车轮易抱死程度参数的计算方法、设备和存储介质与流程

1.本发明涉及驾驶参数的计算领域，尤其涉及一种车轮易抱死程度参数的计算方法、设备和存储介质。


背景技术：

2.制动防抱死系统（antilock brake system，abs）的作用就是在汽车制动时，自动控制制动器制动力的大小，使车轮不被抱死，处于边滚边滑的状态，以保证车轮与地面的附着力在最大值。
3.在abs执行对轮缸压力的控制时，在路面附着力、胎压、车辆载重等不同时，车轮抱死的难易程度不同，这对abs的控制逻辑提出了不同的要求。例如，适用于沥青路面的控制逻辑切换到冰面上，效果会很不理想，因为在冰面上车轮更容易抱死；将适用于货车后轮满载的控制逻辑切换到空载，效果也会不理想，因为货车后轮空载时比满载更容易抱死。有鉴于此，特提出本发明，以计算得到能够表征车轮抱死难易程度的参数。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种车轮易抱死程度参数的计算方法、设备和存储介质，提出了表征车轮抱死的容易程度的参数，以及该参数的计算方法。
5.本发明实施例提供了一种车轮易抱死程度参数的计算方法，该方法包括：在车辆的制动防抱死系统制动过程中，获取目标车轮对应的目标轮缸在本次压力周期内所处的压力阶段；在所述目标轮缸处于减压阶段或保压阶段中，计算所述目标车轮的最大滑移率；如果所述最大滑移率大于第一阈值，计算保压阶段所述目标车轮的轮加速度，并根据所述轮加速度确定本次压力周期的车轮易抱死程度参数；其中，所述轮加速度的值与所述车轮易抱死程度参数成负相关；其中，所述车轮易抱死程度参数用于调整制动策略。
6.本发明实施例提供了一种电子设备，所述电子设备包括：处理器和存储器；所述处理器通过调用所述存储器存储的程序或指令，用于执行任一实施例所述的车轮易抱死程度参数的计算方法的步骤。
7.本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储程序或指令，所述程序或指令使计算机执行任一实施例所述的车轮易抱死程度参数的计算方法的步骤。
8.本发明实施例具有以下技术效果：本实施例中，确定了最大滑移率足够大时，保压阶段的轮加速度来衡量车轮是否容易抱死，由此得到的车轮易抱死程度参数能够科学、合理地应用到abs控制策略中，从而增加制动的安全性，避免车轮抱死。
附图说明
9.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
10.图1是本发明实施例提供的一种车轮易抱死程度参数的计算方法的流程图；图2是本发明实施例提供的报警区域的划分示意图；图3是本发明实施例提供的目标车轮的受力平衡示意图；图4是本发明实施例提供的abs控制过程中不同路面上轮速和车速的示意图；图5是本发明实施例提供的保压阶段计算起点的示意图；图6是本发明实施例提供的现有abs控制策略在冰面上的实车测试曲线；图7是策略调整后在冰面上的实车测试曲线；图8是本发明实施例提供的冰面切换到沥青路面的车速和轮速的示意图。
11.图9为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
12.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。
13.本发明实施例提供的车轮易抱死程度参数的计算方法，主要适用于在abs制动过程中，通过计算出车轮易抱死程度参数，以对abs的制动策略进行调整的情况。本发明实施例提供的车轮易抱死程度参数的计算方法可以由电子设备执行。
14.图1是本发明实施例提供的一种车轮易抱死程度参数的计算方法的流程图。参见图1，该车轮易抱死程度参数的计算方法具体包括：s110、在车辆的制动防抱死系统制动过程中，获取目标车轮对应的目标轮缸在本次压力周期内所处的压力阶段。
15.图2是本发明实施例提供的abs控制过程中轮缸的各压力阶段示意图，横坐标为时间，纵坐标为速度。在abs控制过程中，车速一直呈下降趋势，在轮缸增压阶段，轮速比车速更快下降，当增压到滑移率比较大时开始减压，减压到轮速开始上升时变成保压状态，直至轮速上升到与车速较近时滑移率很小，开始下一个增减保循环。
16.本实施例需要在每个压力周期内计算每个车轮的车轮易抱死程度参数，以四轮车辆为例，目标车轮是其中的任一车轮，每个车轮对应一个轮缸，轮缸可处于增压阶段、减压阶段或者保压阶段。在实际应用场景中，可通过轮缸控制阀的开闭状态，或者轮缸内压力传感器的采集值确定处于增压阶段、减压阶段或者保压阶段。
17.s120、在所述目标轮缸处于减压阶段或保压阶段中，计算所述目标车轮的最大滑移率。
18.参见图2，目标轮缸在保压阶段前经历了长时间的减压，所以保压时实际压力很低，可以忽略不计；则路面对目标车轮的摩擦力f就能表征车轮的易抱死程度。具体而言，摩
擦力f越大时，就需要更大的制动力才能将轮子停下来，车轮就不容易抱死；摩擦力f很小时，制动力很小就能使车轮抱死，所以路面对目标车轮的摩擦力f的大小就能表征易抱死程度，并与易抱死程度呈负相关。
19.图3是本发明实施例提供的目标车轮的受力平衡示意图。设目标车轮的转动转动惯量为j，滚动半径为r，路面附着系数为f，整车在单轮上的重量分配为mg，f=mg*f。在保压阶段车轮转动方向上的受力平衡公式为mgfr=j*a/r，可以推导得到f=mgf=j*a/r2。车轮确定后，r和j都是固定不变的，所以轮加速度a与路面对目标车轮的摩擦力f成正比，即求得了a，就可以得到对应的车轮易抱死程度，a越大，车轮越不容易抱死。
20.在实际控制中，并不是每个增减保循环内，轮速都会产生很大的变化率。图4是本发明实施例提供的abs控制过程中不同路面上轮速和车速的示意图。当在沥青路面上时，车轮不会产生大的滑移率，轮速很快会上升，保压阶段历时很短，则轮速上升数据点很少，这样计算得到的轮加速度就不能表征出真正的车轮易抱死程度。然而，在冰面上时，车轮的滑移率比较大，轮速缓慢上升，则轮速上升数据点比较多，计算得到的轮加速度能表征出真正的车轮易抱死程度。基于上述分析，要实时计算目标轮缸在每个压力周期中减压阶段或保压阶段的滑移率，并从减压阶段和保压阶段计算得到的所有滑移率中选出最大滑移率。当最大滑移率越大时，车轮易抱死程度越依赖于轮加速度（即轮速上升斜率）。为此，预先设置第一阈值，并将最大滑移率与第一阈值进行比较。第一阈值可以通过标定或者人为设置得到，例如是35%。
21.s130、如果所述最大滑移率大于第一阈值，计算保压阶段所述目标车轮的轮加速度，并根据所述轮加速度确定本次压力周期的车轮易抱死程度参数；其中，所述车轮易抱死程度参数用于调整制动策略。
22.如果最大滑移率大于第一阈值，则完全依赖于轮加速度确定目标车轮在本次压力周期的车轮易抱死程度参数。首先需要准确计算轮加速度。
23.图5是本发明实施例提供的保压阶段计算起点的示意图。参见图5，保压阶段轮速上升的斜率就是目标车轮的轮加速度。因此可以在保压阶段取一段合适时间段的轮速计算上升斜率作为目标车轮的轮加速度，以得到更合理的车轮易抱死程度参数。由于轮速在低速时上升更加缓慢，这对轮速上升斜率的计算结果有不利影响，所以记录保压阶段所述轮速上升至设定值后的多个轮速。设定值可以标定得到或者人为设定得到，例如设定值为本次压力周期最大轮速（即本次压力周期之初的轮速）的1/4或者一半，将设定值作为轮速上升斜率计算的起点，参见图5。有了计算起点后，后续每一采样周期，均采集得到轮速值，对于多个轮速中的每个轮速，计算与所述设定值的斜率；将各斜率中的最大值，作为所述目标车轮的轮加速度。因为轮加速度大，说明轮速上升得快，也就是易抱死程度低，所以轮加速度取的偏大，后续增压时机就偏早；反之，如果取小的斜率，则轮加速度取的偏小，增压时机就偏晚，偏早的话可能会导致抱死，偏晚会制动力不足，在制动过程中制动力不足比车轮抱死更危险，所以优先选较大的轮加速度值。
24.由于斜率的值域比较大，为了更合理地将车轮易抱死程度参数应用到abs的制动策略中，对轮加速度进行归一化处理，得到本次压力周期的车轮易抱死程度参数。轮加速度的值与所述车轮易抱死程度参数成负相关，即轮加速度越大，则确定的车轮易抱死程度参数越小，说明车轮越不容易抱死；由此预先设置轮加速度与车轮易抱死程度参数的对应关
系，例如斜率1000对应车轮易抱死程度参数5，斜率500对应车轮易抱死程度参数10，通过查找对应关系得到本次压力周期的车轮易抱死程度参数。
25.车轮抱死是制动盘上的制动力和路面摩擦力共同作用的结果，当制动盘上的制动力一定时，路面对车轮的摩擦力越大，车轮就不容易抱死，路面对车轮的摩擦力越小，车轮就容易抱死，所以路面摩擦力可以表征车轮抱死程度，车轮的路面摩擦力=车轮对路面的压力*附着系数，参见上述记载，所以本发明的重点不是计算轮加速度，而是评价车轮是否容易抱死。发明人根据科学、合理地分析，确定了最大滑移率足够大时，保压阶段的轮加速度来衡量车轮是否容易抱死，由此得到的车轮易抱死程度参数能够科学、合理地应用到abs控制策略中。
26.路面附着以及胎压决定了附着系数，车辆载重，轴荷分配，单轮载荷分配决定了车轮对路面的压力，所以，路面摩擦力是这些共同作用的结果，可以直接、毫无疑义地得到车轮抱死程度是这些共同作用的结果。可见，本发明实施例将路面附着，车辆载重，轴荷分配，单轮载荷分配，以及胎压等影响abs控制的变量归一化为车轮易抱死程度，用以作为abs控制策略的参考。
27.现有的abs控制策略一般设定统一的路面附着，车辆载重也难以精确获取，所以现有的abs控制策略难以获得最佳的控制效果。制动策略包括但不限于增压时机和各车轮的制动力。
28.在本实施例中，当目标车轮的车轮易抱死程度参数较小时，越不容易抱死；当参数较大时，则越容易抱死。而且，参见图4中沥青路的轮速曲线，实际中，在减压结束开始保压后，轮速上升的非常快，大概几十毫秒，所以对于车轮易抱死程度参数较小的情况，要提前开始增压，等轮速上升至最高点时，实际压力也增上去了；如果等到轮速上升至最高点后再开始增压，到实际压力增上去这段时间车轮是没有制动力的，制动强度会不足，发生危险。基于上述两点考虑，当参数较小时abs控制策略的增压时机早于参数较大时abs控制策略的增压时机。
29.在另一可选实施方式中，车辆行驶在对开路面上，左轮和右轮的地面附着力不同，例如左轮行驶在冰面上，右轮行驶在沥青路面上，车辆在制动时容易跑偏失控。本实施例通过计算轮加速度可以获知两轮的易抱死程度参数不同，当路面施加给车轮的制动力小于最大制动力时，制动力的大小取决于轮缸压力，则将各车轮的轮缸压力调整为相同或者差值在设定范围内（例如在各车轮的轮缸受力面积相同的情况下，压强差值在0.01mpa范围内），即轮缸压力比较接近，从而使得各车轮的制动力在设定范围内，即各车轮的制动力相同或者相近，保证路面对各车轮的制动力相当，车辆平稳制动。
30.图6是本发明实施例提供的现有abs控制策略在冰面上的实车测试曲线，图7是策略调整后在冰面上的实车测试曲线。最下边的测试曲线是车辆的纵向加速度。图6中，由于增压时机过早，导致轮速未上升至最高点就下降，由于车速是根据轮速的上包络线计算的，所以车速值也越来越偏低，造成车轮滑移率越来越大直至抱死。可见，车辆从第21秒开始抱死，一直滑行到33秒才停下，滑行时车辆纵向减速度大约是1m/s2。图7中，根据车轮易抱死程度参数延后了增压时机，轮速和车速均缓慢下降，车轮的控制效果很好。
31.本实施例中，确定了最大滑移率足够大时，保压阶段的轮加速度来衡量车轮是否容易抱死，由此得到的车轮易抱死程度参数能够科学、合理地应用到abs控制策略中，从而
增加制动的安全性，避免车轮抱死。
32.在上述实施例的基础上，在不同的最大滑移率区间，采取不同的车轮易抱死程度参数的计算方法。最大滑移率越大时，车轮易抱死程度参数越依赖于轮速上升斜率；当最大滑移率很小时，车轮易抱死程度参数的计算结果应该更加依赖于前次压力周期的计算结果。具体存在以下几种情况。
33.第一种情况：如果所述最大滑移率小于等于第一阈值且大于第二阈值，根据保压阶段的轮加速度确定初始车轮易抱死程度参数，并根据所述最大滑移率、初始车轮易抱死程度参数和前次压力周期的车轮易抱死程度参数，得到本次压力周期的车轮易抱死程度参数。
34.这种情况适用于雪面等滑移率相对较高的情况，第二阈值可以标定得到，例如是25%，同时依赖于轮加速度和前次压力周期的车轮易抱死程度，但依赖程度根据最大滑移率确定。可选的，根据最大滑移率m在所述第一阈值a1和第二阈值a2中的位置，确定权值temp；对初始车轮易抱死程度参数qi和所述前次压力周期的车轮易抱死程度参数qi
‑
1取较小者q；采用所述权值temp，对所述较小者q和所述初始车轮易抱死程度参数qi进行加权，得到本次压力周期的车轮易抱死程度参数u。公式如下：temp=（m
‑
a2）/（a1
‑
a2）q=min（qi，qi
‑
1）u=temp*qi （1
‑
temp）*q第二种情况:如果所述最大滑移率小于等于第二阈值且大于第三阈值，根据保压阶段的轮加速度确定初始车轮易抱死程度参数，并根据所述初始车轮易抱死程度参数和前次压力周期的车轮易抱死程度参数，得到本次压力周期的车轮易抱死程度参数。
35.这种情况适用于路面积水等滑移率中等的情况，第三阈值可以标定得到，例如是20%，同时依赖于轮加速度和前次压力周期的车轮易抱死程度。可选的，对初始车轮易抱死程度参数和所述前次压力周期的车轮易抱死程度参数取较小者，作为本次压力周期的车轮易抱死程度参数。因为车轮越不容易抱死，后续的增压时机就偏早；反之，车轮越容易抱死，增压时机就偏晚，偏早的话可能会导致抱死，偏晚会制动力不足，在制动过程中制动力不足比车轮抱死更危险，所以优先选车轮易抱死程度较低的情况，即车轮易抱死程度参数较小者。
36.第三种情况：如果所述最大滑移率小于等于第三阈值且大于第四阈值，根据所述最大滑移率和前次压力周期的车轮易抱死程度参数，得到本次压力周期的车轮易抱死程度参数。
37.这种情况适用于有细沙、碎石子的路面等滑移率相对较低的情况，第四阈值可以标定得到，例如是15%。参见图4，滑移率相对较小时，轮速上升数据点很少，这样计算得到的轮加速度就不能表征出真正的车轮易抱死程度，因此不信任本次计算得到的轮加速度，而是信任前次压力周期的车轮易抱死程度参数。信任程度根据最大滑移率确定。进一步的，本次压力周期的车轮易抱死程度参数也根据前次得到。参见图8，设想，车辆在前次压力周期可能行驶在冰面上，当前切换到有细沙、碎石子的路面上，则完全依赖于前次压力周期的计算结果显然是不正确的，可以估计本次压力周期的参数比前次压力周期的计算结果要小，从而估计得到本次压力周期的参数；进一步根据最大滑移率计算权值。
38.具体的，根据所述最大滑移率在所述第三阈值和第四阈值中的位置，确定权值temp；将所述前次压力周期的车轮易抱死程度参数qi
‑
1减去标定值b，得到车轮易抱死程度参数的估计值m；采用所述权值temp，对所述估计值m和前次压力周期的车轮易抱死程度参数进行加权，得到本次压力周期的车轮易抱死程度参数u。示例性的，标定值可以是20。公式如下：temp=（m
‑
a4）/（a3
‑
a4）u=temp*qi
‑
1 （1
‑
temp）*m第四种情况：如果所述最大滑移率小于等于第四阈值，根据前次压力周期的车轮易抱死程度参数，得到本次压力周期的车轮易抱死程度参数；这种情况适用于沥青路等滑移率很低的情况，第四阈值可以标定得到，例如是15%。将所述前次压力周期的车轮易抱死程度参数减去标定值，得到本次压力周期的车轮易抱死程度参数。这种情况完全依赖于前次压力周期得到的参数。
39.值得说明的是，第四种情况中“减去标定值”的理由在于，因为车轮易抱死程度参数越小，说明车轮越不容易抱死，在车轮越不容易抱死时，最大滑移率很小的概率越大，所以当最大滑移率很小时，我们认为车轮非常不容易抱死，所以车轮易抱死程度参数要比原来降低，所以要减去标定值。如果路面从高附切换至低附后一直在低附，低附更容易抱死，所以每次压力周期的最大滑移率都会很大，不满足第四种情况的阈值范围；如果路面从低附切换至高附后一直在高附，易抱死程度参数就要逐个减去标定值。比如从100开始一个周期递减20，减到易抱死程度参数的最小限值比如0。
40.上述四种情况中，第二阈值小于第一阈值，第三阈值小于第二阈值，第四阈值小于第三阈值。初始车轮易抱死程度参数根据轮加速度得到（即轮速斜率），计算方法与s130中的相同。但这四种情况中为了与最终的车轮易抱死程度参数相区分，将根据轮加速度得到的参数称为初始车轮易抱死程度参数。
41.本实施例中，在最大滑移率不够大时，车轮易抱死程度无法通过轮速斜率去评估，则可以用上述四种情况的处理办法，估算出一个车轮易抱死程度参数，其可以支撑abs控制逻辑的合理执行。
42.第一阈值、第二阈值、第三阈值和第四阈值旨在对最大滑移率进行合理划分，从而将最大滑移率划分为不同的范围，从而采用不同的算法计算车轮易抱死程度参数。本实施例不限定这4个阈值的设置方法。可选的，通过实车测试的方式标定4个阈值。例如，令多辆车处于不同附着的路面，但是其它参数相同，则可知多辆车的车轮防抱死程度参数的真实大小关系，通过设定并调整4个阈值，使得计算得到的车轮防抱死程度参数的大小关系与真实大小关系相匹配，从而得到合适的4个阈值。
43.图9为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。如图9所示，电子设备400包括一个或多个处理器401和存储器402。
44.处理器401可以是中央处理单元（cpu）或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其他形式的处理单元，并且可以控制电子设备400中的其他组件以执行期望的功能。
45.存储器402可以包括一个或多个计算机程序产品，所述计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质，例如易失性存储器和/或非易失性存储器。所述易失性存储器例如可以包括随机存取存储器（ram）和/或高速缓冲存储器（cache）等。所述非易失性
存储器例如可以包括只读存储器（rom）、硬盘、闪存等。在所述计算机可读存储介质上可以存储一个或多个计算机程序指令，处理器401可以运行所述程序指令，以实现上文所说明的本发明任意实施例的车轮易抱死程度参数的计算方法以及/或者其他期望的功能。在所述计算机可读存储介质中还可以存储诸如初始外参、阈值等各种内容。
46.在一个示例中，电子设备400还可以包括：输入装置403和输出装置404，这些组件通过总线系统和/或其他形式的连接机构（未示出）互连。该输入装置403可以包括例如键盘、鼠标等等。该输出装置404可以向外部输出各种信息，包括预警提示信息、制动力度等。该输出装置404可以包括例如显示器、扬声器、打印机、以及通信网络及其所连接的远程输出设备等等。
47.当然，为了简化，图9中仅示出了该电子设备400中与本发明有关的组件中的一些，省略了诸如总线、输入/输出接口等等的组件。除此之外，根据具体应用情况，电子设备400还可以包括任何其他适当的组件。
48.除了上述方法和设备以外，本发明的实施例还可以是计算机程序产品，其包括计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行本发明任意实施例所提供的车轮易抱死程度参数的计算方法的步骤。
49.所述计算机程序产品可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明实施例操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言，诸如java、c 等，还包括常规的过程式程序设计语言，诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。
50.此外，本发明的实施例还可以是计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行本发明任意实施例所提供的车轮易抱死程度参数的计算方法的步骤。
51.所述计算机可读存储介质可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子（非穷举的列表）包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器（ram）、只读存储器（rom）、可擦式可编程只读存储器（eprom或闪存）、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(cd
‑
rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
52.需要说明的是，本发明所用术语仅为了描述特定实施例，而非限制本技术范围。如本发明说明书和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法或者设备中还存在另外的相同要素。
53.还需说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，而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。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
54.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案。