CN108238026B - 一种车辆自动紧急制动的控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆自动紧急制动的控制方法及系统；所述方法，包括：在未触发抱死时，根据车辆所处的目标路面，结合计算公式获取当前车辆在所述目标路面上的最小附着系数μ_min；根据所述最小附着系数得到车辆的制动减速度a_breaking；依据所述制动减速度a_breaking与预设碰撞加速度a_pre，以及公式a_min＝min(a_pre,a_breaking)得到最大可施加制动减速度a_min；根据所述目标制动减速度a_min控制车辆的制动。本发明得到的最小附着系数μ_min与当前车辆所处的路面相匹配，并且将制动减速度与预设碰撞加速度比较得到的最小值作为目标制动减速度，使得本发明能够解决不同路面附着条件下车辆触发自动紧急制动的问题。

Description

一种车辆自动紧急制动的控制方法及系统

技术领域

本发明涉及车辆制动控制技术领域，尤其涉及一种车辆自动紧急制动的控制方法及系统。

背景技术

自动紧急制动系统是主动安全系统中一项重要功能，其原理是利用前雷达或前摄像头等传感器，判定车辆是否即将发生碰撞，从而发送不同等级的目标制动强度给车辆稳定性控制单元，控制制动系统完成制动。

然而路面附着并不是固定的，自动紧急制动系统可以提供的最大制动力也会随不同的路面附着而发生变化，因此在考虑路面附着的基础上控制自动紧急制动系统的触发可以提高系统的安全性以及鲁棒性。

目前自动紧急制动系统的触发策略是根据中距离雷达或长距离雷达或摄像头监测的自车与目标车辆的相对距离，相对速度以及相对加速度，计算预碰撞加速度(包括考虑驾驶员反应)与距离碰撞时间，通过与门限值对比作为触发制动的判别依据。但是，当车辆处于雨雪天路面湿滑时，当避撞加速度小于门限触发的情况下，自车实际可以施加的制动减速度远远小于避撞加速度阈值，现有控制方案具有极大的潜在安全性威胁；所以，现有技术并不能解决不同路面附着条件下车辆触发自动紧急制动的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种车辆自动紧急制动的控制方法及系统；

本发明是以如下技术方案实现的：

第一方面提供了一种车辆自动紧急制动的控制方法，包括：

在未触发抱死时，根据车辆所处的目标路面，结合计算公式获取当前车辆在所述目标路面上的最小附着系数μ_min；

根据所述最小附着系数得到车辆的制动减速度a_breaking；

依据所述制动减速度a_breaking与预设碰撞加速度a_pre，以及公式a_min＝min(a_pre,a_breaking)得到最大可施加制动减速度a_min；

根据所述最大可施加制动减速度a_min控制车辆的制动。

进一步地，所述在未触发抱死时，

根据当前车辆所处的目标路面，并结合计算公式获取当前车辆在所述目标路面上的最小附着系数μ_min，包括：

在未触发抱死时，获取车辆的滑移率λ_i和附着系数μ_i；

根据所述滑移率λ_i和附着系数μ_i判定出当前车辆所处的目标路面；

根据所述目标路面，结合计算公式获取当前车辆在所述目标路面上的最小附着系数μ_min。

进一步地，所述获取当前车辆在所述目标路面上的最小附着系数μ_min利用的公式为：

其中，z_est为制动强度，F_{front_total_act}为前轴实际制动力，F_{rear_total_act}为后轴实际制动力，G为整车重力，a为前轴距，b为后轴距，L为整车轴距，h_g为车辆质心高度。

进一步地，所述根据所述最小附着系数得到车辆的最大可施加制动减速度a_breaking，包括：

依据所述最小附着系数μ_min、车辆质量M、重力加速度g，以及公式F_breaking＝M*g*μ_min得到制动力F_breaking；

根据制动力F_breaking、车辆质量M以及公式a_breaking＝F_breaking/M计算出制动加速度a_breaking。

第二方面提供了一种车辆自动紧急制动的控制系统，包括：

最小附着系数获取模块，用于在未触发抱死时，根据车辆所处的目标路面，结合计算公式获取当前车辆在所述目标路面上的最小附着系数μ_min；

制动减速度获取模块，用于根据所述最小附着系数得到车辆的制动减速度a_breaking；

最大可施加制动减速度获取模块，依据所述制动减速度a_breaking与预设碰撞加速度a_pre，以及公式a_min＝min(a_pre,a_breaking)得到最大可施加制动减速度a_min；

车辆制动控制模块，用于根据所述最大可施加制动减速度a_min控制车辆的制动。

进一步地，所述最小附着系数获取模块包括：

基本参数获取单元，用于在未触发抱死时，获取车辆的滑移率λ_i和附着系数μ_i；

路面判定单元，用于根据所述滑移率λ_i和附着系数μ_i判定出当前车辆所处的目标路面；

最小附着系数获取单元，用于根据所述目标路面，结合计算公式获取当前车辆在所述目标路面上的最小附着系数μ_min。

进一步地，所述获取当前车辆在所述目标路面上的最小附着系数μ_min利用的公式为：

其中，z_est为制动强度，F_{front_total_act}为前轴实际制动力，F_{rear_total_act}为后轴实际制动力，G为整车重力，a为前轴距，b为后轴距，L为整车轴距，h_g为车辆质心高度。

进一步地，所述制动减速度获取模块包括：

制动力获取单元，用于依据所述最小附着系数μ_min、车辆质量M、重力加速度g，以及公式F_breaking＝M*g*μ_min得到制动力F_breaking；

制动减速度获取单元，用于根据制动力F_breaking、车辆质量M以及公式a_breaking＝F_breaking/M计算出制动减速度a_breaking。

本发明主要应用的场景是在车辆未触发抱死的情况下，通过得到的附着系数值和滑移率值判定出车辆所处的目标路面，在判定出该目标路面的基础上，根据公式获取当前车辆在所述目标路面上的最小附着系数μ_min；将所述制动减速度a_breaking与预设碰撞加速度a_pre进行比较，根据比较结果对车辆的制动进行控制；本发明得到的最小附着系数μ_min与当前车辆所处的路面相匹配，并且将制动减速度与预设碰撞加速度比较得到的最小值作为最大可施加制动减速度，使得本发明能够解决不同路面附着条件下车辆触发自动紧急制动的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。

图1是实施例一提供的一种车辆自动紧急制动的控制方法流程图；

图2是实施例一提供的所述在未触发抱死时，根据当前车辆所处的目标路面，并结合计算公式获取当前车辆在所述目标路面上的最小附着系数μ_min的方法流程图；

图3为实施例所述根据所述最小附着系数μ_min得到车辆的最大可施加制动减速度a_breaking的方法流程图；

图4是实施例二提供的一种车辆自动紧急制动的控制系统框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例一：

当车辆处于雨雪天路面湿滑的情况，当避撞加速度小于门限(考虑驾驶员反应情况下)触发时，自车实际可以施加的制动减速度远远小于避撞加速度阈值，原有控制方案具有极大的潜在安全性威胁；本实施例提供了一种车辆自动紧急制动的控制方法，用于解决不同路面附着条件下车辆触发自动紧急制动的问题；本发明属于主动安全系统范围，是一种在考虑路面附着情况下，实现自动紧急制动功能，保障驾驶员安全的技术方案。

如图1所示，所述方法包括：

S101.在未触发抱死时，根据车辆所处的目标路面，结合计算公式获取当前车辆在所述目标路面上的最小附着系数μ_min；

其中，路面附着系数不仅影响汽车的加速性能、制动性能，而且影响汽车的操纵稳定性，实时了解路面的附着系数，并充分利用路面附着性能，可以极大地改善汽车的加速性能、制动性能和操纵稳定性。

进一步地，所述在未触发抱死时，根据当前车辆所处的目标路面，并结合计算公式获取当前车辆在所述目标路面上的最小附着系数μ_min，如图2所示，包括：

S101a.在未触发抱死时，获取车辆的滑移率λ_i和附着系数μ_i；

其中，车辆的滑移率是根据车速和轮速计算的得来的，每个车轮均安装有车辆轮速传感器，通过当前车辆轮速传感器时时检测车轮轮速，估算出当前各个车轮的滑移率状态；

S101b.根据所述滑移率λ_i和附着系数μ_i判定出当前车辆所处的目标路面；

其中，根据所述滑移率以及附着系数作为参考，判定所述的路面；具体是根据所述滑移率所处的最佳滑移率范围，以及附着系数所处的范围判定所述的路面；对典型路面进行分类，如表1所示，

表1典型路面附着系数

根据前后轴利用附着系数对可能处于的路面做保守估计；举例说明，若上述计算得到的滑移率为0.18，计算得到的附着系数为0.92，此时就可以基本判定当前车辆所处的路面为干沥青、干混凝土，干沥青、干混凝土就是当前车辆的目标路面；

需要说明的是，本发明针对的是在车辆未触发抱死时进行的控制，若车辆处于抱死状态，则最大可施加制动减速度的获取方式是，直接利用原有液压调节单元中的路面附着估算算法进行计算得到。

其中，一般滑移率的范围为10％-25％，若上述计算得到的滑移率超过0.25，则在这种情况下，就可以直接判定当前车辆处于抱死状态，继而通过原有液压调节单元中的路面附着估算算法计算最大可施加制动减速度。

S101c.根据所述目标路面，结合计算公式获取当前车辆在所述目标路面上的最小附着系数μ_min。

具体地，所述获取当前车辆在所述目标路面上的最小附着系数μ_min利用的公式为：

其中，z_est为制动强度，F_{front_total_act}为前轴实际制动力，F_{rear_total_act}为后轴实际制动力，G为整车重力，a为前轴距，b为后轴距，L为整车轴距，h_g为车辆质心高度。

S102.根据所述最小附着系数μ_min得到车辆的制动减速度a_breaking；

进一步地，所述根据所述最小附着系数μ_min得到车辆的最大可施加制动减速度a_breaking，如图3所示，包括：

S102a.依据所述最小附着系数μ_min、车辆质量M、重力加速度g，以及公式F_breaking＝M*g*μ_min得到制动力F_breaking；

S102b.根据制动力F_breaking、车辆质量M以及公式a_breaking＝F_breaking/M计算出制动减速度a_breaking。

S103.依据所述制动减速度a_breaking与预设碰撞加速度a_pre，以及公式a_min＝min(a_pre,a_breaking)得到最大可施加制动减速度a_min；

其中，所述预设碰撞加速度是预先设置好的参数，作为得到最大可施加制动减速度的一个依据。

S104.根据所述最大可施加制动减速度a_min控制车辆的制动。

其中，比较得到的制动减速度与预设碰撞加速度大小作为系统触发条件，用于触发系统进行车辆自行制动的控制。

需要说明的是，比较得到的较小值作为制动保守值，在保守值作为触发制动控制制动系统的前提下，提高车辆制动的安全性以及鲁棒性。

实施例二：

如图4所示，本实施例提供了一种车辆自动紧急制动的控制系统，包括：

最小附着系数获取模块110，用于在未触发抱死时，根据车辆所处的目标路面，结合计算公式获取当前车辆在所述目标路面上的最小附着系数μ_min；

所述获取当前车辆在所述目标路面上的最小附着系数μ_min利用的公式为：

其中，z_est为制动强度，F_{front_total_act}为前轴实际制动力，F_{rear_total_act}为后轴实际制动力，G为整车重力，a为前轴距，b为后轴距，L为整车轴距，h_g为车辆质心高度。

制动减速度获取模块120，用于根据所述最小附着系数得到车辆的制动减速度a_breaking；

最大可施加制动减速度获取模块130，依据所述制动减速度a_breaking与预设碰撞加速度a_pre，以及公式a_min＝min(a_pre,a_breaking)得到最大可施加制动减速度a_min；

车辆制动控制模块140，用于根据所述最大可施加制动减速度a_min控制车辆的制动。

进一步地，所述最小附着系数获取模块110包括：

基本参数获取单元111，用于在未触发抱死时，获取车辆的滑移率λ_i和附着系数μ_i；

其中，通过车速传感器时时检测车速，通过前轮轮速传感器和后轮轮速传感器时时检测车轮轮速，利用检测的车速和轮速获取车辆轮胎与地面的滑移率。

路面判定单元112，用于根据所述滑移率λ_i和附着系数μ_i判定出当前车辆所处的目标路面；

最小附着系数获取单元113，用于根据所述目标路面，结合计算公式

获取当前车辆在所述目标路面上的最小附着系数μ_min。

详细地，所述制动减速度获取模块120包括：

制动力获取单元121，用于依据所述最小附着系数μ_min、车辆质量M、重力加速度g，以及公式F_breaking＝M*g*μ_min得到制动力F_breaking；

制动减速度获取单元122，用于根据制动力F_breaking、车辆质量M以及公式a_breaking＝F_breaking/M计算出制动减速度a_breaking。

本发明主要应用的场景是在车辆未触发抱死的情况下，通过得到的附着系数值和滑移率值判定出车辆所处的目标路面，在判定出该目标路面的基础上，根据公式获取当前车辆在所述目标路面上的最小附着系数μ_min；将所述制动减速度a_breaking与预设碰撞加速度a_pre进行比较，根据比较结果对车辆的制动进行控制；

本发明得到的最小附着系数μ_min与当前车辆所处的路面相匹配，进而根据匹配得到的最小附着系数得到最大可施加制动减速度，对车辆制动进行控制；将制动减速度与预设碰撞加速度比较得到的最小值作为最大可施加制动减速度，使得本发明能够解决不同路面附着条件下车辆触发自动紧急制动的问题。

总之，本发明能够高效、准确的实现车辆的自动紧急制动。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

本发明中的技术方案中的各个模块均可通过计算机终端或其它设备实现。所述计算机终端包括处理器和存储器。所述存储器用于存储本发明中的程序指令/模块，所述处理器通过运行存储在存储器内的程序指令/模块，实现本发明相应功能。

本发明中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在存储介质中，包括若干指令用以使得一台或多台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。

本发明中所述模块/单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块/单元来达到实现本发明方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各模块/单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

以上所述仅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技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种车辆自动紧急制动的控制方法，其特征在于，包括：

在未触发抱死时，根据车辆所处的目标路面，结合计算公式获取当前车辆在所述目标路面上的最小附着系数μ_min；

根据所述最小附着系数得到车辆的制动减速度a_breaking；

依据所述制动减速度a_breaking与预设碰撞加速度a_pre，以及公式a_min＝min(a_pre,a_breaking)得到最大可施加制动减速度a_min；

根据所述最大可施加制动减速度a_min控制车辆的制动；

其中，所述获取当前车辆在所述目标路面上的最小附着系数μ_min利用的公式为：

其中，z_est为制动强度，F_{front_total_act}为前轴实际制动力，F_{rear_total_act}为后轴实际制动力，G为整车重力，a为前轴距，b为后轴距，L为整车轴距，h_g为车辆质心高度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在未触发抱死时，根据当前车辆所处的目标路面，并结合计算公式获取当前车辆在所述目标路面上的最小附着系数μ_min，包括：

在未触发抱死时，获取车辆的滑移率λ_i和附着系数μ_i；

根据所述滑移率λ_i和附着系数μ_i判定出当前车辆所处的目标路面；

根据所述目标路面，结合计算公式获取当前车辆在所述目标路面上的最小附着系数μ_min。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述最小附着系数得到车辆的制动减速度a_breaking，包括：

依据所述最小附着系数μ_min、车辆质量M、重力加速度g，以及公式F_breaking＝M*g*μ_min得到制动力F_breaking；

根据制动力F_breaking、车辆质量M以及公式a_breaking＝F_breaking/M计算出制动加速度a_breaking。

4.一种车辆自动紧急制动的控制系统，其特征在于，包括：

最小附着系数获取模块，用于在未触发抱死时，根据车辆所处的目标路面，结合计算公式获取当前车辆在所述目标路面上的最小附着系数μ_min；

制动减速度获取模块，用于根据所述最小附着系数得到车辆的制动减速度a_breaking；

最大可施加制动减速度获取模块，依据所述制动减速度a_breaking与预设碰撞加速度a_pre，以及公式a_min＝min(a_pre,a_breaking)得到最大可施加制动减速度a_min；

车辆制动控制模块，用于根据所述最大可施加制动减速度a_min控制车辆的制动；

其中，所述获取当前车辆在所述目标路面上的最小附着系数μ_min利用的公式为：

其中，z_est为制动强度，F_{front_total_act}为前轴实际制动力，F_{rear_total_act}为后轴实际制动力，G为整车重力，a为前轴距，b为后轴距，L为整车轴距，h_g为车辆质心高度。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述最小附着系数获取模块包括：

基本参数获取单元，用于在未触发抱死时，获取车辆的滑移率λ_i和附着系数μ_i；

路面判定单元，用于根据所述滑移率λ_i和附着系数μ_i判定出当前车辆所处的目标路面；

最小附着系数获取单元，用于根据所述目标路面，结合计算公式获取当前车辆在所述目标路面上的最小附着系数μ_min。

6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述制动减速度获取模块包括：

制动力获取单元，用于依据所述最小附着系数μ_min、车辆质量M、重力加速度g，以及公式F_breaking＝M*g*μ_min得到制动力F_breaking；

制动减速度获取单元，用于根据制动力F_breaking、车辆质量M以及公式a_breaking＝F_breaking/M计算出制动减速度a_breaking。

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