一种汽车控制方法、装置、计算机设备和存储介质与流程

1.本技术涉及车辆控制技术领域，特别是涉及一种汽车控制方法、装置、计算机设备和存储介质。


背景技术：

2.当前新能源车辆中主要通过液压制动及电机回馈扭矩实现车辆减速，其中电机回馈通常按照固定减速度进行滑行减速。在车辆液压制动系统故障时，仅依靠电机回馈扭矩获得的固定减速度，车辆无法及时响应驾驶者的减速请求，存在安全风险。


技术实现要素：

3.基于此，提供一种汽车控制方法、装置、计算机设备和存储介质，改善现有技术中，在液压制动系统故障时，车辆无法及时响应驾驶者减速请求的问题。
4.一方面，提供一种汽车控制方法，所述方法包括：
5.检测到液压制动系统故障时，
6.根据当前车速以及制动踏板深度获得目标减速度；
7.根据所述目标减速度获得目标回馈扭矩；
8.获取整车的回馈扭矩限值；
9.判断所述目标回馈扭矩是否大于所述回馈扭矩限值；
10.若是，电机按照所述回馈扭矩限值输出执行回馈扭矩；
11.若否，电机按照所述目标回馈扭矩输出执行回馈扭矩；
12.按照执行回馈扭矩进行减速控制。
13.在一个实施例中，根据当前的实际车速以及制动踏板深度获得目标减速度，之前包括：
14.根据当前车速和限制车速的差值确定驱动输出扭矩的限制系数；
15.获取当前的驱动输出扭矩，并根据当前的驱动输出扭矩和限制系数获得限速驱动输出扭矩；
16.根据所述限速驱动输出扭矩进行限速控制；
17.所述限制系数在当前车速大于或等于限制车速时为零。
18.在一个实施例中，按照执行回馈扭矩进行减速控制，之后还包括：
19.判断当前车速是否减速至预设停车控制速度；
20.若是，将目标车速设为0，对当前车速进行比例积分微分控制调节；
21.根据比例积分微分调节计算结果对执行回馈扭矩进行调整；
22.根据调整后的执行回馈扭矩进行停车控制。
23.在一个实施例中，对所述实际车速进行比例积分微分控制调节，包括：
24.电机的执行回馈扭矩按照如下数学表达确定：
25.26.其中，tm为调整后的执行回馈扭矩，t'为前一时刻的执行回馈扭矩，k
p
为比例增益常数，ki为积分增益常数，kd为微分增益常数，e(k)为零值与k时刻的车速之间的差值，e(k-1)为零值与k-1时刻的车速之间的差值。
27.在一个实施例中，还包括：
28.当所述实际车速小于等于驻车控制车速时，发送驻车指令，其中，所述第三限值车速小于所述停车控制速度。
29.在一个实施例中，所述获取整车的回馈扭矩限值，包括：
30.获取第一扭矩限值和第二扭矩限值，根据第一扭矩限值和第二扭矩限值的较小值确定所述回馈扭矩限值，其中，所述第一扭矩限值为电机在电池允许的最大充电功率下的峰值扭矩，所述第二扭矩限值为电机的最大输出功率的峰值扭矩。
31.在一个实施例中，所述目标回馈扭矩按照如下数学表达确定：
32.t
rgn
＝r*(ff+fw+fi+ma
t
)
33.其中，t
rgn
为目标回馈扭矩，r为车轮滚动半径，ff为滚动阻力，fw为空气阻力，fi为坡道阻力，m为整车质量，a
t
为目标减速度。
34.再一方面，提供一种汽车控制装置，所述装置包括：
35.获取模块，包括目标回馈扭矩获取单元和回馈扭矩限值获取单元，所述目标回馈扭矩获取单元用于根据当前的车速以及制动踏板深度获得目标减速度，并根据所述目标减速度获得目标回馈扭矩；所述回馈扭矩限值获取单元用于获取整车的回馈扭矩限值；
36.判断模块，用于判断所述目标回馈扭矩是否大于所述回馈扭矩限值；
37.电机控制模块，用于在所述目标回馈扭矩大于所述回馈扭矩限值时，控制所述电机在液压制动系统故障时，按照所述回馈扭矩限值输出执行回馈扭矩，或，在所述目标回馈扭矩小于等于所述回馈扭矩限值时，控制所述电机在液压制动系统故障时，按照所述目标回馈扭矩输出执行回馈扭矩。
38.又一方面，提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述方法的步骤。
39.还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的方法的步骤。
40.上述汽车控制方法、装置、计算机设备和存储介质，在检测到液压制动系统故障时，根据车速以及踏板制动踏板深度获得目标减速度，进而获得目标回馈扭矩，通过判断目标回馈扭矩是否大于回馈扭矩限值，从而确定电机的执行回馈扭矩起到减速的目的，驾驶者即可通过控制制动踏板深度保证车辆具有一定的随驾驶员意图变化的减速能力，可有效避免因液压制动失效导致的车辆因为无法响应驾驶员制动减速请求而出现安全事故。
附图说明
41.图1为一个实施例中汽车控制方法的流程示意图；
42.图2为另一个实施例中汽车控制方法的流程示意图；
43.图3为一个实施例中汽车控制装置的结构框图；
44.图4为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
45.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
46.本技术提供的汽车控制方法，可以应用于采用电机进行驱动以及能量回收的新能源车辆中，用于在车辆的液压制动系统失效时对车辆起到减速控制。
47.在一个实施例中，如图1所示，汽车控制方法包括如下步骤：
48.步骤101，检测到液压制动系统故障时，根据当前车速以及制动踏板深度获得目标减速度。
49.其中，为了保证车辆行驶的安全性，车速越高、制动踏板深度越深，目标减速度的幅值越大，示例性地说明，可以参考在液压制动系统正常工作状态下对应的整车在不同车速下、不同制动深度对应减速度关系，如表1。
50.表1
[0051][0052]
步骤102，根据所述目标减速度获得目标回馈扭矩。
[0053]
在车辆行驶过程中，通过电机输出回馈扭矩对车辆进行减速，电机输出目标回馈扭矩时，车辆对应获得目标减速度。
[0054]
步骤103，获取整车的回馈扭矩限值。
[0055]
可以理解的是，所述回馈扭矩限值是电机以及车辆能够承受的最大回馈扭矩，例如电机自身可以输出的最大回馈扭矩或在能量回收时，电池允许的最大充电功率下的电机最大回馈扭矩。电机的实际回馈扭矩保持在回馈扭矩限值范围内，即可避免电机等车辆关键部件损坏。
[0056]
步骤104，判断所述目标回馈扭矩是否大于所述回馈扭矩限值；
[0057]
若是，电机按照所述回馈扭矩限值输出执行回馈扭矩；
[0058]
若否，电机按照所述目标回馈扭矩输出执行回馈扭矩。
[0059]
步骤105，按照执行回馈扭矩进行减速控制。
[0060]
在上述的汽车控制方法中，在液压制动系统故障时，根据驾驶者对制动踏板深度的控制以及车辆当前的车速，确定车辆的目标减速度，从而确定车辆为达到目标减速度而需要的目标回馈扭矩，在目标回馈扭矩低于整车的回馈扭矩限值时，电机按照即可按照目标回馈扭矩限值进行输出，从而实现驾驶者的减速意图；在目标回馈扭矩大于回馈扭矩限值时，电机即可按照回馈扭矩限值进行输出，获得当前车辆所能实现的极限减速度。
[0061]
在一个实施例中，还包括扭矩卸载步骤，避免车速过高。
[0062]
例如，根据当前的实际车速以及制动踏板深度获得目标减速度，之前包括：
[0063]
1)根据当前车速和限制车速的差值确定驱动输出扭矩的限制系数。其中，驱动输出扭矩为车辆提供前进的驱动力，当前车速越接近限制车速，对扭矩的卸载要求越高，示例性地说明，基于差值v
δ
可以按照如表2查表获得限制系数μ。
[0064]
表2：
[0065][0066]
2)获取当前的驱动输出扭矩t
req
，并根据当前的驱动输出扭矩t
req
和限制系数μ获得限速驱动输出扭矩t
lim
:
[0067]
t
lim
＝t
req
*μ
[0068]
所述限制系数在当前车速大于或等于限制车速时为零,实现在车速超过限制车速时对扭矩进行完全卸载。
[0069]
3)根据所述限速驱动输出扭矩进行限速控制。
[0070]
在一个实施例中，还包括停车控制步骤。
[0071]
示例性说明，在按照执行回馈扭矩进行减速控制之后还包括：
[0072]
判断当前车速是否减速至预设停车控制速度；
[0073]
若是，将目标车速设为0，对当前车速进行比例积分微分控制(proportional integral derivative control，pid)调节；
[0074]
根据比例积分微分调节计算结果对执行回馈扭矩进行调整；
[0075]
根据调整后的执行回馈扭矩进行停车控制。
[0076]
在车速低于一定值后如蠕行车速，若驾驶员制动踏板持续踩下，相应转入停车控制过程，设定目标车速为0，通过如下的pid算法控制车辆静止：
[0077][0078]
其中，k
p
为比例增益常数，ki为积分增益常数，kd为微分增益常数，e(k)为目标车速即零值与k时刻的车速之间的差值，e(k-1)为零值与k-1时刻的车速之间的差值，u(k)为pid控制器的输出信号。
[0079]
通过pid控制，车辆可在低速情况下，平稳地将车速降低至零。
[0080]
电机的执行回馈扭矩按照如下数学表达确定：
[0081]
tm＝t'+u(k)
[0082]
其中，tm为调整后的执行回馈扭矩，t'为前一时刻的执行回馈扭矩。
[0083]
在一个实施例中，还包括：当所述实际车速小于等于驻车控制车速时，发送驻车指令，其中，所述第三限值车速小于所述停车控制速度。
[0084]
示例性说明，在车速低于一定值如车速小于2km/h时，请求epb(electrical park brake，电子驻车制动系统)拉起，并挂入p挡。
[0085]
在另一个实施例中，当车速降低至0时，请求epb拉起，并挂入p挡。
[0086]
在一个实施例中，所述获取整车的回馈扭矩限值，包括：
[0087]
获取第一扭矩限值和第二扭矩限值，根据第一扭矩限值和第二扭矩限值的较小值确定所述回馈扭矩限值，其中，所述第一扭矩限值为电机在电池允许的最大充电功率下的峰值扭矩，所述第二扭矩限值为电机的最大输出功率的峰值扭矩。
[0088]
第一扭矩限值受电池性能影响，第二扭矩限值受电机性能影响，选择两者的较小值作为电机实际的回馈扭矩限值，电机在运行时，实际执行扭矩不超过回馈扭矩限值，保证电池和电机的安全。
[0089]
可以理解的是，本技术的比较判断均采用相关参量的幅值进行比较，不涉及相关矢量的方向。
[0090]
在一个实施例中，第一扭矩限值采用如下步骤获得：
[0091]
获取电池的充电功率限值以及电机的转速，根据所述充电功率限值和电机转速确定所述第一扭矩限值。
[0092]
示例性地说明，第一扭矩限值的幅值可以按照如下数学表达进行确定：
[0093]
t1＝p
chargeiim
*9550/n
[0094]
其中，t1为第一扭矩限值的幅值，单位nm，p
chargelim
为充电功率限值，单位kw，n为电机的转速，单位r/min。
[0095]
在一个实施例中，目标回馈扭矩根据驾驶者对制动踏板深度以及当前车速而定。基于整车动力性方程计算车辆滑行的目标回馈力：
[0096]frgn
＝ff+fw+fi+fj[0097]
其中ff为滚动阻力、fw为空气阻气、fi坡道阻力、fj加速阻力。
[0098]
式中，滚动阻力、空气阻力、坡道阻力均可通过车辆已有传感器或控制器实时计算获得。
[0099]
忽略电机等转动惯量影响，基于目标减速度a
t
即可计算车辆对应所需的目标回馈力fm:f
rgn
＝ff+fw+fi+ma
t
，其中，m为整车质量。
[0100]
对应轮端的目标回馈扭矩t
rgn
即为：t
rgn
＝f
rgn
*r，其中，r为车轮滚动半径。
[0101]
如图2所示，示出了一个实施例中汽车控制方法的流程。
[0102]
应该理解的是，虽然图1-2的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1-2中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
[0103]
在一个实施例中，如图3所示，提供了一种汽车控制装置，包括：获取模块、判断模块和电机控制模块，其中：
[0104]
获取模块，包括目标回馈扭矩获取单元和回馈扭矩限值获取单元，所述目标回馈扭矩获取单元用于根据当前的车速以及制动踏板深度获得目标减速度，并根据所述目标减速度获得目标回馈扭矩；所述回馈扭矩限值获取单元用于获取整车的回馈扭矩限值；
[0105]
判断模块，用于判断所述目标回馈扭矩是否大于所述回馈扭矩限值；
[0106]
电机控制模块，用于在所述目标回馈扭矩大于所述回馈扭矩限值时，控制所述电机在液压制动系统故障时，按照所述回馈扭矩限值输出执行回馈扭矩，或，在所述目标回馈扭矩小于等于所述回馈扭矩限值时，控制所述电机在液压制动系统故障时，按照所述目标回馈扭矩输出执行回馈扭矩。
[0107]
上述汽车控制装置，在检测到液压制动系统故障时，根据车速以及踏板制动踏板深度获得目标减速度，进而获得目标回馈扭矩，通过判断目标回馈扭矩是否大于回馈扭矩限值，从而确定电机的执行回馈扭矩起到减速的目的，驾驶者即可通过控制制动踏板深度保证车辆具有一定的随驾驶员意图变化的减速能力，可有效避免因液压制动失效导致的车辆因为无法响应驾驶员制动减速请求而出现安全事故。
[0108]
在一个实施例中，汽车控制装置还包括限速控制模块，所述限速控制模块根据当前车速和限制车速的差值确定驱动输出扭矩的限制系数，另外电机控制模块还用于获取当前的驱动输出扭矩，并根据当前的驱动输出扭矩和限制系数获得限速驱动输出扭矩；根据所述限速驱动输出扭矩进行限速控制，避免在液压制动系统故障时，车速过高。
[0109]
在一个实施例中，汽车控制装置中的判断模块还用于判断当前车速是否减速至预设停车控制速度，若是，将目标车速设为0，对当前车速进行比例积分微分控制调节；
[0110]
电机控制模块根据比例积分微分调节计算结果对执行回馈扭矩进行调整；并根据调整后的执行回馈扭矩进行停车控制。
[0111]
示例性地说明，电机的执行回馈扭矩按照如下数学表达确定：
[0112][0113]
其中，tm为调整后的执行回馈扭矩，t'为前一时刻的执行回馈扭矩，k
p
为比例增益常数，ki为积分增益常数，kd为微分增益常数，e(k)为零值与k时刻的车速之间的差值，e(k-1)为零值与k-1时刻的车速之间的差值。
[0114]
通过比例积分微分调节，控制车辆平稳地降低至零。
[0115]
在一个实施例中，当所述实际车速小于或者等于驻车控制车速时，发送驻车指令，其中，所述第三限值车速小于所述停车控制速度。
[0116]
在一个实施例中，所述回馈扭矩限值获取单元用于获取第一扭矩限值和第二扭矩限值，根据第一扭矩限值和第二扭矩限值的较小值确定所述回馈扭矩限值，其中，所述第一扭矩限值为电机在电池允许的最大充电功率下的峰值扭矩，所述第二扭矩限值为电机的最大输出功率的峰值扭矩。
[0117]
目标回馈扭矩获取单元按照如下数学表达确定目标回馈扭矩：
[0118]
t
rgn
＝r*(ff+fw+fi+ma
t
)
[0119]
其中，t
rgn
为目标回馈扭矩，r为车轮滚动半径，ff为滚动阻力，fw为空气阻力，fi为
坡道阻力，m为整车质量，a
t
为目标减速度。
[0120]
关于汽车控制装置的具体限定可以参见上文中对于汽车控制方法的限定，在此不再赘述。上述汽车控制装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
[0121]
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图4所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种汽车控制方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
[0122]
本领域技术人员可以理解，图4中示出的结构，仅仅是与本技术方案相关的部分结构的框图，并不构成对本技术方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
[0123]
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
[0124]
步骤a，根据液压制动系统故障时的车速以及制动踏板深度获得目标减速度；
[0125]
步骤b，根据所述目标减速度获得目标回馈扭矩；
[0126]
步骤c，获取整车的回馈扭矩限值；
[0127]
步骤d，判断所述目标回馈扭矩是否大于所述回馈扭矩限值；
[0128]
步骤e，当所述目标回馈扭矩大于所述回馈扭矩限值时，电机按照所述回馈扭矩限值输出执行回馈扭矩，否则，电机按照所述目标回馈扭矩输出执行回馈扭矩；
[0129]
步骤f，按照执行回馈扭矩进行减速控制。
[0130]
在上述计算机设备，可以应用于液压制动系统故障时利用电机输出执行回馈扭矩对车辆进行减速控制，在目标回馈扭矩小于或者等于回馈扭矩限值时，电机按照目标回馈扭矩输出，车辆可以按照驾驶者意图进行停车控制，在目标回馈扭矩大于回馈扭矩限值时，车辆按照最大能力进行减速，降低风险。
[0131]
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
[0132]
根据当前车速和限制车速的差值确定驱动输出扭矩的限制系数；
[0133]
获取当前的驱动输出扭矩，并根据当前的驱动输出扭矩和限制系数获得限速驱动输出扭矩；
[0134]
根据所述限速驱动输出扭矩进行限速控制。
[0135]
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
[0136]
判断当前车速是否减速至预设停车控制速度；
[0137]
若是，将目标车速设为0，对当前车速进行比例积分微分控制调节；
[0138]
根据比例积分微分调节计算结果对执行回馈扭矩进行调整；
[0139]
根据调整后的执行回馈扭矩进行停车控制。
[0140]
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
[0141]
当所述实际车速小于等于驻车控制车速时，发送驻车指令，其中，所述第三限值车速小于所述停车控制速度。
[0142]
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
[0143]
步骤a，根据液压制动系统故障时的车速以及制动踏板深度获得目标减速度；
[0144]
步骤b，根据所述目标减速度获得目标回馈扭矩；
[0145]
步骤c，获取整车的回馈扭矩限值；
[0146]
步骤d，判断所述目标回馈扭矩是否大于所述回馈扭矩限值；
[0147]
步骤e，当所述目标回馈扭矩大于所述回馈扭矩限值时，电机按照所述回馈扭矩限值输出执行回馈扭矩，否则，电机按照所述目标回馈扭矩输出执行回馈扭矩；
[0148]
步骤f，按照执行回馈扭矩进行减速控制。
[0149]
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(ram)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram以多种形式可得，诸如静态ram(sram)、动态ram(dram)、同步dram(sdram)、双数据率sdram(ddrsdram)、增强型sdram(esdram)、同步链路(synchlink)dram(sldram)、存储器总线(rambus)直接ram(rdram)、直接存储器总线动态ram(drdram)、以及存储器总线动态ram(rdram)等。
[0150]
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0151]
以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。