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CN109017729A - 一种车辆制动辅助系统及其控制方法 - Google Patents

一种车辆制动辅助系统及其控制方法 Download PDF

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CN109017729A CN201810857337.2A CN201810857337A CN109017729A CN 109017729 A CN109017729 A CN 109017729A CN 201810857337 A CN201810857337 A CN 201810857337A CN 109017729 A CN109017729 A CN 109017729A
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braking auxiliary
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李占江
高超
蒋元广
李麟
刘秀菁
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Nanjing Yuebo Power System Co Ltd
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Nanjing Yuebo Power System Co Ltd
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
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Abstract

本发明公开一种车辆制动辅助系统及其控制方法，所述系统包括：驾驶员控制面板、视觉传感器、角度传感器、转向状态传感器、整车控制器、制动机构和驱动电机；所述方法包括：步骤1：通过驾驶员控制面板开启制动辅助预警功能；步骤2：整车控制器接收车辆行进状态信息；步骤3：整车控制器的驾驶意图识别模块根据油门踏板开度、制动踏板开度、前车距离、碰撞时间TTC以及转向等状态来判断是否满足制动辅助的启动条件；步骤4：制动力计算模块根据整车目标减速度计算所需要的制动力控制制动机构和驱动电机。本发明所述辅助系统采用简单的结构能够解决车辆正常行驶中的制动辅助问题；所述控制方法控制逻辑清晰使辅助制动反应迅速。

Description

一种车辆制动辅助系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及车辆制动辅助技术领域，具体涉及一种车辆制动辅助系统及其控制方法。
背景技术
伴随着整车智能化的不断发展，越来越多的驾驶辅助功能被应用于实车，对于降低驾驶疲劳，提高行驶安全有着极大帮助。
其中，制动辅助或紧急制动系统对降低及避免追尾事故的发生可以起到很大作用，越来越多的车辆开始装配前车防撞预警系统以提醒驾驶员。
例如，申请号为201511013238.9的中国发明专利申请公开了一种用于泊车的目标检测预警及辅助制动系统，其特征在于：包括红外激光器、摄像头、DSP数据处理器、控制器、预警器和制动辅助执行机构；所述红外激光器和摄像头安装于车尾，并分别连接到DSP数据处理器，DSP数据处理器连接到控制器，所述预警器、制动辅助执行机构分别连接到控制器。
现有技术中公开了一种用于泊车的目标检测预警及辅助制动系统，所述系统应用于车辆的停泊，所述系统无法解决车辆正常行驶中的制动辅助问题。
有鉴于此，本发明一种车辆制动辅助系统及其控制方法。
发明内容
本发明提供一种车辆制动辅助系统及其控制方法，所述辅助系统采用简单的结构能够解决车辆正常行驶中的制动辅助问题；所述控制方法控制逻辑清晰使辅助制动反应迅速。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种车辆制动辅助系统，包括：驾驶员控制面板、视觉传感器、转向状态传感器、角度传感器、整车控制器、制动机构和驱动电机；
驾驶员控制面板：连接于整车控制器用于开启和闭合制动辅助预警功能；
视觉传感器：连接于设置在前车窗的摄像头和整车控制器之间以将获取图像信息发送至整车控制器；
转向状态传感器：连接于车辆的转向灯控制杆并能够将车辆的转向信息发送至整车控制器；
角度传感器：连接于制动踏板和加速踏板及整车控制器之间以获取制动踏板的开度信息及加速踏板的开度信息发送至整车控制器；
整车控制器：接收驾驶员控制面板、视觉传感器、转向状态传感器及角度传感器的数据信息并根据所述数据信息进行对车辆制动机构和驱动电机的控制。
进一步地，整车控制器包括用于对车辆状态进行识别的驾驶意图识别模块、用于设定车辆的目标减速度的安全减速度计算模块和控制制动输出的制动力计算模块，其中，驾驶意图识别模块和安全减速度计算模块均连接于制动力计算模块。
进一步地，视觉传感器、转向状态传感器和角度传感器均连接于驾驶意图识别模块。
进一步地，安全减速度计算模块根据整车控制器算得的碰撞时间TTC以及设定的最小安全距离计算目标减速度，计算公式如下：
即则目标减速度可由下式得到：
公式(1)-(3)中：
dcurrent为当前自车相对于前车的距离(m)；
v0为当前相对速度(m/s)；
t为碰撞时间TTC(s)；
dmin为设定的最小安全距离(m)；
a为车辆加速度(m/s^2)。
本发明还提供一种车辆制动辅助系统的控制方法，包括如下步骤：
步骤1：通过驾驶员控制面板开启制动辅助预警功能；
步骤2：整车控制器接收视觉传感器提供的前车距离和前车的相对车速信息、接收转向状态传感器提供的转向状态信息，接收车辆上的角度传感器提供的油门踏板开度信息和刹车踏板开度信息给驾驶意图识别模块；
步骤3：整车控制器的驾驶意图识别模块根据油门踏板开度、制动踏板开度、前车距离、碰撞时间TTC以及转向状态来判断是否满足制动辅助的启动条件；
步骤4：驾驶意图识别模块判断满足制动辅助的启动条件，安全减速度计算模块根据整车控制器算得的碰撞时间TTC以及设定的最小安全距离计算整车目标减速度，制动力计算模块根据整车目标减速度计算所需要的制动力控制制动机构和驱动电机。
进一步地，步骤4中，最小安全距离能够根据用户的需求进行调整。
进一步地，步骤3中，前车距离及碰撞时间TTC的使能条件能够进行调整。
与现有技术相比，本发明的优越效果在于：
1、本发明所述的车辆制动辅助系统，通过驾驶员控制面板、视觉传感器、转向状态传感器、角度传感器、整车控制器、制动机构和驱动电机的配合设置，使所述的车辆制动辅助系统结构简单并能够解决车辆正常行驶中的制动辅助问题；
2、本发明所述的车辆制动辅助系统的控制方法，控制逻辑清晰使辅助制动反应迅速。
附图说明
图1是本发明实施例1中车辆制动辅助系统的结构示意图；
图2是本发明实施例1中车辆制动辅助系统的控制方法的流程图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。
实施例1
如附图1所示，一种车辆制动辅助系统，包括：驾驶员控制面板、视觉传感器、转向状态传感器、角度传感器、整车控制器、制动机构和驱动电机；
驾驶员控制面板：连接于整车控制器用于开启和闭合制动辅助预警功能；
视觉传感器：连接于设置在前车窗的摄像头和整车控制器之间以将获取图像信息发送至整车控制器；
转向状态传感器：连接于车辆的转向灯控制杆并能够将车辆的转向信息发送至整车控制器；
角度传感器：连接于制动踏板和加速踏板及整车控制器之间以获取制动踏板的开度信息及加速踏板的开度信息发送至整车控制器；
整车控制器：接收驾驶员控制面板、视觉传感器、转向状态传感器及角度传感器的数据信息并根据所述数据信息进行对车辆制动机构和驱动电机的控制。
在本实施例中，摄像头获取图像信息并发送给视觉传感器，视觉传感器将获取图像信息发送至整车控制器，转向状态传感器收集方向盘的转向信息并发送至整车控制器，角度传感器接收制动踏板的开度信息及加速踏板的开度信息并发送至整车控制器，整车控制器根据图像信息、转向信息、制动踏板的开度信息及加速踏板的开度信息分析计算前方车辆的相对距离以及碰撞时间TTC。
整车控制器包括用于对车辆状态进行识别的驾驶意图识别模块、用于设定车辆的目标减速度的安全减速度计算模块和控制制动输出的制动力计算模块，其中，驾驶意图识别模块和安全减速度计算模块均连接于制动力计算模块。
视觉传感器、转向状态传感器和角度传感器均连接于驾驶意图识别模块。
安全减速度计算模块根据整车控制器算得的碰撞时间TTC以及设定的最小安全距离计算目标减速度，计算公式如下：
即则目标减速度可由下式得到：
式(1)-(3)中：
dcurrent为当前自车相对于前车的距离(m)；
v0为当前相对速度(m/s)；
t为碰撞时间TTC(s)；
dmin为设定的最小安全距离(m)；
a为车辆加速度(m/s^2)。
如附图2所述，车辆制动辅助系统的控制方法，包括如下步骤：
步骤1：通过驾驶员控制面板开启制动辅助预警功能；
步骤2：整车控制器接收视觉传感器提供的前车距离和前车的相对车速信息、接收转向传感器提供的转向状态信息、接收角度传感器提供的油门踏板开度信息和刹车踏板开度信息；
步骤3：整车控制器的驾驶意图识别模块根据油门踏板开度、制动踏板开度、前车距离、碰撞时间TTC以及转向状态来判断是否满足制动辅助的启动条件；
步骤4：驾驶意图识别模块判断满足制动辅助的启动条件，安全减速度计算模块根据整车控制器算得的碰撞时间TTC以及设定的最小安全距离计算整车目标减速度，制动力计算模块根据整车目标减速度计算所需要的制动力控制制动机构和驱动电机，根据整车驱动力平衡方程可得：
Ft＝Ff+Fw+ax*δm……(4)
式中：
ax：车辆加速度，等同于式1-3中的a；
δ：整车的旋转质量换算系数；
m：整车质量；
Ft：整车驱动力；
Ff：滚动阻力；
Fw：空气阻力；
其中，整车驱动力Ft与电机扭矩，变速器档位状态有关，计算公式如下：
式中：
Ttq：电机输出扭矩；
ig：当前变速器档位的传动比；
i0：主减速比；
ηt：传动系传动效率；
r：轮胎滚动半径；
Tbrk：制动系制动扭矩；
由此，根据目标加速度进行控制电机制动扭矩请求以及制动系制动扭矩请求，在电机输出扭矩满足制动力要求时，优先进行电制动馈电，当电机制动力矩达不到制动加速度要求时，采用电机制动和机械制动相结合。
在本实施例中，步骤3中，启动条件为预先设置。
在本实施例中，步骤4中，启动条件可以是：摄像头检测到前方车辆开始减速并且向右转弯，且辆车之间的行驶距离小于最小安全距离时，刹车踏板开度是30％，油门踏板开度是0％时，车辆开始紧急制动，上述仅为启动条件的示例。
步骤4中，最小安全距离能够根据用户的需求进行调整。
步骤3中，前车距离及碰撞时间TTC的使能条件能够进行调整。
本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书界定。

Claims (7)

1.一种车辆制动辅助系统，其特征在于，包括：驾驶员控制面板、视觉传感器、转向状态传感器、角度传感器、整车控制器、制动机构和驱动电机；
驾驶员控制面板：连接于整车控制器用于开启和闭合制动辅助预警功能；
视觉传感器：连接于设置在前车窗的摄像头和整车控制器之间以将获取图像信息发送至整车控制器；
转向状态传感器：连接于车辆的转向灯控制杆并能够将车辆的转向信息发送至整车控制器；
角度传感器：连接于制动踏板和加速踏板及整车控制器之间以获取制动踏板的开度信息及加速踏板的开度信息发送至整车控制器；
整车控制器：接收驾驶员控制面板、角度传感器、视觉传感器及转向状态传感器的数据信息并根据所述数据信息进行对车辆制动机构和驱动电机的控制。
2.根据权利要求1所述的车辆制动辅助系统，其特征在于，整车控制器包括用于对车辆状态进行识别的驾驶意图识别模块、用于设定车辆的目标减速度的安全减速度计算模块和控制制动输出的制动力计算模块，其中，驾驶意图识别模块和安全减速度计算模块均连接于制动力计算模块。
3.根据权利要求2所述的车辆制动辅助系统，其特征在于，视觉传感器、转向状态传感器和角度传感器均连接于驾驶意图识别模块。
4.根据权利要求2所述的车辆制动辅助系统，其特征在于，安全减速度计算模块根据整车控制器算得的碰撞时间TTC以及设定的最小安全距离计算目标减速度，计算公式如下：
即则目标减速度可由下式得到：
式(1)-(3)中：
dcurrent为当前自车相对于前车的距离(m)；
v0为当前相对速度(m/s)；
t为碰撞时间TTC(s)；
dmin为设定的最小安全距离(m)；
a为车辆减速度(m/s^2)。
5.一种车辆制动辅助系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：通过驾驶员控制面板开启制动辅助预警功能；
步骤2：整车控制器接收视觉传感器提供的前车距离和前车的相对车速信息、接收转向传感器提供的转向状态信息、接收角度传感器提供的油门踏板开度信息和刹车踏板开度信息；
步骤3：整车控制器的驾驶意图识别模块根据油门踏板开度、制动踏板开度、前车距离、碰撞时间TTC以及转向状态来判断是否满足制动辅助的启动条件；
步骤4：驾驶意图识别模块判断满足制动辅助的启动条件，安全减速度计算模块根据整车控制器算得的碰撞时间TTC以及设定的最小安全距离计算整车目标减速度，制动力计算模块根据整车目标减速度计算所需要的制动力控制制动机构和驱动电机。
6.根据权利要求5所述的车辆制动辅助系统的控制方法，其特征在于，步骤4中，最小安全距离能够根据用户的需求进行调整。
7.根据权利要求5所述的车辆制动辅助系统的控制方法，其特征在于，步骤3中，前车距离及碰撞时间TTC的使能条件能够进行调整。
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