專利名稱：具有駕駛輔助功能的集成式電控制動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種車輛安全技術(shù)領(lǐng)域，特別是關(guān)于一種具有駕駛輔助功能的集 成式電控制動(dòng)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
交通事故造成了極大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡，是現(xiàn)代社會(huì)面臨的嚴(yán)峻問(wèn)題。 由于駕駛員在自身生理或駕駛經(jīng)驗(yàn)上存在局限性，因此駕駛員會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)疲勞、 疏忽、判斷失誤等駕駛操作，從而導(dǎo)致交通事故，據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，因?yàn)樯鲜鲞^(guò)失造
成的交通事故數(shù)占到了總交通事故數(shù)的90%以上。針對(duì)上述事實(shí)，減輕駕駛員的勞 動(dòng)強(qiáng)度和擴(kuò)大駕駛員的感知范圍，以提高駕駛員的安全駕駛能力，降低諸如過(guò)失 造成的交通事故發(fā)生率成為汽車廠商和研究機(jī)構(gòu)研究的首要目標(biāo)。
駕駛輔助系統(tǒng)正是為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)而發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)汽車主動(dòng)安全技術(shù)。 針對(duì)車輛在單一車道內(nèi)的縱向行駛，汽車廠商和研究機(jī)構(gòu)已經(jīng)開(kāi)發(fā)了駕駛輔助系 統(tǒng)。駕駛輔助系統(tǒng)是通過(guò)雷達(dá)或攝像機(jī)等傳感器探測(cè)車輛前方的障礙物信息，根 據(jù)駕駛輔助控制器中的控制策略，自動(dòng)控制車輛的速度，以保持安全的跟車距離， 同時(shí)駕駛輔助系統(tǒng)還為駕駛員提供追尾預(yù)警，在危險(xiǎn)情況下自動(dòng)制動(dòng)，避免追尾 事故的發(fā)生。
目前上市的駕駛輔助系統(tǒng)已經(jīng)具有很多種功能，比如自適應(yīng)巡航、追尾預(yù)防、 電子穩(wěn)定性控制等功能，針對(duì)每一種功能，都需要改動(dòng)車輛發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)和制 動(dòng)系統(tǒng)控制器的算法，使控制器能夠接收前方障礙物信息和駕駛員操作信息，并 加入安全策略模塊和控制模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)節(jié)氣門開(kāi)度和制動(dòng)壓力的控制，才能完成 該功能。但是現(xiàn)有技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)對(duì)多種功能的嵌入安裝，而且每一種駕駛輔助系 統(tǒng)的硬件裝置開(kāi)發(fā)都需要很大投入，成本高，極大地限制了車輛輔助駕駛技術(shù)的 推廣。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種集成有多種安全功能、控制精度高、 成本低廉的具有駕駛輔助功能的集成式電控制動(dòng)系統(tǒng)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案 一種具有駕駛輔助功能的集成 式電控制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于包括一信息采集裝置、 一控制器和一制動(dòng)執(zhí)行器; 其中，所述控制器包括預(yù)置有一控制策略計(jì)算模塊的微處理器；所述微處理器中的控制策略計(jì)算模塊根據(jù)所述信息采集裝置采集到的自車當(dāng)前工作狀態(tài)信息和自 車前方障礙物信息，計(jì)算出相應(yīng)的控制量，并輸送給所述制動(dòng)執(zhí)行器，所述制動(dòng) 執(zhí)行器依據(jù)所述控制量大小對(duì)自車實(shí)施相應(yīng)的自動(dòng)制動(dòng)；當(dāng)所述微處理器接收到 人工制動(dòng)信號(hào)時(shí)，所述微處理器中的控制策略計(jì)算模塊停止計(jì)算控制量工作。
它還包括一人機(jī)界面，其上設(shè)置有駕駛輔助功能開(kāi)閉的按鈕、駕駛輔助功能 參數(shù)設(shè)置按鈕和顯示所述控制器發(fā)出的信息用的顯示屏；當(dāng)所述人機(jī)界面上的駕 駛輔助功能按鈕關(guān)閉時(shí)，所述信息采集裝置在線采集駕駛員習(xí)慣的跟車參數(shù)和危 險(xiǎn)判斷參數(shù)，并按時(shí)間先后順序記錄在所述微處理器內(nèi)；當(dāng)所述人機(jī)界面上的駕 駛輔助功能按鈕開(kāi)啟時(shí)，所述微處理器中控制策略計(jì)算模塊根據(jù)所述信息采集裝 置在線采集到的自車當(dāng)前工作狀態(tài)信息，并調(diào)用最新駕駛員習(xí)慣的跟車參數(shù)和危 險(xiǎn)判斷參數(shù)，進(jìn)行自適應(yīng)巡航。
所述信息采集裝置包括一用于探測(cè)自車相對(duì)于其前車的距離和速度的激光雷 達(dá)， 一用于采集自車前方道路圖像的智能攝像機(jī)， 一方向盤轉(zhuǎn)角傳感器， 一測(cè)量 自車縱向和橫向加速度信息的加速度傳感器， 一測(cè)量自車橫擺角速度的橫擺角速
度傳感器，多個(gè)車輪輪速傳感器、多個(gè)制動(dòng)壓力傳感器和一顯示人工制動(dòng)信息用 的制動(dòng)燈。
所述控制器還包括 一模數(shù)采集模塊，其將所述激光雷達(dá)、智能攝像機(jī)、加 速度傳感器、橫擺角速度傳感器和制動(dòng)壓力傳感器采集到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字 信號(hào)，輸送給所述微處理器； 一開(kāi)關(guān)量采集模塊，其將所述方向盤轉(zhuǎn)角傳感器采 集到的轉(zhuǎn)向信號(hào)和制動(dòng)燈信號(hào)，輸送給所述微處理器；一 CAN模塊，其為所述微 處理器提供原車C認(rèn)總線上已有的數(shù)字信息； 一開(kāi)關(guān)量輸出模塊，用于穩(wěn)定所述 微處理器輸入的開(kāi)關(guān)量；一 PWM輸出模塊，用于接收所述開(kāi)關(guān)量輸出模塊輸送的 穩(wěn)定開(kāi)關(guān)量，并生成一相應(yīng)的脈沖信號(hào)； 一驅(qū)動(dòng)電路，用于接收所述PWM輸出模 塊輸送的脈沖信號(hào)輸送給所述制動(dòng)執(zhí)行器； 一電源模塊，其將自車上的12V車載 蓄電池提供的不穩(wěn)定直流電，轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的5V和12V直流電，分別為所述信息采 集裝置和所述控制器中其它各所述模塊供電。
所述制動(dòng)執(zhí)行器包括 一直流電機(jī)和多個(gè)分別對(duì)應(yīng)連接每一車輪的制動(dòng)電磁 閥；其中，所述直流電機(jī)和各制動(dòng)電磁閥的輸入端均與所述控制器中的驅(qū)動(dòng)電路 的輸出端連接，同時(shí)各所述制動(dòng)電磁閥的另一輸入端均連接所述直流電機(jī)的輸出 端；所述自車上的12V車載蓄電池分別為所述直流電機(jī)和各制動(dòng)電磁閥供電。
本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)1、由于本發(fā)明系統(tǒng)包括了 功能齊全的信息采集裝置、集成了多種安全功能的控制器和制動(dòng)執(zhí)行器，本發(fā)明系統(tǒng)的控制器根據(jù)信息采集裝置采集到的自車當(dāng)前工作狀態(tài)信息和自車前方障礙 物的信息，對(duì)自車的追尾危險(xiǎn)情況、跟車速度、各車輪的抱死或啟動(dòng)防滑情況進(jìn) 行判斷和計(jì)算，計(jì)算出對(duì)應(yīng)各種情況的控制量，并輸送給制動(dòng)執(zhí)行器，制動(dòng)執(zhí)行 器依據(jù)所述控制量大小對(duì)自車實(shí)施相應(yīng)的自動(dòng)制動(dòng)，以保證自車的安全行駛，因 此本發(fā)明系統(tǒng)功能齊全，控制精度高，并且響應(yīng)速度快。2、由于本發(fā)明中的制動(dòng) 執(zhí)行器只對(duì)原車進(jìn)行了簡(jiǎn)單的改造，而且多種安全功能的控制器可以在車輛的設(shè) 計(jì)生產(chǎn)中作為車輛的原裝配置加入，因此本發(fā)明系統(tǒng)不僅安全功能齊全，而且可
以實(shí)現(xiàn)對(duì)普通車輛的嵌入安裝，應(yīng)用范圍廣，還節(jié)約了成本。3、本發(fā)明系統(tǒng)由于
設(shè)置了一人機(jī)界面，駕駛員可以通過(guò)人機(jī)界面可以對(duì)電控輔助系統(tǒng)實(shí)施開(kāi)關(guān)操作， 還可以設(shè)置不同的輔助功能參數(shù)，觀察報(bào)警信息、制動(dòng)信息和自車當(dāng)前工作狀態(tài) 信息，因此本發(fā)明操作簡(jiǎn)單，控制準(zhǔn)確。


圖l是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖
圖2是本發(fā)明的原理示意圖 圖3是本發(fā)明控制器中微處理器的結(jié)構(gòu)示意圖 圖4是本發(fā)明中制動(dòng)執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)示意圖
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。
如圖1所示，本發(fā)明駕駛輔助系統(tǒng)包括一信息采集裝置1、 一控制器2、 一制 動(dòng)執(zhí)行器3和一人機(jī)界面4。其中，信息采集裝置1將采集到的自車當(dāng)前工作狀態(tài) 信息和自車前方障礙物信息輸送給控制器2，由控制器2對(duì)自車的當(dāng)前狀態(tài)進(jìn)行判 斷和計(jì)算，計(jì)算出對(duì)應(yīng)各種情況的控制量，并輸送給制動(dòng)執(zhí)行器3，制動(dòng)執(zhí)行器3 隨后依據(jù)控制量的大小對(duì)自車實(shí)施相應(yīng)的自動(dòng)制動(dòng)，以保證自車的安全行駛，同 時(shí)控制器2將其發(fā)出的報(bào)警信息、制動(dòng)信息和自車當(dāng)前狀態(tài)信息均發(fā)送至人機(jī)界 面4進(jìn)行顯示。上述自車的當(dāng)前狀態(tài)包括跟車速度、追尾危險(xiǎn)情況、各車輪的 抱死和啟動(dòng)防滑情況。
上述過(guò)程中，控制器2與原車CAN總線5之間可以實(shí)現(xiàn)信息共享，同時(shí)控制 器2將12V車載蓄電池6提供的12V不穩(wěn)定的直流電，轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的5V和12V直 流電，分別輸送給信息采集裝置1和控制器2自身供電。
人機(jī)界面4上設(shè)置有控制駕駛輔助功能開(kāi)閉的按鈕和駕駛輔助功能參數(shù)設(shè)置 按鈕，比如巡航車速、跟車級(jí)別等參數(shù)，本實(shí)施例中的人機(jī)界面4可以采用觸摸 顯示屏，也可以采用其它顯示設(shè)備。如圖2所示，本發(fā)明系統(tǒng)中信息采集裝置l包括一激光雷達(dá)ll、 一智能攝像 機(jī)12、 一方向盤轉(zhuǎn)角傳感器13、 一加速度傳感器14、 一橫擺角速度傳感器15、 多個(gè)車輪輪速傳感器16、多個(gè)制動(dòng)壓力傳感器17和一制動(dòng)燈18。激光雷達(dá)11安 裝在自車保險(xiǎn)杠中央，用于探測(cè)自車相對(duì)于其前方車輛(簡(jiǎn)稱前車)的距離和速 度。智能攝像機(jī)12安裝在自車前擋風(fēng)玻璃與后視鏡之間，用于采集自車前方道路 圖像。方向盤轉(zhuǎn)角傳感器13安裝在自車的方向盤總成內(nèi)，用于測(cè)量方向盤轉(zhuǎn)角數(shù) 據(jù)。加速度傳感器14固定在自車底盤的整車重心位置，以測(cè)量自車縱向和橫向加 速度信息。橫擺角速度傳感器15固定在自車底盤的整車重心位置，測(cè)量自車的橫 擺角速度。車輪輪速傳感器16分別設(shè)置在自車的四個(gè)車輪上，以檢測(cè)各車輪的轉(zhuǎn) 速。制動(dòng)壓力傳感器17分別安裝在自車的四個(gè)車輪分泵的支路上，以測(cè)量各車輪 的制動(dòng)壓力。制動(dòng)燈18連接制動(dòng)踏板7，顯示駕駛員實(shí)施人工制動(dòng)的信號(hào)。本實(shí) 施例中，激光雷達(dá)ll、智能攝像機(jī)12、方向盤轉(zhuǎn)角傳感器13、加速度傳感器14、 橫擺角速度傳感器15、車輪輪速傳感器16、制動(dòng)壓力傳感器17和制動(dòng)燈18均為 本領(lǐng)域常用設(shè)備，在此不再詳述。
如圖2所示，本發(fā)明系統(tǒng)中控制器2采用的是一基于Freescale HCS12芯片 開(kāi)發(fā)的單片機(jī)，其包括一模數(shù)采集模塊21、 一開(kāi)關(guān)量采集模塊22、 一 CAN (Controller Area Network,控制器局域網(wǎng))模塊23、 一開(kāi)關(guān)量輸出模塊24、 一P麗(Pulse Width Modulation,脈沖寬度調(diào)制)輸出模塊25、 一驅(qū)動(dòng)電路26、 一電源模塊27和一微處理器28。
模數(shù)采集模塊21為一模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，其將激光雷達(dá)11、智能攝像機(jī)12、加 速度傳感器14、橫擺角速度傳感器15和制動(dòng)壓力傳感器17采集到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn) 換成數(shù)字信號(hào)，輸送給微處理器2。
開(kāi)關(guān)量采集模塊22為一光電隔離電路，其將方向盤轉(zhuǎn)角傳感器13采集到的 轉(zhuǎn)向信號(hào)和制動(dòng)燈18的信號(hào)，輸送給微處理器28。
CAN模塊23為一 CAN通訊芯片，其為微處理器28提供原車C認(rèn)總線5上已有 的數(shù)字信息，比如自車車速X。自車速度Vs由原車上的ABS (Anti-Brake System, 防抱死系統(tǒng))控制器8根據(jù)車輪輪速傳感器16測(cè)得的各車輪的轉(zhuǎn)速化計(jì)算得出。
開(kāi)關(guān)量輸出模塊24為一穩(wěn)壓電路，用于將微處理器28輸入的開(kāi)關(guān)量轉(zhuǎn)化為 穩(wěn)定信號(hào)后，通過(guò)PWM輸出模塊25輸出給驅(qū)動(dòng)電路26。其中，PWM輸出模塊25 為一產(chǎn)生脈沖信號(hào)的脈沖調(diào)制電路，驅(qū)動(dòng)電路26為制動(dòng)執(zhí)行器3的驅(qū)動(dòng)源。
電源模塊27將自車上的12V車載蓄電池6提供的不穩(wěn)定直流電，轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定 的5V和12V直流電，分別為信息采集裝置1和控制器2中其它各模塊供電。
8微處理器28接收模數(shù)采集模塊21輸送的數(shù)字信號(hào)，開(kāi)關(guān)量采集模塊22輸送 的轉(zhuǎn)向信號(hào)和制動(dòng)燈信號(hào)，以及CAN模塊23提供的原車CAN總線5上已有的狀態(tài) 信息，進(jìn)行自車的控制量計(jì)算，并將計(jì)算得到的控制量通過(guò)開(kāi)關(guān)量輸出模塊24輸 出。
如圖3所示，自車的控制量可以由微處理器28內(nèi)預(yù)設(shè)置的一控制策略計(jì)算模 塊281計(jì)算獲得?？刂撇呗杂?jì)算模塊281內(nèi)預(yù)置有跟車公式，當(dāng)前狀態(tài)下的自車 與前車的碰撞時(shí)間TTC公式，碰撞時(shí)間閾值TTCB (碰撞最小值)和TTCA (碰撞最 大值)，滑轉(zhuǎn)率計(jì)算公式，自車車輪滑轉(zhuǎn)率閾值K最小值)和R^ (最大值)，車 輪半徑r。
其中，跟車公式如下
<formula>formula see original document page 9</formula>
其中， 乂=^
當(dāng)前狀態(tài)下的自車與前車的碰撞時(shí)間TTC公式為TTC =， 滑轉(zhuǎn)率計(jì)算公式為
R
vs
上述各式中，g為駕駛員對(duì)車輛速度控制裝置廣義上的控制量，D為自車與前 車的相對(duì)車距，Vs為自車速度，Vf為前車速度，V,為自車與前車的相對(duì)速度，化 為自車車輪的轉(zhuǎn)速，K。 Th、 K2、 TTCa和TTCB均為微處理器28通過(guò)在線采集符 合駕駛員習(xí)慣的駕駛特性參數(shù)。其中，跟車參數(shù)Kl, Th， K2是控制策略計(jì)算模塊281 利用最小二乘方法得到的，TTCA和TTCB是控制策略計(jì)算模塊281采用平均值方法 求得的。
如圖4所示，制動(dòng)執(zhí)行器3包括一直流電機(jī)31和多個(gè)制動(dòng)電磁閥32，每個(gè)制 動(dòng)電磁閥32對(duì)應(yīng)連接一個(gè)車輪，比如左前輪進(jìn)油電磁閥和左前輪出油電磁閥均對(duì) 應(yīng)左前輪，右前輪進(jìn)油電磁閥和右前輪出油電磁閥均對(duì)應(yīng)右前輪，左后輪進(jìn)油電 磁閥和左后輪出油電磁閥均對(duì)應(yīng)左后輪，右后輪進(jìn)油電磁閥和右后輪出油電磁閥 均對(duì)應(yīng)右后輪，因此制動(dòng)電磁閥32可以直接對(duì)四個(gè)車輪進(jìn)行獨(dú)立的增壓和減壓操 作。直流電機(jī)31和各制動(dòng)電磁閥32的輸入端同時(shí)與驅(qū)動(dòng)電路26的輸出端連接， 同時(shí)各制動(dòng)電磁閥32的另一輸入端同時(shí)連接直流電機(jī)31的輸出端。12V車載蓄電 池6分別為直流電機(jī)31和各制動(dòng)電磁閥32供電。
本發(fā)明系統(tǒng)工作時(shí)，其包括以下步驟(1) 車輛發(fā)動(dòng)，本發(fā)明系統(tǒng)隨之啟動(dòng)。
(2) 當(dāng)駕駛員通過(guò)人機(jī)界面4將駕駛輔助功能按鈕關(guān)閉時(shí)，信息采集裝置l 在線采集駕駛員駕駛數(shù)據(jù)信息采集裝置1將駕駛員習(xí)慣的跟車參數(shù)K, 、 Th和K,， 以及危險(xiǎn)判斷參數(shù)TTCa和TTCs辨識(shí)出來(lái)并按時(shí)間先后順序記錄在微處理器28內(nèi)。
當(dāng)駕駛員通過(guò)人機(jī)界面4將駕駛輔助功能按鈕開(kāi)啟時(shí)，信息采集裝置1在線 采集自車當(dāng)前工作狀態(tài)信息并輸送給微處理器28，微處理器28中的控制策略計(jì)算 模塊281調(diào)用最新駕駛員習(xí)慣的跟車參數(shù)K。 Th和K,，以及危險(xiǎn)判斷參數(shù)TTCA 和TTCb，進(jìn)行自適應(yīng)巡航，在自適應(yīng)巡航過(guò)程中進(jìn)行自車追尾危險(xiǎn)判斷。
本發(fā)明系統(tǒng)追尾危險(xiǎn)判斷的具體步驟如下
① 根據(jù)信息采集裝置1中的激光雷達(dá)11和智能攝像機(jī)12獲取的自車前方的 障礙信息，控制策略計(jì)算模塊281計(jì)算出自車與前車的相對(duì)車距D和速度Vr 。
② 根據(jù)計(jì)算出的自車與前車的相對(duì)車距D和速度Vr，控制策略計(jì)算模塊281 根據(jù)公式(3)，計(jì)算出自車與后車的碰撞時(shí)間TTC。
③ 控制策略計(jì)算模塊281根據(jù)計(jì)算出來(lái)的碰撞時(shí)間TTC與危險(xiǎn)判斷參數(shù)TTCB 和ttca之間的差值，判斷自車追尾前車的危險(xiǎn)程度，危險(xiǎn)程度判別的原則如下
當(dāng)TTCB <TTC《TTCA時(shí)，控制策略計(jì)算模塊281通過(guò)人機(jī)界面5上的報(bào)警裝 置比如不同顏色的顯示燈或者蜂鳴器等，向駕駛員發(fā)出報(bào)警信息。
當(dāng)(XTTCsTTCb吋，本發(fā)明系統(tǒng)自動(dòng)制動(dòng)，并返回步驟②。其中，本發(fā)明系 統(tǒng)自動(dòng)制動(dòng)的方法是控制策略計(jì)算模塊281通過(guò)跟車公式(1)將制動(dòng)壓力期望 值計(jì)算出來(lái)并轉(zhuǎn)化為控制量，依次通過(guò)開(kāi)關(guān)量輸出模塊25、 P麗輸出模塊26和驅(qū) 動(dòng)電路27，再由驅(qū)動(dòng)電路27驅(qū)動(dòng)制動(dòng)執(zhí)行器3進(jìn)行自動(dòng)制動(dòng)。制動(dòng)壓力傳感器 17分別采集四個(gè)車輪分泵的支路上各車輪的制動(dòng)壓力信息，作為控制的反饋信息。
在上述本發(fā)明系統(tǒng)自動(dòng)制動(dòng)過(guò)程中，若駕駛員踩下了制動(dòng)踏板，制動(dòng)燈18的 信號(hào)輸送至微處理器28，微處理器28中的控制策略計(jì)算模塊281停止計(jì)算控制量 工作，即駕駛輔助功能隨后關(guān)閉，由駕駛員實(shí)施人工制動(dòng)，且人機(jī)界面4顯示制 動(dòng)信號(hào)。
上述實(shí)施例中，當(dāng)控制策略計(jì)算模塊281根據(jù)車輪輪速傳感器16采集到的自 車上各車輪速度、和CAN模塊23輸送的自車速度V,，結(jié)合其內(nèi)預(yù)置的滑轉(zhuǎn)率計(jì) 算公式(4)和車輪的半徑r，計(jì)算各車輪的滑轉(zhuǎn)率Rw,并對(duì)各車輪的抱死或啟動(dòng) 防滑現(xiàn)象進(jìn)行判斷計(jì)算。若某一車輪速度Rw〈R^或者Rwh〈Rw，此時(shí)控制策略計(jì) 算模塊281根據(jù)公式(1)計(jì)算出相應(yīng)車輪的制動(dòng)壓力期望值，并將制動(dòng)壓力期望 值轉(zhuǎn)化為一制動(dòng)直流電機(jī)31和制動(dòng)電磁閥32的控制量，依次通過(guò)開(kāi)關(guān)量輸出模塊24、開(kāi)關(guān)量輸出模塊25和驅(qū)動(dòng)電路26，再通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路26分別輸送給制動(dòng)直 流電機(jī)31和制動(dòng)電磁閥32，以控制對(duì)應(yīng)車輪的車速，以實(shí)現(xiàn)對(duì)自車的制動(dòng)防抱死 或驅(qū)動(dòng)防滑功能。
上述各實(shí)施例中，控制策略計(jì)算模塊281根據(jù)方向盤轉(zhuǎn)角傳感器13采集到的 自車上方向盤轉(zhuǎn)角信息，對(duì)駕駛員的轉(zhuǎn)向意圖進(jìn)行判斷計(jì)算，同時(shí)結(jié)合橫擺角速 度傳感器15和加速踏板開(kāi)度傳感器19輸送的信息，對(duì)自車當(dāng)前的轉(zhuǎn)向狀態(tài)，即 對(duì)自車當(dāng)前是過(guò)度轉(zhuǎn)向還是不足轉(zhuǎn)向進(jìn)行判斷，然后根據(jù)公式(1)計(jì)算出自車恢 復(fù)正常轉(zhuǎn)向狀態(tài)所需的制動(dòng)壓力期望值，并轉(zhuǎn)化為一制動(dòng)直流電機(jī)31和制動(dòng)電磁 閥32的控制量，依次通過(guò)開(kāi)關(guān)量輸出模塊24、開(kāi)關(guān)量輸出模塊25和驅(qū)動(dòng)電路26， 再通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路26分別輸送給制動(dòng)直流電機(jī)31和制動(dòng)電磁閥32，以給自車一個(gè) 糾正力矩，使自車恢復(fù)正常的轉(zhuǎn)向狀態(tài)，避免自車出現(xiàn)甩尾、駛出、側(cè)滑等現(xiàn)象， 實(shí)現(xiàn)電子穩(wěn)定性控制的功能。
上述各實(shí)施例中，各部件的結(jié)構(gòu)、設(shè)置位置、及其連接都是可以有所變化的， 在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，對(duì)個(gè)別部件進(jìn)行的改進(jìn)和等同變換，不應(yīng)排除在本 發(fā)明的保護(hù)范圍之外。
1權(quán)利要求
1、一種具有駕駛輔助功能的集成式電控制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于包括一信息采集裝置、一控制器和一制動(dòng)執(zhí)行器；其中，所述控制器包括預(yù)置有一控制策略計(jì)算模塊的微處理器；所述微處理器中的控制策略計(jì)算模塊根據(jù)所述信息采集裝置采集到的自車當(dāng)前工作狀態(tài)信息和自車前方障礙物信息，計(jì)算出相應(yīng)的控制量，并輸送給所述制動(dòng)執(zhí)行器，所述制動(dòng)執(zhí)行器依據(jù)所述控制量大小對(duì)自車實(shí)施相應(yīng)的自動(dòng)制動(dòng)；當(dāng)所述微處理器接收到人工制動(dòng)信號(hào)時(shí)，所述微處理器中的控制策略計(jì)算模塊停止計(jì)算控制量工作。
2、 如權(quán)利要求l所述的具有駕駛輔助功能的集成式電控制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在 于它還包括一人機(jī)界面，其上設(shè)置有駕駛輔助功能開(kāi)閉的按鈕、駕駛輔助功能 參數(shù)設(shè)置按鈕和顯示所述控制器發(fā)出的信息用的顯示屏；當(dāng)所述人機(jī)界面上的駕駛輔助功能按鈕關(guān)閉時(shí)，所述信息采集裝置在線采集 駕駛員習(xí)慣的跟車參數(shù)和危險(xiǎn)判斷參數(shù)，并按時(shí)間先后順序記錄在所述微處理器 內(nèi)；當(dāng)所述人機(jī)界面上的駕駛輔助功能按鈕開(kāi)啟時(shí)，所述微處理器中控制策略計(jì) 算模塊根據(jù)所述信息采集裝置在線采集到的自車當(dāng)前工作狀態(tài)信息，并調(diào)用最新 駕駛員習(xí)慣的跟車參數(shù)和危險(xiǎn)判斷參數(shù)，進(jìn)行自適應(yīng)巡航。
3、 如權(quán)利要求1所述的具有駕駛輔助功能的集成式電控制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在 于-.所述信息采集裝置包括一用于探測(cè)自車相對(duì)于其前車的距離和速度的激光雷 達(dá)， 一用于采集自車前方道路圖像的智能攝像機(jī)， 一方向盤轉(zhuǎn)角傳感器， 一測(cè)量 自車縱向和橫向加速度信息的加速度傳感器， 一測(cè)量自車橫擺角速度的橫擺角速 度傳感器，多個(gè)車輪輪速傳感器、多個(gè)制動(dòng)壓力傳感器和一顯示人工制動(dòng)信息用 的制動(dòng)燈。
4、 如權(quán)利要求2所述的具有駕駛輔助功能的集成式電控制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在 于所述信息采集裝置包括一用于探測(cè)自車相對(duì)于其前車的距離和速度的激光雷 達(dá)， 一用于采集自車前方道路圖像的智能攝像機(jī)， 一方向盤轉(zhuǎn)角傳感器， 一測(cè)量 自車縱向和橫向加速度信息的加速度傳感器， 一測(cè)量自車橫擺角速度的橫擺角速度傳感器，多個(gè)車輪輪速傳感器、多個(gè)制動(dòng)壓力傳感器和一顯示人工制動(dòng)信息用 的制動(dòng)燈。
5、 如權(quán)利要求1或2或3或4所述的具有駕駛輔助功能的集成式電控制動(dòng)系 統(tǒng)，其特征在于所述控制器還包括一模數(shù)采集模塊，其將所述激光雷達(dá)、智能攝像機(jī)、加速度傳感器、橫擺角 速度傳感器和制動(dòng)壓力傳感器采集到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，輸送給所述微 處理器；一開(kāi)關(guān)量采集模塊，其將所述方向盤轉(zhuǎn)角傳感器采集到的轉(zhuǎn)向信號(hào)和制動(dòng)燈信號(hào)，輸送給所述微處理器；一 C認(rèn)模塊，其為所述微處理器提供原車C認(rèn)總線上已有的數(shù)字信息；一開(kāi)關(guān)量輸出模塊，用于穩(wěn)定所述微處理器輸入的開(kāi)關(guān)量；一 PWM輸出模塊，用于接收所述開(kāi)關(guān)量輸出模塊輸送的穩(wěn)定開(kāi)關(guān)量，并生成一相應(yīng)的脈沖信號(hào)；一驅(qū)動(dòng)電路，用于接收所述P麗輸出模塊輸送的脈沖信號(hào)輸送給所述制動(dòng)執(zhí) 行器；一電源模塊，其將自車上的12V車載蓄電池提供的不穩(wěn)定直流電，轉(zhuǎn)換成穩(wěn) 定的5V和12V直流電，分別為所述信息采集裝置和所述控制器中其它各所述模塊 供電。
6、 如權(quán)利要求1或2或3或4所述的具有駕駛輔助功能的集成式電控制動(dòng)系 統(tǒng)，其特征在于所述制動(dòng)執(zhí)行器包括 一直流電機(jī)和多個(gè)分別對(duì)應(yīng)連接每一車 輪的制動(dòng)電磁閥；其中，所述直流電機(jī)和各制動(dòng)電磁閥的輸入端均與所述控制器 中的驅(qū)動(dòng)電路的輸出端連接，同時(shí)各所述制動(dòng)電磁閥的另一輸入端均連接所述直 流電機(jī)的輸出端；所述自車上的12V車載蓄電池分別為所述直流電機(jī)和各制動(dòng)電 磁閥供電。
7、 如權(quán)利要求5所述的具有駕駛輔助功能的集成式電控制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于所述制動(dòng)執(zhí)行器包括 一直流電機(jī)和多個(gè)分別對(duì)應(yīng)連接每一車輪的制動(dòng)電磁 閥；其中，所述直流電機(jī)和各制動(dòng)電磁閥的輸入端均與所述控制器中的驅(qū)動(dòng)電路 的輸出端連接，同時(shí)各所述制動(dòng)電磁閥的另一輸入端均連接所述直流電機(jī)的輸出 端；所述自車上的12V車載蓄電池分別為所述直流電機(jī)和各制動(dòng)電磁閥供電。
8、 如權(quán)利要求1或2或3或4或7所述的具有駕駛輔助功能的集成式電控制 動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于所述微處理器中的控制策略計(jì)算模塊根據(jù)所述信息采集裝 置采集到的自車信息，對(duì)駕駛員的轉(zhuǎn)向意圖和自車的轉(zhuǎn)向狀態(tài)進(jìn)行判斷，并計(jì)算 出自車恢復(fù)正常轉(zhuǎn)向狀態(tài)所需的制動(dòng)壓力期望值，輸送給所述制動(dòng)執(zhí)行器。
9、 如權(quán)利要求5所述的具有駕駛輔助功能的集成式電控制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在 于所述微處理器中的控制策略計(jì)算模塊根據(jù)所述信息采集裝置采集到的自車信 息，對(duì)駕駛員的轉(zhuǎn)向意圖和自車的轉(zhuǎn)向狀態(tài)進(jìn)行判斷，并計(jì)算出自車恢復(fù)正常轉(zhuǎn)向狀態(tài)所需的制動(dòng)壓力期望值，輸送給所述制動(dòng)執(zhí)行器。
10、如權(quán)利要求6所述的具有駕駛輔助功能的集成式電控制動(dòng)系統(tǒng)，其特征 在于所述微處理器中的控制策略計(jì)算模塊根據(jù)所述信息采集裝置采集到的自車 信息，對(duì)駕駛員的轉(zhuǎn)向意圖和自車的轉(zhuǎn)向狀態(tài)進(jìn)行判斷，并計(jì)算出自車恢復(fù)正常 轉(zhuǎn)向狀態(tài)所需的制動(dòng)壓力期望值，輸送給所述制動(dòng)執(zhí)行器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有駕駛輔助功能的集成式電控制動(dòng)系統(tǒng)，它包括一信息采集裝置、一控制器和一制動(dòng)執(zhí)行器；其中，控制器包括預(yù)置有一控制策略計(jì)算模塊的微處理器；微處理器中的控制策略計(jì)算模塊根據(jù)信息采集裝置采集到的自車當(dāng)前工作狀態(tài)信息和自車前方障礙物信息，對(duì)自車當(dāng)前狀態(tài)進(jìn)行判斷和計(jì)算，計(jì)算出相應(yīng)的控制量，并輸送給制動(dòng)執(zhí)行器，制動(dòng)執(zhí)行器依據(jù)所述控制量大小對(duì)自車實(shí)施相應(yīng)的自動(dòng)制動(dòng)；當(dāng)微處理器接收到人工制動(dòng)信號(hào)時(shí)，微處理器中的控制策略計(jì)算模塊停止計(jì)算控制量工作。本發(fā)明安全功能齊全，控制精度高，成本低廉，適合推廣應(yīng)用。
文檔編號(hào)B60W50/14GK101537835SQ20091008269
公開(kāi)日2009年9月23日 申請(qǐng)日期2009年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月24日
發(fā)明者磊 張, 張德兆, 李克強(qiáng), 王建強(qiáng) 申請(qǐng)人:清華大學(xué)