内的保持时间超过第一预设时间，则判定目标制动扭矩是否大于驱动电机当前最大制动扭矩；若否，则控制驱动电机输出目标制动扭矩并结束；若是则控制驱动电机输出当前最大制动扭矩。

随后判断在第二预设时间内实时车速是否小于第二预设速度或制动时间是否超过第二预设时间；若否则继续监测；若是则控制EPB以第一扭矩增幅输出所述目标制动扭矩并结束。

当实时车速小于第二预设速度时，判定实时车速是否大于第三预设速度；若否，则结束；若是，则判定刹车踏板开度变化率是否大于第一设定值；若是，则判定刹车踏板开度处于设定阈值范围内的保持时间是否超过第一预设时间；若否，则结束。

当刹车踏板开度处于设定阈值范围内的保持时间未超过第一预设时间，则控制驱动电机输出当前最大制动扭矩并结束。

当刹车踏板开度处于设定阈值范围内的保持时间超过第一预设时间则判定目标制动扭矩是否大于驱动电机当前最大制动扭矩；若否，则控制驱动电机输出目标制动扭矩并结束；若是，则控制驱动电机输出当前最大制动扭矩，控制EPB以第二扭矩增幅输出剩余制动扭矩并结束。

实时车速小于第一预设速度S32，如图5所示，EPB启动驻车功能。

车辆向后运动S33，如图6所示，判定实时车速是否大于第四预设速度；若否，则结束；若是，则判定电子手刹信号是否为真或挡位信号是否为N。

若否，则结束；若电子手刹信号为真或挡位信号为N，则控制EPB启动驻车功能并结束。

判定实时车速是否小于第五预设速度；若否，则结束；若是，则判定挡位信号是否为N。

若挡位信号为N，则判定目标制动扭矩是否大于驱动电机当前最大制动扭矩；若挡位信号为非N，则结束。

当目标制动扭矩大于驱动电机当前最大制动扭矩，则控制EPB启动驻车功能并结束；当目标制动扭矩不大于驱动电机当前最大制动扭矩，则控制驱动电机输出目标制动扭矩。

随后判断第三预设时间内驱动电机当前最大制动扭矩是否小于目标扭矩或驱动电机累计制动时间是否超过第三预设时间；若是，则控制EPB启动驻车功能并结束；若否，则继续监测。

本实施例还提供了一种可读存储介质，用于存储上述程序，所述程序被执行时用于实现上述车速控制方法。

存储器1110可以包括随机存储器(Random Access Memory,RAM)，也可以包括只读存储器(Read-Only Memory,ROM)。存储器1110可用于存储指令、程序、代码、代码集或指令集。存储器1110可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储用于实现操作系统的指令、用于实现至少一个功能的指令(比如直方图均衡化功能等)、用于实现下述各个方法实施例的指令等。存储数据区还可以存储电子设备1100在使用中所创建的数据(比如图像矩阵数据等)。

本发明还提供了一种车辆，所述车辆采用上述车速控制方法或上述可读存储介质。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。