车辆制动能量分配方法、装置、车辆及存储介质

技术领域

本申请涉及车辆制动技术领域，尤其涉及一种车辆制动能量分配方法、装置、车辆及存储介质。

背景技术

近年来，随着新能源车辆的兴起，能量回收技术得到了业界的关注，即驱动电机提供一定的制动力矩帮助车辆减速，并将车辆动能转化为电能储存到动力电池，其能够在减轻机械制动压力的同时，达到增加车辆续航的效果。

但是，在一些制动激烈的极限驾驶场景下，例如封闭赛道、盘山公路等，电动车辆较大的质量导致制动盘负载较高，其在上述场景进行高强度、高频次的制动时，制动盘的温度会快速上升，并可能带来热衰退现象，影响机械制动的安全；同时，电机也要承担严苛的驱动压力，始终保持在高温状态，此时若再回收制动能量，电机极可能发生过热。而一旦制动盘和电机均出现过温的问题，将严重影响用户驾驶车辆的安全。

发明内容

针对技术问题，本申请提供一种车辆制动能量分配方法、装置、车辆及计算机可读存储介质，以合理分配车辆的制动能量，保证用户驾驶车辆的安全性。

第一方面，本申请实施例提供一种车辆制动能量分配方法，该方法包括：

获取车辆的行驶信息；

根据行驶信息预测车辆经过未来减速路段的制动信息；

根据制动信息确定制动盘制动效能衰减值和电机温升值；

基于制动盘制动效能衰减值和电机温升值分配车辆制动能量。

本申请实施例首先根据车辆的行驶信息预测车辆在未来时段内经过的减速路段，再根据行驶在该减速路段的制动信息确定制动盘制动的效能衰减值以及电机的温升值，最终根据制动盘的效能衰减情况和电机的温升情况，对车辆在该减速路段制动所需的制动能量进行分配。能量回收技术的应用，使得电动车辆的制动能量可以分为制动盘制动能量和电机制动能量，而制动盘和电机在制动过程中都会产生大量的热量，根据两者情况分配车辆的制动能量，能够保证制动能量分配的合理性，防止制动盘或者电机因为过热而影响制动效果，保证了制动盘和电机制动效果以及使用寿命的同时，也能够避免交通安全事故的发生，提高了用户驾驶车辆的安全。

第二方面，本申请实施例还提供了一种车辆制动能量分配装置，该装置包括：

行驶信息获取模块，用于获取车辆的行驶信息；

制动信息预测模块，用于根据行驶信息预测车辆经过未来减速路段的制动信息；

制动盘制动效能衰减值确定模块，用于根述制动信息确定制动盘制动效能衰减值；

电机温升值确定模块，用于根据制动信息确定电机温升值；

制动能量分配模块，用于根据制动盘制动效能衰减值和电机温升值分配车辆制动能量。

第三方面，本申请实施例还提供了一种车辆，该车辆包括：

处理器；

存储器，该存储器上存储有可执行代码，当可执行代码被处理器执行时，使处理器执行上述第一方面中的实施例提供的车辆制动能量分配方法。

第四方面，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该介质存储有可执行代码，当该可执行代码被处理器执行时，使处理器执行上述第一方面中的实施例提供的车辆制动能量分配方法。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请示出的车辆制动能量分配方法的流程示意图；

图2是本申请示出的车辆制动能量分配装置的结构示意图；

图3是本申请示出的车辆的结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行详细地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

目前，为提升电动车辆的经济性，能量回收技术被大量应用。该技术可以为车辆提供辅助的制动力，减轻机械制动的压力，并能够将制动产生的能量回充进电池中，提高了车辆的续航。

但是，在一些制动激烈的极限驾驶场景下，例如封闭赛道、盘山公路等，电动车辆较大的质量导致制动盘负载较高，其在上述场景进行高强度、高频次的制动时，制动盘的温度会快速上升，并可能带来热衰退现象，影响机械制动的安全；同时，电机也要承担严苛的驱动压力，始终保持在高温状态，此时若再回收制动能量，电机极可能发生过热。而一旦制动盘和电机均出现过温的问题，将严重影响用户驾驶车辆的安全。

基于以上内容，如何分配车辆的制动能量成为了本领域中亟需解决的技术问题。

现有技术中普遍采用的做法是，当监控到制动盘发生热衰退效应，也即制动盘的制动效能降低时，电机开始介入，进行能量回收。但该做法并未实际考虑电机和制动盘的实际情况，电机盲目开始回收制动能量，很容易导致其温度急剧升高，进而使其过热；

因此，本申请实施例提供了一种车辆制动能量分配方法，根据制动盘的制动效能衰减值以及电机温升值分配制动能量，以保证车辆制动能量分配的合理性。如图1所示，该方法包括步骤S11-S14，各步骤具体以下所述：

S11、获取车辆的行驶信息。

本申请中，车辆是可以将电能转化为动能的车辆，例如混动汽车、纯电汽车、电动自行车等，本申请在此不做特别限定。

车辆的行驶信息可以是车辆行驶过程中的自身信息，例如定位信息、导航信息、行驶路线信息、踏板踩踏信息等，还可以是车辆行驶过程中的环境信息，例如道路特征信息等。

优选地，踏板踩踏信息包括加速踏板踩踏信息以及制动踏板踩踏信息，以及两踏板的踩踏频率等；道路特征信息包括交通标识信息、道路环境信息等。

上述行驶信息中，定位信息、导航信息以及行驶路线信息可以通过车载地图应用获取；踏板踩踏信息可以通过设置于踏板上的传感器获取；道路特征信息可以通过车载传感器，例如激光雷达、毫米波雷达、摄像头等中的一种或者多种传感器获取。以上各种信息的获取方式，本申请在此不做特别限定。

S12、根据行驶信息预测车辆经过未来减速路段的制动信息。

一般地，根据车辆的行驶信息可以预测车辆在未来时段可能经过的减速路段，预测参考的信息种类越多，准确度也就越高。例如，根据定位信息可以确定车辆当前的行驶位置，再结合行驶路线信息，以及车速，可以合理预测该车辆在何时会经过需要减速的路段。

在确定车辆在未来时段经过的减速路段后，便可以确定该路段的制动信息。在本实施例中，制动信息是指，车辆在未来时段经过减速路段时，可能影响制动盘和电机制动效果的信息，包括该减速路段的道路信息，例如该路段的平均坡度、附着系数等，以及该车辆速度信息，包括通过该减速路段的极限车速以及制动减速度等。

在一些实施例中，上述行驶信息包括当前行驶信息，也即车辆在当前时段的行驶信息，具体可以包括当前定位信息、当前导航信息、当前行驶路线信息、当前踏板踩踏信息以及当前道路特征信息等。

基于此，在一些实施例中，步骤S12包括步骤S121-S122，具体如下：

S121、根据当前行驶信息确定当前行驶场景。

在一些实施例中，当前行驶场景包括第一当前行驶场景和第二当前行驶场景，其中，第一当前行驶场景为道路环境可能发生变化的场景，例如高速道路、山路等；第二当前行驶场景为道路环境固定的场景，例如封闭赛道等。

优选地，当前行驶信息包括当前定位信息、当前导航信息、当前行驶路线信息、当前踏板踩踏信息以及当前道路特征信息。

当前行驶场景为车辆在当前时段所处的行驶场景。具体可以根据前述当前行驶信息中的至少一个确定车辆在当前时段所处的行驶场景，本申请在此不做特别限定。

进一步地，在一些实施例中，步骤S121还可以包括步骤S1211-S1215，具体如下：

S1211、根据当前定位信息和/或当前导航信息确定第一当前场景概率。

在车载GPS系统或者车载地图应用获取车辆当前的定位信息和/或导航信息后，便可以根据车辆当前的地理位置确定第一当前场景概率。其中，第一当前场景概率可以用于确定车辆在当前时段所处的行驶场景。厂家可以预先设定一个数值，例如0.5，若第一当前场景概率大于0.5，则确定车辆的当前行驶场景为第一行驶场景，反之，则确定车辆的当前行驶场景为第二行驶场景。第一当前场景概率的取值范围为[0,1]，具体数值可以根据实际使用需求进行设定，本申请在此不做特别限定。

S1212、根据当前行驶路线信息，确定第二当前场景概率。

在车载地图应用获取车辆当前行驶路线信息后，便可以根据当前行驶路线信息确定车辆所处的第二当前场景概率。

S1213、根据当前道路特征信息，确定第三当前场景概率。

在通过摄像头、激光雷达、毫米波雷达等一种或者多种车载传感器获取当前道路特征信息后，便可以根据当前道路特征信息确定车辆所处的第三当前场景概率。

S1214、根据当前踏板踩踏信息，确定第四当前场景概率。

当前踏板踩踏信息是指，车主在当前时段踩踏车辆踏板的信息，具体包括当前加速踏板踩踏信息和当前减速踏板踩踏信息；其中，当前加速踏板踩踏信息包括当前加速踏板踩踏角度、当前加速踏板踩踏频次等信息，同样的，当前减速踏板踩踏信息包括当前减速踏板踩踏角度、当前减速踏板踩踏频次等信息，本申请在此不做特别限制。

对于第二当前场景概率、第三当前场景概率以及第四当前场景概率的详细描述，与上述第一当前场景概率的描述同理，本申请不再进行详细赘述。

S1215、根据第一当前场景概率、第二当前场景概率、第三当前场景概率以及第四当前场景概率，确定当前行驶场景。

确定当前行驶场景的方法可以是：对上述第一当前场景概率、第二当前场景概率、第三当前场景概率以及第四当前场景概率分别设置相应的权重系数，各权重系数的取值范围为[0,1]，再根据四项当前场景概率与各自权重系数的乘积的和值确定当前行驶场景。当所述和值大于某一预先设置的数值，例如0.5时，则可以确定，当前行驶场景为第一当前行驶场景，反之则为第二当前行驶场景。具体数值可以根据实际使用需求进行设定，本申请在此不做特别限定。

优选地，为了保证确定当前行驶场景的准确性，上述四项当前场景概率对应的权重系数数值的大小可以有所差异，因为根据定位信息、导航信息以及行驶路线信息确定当前行驶场景的概率比较高，那么，与第一当前场景概率和第二当前场景概率对应的两项权重系数应大于其他两项权重系数。

应当注意的是，确定当前行驶场景的方法还可以是：从上述第一当前场景概率、第二当前场景概率、第三当前场景概率以及第四当前场景概率中任选至少一个，再计算所选取的当前场景概率与对应权重系数的乘积的和值，最后根据该和值确定当前行驶场景。当所述和值大于某一预先设置的数值，例如0.5时，则可以确定，当前行驶场景为第一当前行驶场景，反之则为第二当前行驶场景。具体数值可以根据实际使用需求进行设定，本申请在此不做特别限定。

S122、结合当前行驶场景，根据当前行驶信息预测车辆经过未来减速路段的制动信息。

为了减少预测制动信息的计算量，并提升预测精度，可以根据不同类型的行驶场景采用相应的方法去预测前述制动信息。

在道路环境固定的场景，即前述第二当前行驶场景，例如封闭赛道，在实施步骤S12完成该封闭赛道内所有减速路段的制动信息的预测工作后，当车辆再次在该封闭赛道内行驶时，便无需再执行步骤S12。换言之，为了减少计算量，在车辆行驶经过道路环境固定的场景时，可以直接将历史时段预测的制动信息确定为本次预测结果。

而在道路环境可能发生变化的场景，即前述第一行驶场景，例如山路，为了保证制动信息预测结果的精度，仍然需要执行步骤S12。在一些实施例中，为了进一步提升制动信息预测结果的精度，在获得初步的制动信息预测结果后，还可以结合历史时段的制动信息预测结果对其进行修正。

在一些实施例中，制动信息包括减速路段的平均坡度、附着系数等减速路段的道路信息以及车辆通过该减速路段的极限车速、制动减速度等速度信息，本申请在此不做特别限定。

在一些实施例中，如果确定当前行驶场景为第一当前行驶场景，则步骤S122包括步骤S1221-S1225，具体如下：

S1221、确定附着系数为第一附着系数。

S1222、根据当前行驶信息确定未来减速路段的起始位置和终止位置。

优选地，根据当前定位信息确定车辆所处的位置后，可以结合导航信息确定车辆在未来时段会经过的减速路段，进而，便可以确定该减速路段的起始位置和终止位置。

S1223、根据未来减速路段的海拔、起始位置与终止位置之间的距离确定平均坡度。

S1224、根据未来减速路段的起始位置、终止位置、平均坡度、附着系数确定极限车速。

优选地，可以利用整车动力模型，根据未来减速路段的起始位置、终止位置、平均坡度、附着系数确定极限车速。

S1225、根据未来减速路段的限速、极限车速确定平均制动减速度。

如果确定当前行驶场景为第二当前行驶场景，则步骤S122包括步骤S1226、S1227，具体如下：

S1226、确定附着系数为第二附着系数。

S1227、根据历史预测结果，确定平均坡度、极限车速以及平均制动减速度。其中，历史预测结果为在历史时段执行步骤S12所预测得到的制动信息。

进一步地，若车辆在历史时段并未驶过第二当前行驶场景，仍需执行步骤S12获取制动信息的初次预测结果，以为在历史时段后续时段中的制动信息预测提供数据。

S13、根据制动信息确定制动盘制动效能衰减值和电机温升值。

如前文，制动信息是可以影响制动盘和电机制动效果的信息。

在一些实施例中，步骤S13中，根据制动信息确定制动盘制动效能衰减值的步骤包括步骤S131-S133，具体如下：

S131、根据平均制动减速度和预设制动能量分配比例，分别确定制动盘需求制动力和电机需求制动力。

预设制动能量分配比例为车辆出厂时预先设置的制动能量分配比例，表征车辆行驶在城区、停车场等非激烈制动场景中，制动能量分配给制动盘和电机的比例，本申请对预设制动能量分配比例的数值不作特别限定。考虑到经济性因素，分配给电机的制动能量可以大于分配给制动盘的制动能量。

确定制动盘需求制动力和电机需求制动力的方式可以是通过以下计算公式确定：

其中，F

α为平均制动减速度；

M为车辆质量；

为预设制动能量分配比例；

F

其中，α的数值区间为[0,1]；优选地，α＜0.5。

S132、根据制动盘需求制动力，确定制动盘温升值。

步骤S132可以依据以下计算公式进行：

其中，ΔT为制动盘温升值；

μ为摩擦系数；

R为制动盘半径；

C为制动盘单位质量的比热容。

S133、根据制动盘温升值，确定制动盘制动效能衰减值。

热衰减现象使得制动盘的温度与制动效能呈负相关性，温度越高，制动盘的制动效能越差，且当制动盘温度超过某一阈值时，制动盘的制动效能会急剧下降。实验中，可以基于车辆制动盘的不同温度设置对应的制动效能，然后标定每个温度与每个制动效能的匹配关系，再将标定得到匹配关系存储于温度-制动效能表中，或者基于标定得到的匹配关系构建温度-制动效能的函数曲线，以便在后续实际应用中，直接从表格或者函数曲线中确定与温度匹配的制动效能值。

确定制动盘制动效能衰减值的方法具体可以是：可以将当前时刻的环境温度确定为制定盘在未来时段开始工作时的初始温度，再结合步骤S132确定的制动盘温升值，计算得到制动盘在未来时段结束工作结束后的终止温度，进而根据温度-制动效能表或者温度-制动效能函数，分别确定初始温度以及终止温度相对应的初始制动效能和终止制动效能，初始制动效能减去终止制动效能的数值即制动盘制动效能衰减值。

进一步的，步骤S13中，根据制动信息确定电机温升值的步骤包括步骤S134-S135，具体如下所述：

S134、根据平均减速度和电机需求制动力，确定电机制动平均功率。

S135、根据电机制动平均功率，确定电机温升值。

S14、基于制动盘制动效能衰减值和电机温升值分配车辆制动能量。

本申请实施例首先根据车辆的行驶信息预测车辆在未来时段内经过的减速路段，再根据行驶在该减速路段的制动信息确定制动盘制动的效能衰减值以及电机的温升值，最终根据制动盘的效能衰减情况和电机的温升情况，对车辆在该减速路段制动所需的制动能量进行分配。能量回收技术的应用，使得电动车辆的制动能量可以分为制动盘制动能量和电机制动能量，而制动盘和电机在制动过程中都会产生大量的热量，根据两者情况分配车辆的制动能量，能够保证制动能量分配的合理性，防止制动盘或者电机因为过热而影响制动效果，保证了制动盘和电机制动效果以及使用寿命的同时，也能够避免交通安全事故的发生，提高了用户驾驶车辆的安全。

在一些实施例中，步骤S14包括：

根据制动盘制动效能衰减值和电机温升值计算目标制动能量分配比例，根据目标制动能量分配比例分配车辆制动能量。

目标制动能量分配比例表征分配给制动盘的目标制动能量与分配给电机的目标制动能量的比值，其取值范围为[0,1]。

在一些实施例中，目标制动能量分配比例包括第一目标制动能量分配比例和第二目标制动能量分配比例；其中，第一目标制动能量分配比例表征，满足车辆短时间内的制动需求的目标制动能量分配比例，这里的短时间可以是秒级的时间，例如10s、20s等，具体数值本申请在此不做特别限制；第二目标制动能量分配比例表征，满足车辆长时间内的制动需求的目标制动能量分配比例，这里的长时间可以是分钟级的时间，例如1min、2min等，具体数值本申请在此不做特别限定。

制动盘和电机在制动过程中，都可能发生过温的风险。在车辆短时间内有制动需求时，为了追求经济性，可以将制动所需能量全部分配给电机，也就是全部依赖电机去制动；在这种情况下，如果在未来的一段时间内又出现制动需求，此时再要求电机去参与制动，极可能导致电机因过温而无法参与制动，进而使得制动所需能量不能够得到很好的分配，引起交通安全风险。基于此，分别计算车辆在短时间、长时间内的目标制动能量分配比例，可以根据车辆在不同场景下的制动需求，妥当地规划制动能量的分配，避免电机和制动盘同时发生过温风险，保障了电机和制动盘本身设备安全的同时，也提高了车辆制动的安全性。

优选地，上述目标制动能量分配比例的计算公式为：

其中，V为目标制动能量分配比例；

λ

λ

T

T

K

K

应当强调的是，无论是第一目标制动能量分配比例还是第二目标制动能量分配比例，两数值的计算公式均可以采用上述目标制动能量分配比例的计算公式。

根据热衰减效应，当制动盘和电机的温度分别升高到某一特定温度时，两者的制动效能均会开始大幅下降。上述公式中，λ

基于此，分别选取λ

与前述方法实施例相对应，本申请还提供了一种车辆制动能量分配装置。

图2为本申请示出的车辆制动能量分配装置20的结构示意图。

参见图2，本申请实施例提供的一种车辆制动能量分配装置20包括：

行驶信息获取模块21，用于获取车辆的行驶信息；

制动信息预测模块22，用于根据行驶信息预测车辆经过未来减速路段的制动信息；

制动盘制动效能衰减值确定模块23，用于根据制动信息确定制动盘制动效能衰减值；

电机温升值确定模块24，用于根据制动信息确定电机温升值；

制动能量分配模块25，用于根据制动盘制动效能衰减值和电机温升值分配制动能量。

关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不再做详细阐述说明。

图3是本申请示出的车辆的结构示意图。参见图3，车辆30包括存储器31和处理器32。

处理器32可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

存储器31可以包括各种类型的存储单元，例如系统内存、只读存储器(ROM)和永久存储装置。其中，ROM可以存储处理器31或者计算机的其他模块需要的静态数据或者指令。永久存储装置可以是可读写的存储装置。永久存储装置可以是即使计算机断电后也不会失去存储的指令和数据的非易失性存储设备。在一些实施方式中，永久性存储装置采用大容量存储装置(例如磁或光盘、闪存)作为永久存储装置。另外一些实施方式中，永久性存储装置可以是可移除的存储设备(例如软盘、光驱)。系统内存可以是可读写存储设备或者易失性可读写存储设备，例如动态随机访问内存。系统内存可以存储一些或者所有处理器在运行时需要的指令和数据。

此外，存储器31可以包括任意计算机可读存储媒介的组合，包括各种类型的半导体存储芯片(例如DRAM，SRAM，SDRAM，闪存，可编程只读存储器)，磁盘和/或光盘也可以采用。在一些实施方式中，存储器1010可以包括可读和/或写的可移除的存储设备，例如激光唱片(CD)、只读数字多功能光盘(例如DVD-ROM，双层DVD-ROM)、只读蓝光光盘、超密度光盘、闪存卡(例如SD卡、min SD卡、Micro-SD卡等)、磁性软盘等。计算机可读存储媒介不包含载波和通过无线或有线传输的瞬间电子信号。

存储器31上存储有可执行代码，当可执行代码被处理器32处理时，可以使处理器32执行上文述及的方法中的部分或全部。

此外，根据本申请的方法还可以实现为一种计算机程序或计算机程序产品，该计算机程序或计算机程序产品包括用于执行本申请的上述方法中部分或全部步骤的计算机程序代码指令。或者，本申请还可以实施为一种计算机可读存储介质(或非暂时性机器可读存储介质或机器可读存储介质)，其上存储有可执行代码(或计算机程序或计算机指令代码)，当可执行代码(或计算机程序或计算机指令代码)被电子设备(或服务器等)的处理器执行时，使处理器执行根据本申请的上述方法的各个步骤的部分或全部。

以上仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。