CN109130887A - 一种电制动补偿控制方法、控制装置及汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电制动补偿控制方法、控制装置及汽车。所述电制动补偿控制方法，应用于电动汽车，包括：根据电动汽车的行驶工况，计算所述电动汽车的目标需求制动力；根据所述目标需求制动力，控制制动踏板下沉的第一制动行程；结合电机最大制动力，对所述目标需求制动力进行分配。本发明的实施例，解决了电动汽车在滑行工况与单踏板工况下，电回馈制动力无法满足需求，从而影响车辆的制动减速度和制动安全性的问题。

Description

一种电制动补偿控制方法、控制装置及汽车

技术领域

本发明涉及汽车制动技术领域，尤其涉及一种电制动补偿控制方法、控制装置及汽车。

背景技术

随着社会发展，人类对汽车制动***的需求也在不断提高，不仅仅要求它能提供可靠的制动安全性，也要求它能提供更加舒适的驾驶感受和更加智能的驾驶模式。与传统真空助力不同的是，电动助力制动***不需要任何真空源，能够完美的应用到电动车上。由于采用电机实现助力功能，该***具有主动制动的功能，能作为汽车智能辅助驾驶的重要底层执行器；相比于利用液压控制单元来协助进行能量回收，该***能准确、快速、持久地控制主缸压力，能够更好地与再生制动配合工作；该***也具有失效备份功能，在发生电气故障时，人力依旧可以提供一定的制动力，保证驾驶安全。

基于上述的电动助力制动***可以实现串联式制动能量回收，即根据制动踏板开度或踏板行程解析驾驶员需求制动力，对驾驶员需求制动力进行电回馈制动和液压制动的协调分配。在电机能力、车辆稳定性、***结构限制等条件允许下最大可能的分配给电回馈制动，从而提高能量回收率；而当电回馈制动能力受限时，可以快速地进行液压制动补偿，从而保证一致的减速感和制动安全性。

为了保证纯电动车的经济性，能量回收除了上述的串联式制动能量回收(驾驶员踩下制动踏板)，还包括滑行能量回收(滑行工况：未踩下制动踏板，未踩下加速踏板)、单踏板能量回收(单踏板工况：加速踏板开度松开到一定值后)等。但是，滑行能量回收和单踏板能量回收同样会受到电回馈制动能力的影响，当电池满电、电池温度过低、电机温度过高、整车故障等情况下，电回馈制动能力无法满足滑行能量回收或单踏板能量回收的需求，从而影响车辆的制动减速度，影响驾驶舒适性和制动安全性。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种电制动补偿控制方法、控制装置及汽车，解决了电动汽车在滑行工况与单踏板工况下，电回馈制动力无法满足需求，从而影响车辆的制动减速度和制动安全性的问题。

依据本发明的一个方面，提供了一种电制动补偿控制方法，应用于电动汽车，包括：

根据电动汽车的行驶工况，计算所述电动汽车的目标需求制动力；

根据所述目标需求制动力，控制制动踏板下沉的第一制动行程；

结合电机最大制动力，对所述目标需求制动力进行分配。

可选的，根据电动汽车的行驶工况，计算所述电动汽车的目标需求制动力，包括：

在所述电动汽车处于滑行工况时，获取所述电动汽车的当前车速，根据预先设置的车速与需求制动力的关系，确定当前车速对应的第一需求制动力，作为所述目标需求制动力；

在所述电动汽车处于单踏板工况时，获取所述电动汽车的当前车速以及加速踏板的当前开度；根据预先设置的车速、加速踏板开度与需求制动力的关系，确定与所述当前车速以及当前开度对应的第二需求制动力，作为所述目标需求制动力。

可选的，根据电动汽车的行驶工况，计算所述电动汽车的目标需求制动力，还包括：

当所述电动汽车由滑行工况切换到制动工况时，获取制动踏板在切换到制动工况时的第二制动行程，根据预先设置的制动行程与需求制动力的关系，得出第二制动行程对应的第三需求制动力，并计算所述第一需求制动力与第三需求制动力的和值，作为所述目标需求制动力；

当所述电动汽车由单踏板工况切换到制动工况时，获取制动踏板在切换到制动工况时的第三制动行程，根据预先设置的制动行程与需求制动力的关系，得出第三制动行程对应的第四需求制动力，并计算所述第二需求制动力与第四需求制动力的和值，作为所述目标需求制动力。

可选的，根据所述目标需求制动力，控制制动踏板下沉的第一制动行程，包括：

根据预先设置的制动行程与需求制动力的关系，确定所述目标需求制动力对应的第一制动行程，并控制所述制动踏板下沉，直至所述制动踏板到达与初始位置之间的距离为所述第一制动行程对应的位置，所述初始位置为制动踏板的制动行程为0的位置。

可选的，结合电机最大制动力，对所述目标需求制动力进行分配，包括：

获取电机最大制动力；

若所述目标需求制动力小于或者等于所述电机最大制动力，则控制电机输出所述目标需求制动力；

若所述目标需求制动力大于所述电机最大制动力，则控制电机输出所述电机最大制动力，控制电助力制动***输出第一制动力，所述第一制动力为所述目标需求制动力与所述电机最大制动力的差值。

依据本发明的另一个方面，提供了一种电制动补偿控制装置，包括：

目标需求制动力计算模块，用于根据电动汽车的行驶工况，计算所述电动汽车的目标需求制动力；

制动踏板控制模块，用于根据所述目标需求制动力，控制制动踏板下沉的第一制动行程；

目标需求制动力分配模块，用于结合电机最大制动力，对所述目标需求制动力进行分配。

可选的，所述目标需求制动力计算模块，包括：

第一计算单元，用于在所述电动汽车处于滑行工况时，获取所述电动汽车的当前车速，根据预先设置的车速与需求制动力的关系，确定当前车速对应的第一需求制动力，作为所述目标需求制动力；

第二计算单元，用于在所述电动汽车处于单踏板工况时，获取所述电动汽车的当前车速以及加速踏板的当前开度；根据预先设置的车速、加速踏板开度与需求制动力的关系，确定与所述当前车速以及当前开度对应的第二需求制动力，作为所述目标需求制动力。

可选的，所述目标需求制动力计算模块，还包括：

第三计算单元，用于在所述电动汽车由滑行工况切换到制动工况时，获取制动踏板在切换到制动工况时的第二制动行程，根据预先设置的制动行程与需求制动力的关系，得出第二制动行程对应的第三需求制动力，并计算所述第一需求制动力与第三需求制动力的和值，作为所述目标需求制动力；

第四计算单元，用于在所述电动汽车由单踏板工况切换到制动工况时，获取制动踏板在切换到制动工况时的第三制动行程，根据预先设置的制动行程与需求制动力的关系，得出第三制动行程对应的第四需求制动力，并计算所述第二需求制动力与第四需求制动力的和值，作为所述目标需求制动力。

可选的，所述制动踏板控制模块，包括：

第一制动行程确定单元，用于根据预先设置的制动行程与需求制动力的关系，确定所述目标需求制动力对应的第一制动行程；

第一制动行程控制单元，用于控制所述制动踏板下沉，直至所述制动踏板到达与初始位置之间的距离为所述第一制动行程对应的位置，所述初始位置为制动踏板的制动行程为0的位置。

可选的，所述目标需求制动力分配模块，包括：

电机最大制动力获取单元，用于获取电机最大制动力；

第一分配单元，用于在所述目标需求制动力小于或者等于所述电机最大制动力时，控制电机输出所述目标需求制动力；

第二分配单元，用于在所述目标需求制动力大于所述电机最大制动力时，控制电机输出所述电机最大制动力，控制电助力制动***输出第一制动力，所述第一制动力为所述目标需求制动力与所述电机最大制动力的差值。

依据本发明的另一个方面，提供了一种汽车，包括所述的电制动补偿控制装置。

本发明的实施例的有益效果是：

发明的实施例提供了一种电制动补偿控制方法、控制装置及汽车，当电动汽车处于滑行工况或者单踏板工况，所述电机最大制动力不满足制动需求时，通过所述电助力制动***进行相关补偿，来满足制动需求，从而提供同样的减速度，保证制动安全。此外，当电动汽车由滑行工况或者单踏板工况向制动工况切换时，将滑行工况或者单踏板工况制动力与制动工况制动力进行叠加，避免了制动空行程的产生，保证了驾驶的舒适性。本实施例方案易实施，在现有制动能量回收的基础上，不用改变任何接口和硬件，节约成本。

附图说明

图1表示本发明实施例的串联式制动能量回收***的结构框图；

图2表示本发明实施例的电制动补偿控制方法的流程图；

图3表示本发明实施例的电制动补偿控制方法的需求制动力分析图之一；

图4表示本发明实施例的电制动补偿控制方法的需求制动力分析图之二；

图5表示本发明实施例的电制动补偿控制方法的需求制动力分析图之三；

图6表示本发明实施例的电制动补偿控制装置的结构框图；

图7为制动力分配曲线示意图；

图8为本发明实施例电制动补偿控制方法的制动力分配约束区域关键点示意图；

图9为本发明实施例电制动补偿控制方法的制动力分配约束区域示意图之一；

图10为本发明实施例制电制动补偿控制方法的制动力分配约束区域示意图之二；

图11为本发明实施例制电制动补偿控制方法的制动力分配约束区域示意图之三。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本发明的实施例提供了一种电制动补偿控制方法，应用于配备电助力***的电动汽车，所述方法在现有的串联式能量回收***上即可实现，不用增加或者改变任何硬件设施。

如图1所示，所述串联式制动能量回收***设置于整车控制器，所述串联式制动能量回收***包括需求制动力解析模块、电机最大制动能力计算模块和制动力协调分配模块三部分。其中，所述需求制动力解析模块包括基于制动踏板位移的需求制动力解析和滑行能量回收需求制动力/单踏板能量回收需求制动力解析；所述电机最大制动力计算模块包括对电***能力的解析、液压协调控制能力的解析、最大电制动上限的解析和车速限制的解析；所述制动力协调分配模块包括对电制动和液压制动的计算。所述串联式制动能量回收***与电机制动器、电助力制动***、电池控制器进行相关信号交互。

本实施例所述电制动补偿控制方法则是依托所述串联式制动能量回收***的功能框架而进行的。

如图2所示，所述电制动补偿控制方法，包括：

步骤21、根据电动汽车的行驶工况，计算所述电动汽车的目标需求制动力。

具体的，步骤21包括：

步骤211、在所述电动汽车处于滑行工况时，获取所述电动汽车的当前车速，根据预先设置的车速与需求制动力的关系，确定当前车速对应的第一需求制动力，作为所述目标需求制动力。

本实施例中，所述滑行工况是指电动汽车在行驶过程中，驾驶员未踩下制动踏板且未踩下加速踏板的工作情况。当车辆处于所述滑行工况时，车辆处于驱动向制动转换的状态，此时对车辆进行制动，可以为驾驶员提供舒适的驾驶感受。此外，基于所述滑行工况的制动能量回收，可以提高车辆的制动能量回收效率。

如图3所示，所述滑行工况的需求制动力为第一需求制动力，所述第一需求制动力与所述滑行工况的车速有相应对应关系。根据所述对应关系，即可获取在所述车速下的第一需求制动力，所述第一需求制动力作为所述滑行工况的所述目标需求制动力。

步骤212、在所述电动汽车处于单踏板工况时，获取所述电动汽车的当前车速以及加速踏板的当前开度；根据预先设置的车速、加速踏板开度与需求制动力的关系，确定与所述当前车速以及当前开度对应的第二需求制动力，作为所述目标需求制动力。

本实施例中，所述单踏板工况是指车辆在行驶过程中，驾驶员松开加速踏板至一定值以后的工作情况。当车辆处于单踏板工况时，车辆处于开始减速的状态，此时对车辆进行制动，可以为驾驶员提供舒适的驾驶感受。此外，基于所述单踏板工况的制动能量回收，可以提高车辆的制动能量回收效率。

如图3所示，所述单踏板工况的需求制动力为第二需求制动力，所述第二需求制动力与所述单踏板工况的车速以及加速踏板开度有相应对应关系。根据所述对应关系，即可获取在所述车速以及加速踏板开度下的第二需求制动力，所述第二需求制动力作为所述单踏板工况的所述目标需求制动力。

优选的，所述步骤21还包括：

步骤213、当所述电动汽车由滑行工况切换到制动工况时，获取制动踏板在切换到制动工况时的第二制动行程，根据预先设置的制动行程与需求制动力的关系，得出第二制动行程对应的第三需求制动力，并计算所述第一需求制动力与第三需求制动力的和值，作为所述目标需求制动力。

本实施例中，所述制动工况是指车辆在行驶过程中，驾驶员踩下制动踏板的工作情况。当车辆处于制动工况时，车辆处于制动的状态。如图3所示，所述制动工况的需求制动力为第三需求制动力，所述第三需求制动力与所述制动工况的制动踏板位移有相应对应关系。根据所述对应关系，即可获取在所述制动踏板位移下的第三需求制动力，所述第三需求制动力作为所述制动工况的所述目标需求制动力。

如图4所示，当所述电动汽车由滑行工况切换到制动工况时，所述目标需求制动力为所述第一需求制动力与所述第三需求制动力的之和。所述第一需求制动力与所述第三需求制动力的叠加，避免了制动空行程感，即制动踏板踩下但制动力未增加的感觉，进而保证了制动安全。

步骤214、当所述电动汽车由单踏板工况切换到制动工况时，获取制动踏板在切换到制动工况时的第三制动行程，根据预先设置的制动行程与需求制动力的关系，得出第三制动行程对应的第四需求制动力，并计算所述第二需求制动力与第四需求制动力的和值，作为所述目标需求制动力。

如图5所示，当所述电动汽车由滑行工况切换到制动工况时，所述目标需求制动力为所述第二需求制动力与所述第三需求制动力的之和。所述第二需求制动力与所述第三需求制动力的叠加，避免了制动空行程感，即制动踏板踩下但制动力未增加的感觉，进而保证了制动安全。

步骤22、根据所述目标需求制动力，控制制动踏板下沉的第一制动行程。

具体的，步骤22包括：

根据预先设置的制动行程与需求制动力的关系，确定所述目标需求制动力对应的第一制动行程，并控制所述制动踏板下沉，直至所述制动踏板到达与初始位置之间的距离为所述第一制动行程对应的位置，所述初始位置为制动踏板的制动行程为0的位置。

具体的，所述需求制动力经过第一预设系数，转换得到制动行程。所述第一预设系数的理论值计算，基于轮缸直径、制动器制动半径、制动器效能系数、车轮半径等，同时需要结合实际情况在理论值的基础上进行标定得到。

本实施例，根据所述目标需求制动力以及所述第一预设系数，计算得到所述第一制动行程。整车控制器将所述第一制动行程发给电助力制动***。在制动工况时，驾驶员直接踩下制动踏板，在滑行工况时或单踏板工况时，电助力制动***根据所述第一制动行程控制制动踏板由初始位置下沉至第一制动行程，所述初始位置为制动踏板的制动行程为0的位置。

本实施例，根据所述目标需求制动力，控制所述制动踏板下沉相应的所述第一制动行程，保证了制动与减速感的一致性，提高了驾驶感受，从而保证了制动安全。

步骤23、结合电机最大制动力，对所述目标需求制动力进行分配。

具体的，步骤23包括：

步骤231、获取电机最大制动力。

电机最大制动能力主要受电***能力、液压协调控制能力、最大电制动上限、车速限制等因素的影响，具体如下：

电***能力：电池最大放电功率的限制，主要受电池SOC、温度等因素影响；电机外特性的限制，这个与电机类型选择有关；电机最大回收扭矩的限制，主要受电机温度、电机控制器温度等因素影响。

液压协调控制能力：主要考虑电助力制动***调节液压或踏板补偿的能力(电制动时，虚拟液压压强和目标液压压强是不相等的，电助力制动***在保证踏板感的基础上控制实现目标液压压强)。

最大电制动上限能力：考虑安全性等因素，电制动最大能力为0.3g(可标定)减速度对应的最大扭矩；

车速限制：考虑回收经济性以及避免堵转发生，电机转速小于预设转速时的电机最大制动能力为0。

对上述的能力进行取小(绝对值的取小)，即可得到电机最大制动能力(电机最大制动扭矩)，并将其转换为电机最大制动力。

步骤232、若所述目标需求制动力小于或者等于所述电机最大制动力，则控制电机输出所述目标需求制动力。

本实施例，所述目标需求制动力小于或者等于所述电机最大制动力，则表明电制动能力满足制动需求，则控制电机输出所述目标需求制动力。

具体的，所述目标需求制动力经过第二预设系数转换，得到电制动扭矩，发送给电机控制器，从而输出所述目标需求制动力。其中，所述第二预设系数的理论值计算基于传动比、轮胎半径、传动效率等，同时需要结合实际情况在理论值的基础上进行标定得到。

步骤233、若所述目标需求制动力大于所述电机最大制动力，则控制电机输出所述电机最大制动力，控制电助力制动***输出第一制动力，所述第一制动力为所述目标需求制动力与所述电机最大制动力的差值。

本实施例，所述目标需求制动力大于所述电机最大制动力，则表明电制动能力不满足制动需求，则控制电机输出所述电机最大制动力，控制电助力制动***输出第一制动力，从而在所述电制动能力不满足制动需求时，保证相同的输出制动力，从而保证相同的减速感，进而保证制动安全。

具体的，所述电机最大制动力经过第二预设系数转换，得到电制动扭矩，发送给电机控制器，从而输出所述电机最大制动力；所述第一制动力经过所述第一预设系数转换，得到目标液压压强，发送给所述电助力制动***。从而输出所述第一制动力。

综上所述，制动力分配的具体方式如下：

请参照表1，表1为单工况的目标需求制动力分配情况。

表1

如表1所示，滑行工况时，根据目标需求制动力F1控制制动踏板下沉第一制动行程S1，而无论电机最大制动能力和目标需求制动力的大小关系如何变化(表格中的情形分析)，均保证制动踏板下沉的行程是不变的。电机制动能力和目标需求制动力的大小关系变化时，通过电助力制动***去实现液压制动力的调节，从而保证制动***输出所述目标需求制动力。

单踏板工况时，根据目标需求制动力F2控制制动踏板下沉第一制动行程S2，而无论电机最大制动能力和目标需求制动力的大小关系如何变化(表格中的情形分析)，均保证制动踏板下沉的行程是不变的。电机制动能力和目标需求制动力的大小关系变化时，通过电助力制动***去实现液压制动力的调节，从而保证制动***输出所述目标需求制动力。

请参照表2和表3，表2为车辆由滑行工况切换到制动工况的目标需求制动力分配情况计算，表3为车辆由滑行工况切换到制动工况的目标需求制动力分配情况。

表2

表3

如表2和表3所示，滑行工况时，根据目标需求制动力F1控制制动踏板下沉第一制动行程S1；滑行工况切换到制动工况时，所述目标需求制动力为制动工况的需求制动力和滑行工况的需求制动力的和值F3+F1，对应的制动踏板行程是S3+S1。而无论电机最大制动能力和目标需求制动力的大小关系如何变化(表格中的情形分析)，均保证制动踏板的行程是不变的。电机制动能力和目标需求制动力的大小关系变化时，通过电助力制动***去实现液压制动力的调节，从而保证制动***输出所述目标需求制动力。

同样，单踏板工况切换至制动工况时，所述目标需求制动力为制动工况的需求制动力和滑行工况的需求制动力的和值F3+F2，对应的制动踏板行程是S2+S3。而无论电机最大制动能力和目标需求制动力的大小关系如何变化(表格中的情形分析)，均保证制动踏板的行程是不变的。电机制动能力和目标需求制动力的大小关系变化时，通过电助力制动***去实现液压制动力的调节，从而保证制动***输出所述目标需求制动力。

本实施例提供了一种电制动补偿控制方法，当电动汽车处于滑行工况或者单踏板工况，所述电机最大制动力不满足制动需求时，通过所述电助力制动***进行相关补偿，来满足制动需求，从而提供同样的减速感，保证制动安全。此外，当电动汽车由滑行工况或者单踏板工况切换至制动工况时，将滑行工况或者单踏板工况制动力与制动工况制动力进行叠加，避免了制动空行程感的产生，保证了驾驶的舒适性。本实施例方案易实施，在现有制动能量回收的基础上，不用改变任何接口和硬件，节约成本。

本发明的实施例还提供了一种电制动补偿控制装置，如图6所示，包括：

目标需求制动力计算模块61，用于根据电动汽车的行驶工况，计算所述电动汽车的目标需求制动力。

具体的，所述目标需求制动力计算模块61，包括：

第一计算单元，用于在所述电动汽车处于滑行工况时，获取所述电动汽车的当前车速，根据预先设置的车速与需求制动力的关系，确定当前车速对应的第一需求制动力，作为所述目标需求制动力。

第二计算单元，用于在所述电动汽车处于单踏板工况时，获取所述电动汽车的当前车速以及加速踏板的当前开度；根据预先设置的车速、加速踏板开度与需求制动力的关系，确定与所述当前车速以及当前开度对应的第二需求制动力，作为所述目标需求制动力。

具体的，所述目标需求制动力计算模块61，还包括：

第三计算单元，用于在所述电动汽车由滑行工况切换到制动工况时，获取制动踏板在切换到制动工况时的第二制动行程，根据预先设置的制动行程与需求制动力的关系，得出第二制动行程对应的第三需求制动力，并计算所述第一需求制动力与第三需求制动力的和值，作为所述目标需求制动力；

第四计算单元，用于在所述电动汽车由单踏板工况切换到制动工况时，获取制动踏板在切换到制动工况时的第三制动行程，根据预先设置的制动行程与需求制动力的关系，得出第三制动行程对应的第四需求制动力，并计算所述第二需求制动力与第四需求制动力的和值，作为所述目标需求制动力。

制动踏板控制模块62，用于根据所述目标需求制动力，控制制动踏板下沉的第一制动行程。

具体的，所述制动踏板控制模块62，包括：

第一制动行程确定单元，用于根据预先设置的制动行程与需求制动力的关系，确定所述目标需求制动力对应的第一制动行程；

第一制动行程控制单元，用于控制所述制动踏板下沉，直至所述制动踏板到达与初始位置之间的距离为所述第一制动行程对应的位置，所述初始位置为制动踏板的制动行程为0的位置。

目标需求制动力分配模块63，用于结合电机最大制动力，对所述目标需求制动力进行分配。

具体的，所述目标需求制动力分配模块63，包括：

电机最大制动力获取单元，用于获取电机最大制动力；

第一分配单元，用于在所述目标需求制动力小于或者等于所述电机最大制动力时，控制电机输出所述目标需求制动力；

第二分配单元，用于在所述目标需求制动力大于所述电机最大制动力时，控制电机输出所述电机最大制动力，控制电助力制动***输出第一制动力，所述第一制动力为所述目标需求制动力与所述电机最大制动力的差值。

本实施例提供了一种电制动补偿控制装置，当电动汽车处于滑行工况或者单踏板工况，所述电机最大制动力不满足制动需求时，通过所述电助力制动***进行相关补偿，来满足制动需求，从而提供同样的减速感，保证制动安全。此外，当电动汽车由滑行工况或者单踏板工况切换至制动工况时，将滑行工况或者单踏板工况制动力与制动工况制动力进行叠加，避免了制动空行程感的产生，保证了驾驶的舒适性。

本发明实施例还提供了一种汽车，包括所述的电制动补偿控制装置。

以上所述的是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。

为了更好的帮助理解本发明实施例的上述方案，下面对本发明涉及的相关技术进行介绍：

一、关于电机最大制动力的计算。

本发明实施例的上述方案中仅对电机最大制动力的影响因素进行了相关介绍，未对电机最大制动力的计算进行详细介绍，下面将结合所述影响因素对所述电机最大制动力的计算进行介绍。

所述电机最大制动力的计算包括以下步骤：

步骤7、根据电***、电助力制动***、电动汽车自身以及车速的能力限制条件，确定电机最大制动力。

这里，电***包括：电池、电机、电池控制器和电机控制器。电动汽车自身指的是电动汽车的重力G。

具体的，步骤7包括：

步骤71、根据电***的制动力限制参数，计算得到电机最大限制制动力F_{mot_max}。

具体的，步骤71包括：

步骤711，根据电池最大充电功率、电机当前转速以及电机效率，确定电池最大允许回馈扭矩T_{batt_max}。

这里，具体的，获取电池的荷电状态(State of Charge，简称SOC)和电池温度；根据所述电池的荷电状态和所述电池温度，确定电池最大充电功率。

需要说明的是，根据公式：电池最大允许回馈扭矩T_{batt_max}＝电池最大充电功率*9550/(电机当前转速*电机效率)，得到电机最大允许回馈扭矩。

步骤712，基于电机外特性曲线，确定电机最大允许回馈扭矩T_{mot_max}。

需要说明的是，电机外特性曲线用于反映电机的转速、扭矩以及功率三者相互间的关系。

步骤713，获取电机控制器当前允许的最大制动限制扭矩T_{mot_con_max}以及电机温度限制下的电机最大输出扭矩T_{mot_out_max}。

这里，通过温度传感器获得电机温度。其中，根据电机零部件的温度特性确定电机温度对输出扭矩的限制。

步骤714，根据T_{recmot_max}＝Min(Abs(T_{batt_max}),Abs(T_{mot_max}),Abs(T_{mot_con_max}),Abs(T_{mot_out_max}))，确定电机最大回收限制扭矩T_{recmot_max}。

需要说明的是，本步骤通过取T_{batt_max}、T_{mot_max}、T_{mot_con_max}以及T_{mot_out_max}绝对值的最小值，确定电机最大回收限制扭矩。

步骤72，获取电助力制动***的最大制动力协调能力值N_{boost_max}、电动汽车的最大电制动力F_{ev_max}以及车速在预设范围内时对应的标定制动力F_{v_lim}。

这里，电助力制动***基于该***自身的结构尺寸、电机能力、是否有故障限制等因素，计算电助力制动***的最大液压调节能力，即最大制动力协调能力值。它直接决定了电机制动力的能力。电助力制动***需将该最大制动力协调能力值发送至整车控制器。

需要说明的是，对日常用车习惯进行调查分析得到，90％左右的制动强度均小于0.3g(g取9.8m/s²)，同时考虑车辆制动安全性，即制动强度大于0.3g后车辆打滑或失稳的风险增大，此时电制动介入过多，液压制动介入过少的话，电制动失效时制动安全性不能保证，所以本发明电制动的最大能力为0.3g，而0.3g对应的制动力即为0.3*G(G为电动汽车的重力)，也就是，F_{ev_max}＝0.3*G。

还需说明的是，考虑车速低于一定值或者车辆静止时，电机制动应该退出，防止电机发生堵转，可根据实车进行标定得到对应的标定制动力F_{v_lim}。

步骤73，根据F_{recup_max}＝Min(Abs(F_{mot_max}),Abs(N_{boost_max}),F_{ev_max},F_{v_lim})，得到电机最大制动力F_{recup_max}。

二、关于目标需求制动力分配的计算。

本发明实施例的上述方案中仅对目标需求制动力分配的方式进行了介绍，未对目标需求制动力分配的计算进行详细介绍，下面将结合所述目标需求制动力分配的方式，对所述目标需求制动力分配的计算进行介绍。

所述目标需求制动力分配的计算，包括以下步骤：

步骤81，根据前轴制动力与后轴制动力之间不同的预设对应关系，确定用于制动力分配的判断阈值。

需要说明的是，使用不同的制动力分配曲线以表征前轴制动力与后轴制动力之间不同的预设对应关系。

优选的，制动力分配曲线包括：基于ECE制动法规的制动力分配线、理想制动力分配线(即I曲线)、固定比例的制动力分配线(即β线)以及地面附着系数为同步附着系数时的f线。

需要说明的是，基于ECE制动法规的制动力分配线包括：ECE制动法规上边界曲线和ECE制动法规下边界曲线。这里，ECE制动法规下边界曲线被应用到本发明中。

其中，图7中横轴坐标表示前轴制动力，纵轴坐标表示后轴制动力。这里，在车辆所有载荷状态下，当制动强度z处于0.15到0.80之间时，后轴利用附着系数曲线不应位于前轴的上方；当利用附着系数k在0.2到0.80之间时，制动强度z≥0.1+0.7(k-0.2)。ECE法规要求可由利用附着系数表示为：

对上述公式(1)进行推导，可得：

需要说明的是，公式(1)中，k_f用于表示前轴利用附着系数；k_r用于表示后轴利用附着系数；z用于表示制动强度。

公式(2)中，对应图7中的A线，也就是理想制动力分配曲线(I曲线)；对应图7中的B线，也就是ECE制动法规下边界曲线；

对应图7中的C线，也就是ECE制动法规上边界曲线。

其中，F_f用于表示前轴总制动力；F_r用于表示后轴总制动力；a用于表示电动汽车的重心到前轴的距离；b用于表示电动汽车的重心到后轴的距离；h_g用于表示电动汽车的重心高度；L用于表示前后轴间的轴距。

需要说明的是，在z＝0.1～0.52时，B线限制前轴制动力的最大值，C线限制前轴制动力的最小值。

需要说明的是，在目标所需制动力分配时，本发明主要考虑以下方面的约束。

a)为了防止后轴抱死发生危险的侧滑，汽车制动***的实际前、后轴制动力分配线(即固定比例的制动力分配线，β线)应总是理想制动力分配线(图4中A线)的下方；

b)为了尽可能多的电制动，本发明实施例在满足制动法规(ECE法规)条件下，设计和控制将遵循总制动力尽可能多地分配在前轮的准则。也就是说，总制动力分布将遵循由ECE法规约定的最大前轴制动力曲线(即最小后制动力)，也就是ECE制动法规下边界曲线，如图7中的B曲线；

c)f线组是指后轮没有抱死，在各种地面附着系数值路面上前轮抱死时的前后地面制动力关系曲线，本发明选取地面附着系数为同步附着系数时的f线作为边界线。

根据上述原则，设定所述目标所需制动力分配约束在ABCDA的区域内，如图8所示。其中，A点即为坐标零点，具体的，步骤81包括：

步骤811，基于ECE制动法规下边界曲线，将后轴制动力为零时所对应的前轴制动力确定为第一判断阈值，所述ECE制动法规下边界曲线用于表征前轴制动力与后轴制动力之间的第一预设对应关系。

这里，第一判断阈值即为图中的ECE制动法规下边界曲线B线与横轴的交点B。

具体的计算过程如下：

根据公式(2)中结合公式(3)F_t＝F_f+F_r，得到公式(4)

本发明实施例忽略电动汽车的滚动阻力、空气阻力、旋转质量产生的惯性阻力等，只考虑制动力，那么可以直接将制动强度与制动需求扭矩进行转换，即F_t＝G×z，则公式(4)可推导为：

对于交点B，有F_{t_B}＝F_{f_B}，故可根据公式(5)得到交点B的需求制动力，该需求制动力即为第一判断阈值。

步骤812，将所述ECE制动法规下边界曲线与地面附着系数为同步附着系数时的f线的交点所对应的前轴制动力与后轴制动力之和，确定为第二判断阈值，所述f线用于表征前轴制动力与后轴制动力之间的第二预设对应关系；

这里，对应图7中f线组对应的数学表达式：可得时的f线对应的公式(6)为：

根据公式(5)和公式(6)，结合公式(3)F_t＝F_f+F_r，即可算的ECE制动法规下边界曲线与地面附着系数为同步附着系数时的f线的交点即图8中交点C的需求制动力，即交点C处的前轴制动力与后轴制动力之和。

步骤813，根据所述同步附着系数以及电动汽车的重力，确定第三判断阈值；其中，所述第三判断阈值大于所述第二判断阈值，所述第二判断阈值大于所述第一判断阈值。

这里，对于前后制动器制动力比例为固定值的车辆(即β线，参见图7)，改固定分配比值仅取决于制动***的设计，如前后轮上液压制定分泵缸的直径，与车辆参数毫无关系。β定义为前制动器制动力与汽车制动器制动力的比值，计算公式为：

其中，D_f用于表示前轮制动轮缸直径；D_r用于表示后轮制动轮缸直径；p_f用于表示前轮制动压强；p_r用于表示后轮制动压强。

β线与理想制动力分配曲线(I曲线，图8中的A线)交点D处的附着系数为同步附着系数所对应的制动减速度成为临界减速度(前后轮同时抱死时达到的最大减速度)。同步附着系数是由汽车结构参数决定的，直接反映汽车制动性能的一个参数。其中，

所以，交点D即是值为时的点，则第三判断阈值为：

步骤82，根据所述目标需求制动力、所述电机最大制动力和所述判断阈值，确定电机需求制动力。

这里，通过将所述目标需求制动力与判断阈值进行比较，以及目标需求制动力与电机最大制动力进行比较，确定电机制动力。

结合图8，步骤82包括：

步骤821，若所述目标需求制动力大于0且小于或者等于所述第一判断阈值，则判断所述电机最大制动力是否大于或者等于所述目标需求制动力；

这里，若是，则执行步骤822；若否，则执行步骤823。

需要说明的是，若目标需求制动力F_t大于0且小于或者等于所述第一判断阈值，即0＜F_t≤F_{t_B}，说明是较小需求制动力的分配，也就是需求制动力小于B点对应的制动力，如图9中黑色粗线区域(三角形区域)。

步骤822，若是，则确定电机制动力为所述目标需求制动力。

这里，该步骤中，电机最大制动力大于或者等于目标需求制动力，即F_{recup_max}≥F_t；那么，需求制动力全部由电制动提供，也就是说，电机制动力F_{recup_req}＝F_t。

步骤823，若否，则确定电机制动力为所述电机最大制动力。

需说明的是，该步骤中，电机最大制动力小于目标需求制动力，即F_{recup_max}＜F_t；则说明纯电制动无法满足目标需求制动力，需要液压制动加以辅助，也就是电液制动，所以，电机制动力F_{recup_req}＝F_{recup_max}；剩余的目标需求制动力通过液压制动实现。

结合图8，步骤82还包括：

步骤824，若所述目标需求制动力大于所述第一判断阈值且小于或者等于所述第二判断阈值，则根据所述ECE制动法规下边界曲线以及所述目标需求制动力，确定第一电机制动力；

这里，需要说明的是，若目标需求制动力F_t大于所述第一判断阈值且小于或者等于所述第二判断阈值，即F_{t_B}＜F_t≤F_{t_C}，说明是中等需求制动力的分配，如图10中黑色粗线区域(四边形区域)。此时，受ECE法规线限制，无纯电制动。

需要说明的是，同一需求制动力线上，即图9中的等强度线，总的需求制动力是固定的。

假设当前驾驶员总的需求制动力F_t与ECE制动法规下边界曲线(图6中B线)交点为F，如图10所示，对于横坐标小于F点的分配点，如G点，后轴制动力变大，前轴制动力变小，而后轴制动力变大即对应后轴液压制动力变大，前轴液压制动力也变大，因此前轴电机制动力就会变小。所以，同一需求制动力下，F点是电制动奉献比例相对最大的点，即该步骤中需确定的第一电机制动力。

所以，电制动能力允许的条件下，遵循或者靠近ECE制动法规下边界曲线进行协调分配；电制动能力受限的条件下，远离ECE制动法规下边界曲线而靠近固定比例的制动力分配线(β线)进行协调分配。

因此，求得F点处的电机制动力即可。具体的计算过程如下：

设驾目标需求制动力为F_{t_F}，对应F点的横坐标F_{f_F}(前轴制动力)；对应F点的纵坐标F_{r_F}(后轴制动力)，则总制动力为前轴制动力和后轴制动力之和，即F_{t_F}＝F_{f_F}+F_{r_F}。

根据公式(5)得到：

其中，已知目标需求制动力为F_{t_F}，则可根据公式(7)得到F_{f_F}和F_{r_F}。

这里，F点后轴制动力即为后轴液压制动力，即N_{r_F}＝F_{r_F}。

根据后轴液压制动力确定制动主缸压强，即：根据制动主缸压强得到前轴液压制动力，即最后，总的需求制动力减去前后轴液压制动力即为F点的处的电机需求制动力，也为前轴总制动力减去前轴液压制动力，即第一电机制动力F_{recup_F}＝F_{t_F}-N_{r_F}-N_{f_F}＝F_{f_F}-N_{f_F}。

步骤825，判断所述电机最大制动力是否大于或者等于所述第一电机制动力。

这里，若是，则执行步骤826；若否，则执行步骤827。

步骤826，若是，则确定电机制动力为所述第一电机制动力。

需要说明的是，电机最大制动力大于或者等于所述第一电机制动力，即F_{recup_max}≥F_{recup_F}，表明在电制动能力允许的范围内，沿ECE制动法规下边界曲线分配，所以，电机制动力F_{recup_req}＝F_{recup_F}。

步骤827，若否，则确定电机制动力为所述电机最大制动力。

需要说明的是，电机最大制动力小于所述第一电机制动力，即F_{recup_max}＜F_{recup_F}，表明电制动能力受限，也就是说制动分配不能再按F点进行分配，需向E点方向进行移动，也就是偏离ECE制动法规下边界曲线分配。所以，电机制动力为电机最大制动力，即F_{recup_req}＝F_{recup_max}。

结合图8，步骤82还包括：

步骤828，若所述目标需求制动力大于所述第二判断阈值且小于或者等于所述第三判断阈值，则根据地面附着系数为同步附着系数时的f线以及所述目标需求制动力，确定第二电机制动力。

这里，需要说明的是，若目标需求制动力F_t大于所述第二判断阈值且小于或者等于所述第三判断阈值，即F_{t_C}＜F_t≤F_{t_D}，说明是较大需求制动力的分配，如图11中黑色粗线区域(三角形区域)，此时，受f线的限制。

需要说明的是，同一需求制动力线上，即图11中的等强度线，总的需求制动力是固定的，其制动力协调分配思路同上述F点，也就是，在制动能力允许的条件下，遵循或者靠近f线进行协调分配；电制动能力受限的条件下，远离f线而靠近固定比例的制动力分配线(β线)进行协调分配，这里不再赘述。

假设当前目标需求制动力F_t与地面附着系数为同步附着系数时的f线的交点为H，如图11所示，求得H点处的电机制动力即可。具体的计算过程如下：

设驾目标需求制动力为F_{t_H}，对应H点的横坐标F_{f_H}(前轴制动力)；对应H点的纵坐标F_{r_H}(后轴制动力)，则总制动力为前轴制动力和后轴制动力之和，即F_{t_H}＝F_{f_H}+F_{r_H}。

根据公式(6)，可得到时的f线对应的公式(8)为：

其中，已知目标需求制动力为F_{t_H}，则可根据公式(8)得到F_{f_H}和F_{r_H}。

参见F点计算公式，可得到F_{recup_H}。

步骤829，判断所述电机最大制动力是否大于或者等于所述第二电机制动力；

这里，若是，则执行步骤82_10；若否，则执行步骤82_11。

步骤82_10，若是，则确定电机制动力为所述第二电机制动力；

需要说明的是，电机最大制动力大于或者等于第二电机制动力，即F_{recup_max}≥F_{recup_H}，表明在电制动能力允许的范围内，制动力分配即可按照H点进行分配，即沿f线分配，H点的电机制动力即为输出的电机制动力。所以，电机制动力F_{recup_req}＝F_{recup_F}。

步骤82_11，若否，则确定电机制动力为所述电机最大制动力。

需要说明的是，电机最大制动力小于第二电机制动力，即F_{recup_max}＜F_{recup_H}，表明电制动能力受限，也就是说制动分配不能再按H点进行分配，也就是偏离f线分配。所以，电机制动力为电机最大制动力，即F_{recup_req}＝F_{recup_max}。

结合图8，步骤82还包括：

步骤82_12，若所述目标需求制动力大于所述第三判断阈值，则确定电机制动力为0。

需要说明的是，若目标需求制动力F_t大于所述第三判断阈值即F_{t_D}＜F_t，说明是极大需求制动力的分配，此时电制动退出，即F_{recup_req}＝0。

需进一步说明的是，在极大需求制动力的情况下，电动汽车的防抱死***ABS激活，从而电制动退出，为保证信号的平稳性，实现各工况的功能，优选的，电机制动扭矩按照最大梯度退出，即F_{recup_req}＝0。

Claims (11)

1.一种电制动补偿控制方法，应用于电动汽车，其特征在于，包括：

根据电动汽车的行驶工况，计算所述电动汽车的目标需求制动力；

根据所述目标需求制动力，控制制动踏板下沉的第一制动行程；

结合电机最大制动力，对所述目标需求制动力进行分配。

2.根据权利要求1所述的电制动补偿控制方法，其特征在于，根据电动汽车的行驶工况，计算所述电动汽车的目标需求制动力，包括：

在所述电动汽车处于滑行工况时，获取所述电动汽车的当前车速，根据预先设置的车速与需求制动力的关系，确定当前车速对应的第一需求制动力，作为所述目标需求制动力；

在所述电动汽车处于单踏板工况时，获取所述电动汽车的当前车速以及加速踏板的当前开度；根据预先设置的车速、加速踏板开度与需求制动力的关系，确定与所述当前车速以及当前开度对应的第二需求制动力，作为所述目标需求制动力。

3.根据权利要求2所述的电制动补偿控制方法，其特征在于，根据电动汽车的行驶工况，计算所述电动汽车的目标需求制动力，还包括：

当所述电动汽车由滑行工况切换到制动工况时，获取制动踏板在切换到制动工况时的第二制动行程，根据预先设置的制动行程与需求制动力的关系，得出第二制动行程对应的第三需求制动力，并计算所述第一需求制动力与第三需求制动力的和值，作为所述目标需求制动力；

当所述电动汽车由单踏板工况切换到制动工况时，获取制动踏板在切换到制动工况时的第三制动行程，根据预先设置的制动行程与需求制动力的关系，得出第三制动行程对应的第四需求制动力，并计算所述第二需求制动力与第四需求制动力的和值，作为所述目标需求制动力。

4.根据权利要求1所述的电制动补偿控制方法，其特征在于，根据所述目标需求制动力，控制制动踏板下沉的第一制动行程，包括：

根据预先设置的制动行程与需求制动力的关系，确定所述目标需求制动力对应的第一制动行程，并控制所述制动踏板下沉，直至所述制动踏板到达与初始位置之间的距离为所述第一制动行程对应的位置，所述初始位置为制动踏板的制动行程为0的位置。

5.根据权利要求1至3任一项所述的电制动补偿控制方法，其特征在于，结合电机最大制动力，对所述目标需求制动力进行分配，包括：

获取电机最大制动力；

若所述目标需求制动力小于或者等于所述电机最大制动力，则控制电机输出所述目标需求制动力；

若所述目标需求制动力大于所述电机最大制动力，则控制电机输出所述电机最大制动力，控制电助力制动***输出第一制动力，所述第一制动力为所述目标需求制动力与所述电机最大制动力的差值。

6.一种电制动补偿控制装置，其特征在于，包括：

目标需求制动力计算模块，用于根据电动汽车的行驶工况，计算所述电动汽车的目标需求制动力；

制动踏板控制模块，用于根据所述目标需求制动力，控制制动踏板下沉的第一制动行程；

目标需求制动力分配模块，用于结合电机最大制动力，对所述目标需求制动力进行分配。

7.根据权利要求6所述的电制动补偿控制装置，其特征在于，所述目标需求制动力计算模块，包括：

第一计算单元，用于在所述电动汽车处于滑行工况时，获取所述电动汽车的当前车速，根据预先设置的车速与需求制动力的关系，确定当前车速对应的第一需求制动力，作为所述目标需求制动力；

第二计算单元，用于在所述电动汽车处于单踏板工况时，获取所述电动汽车的当前车速以及加速踏板的当前开度；根据预先设置的车速、加速踏板开度与需求制动力的关系，确定与所述当前车速以及当前开度对应的第二需求制动力，作为所述目标需求制动力。

8.根据权利要求7所述的电制动补偿控制装置，其特征在于，所述目标需求制动力计算模块，还包括：

第三计算单元，用于在所述电动汽车由滑行工况切换到制动工况时，获取制动踏板在切换到制动工况时的第二制动行程，根据预先设置的制动行程与需求制动力的关系，得出第二制动行程对应的第三需求制动力，并计算所述第一需求制动力与第三需求制动力的和值，作为所述目标需求制动力；

第四计算单元，用于在所述电动汽车由单踏板工况切换到制动工况时，获取制动踏板在切换到制动工况时的第三制动行程，根据预先设置的制动行程与需求制动力的关系，得出第三制动行程对应的第四需求制动力，并计算所述第二需求制动力与第四需求制动力的和值，作为所述目标需求制动力。

9.根据权利要求6所述的电制动补偿控制装置，其特征在于，所述制动踏板控制模块，包括：

第一制动行程确定单元，用于根据预先设置的制动行程与需求制动力的关系，确定所述目标需求制动力对应的第一制动行程；

第一制动行程控制单元，用于控制所述制动踏板下沉，直至所述制动踏板到达与初始位置之间的距离为所述第一制动行程对应的位置，所述初始位置为制动踏板的制动行程为0的位置。

10.根据权利要求8所述的电制动补偿控制装置，其特征在于，所述目标需求制动力分配模块，包括：

电机最大制动力获取单元，用于获取电机最大制动力；

第一分配单元，用于在所述目标需求制动力小于或者等于所述电机最大制动力时，控制电机输出所述目标需求制动力；

第二分配单元，用于在所述目标需求制动力大于所述电机最大制动力时，控制电机输出所述电机最大制动力，控制电助力制动***输出第一制动力，所述第一制动力为所述目标需求制动力与所述电机最大制动力的差值。

11.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求6至10任一项所述的电制动补偿控制装置。