一种针对极限工况下的制动控制方法、系统及存储介质与流程

本发明属于汽车制动，具体涉及一种针对极限工况下的制动控制方法、系统及存储介质。

背景技术：

1、汽车制动过程中因为制动盘与制动卡钳之间的摩擦会使得制动盘温度升高，一般是前轴轮边温升快于后轴，例如山区下长坡工况，需要长时间制动，因为摩擦材料的摩擦系数会随着温度升高而降低，导致部分驾驶工况下制动效能降低，极限情况下会出现制动失效发生交通事故。

2、现有技术中有不少专利和文献都试图解决该技术问题。

3、比如专利申请《cn109606329a一种货运车辆长下坡制动器温度监测控制装置及其控制方法》，提供了一种货运车辆长下坡制动器温度监测控制装置及其控制方法，包括，检测模块、采集模块、冷却装置和控制模块，控制模块用于根据检测模块输出判断道路信息，用于根据当前车速和安全稳定车速的关系，以及当前温度和安全温度的关系，控制冷却装置自动开启，当当前车速大于安全稳定车速，或当前温度大于安全温度时，控制模块控制冷却装置开启；检测模块与采集模块的输出端均与控制模块输入端连接，控制模块输出端与冷却装置连接。该专利申请解决了货车在长下坡制动器过热和路面附着条件的利用率不高的问题，通过制动器温度实时监测预警装置的开启和选择合适挡位，来提高货车对路面附着条件利用率，实现货车安全下坡。但是没有对各个车轮的制动力进行优化，并且货运车辆含有淋水装置，该发明提出的方法无法对乘用车进行制动控制。

4、比如专利申请《cn115163709a车辆制动热衰退识别方法、装置、设备及可读存储介质》，提供一种车辆制动热衰退识别方法、装置、设备及可读存储介质，车辆制动热衰退识别方法包括：当检测到车辆制动时，计算得到制动盘的升高温度；获得环境温度，将所述制动盘的升高温度和所述环境温度进行求和，计算得到制动盘的第一实时温度；当所述制动盘的第一实时温度大于所述环境温度时，计算得到制动盘的降低温度；将所述制动盘的第一实时温度减去所述制动盘的降低温度，计算得到制动盘的第二时温度；若所述制动盘的第二实时温度大于预设温度，则判断车辆处于制动热衰退状态。该专利申请主要是对通过对制动盘温度进行实时监测，识别车辆制动热衰退状态，而并没有针对热衰退进行相关控制。

5、很明显，现有技术缺乏一种针对极限工况下的制动控制方法，控制精度不高，且无法解决热衰退的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种针对极限工况下的制动控制方法、系统及存储介质，有效决策出各制动轮的最优制动力。

2、本发明采用的技术方案是：一种针对极限工况下的制动控制方法，包括以下步骤：

3、根据四轮制动盘温度和制动操作指令判定是否需要进行针对极限工况下的制动控制；

4、判定需要进行针对极限工况下的制动控制后，根据四轮制动盘温度、车辆可提供的最大能量回收减速度、车辆所需的制动减速度，确定当前车辆各制动轮的最优制动力。

5、上述技术方案中，根据四轮制动盘温度和制动操作指令判定是否需要进行针对极限工况下的制动控制的过程包括：当制动盘温度低于预设安全阈值时，如果接收到制动操作指令则按照常规制动控制逻辑执行；当制动盘温度等于或高于预设的安全阈值时，如果未接收到制动操作指令，则不进行后续操作，如果接收到制动操作指令则判定需要进行针对极限工况下的制动控制。

6、上述技术方案中，所述极限工况包括但不限于车辆需要长时间进行制动且制动盘温度过高的工况。

7、上述技术方案中，根据驾驶员的驾驶意图实时获取所需的制动减速度；所述制动减速度包括车辆实际提供的能量回收减速度和车辆实际提供的机械制动减速度。

8、上述技术方案中，所述驾驶员意图是通过制动踏板行程及其变化速率进行辨识的。

9、上述技术方案中，确定当前车辆各制动轮的最优制动力的过程包括：以适应度函数值最小化为优化目标，通过粒子群算法获得各车轮制动力的权值，通过所需的车轮总制动力与各车轮制动力的权值的乘积计算得到车辆各制动轮的最优制动力；所述适应度函数通过四轮制动盘温度、车辆可提供的最大能量回收减速度、车辆所需的制动减速度进行数学表征。

10、上述技术方案中，所述适应度函数f的表达式为：

11、

12、tb＝[tbfl tbfr tbrl tbrr]

13、其中，fbfl、fbfr、fbrl、fbrr表示进行制动力分配后左前轮、右前轮、左后轮、右后轮所需制动力；

14、fthbfl、fthbfr、fthbrl、fthbrr表示当前对应的制动盘温度下左前轮、右前轮、左后轮、右后轮制动盘所能提供的最大制动力；

15、λ1、λ2、λ3、λ4表示为左前轮、右前轮、左后轮、右后轮制动力预留裕度占总预留裕度的权值，λ1＝λ2＝λ3＝λ4＝0.25；

16、λbfl、λbfr、λbrl、λbrr表示为左前轮、右前轮、左后轮、右后轮的的权值；

17、tbfl、tbfr、tbrl、tbrr分别表示为左前轮、右前轮、左后轮以及右后轮当前时刻对应制动盘的温度；

18、aarmax表示车辆可提供的最大制动能量回收减速度；

19、aar表示车辆实际提供的能量回收减速度；

20、aam表示为车辆实际提供的机械制动减速度。

21、上述技术方案中，通过以下公式计算出当前制动盘温度下某一个轮x能够提供的最大制动力fthbx，x＝fl,fr,rl,rr；fl表示左前轮，fr表示右前轮，rl表示左后轮，rr表示右后轮；

22、fthbx＝μfcx×rb×f1

23、μfcx＝μbmx×sbx

24、rbx＝routx-rinx

25、f1＝spx×mpax

26、

27、其中μfcx表示当前该轮制动盘温度下，该轮制动器的摩擦系数；

28、rb表示该轮的制动器的有效半径；

29、f1表示当前该轮制动盘温度下，该轮的制动器的压力；

30、μbmx表示当前该轮制动盘温度下，该轮的制动盘材料的摩擦系数；

31、sbx表示该轮的制动器的接触面积；

32、routx表示该轮的制动器的外径；

33、rinx表示该轮的轮制动器的孔径；

34、spx表示该轮的活塞截面积；

35、mpax表示当前该轮制动盘温度下，该轮的卡钳主缸液压。

36、上述技术方案中，所述适应度函数的约束条件包括：

37、0<λbfl<1；

38、0<λbfr<1；

39、0<λbrl<1；

40、0<λbrr<1；

41、λbfl+λbfr+λbrl+λbrr＝1；

42、λbfl+λbfr≤0.6；

43、λbfl>λbrl and λbrl>λbrr，或λbfl<λbrl and λbrl<λbrr。

44、上述技术方案中，通过查表的方式获取当前制动盘的温度对应的制动压力、摩擦系数、车辆可提供的最大制动能量回收减速度。

45、上述技术方案中，当制动盘温度低于预设安全阈值时，通过风冷的方式为温度高于预设安全阈值的制动盘降温。

46、本发明提供了一种针对极限工况下的制动控制系统，包括：制动控制启动模块和制动力温度优化控制器；

47、制动控制启动模块用于根据四轮制动盘温度和制动操作指令判定是否需要进行针对极限工况下的制动控制；判定需要进行针对极限工况下的制动控制后，发送启动指令至制动力温度优化控制器；

48、制动力温度优化控制器用于根据四轮制动盘温度、车辆可提供的最大能量回收减速度、车辆所需的制动减速度，确定当前车辆各制动轮的最优制动力。

49、上述技术方案中，还包括温度传感器；所述温度传感器用于采集四轮制动盘温度，并将其发送至制动控制启动模块和制动力温度优化控制器。

50、上述技术方案中，还包括驾驶员意图识别模块；制动控制启动模块判定需要进行针对极限工况下的制动控制后，发送启动指令至驾驶员意图识别模块；驾驶员意图识别模块接收到启动指令后通过制动踏板行程及其变化速率辨识驾驶员意图，根据驾驶员的驾驶意图实时获取所需的制动减速度；所述制动减速度包括车辆实际提供的能量回收减速度和车辆实际提供的机械制动减速度。

51、上述技术方案中，还包括风冷模块；所述风冷模块用于当制动盘温度低于预设安全阈值时，通过风冷的方式为温度高于预设安全阈值的制动盘降温。

52、本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述技术方案中所述的针对极限工况下的制动控制方法。

53、本发明的有益效果是：本发明充分利用车辆实时数据，基于车轮制动盘的实时温度检测，可以降低制动摩擦系数的衰退程度，保证满足安全的制动效能。

54、进一步地，本发明基于制动盘温度和外部的制动操作指令确定是否进行针对极限工况下的制动控制，保证只有在极限工况下才启动该种控制方法，保证了车辆运行的整体稳定性。

55、进一步地，本发明能够适用于车辆需要长时间进行制动且制动盘温度过高的工况，有效保障车辆运行的安全。

56、进一步地，本发明通过驾驶员的驾驶意图实时获取所需的制动减速度，保证了控制精度，有效匹配当下的车辆运行状态。

57、进一步地，本发明提出了一种针对极限工况下的制动控制方法，设计了一种制动力温度优化控制方法，通过实时监测制动盘温度，当制动盘温度高于预设安全阈值时，制动力温度优化控制器决策出各制动轮的最优制动力。

58、进一步地，本发明提出的适应度函数和约束条件有效表征车辆的运行状态，并通过粒子种群方法求解，保证得出制动力精度。

59、进一步地，本发明通过查表的方式获取当前制动盘的温度对应的制动压力、摩擦系数、车辆可提供的最大制动能量回收减速度，使得适应度函数的求解过程充分制动盘的温度，保证得出的制动力能够适应当下的极限工况。

60、进一步地，本发明通过风冷的方式为温度高于预设安全阈值的制动盘降温，以保持车辆的行驶稳定性和安全性。