电动汽车制动方式的自动分配及控制方法与流程

本发明涉及电动汽车智能控制技术领域。更具体地说，本发明涉及一种电动汽车制动方式的自动分配及控制方法。

背景技术：

电动汽车的制动技术的发展情况直接决定了电动车性能技术的水平，因此电动汽车的制动系统为其非常重要的控制系统之一。现有的制动系统的指令是通过踩下刹车踏板触发启动的，而当驾驶员遇到紧急情况时，通常需要将踩在油门踏板上的脚移动至刹车踏板，才能对电动汽车的制动系统发出制动信号，制动系统开始进行制动，也就是说紧急情况下的制动速度很大程度依赖人大脑、脚部肢体动作反应的快慢，而在实际情况中，人的脚部肢体动作反应时间大大延长了制动操作的启动时间，即在紧急情况时，不能及时将车速降低至安全范围，进而对车辆的行驶安全造成了极大的威胁；同时对于心理素质较差的驾驶者还有可能将油门踏板当成刹车踏板踩踏，导致车速不减反增，最终造成车祸事故。

技术实现要素：

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种电动汽车制动方式的自动分配及控制方法，其能够在紧急情况及时开启制动操作，在较短时间将车速降低至安全范围内，同时还在人在紧急情况下意识误踩油门踏板时对油门踏板阻挡，避免在紧急情况下误踩油门踏板造成车速激增，导致车祸事故的发生；本发明通过解析驾驶员的行驶意图，实行多级制动，时刻保证最有效、最适宜的制动方式，提高驾驶员的安全行驶，同时最大程度的提高制动能量回收利用率，延长电动汽车的续航里程。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种电动汽车制动方式的自动分配及控制方法，其包括：

获取电动汽车的当前车速、油门踏板压力变化、油门气缸收缩速率；

当油门踏板压力为增大，且油门气缸收缩速率大于第一收缩速率阈值时，电动汽车进入限位制动状态，所述限位制动状态为启动油门踏板底部的制动气缸伸长并将油门踏板顶住，实现对油门踏板的制动；当油门踏板压力值在预设时间阈值内维持不变时，解除限位制动；

当油门踏板压力为减小，且油门气缸收缩速率不大于第二收缩速率阈值时，判断车速是否大于预设第一车速阈值，若车速不大于第一车速阈值，则不进行制动，若车速大于第一车速阈值时，则判断制动踏板的开度是否大于零，若制动踏板的开度不大于零，则进入一级制动状态；若制动踏板的开度大于零时，进入二级制动状态；其中，一级制动状态为驱动电机进入电动状态，对电动汽车施加第一制动扭矩；二级制动状态为驱动电机进入电动状态，对电动汽车施加第二制动扭矩；

当油门踏板压力为减小，且油门气缸收缩速率大于第二收缩速率阈值时，判断车速是否大于预设第二车速阈值，若车速不大于第二车速阈值，则维持二级制动状态；若车速大于第二车速阈值时，判断制动踏板的开度是否大于零，若制动踏板的开度不大于零时，则进入三级制动状态；若制动踏板的开度大于零时，进入四级制动状态；其中，三级制动状态为驱动电机进入电动状态，对电动汽车施加第三制动扭矩，同时气刹制动系统开启控制阀对电动汽车施加第四制动扭矩；四级制动状态为驱动电机进入电动状态，对电动汽车施加第三制动扭矩，同时气刹制动系统开启控制阀对电动汽车施加第五制动扭矩。

优选的是，所述的电动汽车制动方式的自动分配及控制方法，当油门踏板压力为减小，油门气缸收缩速率不大于第二收缩速率阈值，且车速大于第一车速阈值时，根据油门气缸收缩速率获取第一需求制动功率；

第一制动扭矩产生的第一制动功率等于第一需求制动功率；

第二制动扭矩不大于第一制动扭矩，且第二制动扭矩产生的第二制动功率与制动踏板产生的第三制动功率之和等于第一需求制动功率。

优选的是，所述的电动汽车制动方式的自动分配及控制方法，当油门踏板压力为减小，油门气缸收缩速率大于第二收缩速率阈值，且车速大于第二车速阈值时，根据油门气缸收缩速率获取第二需求制动功率；

第三制动扭矩产生的第四制动功率与第四制动扭矩产生的第五制动功率之和等于第二需求制动功率；

第五制动扭矩不大于第四制动扭矩；第三制动扭矩产生的第四制动功率、第五制动扭矩产生的第六制动功率与制动踏板产生的第七制动功率之和等于第二需求制动功率。

优选的是，所述的电动汽车制动方式的自动分配及控制方法，所述第一需求制动功率和所述第二需求制动功率的获取均为：根据对应的油门气缸收缩速率得到电动汽车制动的减速度目标值，根据减速度目标值查表获取对应的需求制动功率，减速度目标值与需求制动功率呈正相关。

优选的是，所述的电动汽车制动方式的自动分配及控制方法，还包括电动汽车转向状态的检测，若电动汽车为转向状态，获取转向角，根据转向角则查表获取制动功率修正系数，制动功率系数大于1，且制动功率系数与电动汽车的转向角大小呈反相关；第一需求制动功率/第二需求制动功率等于制动功率系数与查表获取的需求制动功率之积。

优选的是，所述的电动汽车制动方式的自动分配及控制方法，当驱动电机进入电动状态，获取动力电池允许的充电量，并与第一制动扭矩/第二制动扭矩/第三制动扭矩制动产生的电量比较，若动力电池允许的充电量小于制动产生的电量时，启用超级电容对动力电池进行放电，且放电量大于等于动力电池允许的充电量与制动产生的电量的差值，放电速率大于等于制动产生的电量增加速率。

优选的是，所述的电动汽车制动方式的自动分配及控制方法，所述第二制动扭矩随制动踏板开度的增大而逐渐缩小。

优选的是，所述的电动汽车制动方式的自动分配及控制方法，在三级制动状态中，当所述第四制动扭矩大于零时，所述第三制动扭矩为电机的最大制动扭矩；

在四级制动状态中，所述第五制动扭矩随制动踏板开度的增大而逐渐缩小，当所述第五制动扭矩大于零时，所述第三制动扭矩为电机的最大制动扭矩。

本发明至少包括以下有益效果：

1、本发明能够在紧急情况及时开启制动操作，在较短时间将车速降低至安全范围内，同时还在人在紧急情况下意识误踩油门踏板时对油门踏板阻挡，避免在紧急情况下误踩油门踏板造成车速激增，导致车祸事故的发生；本发明通过解析驾驶员的行驶意图，实行多级制动，时刻保证最有效、最适宜的制动方式，提高驾驶员的安全行驶和电动汽车的行驶舒适度，同时最大程度的提高制动能量回收利用率，延长电动汽车的续航里程；

2、通过监测油门踏板压力变化和油门气缸收缩速率，判断车辆是否处于紧急情况，并在第一时间做出相应的制动操作，例如当监测到油门压力为增大，且油门气缸收缩速率大于第一收缩速率阈值，即油门踏板急速被踩下时，判断车辆进入紧急状态，驾驶员有可能是误踩了油门踏板，为给驾驶员提供一定的思维纠正缓冲时间，制动系统开启限位制动状态，通过制动气缸伸长将油门踏板顶住，避免油门踏板继续下压导致车速激增，当驾驶员在缓冲时间内反应过来时，可做出正确的脚踏操作(如是误踩则将脚挪动至刹车踏板上，如不是误踩驾驶员就是需要加速，则维持油门踏板压力值直至过了预设时间阈值时，系统自动解除限位制动，开始加速)；

当监测到油门踏板压力值减小，且油门气缸收缩速率不大于第二收缩速率阈值时，判断车辆进入紧急状态，驾驶员想要对车辆降速，进一步判断车速是否大于第一车速阈值，如不大于说明车速较低(低于制动最低限车速)，在安全可控的范围内，则无需进行制动操作，如大于第一车速阈值，则需要进行制动操作，进一步监测制动踏板(本文也称刹车踏板)是否被踩下(若未被踩下说明制动踏板的开度不大于零，若被踩下说明制动踏板的开度大于零，下同)，如没有被踩下则通过电制动将车辆降速至安全范围；如驾驶员在快速缩回油门踏板后及时踩下了制动踏板，此时可以通过电制动和制动踏板一起实现对车辆的制动，将车速降低至安全范围；

当监测到油门踏板压力值减小，且油门气缸收缩速率大于第二收缩速率阈值时，判断车辆进入非常紧急状态，驾驶员急需降低车速，进一步判断车速是否大于第二车速阈值，若不大于说明车速低于进入三级制动的最低限车速，则维持二级制动状态；若大于第二车速阈值，说明车速较大，需要加大制动力度(在电制动的基础上加入了气刹的辅助制动)将车速尽快降低，则进一步判断制动踏板是否被踩下，若未被踩下，则通过电制动和气刹的辅助制动对车辆进行制动，将车速降低，若制动踏板被踩下，则通过电制动、气刹的辅助制动和制动踏板制动对车辆进行制动；此处气刹制动为补偿电制动的不足，在加入了制动踏板制动后，气刹制动力度会随着制动踏板制动力度的增大而逐步缩小，保证电制动回收状态，提高制动能量回收利用率；

根据油门气缸收缩速率得到电动汽车制动的减速度目标值，减速度目标值与需求制动功率存在一定的线性关系，可通过计算、查表找到油门气缸收缩速率对应的需求制动功率，并根据需求制动功率调节1)第一制动功率(一级制动状态下的电制动扭矩产生的制动功率)，2)第二制动功率(二级制动状态下的电制动扭矩)与第三制动功率(二级制动状态下的制动踏板产生的制动功率)之和；3)第四制动功率(三级制动状态下的电制动扭矩产生的制动功率)和第五制动功率(三级制动状态下的气刹制动扭矩产生的制动功率)之和；4)第四制动功率(四级制动状态下的电制动扭矩产生的制动功率)、第六制动功率(四级制动状态下的气刹制动扭矩产生的制动功率)和第七制动功率(四级制动状态下的制动踏板产生的制动功率)之和；为电动汽车分配合理化的制动操作，最大限度地提高驾驶员的行驶安全和舒适度。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明所述的电动汽车制动方式的自动分配及控制方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，并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。

如图1所示，电动汽车制动方式的自动分配及控制方法，其包括以下步骤：

步骤01、获取电动汽车的当前车速、油门踏板压力变化、油门气缸收缩速率；通过监测油门踏板压力变化和油门气缸收缩速率，判断车辆是否处于紧急情况，并在第一时间做出相应的制动操作；

步骤02、判断油门踏板压力变化；

步骤100、当油门踏板压力为增大，且油门气缸收缩速率大于第一收缩速率阈值时，电动汽车进入限位制动状态，所述限位制动状态为启动油门踏板底部的制动气缸伸长并将油门踏板顶住，实现对油门踏板的制动；

步骤101、当油门踏板压力值在预设时间阈值内维持不变时，解除限位制动；

当监测到油门压力为增大，且油门气缸收缩速率大于第一收缩速率阈值，即油门踏板急速被踩下时，判断车辆进入紧急状态，驾驶员有可能是误踩了油门踏板，为给驾驶员提供一定的思维纠正缓冲时间，制动系统开启限位制动状态，通过制动气缸伸长将油门踏板顶住，避免油门踏板继续下压导致车速激增，当驾驶员在缓冲时间内反应过来时，可做出正确的脚踏操作(如是误踩则将脚挪动至刹车踏板上，如不是误踩驾驶员就是需要加速，则维持油门踏板压力值直至过了预设时间阈值时，系统自动解除限位制动，开始加速)；能够在驾驶者误踩踏板时提供一定的缓冲时间，为驾驶者赢得补救的机会，避免车辆事故的发生；

步骤200、当油门踏板压力为减小，判断油门气缸收缩速率是否大于第二收缩速率阈值；

步骤300、当油门气缸收缩速率不大于第二收缩速率阈值时，判断车速是否大于预设第一车速阈值；

步骤310、若车速不大于第一车速阈值，则不进行制动，第一车速阈值为电动汽车的制动车速，即当车速太低，即便油门踏板抬起速度快，也无需进行减速，因为当前车速较低，此时无需进行制动；

步骤320、若车速大于第一车速阈值时，则判断制动踏板的开度是否大于零；

步骤321、制动踏板的开度不大于零，则进入一级制动状态；

步骤322、若制动踏板的开度大于零时，进入二级制动状态；

其中，一级制动状态为驱动电机进入电动状态，对电动汽车施加第一制动扭矩；二级制动状态为驱动电机进入电动状态，对电动汽车施加第二制动扭矩；

当监测到油门踏板压力值减小，且油门气缸收缩速率不大于第二收缩速率阈值时，判断车辆进入紧急状态，驾驶员想要对车辆降速，进一步判断车速是否大于第一车速阈值，如不大于说明车速较低(低于制动最低限车速)，在安全可控的范围内，则无需进行制动操作，如大于第一车速阈值，则需要进行制动操作，进一步监测制动踏板(本文也称刹车踏板)是否被踩下(若未被踩下说明制动踏板的开度不大于零，若被踩下说明制动踏板的开度大于零，下同)，如没有被踩下则通过电制动将车辆降速至安全范围；如驾驶员在快速缩回油门踏板后及时踩下了制动踏板，此时可以通过电制动和制动踏板一起实现对车辆的制动，将车速降低至安全范围；

具体的，当油门踏板压力为减小，油门气缸收缩速率不大于第二收缩速率阈值，且车速大于第一车速阈值时，根据油门气缸收缩速率获取第一需求制动功率；

第一制动扭矩产生的第一制动功率等于第一需求制动功率；

第二制动扭矩不大于第一制动扭矩，第二制动扭矩随制动踏板开度的增大而逐渐缩小，且第二制动扭矩产生的第二制动功率与制动踏板产生的第三制动功率之和等于第一需求制动功率。

步骤400、油门气缸收缩速率大于第二收缩速率阈值时，判断车速是否大于预设第二车速阈值；

步骤410、若车速不大于第二车速阈值，则维持二级制动状态；

步骤420、若车速大于第二车速阈值时，判断制动踏板的开度是否大于零；

步骤421、若制动踏板的开度不大于零时，则进入三级制动状态；

步骤422、若制动踏板的开度大于零时，进入四级制动状态；

其中，三级制动状态为驱动电机进入电动状态，对电动汽车施加第三制动扭矩，同时气刹制动系统开启控制阀对电动汽车施加第四制动扭矩；四级制动状态为驱动电机进入电动状态，对电动汽车施加第三制动扭矩，同时气刹制动系统开启控制阀对电动汽车施加第五制动扭矩。

当监测到油门踏板压力值减小，且油门气缸收缩速率大于第二收缩速率阈值时，判断车辆进入非常紧急状态，驾驶员急需降低车速，进一步判断车速是否大于第二车速阈值，若不大于说明车速低于进入三级制动的最低限车速，则维持二级制动状态；若大于第二车速阈值，说明车速较大，需要加大制动力度(在电制动的基础上加入了气刹的辅助制动)将车速尽快降低，则进一步判断制动踏板是否被踩下，若未被踩下，则通过电制动和气刹的辅助制动对车辆进行制动，将车速降低，若制动踏板被踩下，则通过电制动、气刹的辅助制动和制动踏板制动对车辆进行制动；此处气刹制动为补偿电制动的不足，在加入了制动踏板制动后，气刹制动力度会随着制动踏板制动力度的增大而逐步缩小，保证电制动回收状态，提高制动能量回收利用率。

具体的，当油门踏板压力为减小，油门气缸收缩速率大于第二收缩速率阈值，且车速大于第二车速阈值时，根据油门气缸收缩速率获取第二需求制动功率；

第三制动扭矩产生的第四制动功率与第四制动扭矩产生的第五制动功率之和等于第二需求制动功率；在三级制动状态下，当所述第四制动扭矩大于零时，所述第三制动扭矩为电机的最大制动扭矩；

第五制动扭矩不大于第四制动扭矩；第三制动扭矩产生的第四制动功率、第五制动扭矩产生的第六制动功率与制动踏板产生的第七制动功率之和等于第二需求制动功率，在四级制动状态中，所述第五制动扭矩随制动踏板开度的增大而逐渐缩小，当所述第五制动扭矩大于零时，所述第三制动扭矩为电机的最大制动扭矩。

其中，所述第一需求制动功率和所述第二需求制动功率的获取均为：根据对应的油门气缸收缩速率得到电动汽车制动的减速度目标值，根据减速度目标值查表获取对应的需求制动功率，减速度目标值与需求制动功率呈正相关；

进一步的，对第一需求制动功率/第二需求制动功率进行修正：检测电动汽车转向状态，若电动汽车为转向状态，获取转向角，根据转向角则查表获取制动功率修正系数，制动功率系数大于1，且制动功率系数与电动汽车的转向角大小呈反相关；第一需求制动功率/第二需求制动功率等于制动功率系数与查表获取的需求制动功率之积。能够根据车辆行驶的不同情况进行调整，保证适宜的制动操作。

当驱动电机进入电动状态(电制动)，获取动力电池允许的充电量，并与第一制动扭矩/第二制动扭矩/第三制动扭矩制动产生的电量比较，若动力电池允许的充电量小于制动产生的电量时，启用超级电容对动力电池进行放电，且放电量大于等于动力电池允许的充电量与制动产生的电量的差值，放电速率大于等于制动产生的电量增加速率。将动力电池的电通过超级电容进行释放，可提高制动能量的回收率，在车辆后续进入加速状态时，超级电容可为动力电池补充电量，从而达到延长续航里程的目的。

本发明能够在紧急情况及时开启制动操作，在较短时间将车速降低至安全范围内，同时还在人在紧急情况下意识误踩油门踏板时对油门踏板阻挡，避免在紧急情况下误踩油门踏板造成车速激增，导致车祸事故的发生；本发明通过解析驾驶员的行驶意图，实行多级制动，时刻保证最有效、最适宜的制动方式，提高驾驶员的安全行驶，同时最大程度的提高制动能量回收利用率，延长电动汽车的续航里程。

这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。