一種用于大型車輛的智能剎車系統(tǒng)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車剎車技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于大型車輛的智能剎車系統(tǒng)及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，我國大型車輛剎車失靈的事故屢見不鮮，汽車市場(chǎng)上需一種智能剎車系統(tǒng)，既能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)剎車，又可以保證大型車輛在危險(xiǎn)路面(如斜坡、能見度低的路段)依舊能夠有效減速、剎車，從而避免碰撞事故。當(dāng)前大型車輛的剎車制動(dòng)，主要有以下幾個(gè)缺點(diǎn):一是過分依賴人為行為:司機(jī)駕駛水平參差不齊，還極易出現(xiàn)疲勞駕駛、酒駕等行為;二是車輛制動(dòng)不平緩，急剎車往往導(dǎo)致乘客、車載貨物受到損傷損壞;三是剎車極易失靈:剎車片在頻繁使用后，極易升溫失靈；四是剎車距離過長，即使司機(jī)在發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)后踩踏剎車踏板進(jìn)行剎車，但是往往是難以成功剎車、避免碰撞。
[0003]當(dāng)前大型車輛的剎車制動(dòng)，主要是依靠司機(jī)人為踩踏剎車踏板，利用原車剎車片機(jī)械剎車。而在此種剎車方法中，剎車片極易由于頻繁剎車產(chǎn)生高溫而失靈，一些司機(jī)甚至使用冷卻水來為剎車片降溫，但是結(jié)果往往是治標(biāo)不治本，難以解決實(shí)質(zhì)問題?，F(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)排氣制動(dòng)技術(shù)中的剎車距離較遠(yuǎn)、剎車效果一般，且損害發(fā)動(dòng)機(jī)本身。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明旨在提供一種用于大型車輛的智能剎車系統(tǒng)，既能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)剎車，又可以保證大型車輛在危險(xiǎn)路面(如斜坡、能見度低的路段)能夠有效減速、剎車，從而避免碰撞事故。
[0005]為實(shí)現(xiàn)該技術(shù)目的，本發(fā)明的方案是:
[0006]—種用于大型車輛的智能剎車系統(tǒng)，該系統(tǒng)由探測(cè)器、系統(tǒng)總線接口、控制器、報(bào)警系統(tǒng)、緩速器、剎車系統(tǒng)和線束組成；
[0007]所述探測(cè)器負(fù)責(zé)收集路面信息，傳遞實(shí)時(shí)信息，實(shí)現(xiàn)車輛環(huán)境感知，為控制器提供決策依據(jù);所述探測(cè)器可為雷達(dá)、攝像頭或雷達(dá)和攝像頭的組合；
[0008]所述控制器是利用系統(tǒng)總線接口傳輸來的數(shù)據(jù)信息，包括集成在控制器內(nèi)的車速傳感器和角度傳感器等采集的數(shù)據(jù)，進(jìn)行融合計(jì)算，制定決策動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)報(bào)警、智能緩速以及智能剎車；
[0009]所述緩速器是有效緩速的執(zhí)行單元，受控制器的電信號(hào)驅(qū)動(dòng)，所述緩速器獨(dú)立于車輛的剎車系統(tǒng)之外，不使用原車機(jī)械剎車片;所述緩速器通過機(jī)械能轉(zhuǎn)換為熱能，無機(jī)械磨損、無噪聲地實(shí)現(xiàn)緩速；
[0010]所述剎車系統(tǒng)是剎車至靜止的執(zhí)行單元，受控制器的電信號(hào)驅(qū)動(dòng)；
[0011 ]所述線束線束用于連接系統(tǒng)各部分，用于通訊和傳遞電信號(hào)；
[0012 ]進(jìn)一步，所述緩速器采用電渦流緩速器或液力緩速器；
[0013]進(jìn)一步，所述剎車系統(tǒng)可采用電控踏板剎車、總線通訊剎車、電控手剎等多種方式方法。
[0014]緩速器工作原理是應(yīng)用物理學(xué)電磁感應(yīng)原理，在車輛需要減速時(shí)將車輛行駛的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為熱能，使車輛達(dá)到減速的目的，起到輔助制動(dòng)作用。緩速器由轉(zhuǎn)子和定子組成;轉(zhuǎn)子與車輛傳動(dòng)部件傳動(dòng)軸連接;定子間接與車梁連接；當(dāng)車輛需要減速時(shí)將緩速器定子接通電源，定子線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子切割磁力線，在轉(zhuǎn)子內(nèi)部形成電渦流，產(chǎn)生反向的制動(dòng)力矩，使車輛減速;同時(shí)，轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)時(shí)通過轉(zhuǎn)子上的風(fēng)葉將電渦流產(chǎn)生的熱量散發(fā)出去。
[0015]—種用于大型車輛的智能剎車系統(tǒng)的控制方法，該方法包括以下步驟；
[0016]S1:開始程序起始，進(jìn)行系統(tǒng)初始化，部分完成設(shè)備運(yùn)行基本參數(shù)配置、變量初值設(shè)定，內(nèi)存預(yù)分配等功能；
[0017]S2:探測(cè)器數(shù)據(jù)讀取，系統(tǒng)指定時(shí)間實(shí)時(shí)讀取的，獲得了前方目標(biāo)的定位信息，如相對(duì)于自車的速度、距離和方位，及當(dāng)前狀態(tài)下車輛油門踏板、剎車踏板的位置自車信息等;所使用的探測(cè)器是高頻探測(cè)器；
[0018]S3:抑制報(bào)警，當(dāng)判斷到危險(xiǎn)但駕駛員采取了響應(yīng)規(guī)避操作時(shí)，如減油或是主動(dòng)剎車時(shí)，會(huì)抑制低級(jí)別的報(bào)警，然后返回到探測(cè)器數(shù)據(jù)讀取步驟S2;
[0019]S4:若上述S3抑制報(bào)警步驟沒有抑制報(bào)警，便執(zhí)行危險(xiǎn)目標(biāo)識(shí)別程序，解決在道路上，車輛、人和路邊建筑物多目標(biāo)的識(shí)別問題，危險(xiǎn)目標(biāo)的識(shí)別基于同車道最近目標(biāo)檢測(cè)原則確定。如圖3所示，自車行駛的車道寬度為a，自車的寬度為b，前方目標(biāo)與自車夾角為Θ ；
[0020]高頻探測(cè)器采集上傳一組目標(biāo)的數(shù)據(jù)幀，包括了每個(gè)目標(biāo)與自車的相對(duì)距離、相對(duì)速度及相對(duì)角度信息，通過距離和角度可以得到目標(biāo)車輛與本車的橫向間距，可通過橫向距離的大小來判定車輛是否與本車處于同一車道。同時(shí)還可得到與自車的垂直距離，通過這些數(shù)據(jù)可以計(jì)算確定當(dāng)前幀最危險(xiǎn)的目標(biāo)，并與先前數(shù)據(jù)對(duì)比，確認(rèn)當(dāng)前幀是否出現(xiàn)了新的危險(xiǎn)目標(biāo)，并對(duì)危險(xiǎn)目標(biāo)數(shù)據(jù)計(jì)算保存，用于下一步安全模型算法的計(jì)算。
[0021 ]安全模型算法，綜合自車的制動(dòng)性能及前方目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，運(yùn)用安全車距控制邏輯，對(duì)危險(xiǎn)狀態(tài)做出評(píng)估，主要針對(duì)自車與前車相對(duì)速度分為兩種情況:
[0022]a.相對(duì)速度較大，此時(shí)假定前方車輛突然原地停止，并考慮停止后車間距仍保持一定安全距離，得到該安全距離模型的碰撞時(shí)間；
[0023]b.相對(duì)速度較小，此時(shí)假定車輛在正常交通環(huán)境下進(jìn)行跟隨行駛，自車與前方目標(biāo)的相對(duì)速度和車間距離成一定的線性關(guān)系，得到該安全距離的碰撞時(shí)間；
[0024]將計(jì)算所得的碰撞時(shí)間及當(dāng)前車速下設(shè)定的安全閾值傳遞給下一步S5調(diào)用規(guī)避控制程序確定危險(xiǎn)等級(jí)；
[0025]S5:調(diào)用規(guī)避控制程序確定危險(xiǎn)等級(jí)，根據(jù)危險(xiǎn)等級(jí)啟動(dòng)緩速器或剎車系統(tǒng)，規(guī)避控制程序根據(jù)危險(xiǎn)狀態(tài)等級(jí)做出報(bào)警及輸出執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制邏輯，規(guī)避駕駛風(fēng)險(xiǎn);緩速器是有效緩速的執(zhí)行單元，受控制器的電信號(hào)驅(qū)動(dòng)，所述緩速器獨(dú)立于車輛的剎車系統(tǒng)之外，不使用原車機(jī)械剎車片;緩速器通過機(jī)械能轉(zhuǎn)換為熱能，無機(jī)械磨損、無噪聲地實(shí)現(xiàn)緩速；剎車系統(tǒng)是剎車至靜止的執(zhí)行單元，受控制器的電信號(hào)驅(qū)動(dòng)；
[0026]返回至S1步驟循環(huán)。
[0027]進(jìn)一步，所述緩速器采用電渦流緩速器或液力緩速器；
[0028]進(jìn)一步，所述剎車系統(tǒng)可采用電控踏板剎車、總線通訊剎車、電控手剎等多種方式方法。
[0029]本發(fā)明有如下優(yōu)點(diǎn):
[0030]1、本發(fā)明的智能剎車系統(tǒng)，專用于解決大型車輛減速、剎車?yán)щy、剎車不及時(shí)的難題，實(shí)現(xiàn)了智能報(bào)警、智能緩速、以及自動(dòng)剎車;而在緩速執(zhí)行器方面，該系統(tǒng)采用緩速器，基于電磁轉(zhuǎn)換技術(shù)，避免物理磨損，大幅縮短剎車距離，并且其制動(dòng)力隨著車速的變化而變化、緩速剎車平穩(wěn)高效;在剎車執(zhí)行器方面，可以與多種剎車方式包括電控踏板剎車、總線通訊剎車、電控手剎等方式搭配使用，適應(yīng)性好。
[0031]2、改變了傳統(tǒng)上依靠司機(jī)主觀上能動(dòng)識(shí)別危險(xiǎn)，采取措施消除或降低危害的危險(xiǎn)識(shí)別控制模式，將車輛行車的安全由智能剎車系統(tǒng)進(jìn)行可靠及時(shí)準(zhǔn)確的控制，避免了人的主觀性和武斷性，具有積極的意義。
【附圖說明】
[0032]圖1是本發(fā)明提供的智能剎車系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；
[0033]圖2是本發(fā)明提供的智能剎車系統(tǒng)的工作流程圖；
[0034]圖3是汽車行駛環(huán)境模擬圖:(a)汽車行駛路況圖；(b)探測(cè)目標(biāo)數(shù)據(jù)分析圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0036]實(shí)施例:
[0037]一種用于大型車輛的智能剎車系統(tǒng)，該系統(tǒng)由探測(cè)器3、系統(tǒng)總線接口 4、控制器5、報(bào)警系統(tǒng)6、緩速器7、剎車系統(tǒng)8以及線束9組成；
[0038]所述探測(cè)器3可為雷達(dá)1、攝像頭2或雷達(dá)1和攝像頭2的組合;所述探測(cè)器3負(fù)責(zé)收集路面信息，傳遞實(shí)時(shí)信息，實(shí)現(xiàn)車輛環(huán)境感知，為控制器3提供決策依據(jù)；
[0039]所述控制器5是利用系統(tǒng)總線接口4傳輸來的數(shù)據(jù)信息，包括集成控制器5內(nèi)部的車速傳感器和角度傳感器等采集的數(shù)據(jù)，進(jìn)行融合計(jì)算，制定決策動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)報(bào)警、智能緩速以及智能剎車；
[0040]所述緩速器7是有效緩速的執(zhí)行單元，受控制器5的電信號(hào)驅(qū)動(dòng)，所述緩速器7獨(dú)立于車輛的剎車系統(tǒng)之外，不使用原車機(jī)械剎車片;所述緩速器7通過機(jī)械能轉(zhuǎn)換為熱能，無機(jī)械磨損、無噪聲地實(shí)現(xiàn)緩速；
[0041]所述剎車系統(tǒng)8是剎車至靜止的執(zhí)行單元，受控制器5的電信號(hào)驅(qū)動(dòng)；
[0042]所述線束9用于連接系統(tǒng)各部分;用于通訊