单侧制动控制系统以及单侧制动控制方法与流程
本发明总体上涉及一种单侧制动控制系统和单侧制动控制方法，更具体地，涉及一种在单侧制动的操作期间在单侧前轮和单侧后轮之间分配制动扭矩以实现有效的单侧制动的单侧制动控制系统和单侧制动控制方法。
背景技术：
1、迄今为止，汽车中的转向和制动技术主要通过机械系统来实现。当驾驶员施加物理力(诸如移动方向盘或踩刹车)的时候，汽车会将该力转化为机械动能。
2、作为下一代车辆技术，“线控”技术正被积极地开发。在汽车领域中，“线控”技术正作为一种将引起汽车制造技术的巨大变化的要素出现，因为它主要在转向系统和制动系统领域中应用和发展。
3、在转向系统的领域中，正在开发一种“线控转向”技术，该技术使用电力诸如电动机或传感器来对车辆进行转向，而无需方向盘和车轮之间的机械连接。当应用线控转向技术时，不再需要作为传统转向系统的中心轴的转向柱，因此更容易左右转动方向盘，并且在发生碰撞时驾驶员受伤的风险可以通过电子转向大大降低。
4、在制动系统的领域中，它作为“线控制动”技术来应用，该技术可以用电控制系统取代传统的液压控制系统，并可以独立地主动控制四个车轮的制动器。
5、然而，在线控产品中，由于驾驶员和底盘产品的调节仅是电连接的，所以当在线控系统中出现错误或异常时，驾驶员无法控制车辆。因此，需要一种能够补偿线控产品故障的备用装置。
6、特别地，在线控转向系统的情况下，当出现通信问题并且驾驶员的转向操作或自动驾驶车辆的目标转向信号没有被传输到致动器时，可能丧失100％的转向性能。由于这会导致严重的事故，因此更加迫切地需要线控转向系统中的冗余功能(redundancyfunction)。
7、例如，当线控转向系统中的转向装置在自动行驶期间发生故障时，车辆可以通过使用在单侧轮胎上执行的单侧制动紧急移动到路肩等处。
8、当在低曲率道路上行驶时在后轮的一侧上执行单侧制动时，可以生成旋转力，四个车轮中未被施加制动压力的车轮通过该旋转力围绕被施加制动压力的一个后轮旋转。由于以这种方式所生成的旋转力，当转向装置发生故障时，可以执行用于朝路肩方向改变车道的转向控制。
9、然而，当线控转向系统发生故障或处于异常状态时，在仅对一个或多个特定车轮生成单侧制动的情况下，可能难以执行稳定的转向，因为在单侧制动期间考虑不到车辆中发生的各种现象。当向车辆施加单侧制动力时，可能在车辆中生成力矩，但是也可能发生俯仰现象(一种重心向前移动的现象)，因此可能发生车轮滑动现象，而为了稳定地转向可能需要考虑这些现象。
技术实现思路
1、本发明的一些实施方式旨在提供一种利用前轮和后轮之间的扭矩分配的单侧制动控制系统和单侧制动控制方法，其能够在车辆上稳定地执行单侧制动，并在车辆的转向系统发生故障时执行紧急转向。
2、根据本发明的一个方面，提供了一种使用前轮和后轮之间的扭矩分配的单侧制动控制系统，该单侧制动控制系统包括：目标转向角输入单元，当转向系统发生故障时，驾驶员或自动驾驶车辆的目标转向角被输入到该目标转向角输入单元；集成电子控制单元(electronic control unit，ecu)，配置成根据通过目标转向角输入单元输入的目标转向角计算车辆的目标力矩，并基于该目标力矩计算车辆的单侧前轮和单侧后轮的制动扭矩；以及制动ecu，配置成根据从集成ecu传输的前轮和后轮的制动扭矩值来控制车辆的单侧前轮和单侧后轮的制动致动器以执行单侧制动。
3、后轮的制动压力可以被限制为特定压力。
4、当后轮的制动压力达到极限压力时，可以仅由前轮的制动扭矩生成额外的单侧制动力。
5、可以将后轮的制动扭矩设定为小于前轮的制动扭矩，并且后轮的制动压力和前轮的制动压力可以被设定为相同，直到作用在后轮上的制动压力达到极限压力。
6、在达到后轮的极限压力之后，当需要大于前轮的最大压力的单侧制动扭矩时，可以将后轮的极限压力值设定得更高。
7、集成ecu可以从转向ecu接收转向故障信息。
8、后轮的极限压力可以设定为当车辆在特定路面条件下以特定速度行驶时在制动开始后且后轮即将发生滑动之前的状态下施加到后轮的制动压力。
9、后轮的极限压力值可以通过在制动开始且后轮发生滑动的过程中进行监测来自动设定，或者后轮的极限压力可以由设定者任意地设定为特定值。
10、集成ecu可以使用计算出的车辆目标力矩来计算单侧制动力，使用单侧制动力以及前轮扭矩因数和后轮扭矩因数来计算总制动压力，并且使用总制动压力以及前轮和扭矩因数后轮扭矩因数来计算前轮制动扭矩和后轮制动扭矩。
11、根据本发明的另一方面，提供了一种使用前轮和后轮之间的扭矩分配的单侧制动控制方法，该单侧制动控制方法包括如下步骤：当转向系统发生故障时，接收驾驶员或自动驾驶车辆的目标转向角并且根据目标转向角计算车辆的目标力矩；根据目标力矩计算车辆的单侧前轮的制动扭矩和单侧后轮的制动扭矩；以及根据前轮的制动扭矩值和后轮的制动扭矩值来控制车辆的单侧前轮和单侧后轮的制动致动器以执行单侧制动。
12、单侧制动控制方法还可以包括：步骤a，当转向系统发生故障时，确定是否需要单侧制动控制；步骤b，当需要单侧制动控制时，计算车辆的目标力矩；步骤c，计算单侧制动力；步骤d，计算总制动压力；步骤e，计算前轮的制动扭矩和后轮的制动扭矩；以及步骤f，将制动扭矩分配给前轮和后轮。
13、在步骤f之前，单侧制动控制方法还可以包括：步骤g，设定后轮的极限压力。
14、在步骤a中，可以通过故障信号是否从转向ecu传输到集成ecu或者集成ecu和转向ecu之间的通信是否断开来确定集成ecu中的转向系统是否发生故障，并且可以在集成ecu中根据是否通过目标转向角输入单元输入目标转向角来确定是否需要单侧制动控制。
15、在步骤c中，单侧制动力可以通过下面的等式计算：
16、单侧制动力＝车辆目标力矩/(车辆宽度/2)。
17、在步骤d中，车辆的总制动压力可通过下面的等式计算：
18、总制动压力＝单侧制动力/(前轮扭矩因数+后轮扭矩因数)。
19、前轮扭矩因数和后轮扭矩因数可以通过下面的等式计算：
20、扭矩因数＝摩擦系数×(压力/a)×r×活塞数量×车轮数量。
21、前轮制动扭矩和后轮制动扭矩可通过下面的等式计算：
22、前轮制动扭矩＝总制动压力×前轮扭矩因数
23、后轮制动扭矩＝总制动压力×后轮扭矩因数。
24、步骤f可以包括如下步骤：比较后轮制动扭矩和后轮极限扭矩(当后轮处于极限压力时的后轮制动扭矩)。
25、在步骤f中，当后轮制动扭矩小于后轮极限扭矩时，施加到后轮的后轮制动扭矩可以是通过将总制动压力乘以后轮扭矩因数而获得的值。
26、在步骤f中，当后轮制动扭矩是后轮极限扭矩或更大时，施加到后轮的后轮制动扭矩可以是后轮极限扭矩。
27、在步骤f中，当后轮制动扭矩是后轮极限扭矩或更大时，施加到前轮的前轮制动扭矩可以通过下面的等式计算：
28、前轮制动扭矩＝总制动压力×(前轮扭矩因数+后轮扭矩因数)-后轮极限扭矩。
29、根据本发明的一些实施方式，在转向系统发生故障的紧急情况下输入目标转向角以使车辆转向时，单侧制动控制系统和单侧制动控制方法可以在前轮和后轮之间执行制动扭矩分配，自动计算车辆的目标力矩，根据目标力矩自动计算用于车辆的一侧的前轮和后轮的适当的制动扭矩并施加到前轮和后轮，因此，车辆可以通过单侧制动稳定地转向。
30、此外，根据本发明的某些实施方式，通过设定用于限制后轮上的制动压力的值，可以防止滑动现象和防止施加到后轮上的不必要的制动力。
技术特征：
1.一种单侧制动控制系统，其中，包括：
2.根据权利要求1所述的单侧制动控制系统，其中，
3.根据权利要求2所述的单侧制动控制系统，其中，
4.根据权利要求2所述的单侧制动控制系统，其中，
5.根据权利要求2所述的单侧制动控制系统，其中，
6.根据权利要求1所述的单侧制动控制系统，其中，
7.根据权利要求2所述的单侧制动控制系统，其中，
8.根据权利要求7所述的单侧制动控制系统，其中，
9.根据权利要求2所述的单侧制动控制系统，其中，
10.根据权利要求1所述的单侧制动控制系统，其中，
11.一种单侧制动控制方法，其中，包括如下步骤：
12.根据权利要求11所述的单侧制动控制方法，其中，还包括如下步骤：
13.根据权利要求12所述的单侧制动控制方法，其中，
14.根据权利要求12所述的单侧制动控制方法，其中，
15.根据权利要求13所述的单侧制动控制方法，其中，
16.根据权利要求15所述的单侧制动控制方法，其中，
17.根据权利要求16所述的单侧制动控制方法，其中，
18.根据权利要求17所述的单侧制动控制方法，其中，
19.根据权利要求18所述的单侧制动控制方法，其中，
20.根据权利要求19所述的单侧制动控制方法，其中，
技术总结
本发明涉及单侧制动控制系统以及单侧制动控制方法，其在前轮和后轮之间分配扭矩。所述单侧制动控制系统包括：目标转向角输入单元，当转向系统发生故障时，驾驶员或自动驾驶车辆的控制器的目标转向角被输入到该目标转向角输入单元；集成电子控制单元，配置成根据通过目标转向角输入单元输入的目标转向角计算车辆的目标力矩，并基于该目标力矩计算车辆的单侧前轮和单侧后轮的制动扭矩；以及制动电子控制单元，配置成根据从集成电子控制单元传输的前轮和后轮的制动扭矩来控制车辆的单侧前轮和单侧后轮的一个或多个制动致动器以执行单侧制动。
技术研发人员：赵英银
受保护的技术使用者：汉拿万都株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23