專利名稱：車輛主動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明車輛制動(dòng)技術(shù)，尤其涉及一種車輛主動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
制動(dòng)器是具有使運(yùn)動(dòng)部件(或運(yùn)動(dòng)機(jī)械)減速、停止或保持停止?fàn)顟B(tài)等功能的裝置。車輛上均設(shè)置有制動(dòng)器，車輛制動(dòng)器有很多種類，例如盤式制動(dòng)器等，車輛制動(dòng)器的一般工作原理如下當(dāng)車輛需要制動(dòng)時(shí)，駕駛員用腳踏下制動(dòng)器的踏板，踏板轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)液壓或氣動(dòng)系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)制動(dòng)蹄的摩擦片壓緊在制動(dòng)鼓的內(nèi)圓面上，不轉(zhuǎn)動(dòng)的制動(dòng)蹄對(duì)旋轉(zhuǎn)的制動(dòng)鼓產(chǎn)生摩擦力矩，從而產(chǎn)生制動(dòng)力。目前，車輛制動(dòng)系統(tǒng)主要是依靠駕駛員操作，在緊急狀況下，由于駕駛員反應(yīng)遲鈍或失誤，導(dǎo)致行駛的車輛不能在安全制動(dòng)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)，可能會(huì)造成嚴(yán)重的后果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種車輛主動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)和方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中車輛制動(dòng)不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)安全制動(dòng)的技術(shù)缺陷。本發(fā)明提供的一種車輛主動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)，包括信號(hào)采集器、制動(dòng)控制器、車輛控制器和伺服電機(jī)；所述信號(hào)采集器與所述制動(dòng)控制器連接，所述制動(dòng)控制器與所述車輛控制器連接，所述制動(dòng)控制器與所述伺服電機(jī)連接，所述伺服電機(jī)的輸出軸用于與踏板轉(zhuǎn)軸連接；所述信號(hào)采集器用于采集踏板位置信號(hào)，并將所述踏板位置信號(hào)發(fā)送給所述制動(dòng)控制器；所述制動(dòng)控制器用于將所述踏板位置信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并根據(jù)所述踏板位置信號(hào)計(jì)算出踏板位置變化速率，將所述踏板位置信號(hào)和位置變化速率發(fā)送給所述車輛控制器；所述車輛控制器用于根據(jù)車速、距前方障礙物距離及踏板位置信號(hào)和變化速率，判斷是否需要啟動(dòng)主動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)，若需要啟動(dòng)主動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)，則向所述主動(dòng)控制器發(fā)送主動(dòng)制動(dòng)指令，所述制動(dòng)控制器用于控制所述伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，以驅(qū)動(dòng)踏板制動(dòng)。本發(fā)明還提供一種車輛主動(dòng)制動(dòng)方法，包括信號(hào)采集器采集踏板位置信號(hào)；制動(dòng)控制器接收所述踏板位置信號(hào)并根據(jù)所述踏板位置信號(hào)計(jì)算出踏板位置變化速率，并將所述踏板位置信號(hào)和變化速率發(fā)送給車輛控制器；所述車輛控制器根據(jù)踏板位置信號(hào)及變化速率、車速以及車輛與障礙物距離判斷是否需要啟動(dòng)主動(dòng)制動(dòng)；若當(dāng)前的制動(dòng)力不能滿足制動(dòng)要求，則向制動(dòng)控制器發(fā)送主動(dòng)制動(dòng)指令，所述制動(dòng)控制器根據(jù)所述主動(dòng)制動(dòng)指令控制伺服電機(jī)動(dòng)作，以驅(qū)動(dòng)踏板轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)制動(dòng)。本發(fā)明提供的車輛主動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)和方法，通過信號(hào)采集裝置采集踏板位置信號(hào)并發(fā)送給制動(dòng)控制器，車輛控制器根據(jù)實(shí)際情況，向制動(dòng)控制器發(fā)出主動(dòng)制動(dòng)指令，制動(dòng)控制器控制伺服電機(jī)輸出軸的轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速，以驅(qū)動(dòng)踏板轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，從而可以在最短距離內(nèi)制動(dòng)，避免發(fā)生事故。并且，該車輛主動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)可以靈活的安裝在任何類型的車輛上，適用范圍較廣。


圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的車輛主動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)的示意圖；圖2為本發(fā)明第二實(shí)施例提供的車輛主動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)的示意圖；圖3為本發(fā)明第三實(shí)施例提供的車輛主動(dòng)制動(dòng)方法的流程圖。附圖標(biāo)記1-信號(hào)采集器； 2-制動(dòng)控制器； 3-車輛控制器；4-伺服電機(jī)；5-踏板轉(zhuǎn)軸；11-可變電阻器；12-電阻；13-第一電容；14-第二電容；6_信號(hào)跟隨器。
具體實(shí)施例方式參考圖1，圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的車輛主動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)的示意圖。如圖1，本實(shí)施例提供的車輛主動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)，包括信號(hào)采集器1、制動(dòng)控制器2、車輛控制器3和伺服電機(jī)4 ;信號(hào)采集器I與制動(dòng)控制器2連接，制動(dòng)控制器2與車輛控制器3連接，制動(dòng)控制器2與伺服電機(jī)4連接，伺服電機(jī)4的輸出軸用于與踏板轉(zhuǎn)軸5連接?？梢酝ㄟ^法蘭將伺服電機(jī)4的輸出軸與踏板轉(zhuǎn)軸5連接，使得伺服電機(jī)4可以驅(qū)動(dòng)踏板轉(zhuǎn)軸5轉(zhuǎn)動(dòng)。具體地，制動(dòng)控制器2可以通過控制器局域網(wǎng)絡(luò)(Controller Area Network,簡(jiǎn)稱CAN)總線與車輛控制器3連接。伺服電機(jī)4可以為直流電機(jī)，可以根據(jù)制動(dòng)力要求確定伺服電機(jī)4具有合適的扭矩容量和響應(yīng)速度。信號(hào)采集器I用于采集踏板位置信號(hào)，并將踏板位置信號(hào)發(fā)送給制動(dòng)控制器2 ;信號(hào)采集器I可以有多種類型，能夠?qū)⑻ぐ宓奈恢米兓哭D(zhuǎn)換成指示該變化量的電信號(hào)，例如，可以通過電信號(hào)反應(yīng)踏板轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度及轉(zhuǎn)動(dòng)速度。制動(dòng)控制器2用于將踏板位置信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并根據(jù)踏板位置信號(hào)計(jì)算出踏板位置變化速率，將踏板位置信號(hào)和位置變化速率發(fā)送給車輛控制器3。車輛控制器3用于根據(jù)車速、距前方障礙物距離及踏板位置信號(hào)和變化速率，判斷是否需要啟動(dòng)王動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)，右需要啟動(dòng)王動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)，則向王動(dòng)控制器2發(fā)送王動(dòng)制動(dòng)指令，制動(dòng)控制器2用于控制何服電機(jī)4的轉(zhuǎn)動(dòng)，以驅(qū)動(dòng)踏板制動(dòng)。具體地，制動(dòng)控制器2可以為單片機(jī)，例如，可以采用AT89C51芯片，制動(dòng)控制器2接收信號(hào)采集器I采集的踏板位置信號(hào)，該踏板位置信號(hào)為模擬信號(hào)，制動(dòng)控制器2將該模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并按照以下計(jì)算公式給出的數(shù)值微分方法求出踏板位置的變化速率，計(jì)算公式如下
權(quán)利要求
1.一種車輛主動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，包括信號(hào)采集器、制動(dòng)控制器、車輛控制器和伺服電機(jī)；所述信號(hào)采集器與所述制動(dòng)控制器連接，所述制動(dòng)控制器與所述車輛控制器連接，所述制動(dòng)控制器與所述伺服電機(jī)連接，所述伺服電機(jī)的輸出軸用于與踏板轉(zhuǎn)軸連接；所述信號(hào)采集器用于采集踏板位置信號(hào)，并將所述踏板位置信號(hào)發(fā)送給所述制動(dòng)控制器；所述制動(dòng)控制器用于將所述踏板位置信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并根據(jù)所述踏板位置信號(hào)計(jì)算出踏板位置變化速率，將所述踏板位置信號(hào)和位置變化速率發(fā)送給所述車輛控制器；所述車輛控制器用于根據(jù)車速、距前方障礙物距離及踏板位置信號(hào)和變化速率，判斷是否需要啟動(dòng)王動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)，右需要啟動(dòng)王動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)，則向所述王動(dòng)控制器發(fā)送王動(dòng)制動(dòng)指令，所述制動(dòng)控制器用于控制所述伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，以驅(qū)動(dòng)踏板制動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛主動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述信號(hào)采集器包括供電電源、可變電阻器和濾波器；所述可變電阻器的指針與踏板轉(zhuǎn)軸連接，所述可變電阻器的指針隨踏板轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)以反應(yīng)踏板位置變化；所述濾波器與所述可變電阻器連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車輛主動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述車輛主動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)還包括信號(hào)跟隨器，所述信號(hào)跟隨器的輸入端與所述濾波器輸出端連接，所述信號(hào)跟隨器的輸出端與所述制動(dòng)控制器的輸入端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的車輛主動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述濾波器包括電阻、 第一電容和第二電容；所述第一電容和第二電容并聯(lián)在所述電阻的兩端。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的車輛主動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述可變電阻器的阻值為 200歐，所述電阻的阻值為100歐；所述第一電容和第二電容均為鉭電容，所述第一電容和第二電容均為100微法。
6.根據(jù)權(quán)利要求f3任一項(xiàng)所述的車輛主動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述伺服電機(jī)為直流電機(jī)。
7.—種車輛主動(dòng)制動(dòng)方法，其特征在于，包括信號(hào)采集器采集踏板位置信號(hào)；制動(dòng)控制器接收所述踏板位置信號(hào)并根據(jù)所述踏板位置信號(hào)計(jì)算出踏板位置變化速率，并將所述踏板位置信號(hào)和變化速率發(fā)送給車輛控制器；所述車輛控制器根據(jù)踏板位置信號(hào)及變化速率、車速以及車輛與障礙物距離判斷是否需要啟動(dòng)主動(dòng)制動(dòng)；若當(dāng)前的制動(dòng)力不能滿足制動(dòng)要求，則向制動(dòng)控制器發(fā)送主動(dòng)制動(dòng)指令，所述制動(dòng)控制器根據(jù)所述主動(dòng)制動(dòng)指令控制伺服電機(jī)動(dòng)作，以驅(qū)動(dòng)踏板轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)制動(dòng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的車輛主動(dòng)制動(dòng)方法，其特征在于，所述信號(hào)采集器采集踏板位置信號(hào)，包括可變電阻器指針隨踏板轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，踏板位置變化后，改變所述可變電阻器的輸出電壓， 該輸出電壓經(jīng)過濾波器濾波后的信號(hào)作為踏板位置信號(hào)。
9 .根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的車輛主動(dòng)制動(dòng)方法，其特征在于，所述主動(dòng)制動(dòng)指令包括車輛制動(dòng)使能信號(hào)和車輛制動(dòng)強(qiáng)度信號(hào)；所述制動(dòng)控 制器根據(jù)車輛制動(dòng)使能信號(hào)和車輛制動(dòng)強(qiáng)度信號(hào)，通過PID算法控制所述伺服電機(jī)輸出軸的轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速。
全文摘要
本發(fā)明提供一種車輛主動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)和方法，其中，車輛主動(dòng)控制系統(tǒng)包括信號(hào)采集器、制動(dòng)控制器、車輛控制器和伺服電機(jī)；信號(hào)采集器與制動(dòng)控制器連接，制動(dòng)控制器與車輛控制器連接，制動(dòng)控制器與伺服電機(jī)連接，伺服電機(jī)的輸出軸用于與踏板轉(zhuǎn)軸連接；信號(hào)采集器用于采集踏板位置信號(hào)，并將踏板位置信號(hào)發(fā)送給制動(dòng)控制器；車輛控制器用于根據(jù)車速、距前方障礙物距離及踏板位置信號(hào)和變化速率，判斷是否需要啟動(dòng)主動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)，若需要啟動(dòng)主動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)，則向主動(dòng)控制器發(fā)送主動(dòng)制動(dòng)指令，制動(dòng)控制器用于控制伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，以驅(qū)動(dòng)踏板制動(dòng)。
文檔編號(hào)B60T13/74GK102991492SQ201210529360
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月10日
發(fā)明者張金虎, 劉國(guó)艷, 劉濤 申請(qǐng)人:榮成華泰汽車有限公司