本發(fā)明屬于汽車主動(dòng)安全領(lǐng)域，具體涉及自動(dòng)緊急制動(dòng)技術(shù)。

背景技術(shù)：

在駕車行駛的過程中，車輛與汽車、二三輪車和行人等道路上的其它目標(biāo)極易發(fā)生刮撞和追尾事故。為了避免事故的發(fā)生，各個(gè)汽車生產(chǎn)廠商從汽車主動(dòng)安全的領(lǐng)域出發(fā)，積極推出各種預(yù)警和防撞系統(tǒng)的解決方案。但是，目前各個(gè)汽車廠商對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的命名并不統(tǒng)一。例如，沃爾沃的CWAB（Collision Warning with Brake Assist）系統(tǒng)，奔馳的Pre-safe系統(tǒng)，豐田的PCS（Pre-Collision System）系統(tǒng)，本田CMBS（Collision Mitigation Brake System）系統(tǒng)等。

這種預(yù)警和防撞系統(tǒng)的技術(shù)，主要是利用雷達(dá)和攝像頭等測(cè)距設(shè)備實(shí)時(shí)探測(cè)前方路況，測(cè)算出發(fā)生碰撞危險(xiǎn)的等級(jí)，系統(tǒng)根據(jù)危險(xiǎn)等級(jí)給相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出執(zhí)行命令。例如，在車輛遇到危險(xiǎn)時(shí)，通過預(yù)警功能提醒駕駛員制動(dòng)；當(dāng)制動(dòng)力不足或駕駛員沒有制動(dòng)時(shí)，通過主動(dòng)制動(dòng)甚至完全剎停以避免或緩解碰撞，從而提高行車的安全性。目前，有些廠商的系統(tǒng)只有預(yù)警提醒的功能，不具備自動(dòng)剎車的功能。

對(duì)于這些系統(tǒng)，當(dāng)前在自動(dòng)擋或者手自一體的車型搭載率較高，而手動(dòng)擋車型上均沒有搭載AEB(自動(dòng)緊急剎車系統(tǒng))配置，分析其原因主要有：

（1）手動(dòng)擋與自動(dòng)擋車型的動(dòng)力總成不一致，在自動(dòng)擋車型上開發(fā)的AEB系統(tǒng)不能直接移植到手動(dòng)擋車型，需要實(shí)際考慮手動(dòng)擋車型獨(dú)有的特性。例如，在緊急制動(dòng)的過程中，車輛熄火可能會(huì)導(dǎo)致AEB失效，進(jìn)而導(dǎo)致電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)ESC失效。系統(tǒng)失效是不可接受的，這有可能會(huì)導(dǎo)致車型的大批量召回。

（2）大多數(shù)消費(fèi)者對(duì)這一功能不了解。國內(nèi)目前具有AEB功能的仍集中在2015-2016年上市的新款車型上。

名稱為“基于機(jī)器視覺的車輛前向防撞自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)及該車輛”和“一種實(shí)現(xiàn)自動(dòng)緊急制動(dòng)的系統(tǒng)”的專利文獻(xiàn)，也都提供了一種詳細(xì)實(shí)現(xiàn)預(yù)警和防撞功能的方法。但是，并未從手動(dòng)檔車型實(shí)際的工程化應(yīng)用上考慮。

隨著消費(fèi)需求的推動(dòng)，技術(shù)的逐步成熟和產(chǎn)品價(jià)格的趨向下降，AEB應(yīng)用車型必將由高向低逐步下探。因此，急需解決手動(dòng)擋車型搭載自動(dòng)緊急制動(dòng)功能問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于：針對(duì)手動(dòng)擋車型實(shí)現(xiàn)自動(dòng)緊急制動(dòng)功能，提供一種原理簡單、可靠性高、可實(shí)現(xiàn)性強(qiáng)的方法。

本發(fā)明提出的手動(dòng)擋汽車自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)包括系統(tǒng)控制器、環(huán)境感知設(shè)備、電子穩(wěn)定ESC、發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)EMS和離合器控制模塊，它們通過網(wǎng)關(guān)GW實(shí)現(xiàn)信息傳輸和控制。

所述系統(tǒng)控制器，用于對(duì)搜集的環(huán)境感知設(shè)備信號(hào)進(jìn)行融合處理，作出控制決策，對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出執(zhí)行命令；

所述電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)ESC，控制自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)的激活，并根據(jù)自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)的請(qǐng)求提供剎車制動(dòng)；

所述發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)EMS，用于將發(fā)動(dòng)機(jī)的狀態(tài)信號(hào)給系統(tǒng)控制器，系統(tǒng)控制器監(jiān)測(cè)到發(fā)動(dòng)機(jī)處于關(guān)閉的狀態(tài)下不工作；

所述方向盤轉(zhuǎn)角傳感器，用于采集駕駛員轉(zhuǎn)向信號(hào)并預(yù)測(cè)駕駛員轉(zhuǎn)向意圖；

所述離合器控制模塊，用于控制微型電機(jī)驅(qū)動(dòng)拉線，拉線作用于離合器踏板，使發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪和變速箱傳動(dòng)軸脫開，保持發(fā)動(dòng)機(jī)不熄火。

優(yōu)選地，所述環(huán)境感知設(shè)備包括雷達(dá)和/或視覺傳感器；所述雷達(dá)探測(cè)前方目標(biāo)及路況信息；所述視覺傳感器對(duì)前方目標(biāo)及路況信息進(jìn)行采集并通過CAN將采集的信號(hào)發(fā)送給系統(tǒng)控制器進(jìn)行處理。

進(jìn)一步，本系統(tǒng)還包括燈光控制模塊LCM和儀表IP；所述燈光控制模塊LCM在車輛主動(dòng)制動(dòng)時(shí)點(diǎn)亮制動(dòng)尾燈；所述儀表IP提供文字、圖片和聲音報(bào)警提醒；

進(jìn)一步，本系統(tǒng)還包括空調(diào)控制器AC，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車外溫度，當(dāng)車外溫度低于雷達(dá)傳感器設(shè)定的零界溫度時(shí)，雷達(dá)自動(dòng)啟動(dòng)加熱模塊加熱，避免雷達(dá)表面結(jié)冰影響正常使用。

還包括車身控制模塊BCM，用于監(jiān)測(cè)車門開閉狀態(tài)，控制自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)在車門處于關(guān)閉的狀態(tài)下才能激活。

本系統(tǒng)中，所述系統(tǒng)控制器集成雷達(dá)傳感器硬件，雷達(dá)采用77-79GHz的毫米波雷達(dá)。視覺傳感器采用單目攝像頭。

本發(fā)明還提出一種在手動(dòng)擋汽車上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)緊急制動(dòng)功能的方法，包括以下步驟：

步驟1：系統(tǒng)控制器將接收到的環(huán)境感知設(shè)備信號(hào)進(jìn)行信息融合，計(jì)算出當(dāng)前場(chǎng)景下的目標(biāo)信息；

步驟2：系統(tǒng)控制器提取當(dāng)前場(chǎng)景下的目標(biāo)信息和本車信息進(jìn)行分析處理，判定當(dāng)前場(chǎng)景下本車與前方目標(biāo)是否會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)，確定危險(xiǎn)目標(biāo)；

步驟3：系統(tǒng)控制器通過控制算法確定系統(tǒng)的響應(yīng)請(qǐng)求，并將請(qǐng)求命令發(fā)給相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)；

步驟4：執(zhí)行機(jī)構(gòu)響應(yīng)系統(tǒng)的請(qǐng)求，包括

當(dāng)檢測(cè)到駕駛員有制動(dòng)但制動(dòng)力不足時(shí)，系統(tǒng)控制器向電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)ESC發(fā)出請(qǐng)求，啟動(dòng)電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)ESC的制動(dòng)輔助功能；

當(dāng)檢測(cè)到駕駛員完全無制動(dòng)行為時(shí)，系統(tǒng)控制器通過電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)ESC主動(dòng)緊急制動(dòng)；

以上在系統(tǒng)控制器 請(qǐng)求電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)ESC 制動(dòng)過程中，發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)EMS向離合器控制模塊發(fā)出控制信號(hào)，離合器控制模塊發(fā)出信號(hào)給微型電機(jī)，控制微型電機(jī)驅(qū)動(dòng)拉線，拉線作用于離合器踏板，使發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪和變速箱傳動(dòng)軸脫開，確保發(fā)動(dòng)機(jī)不熄火。

步驟5：電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)ESC完成制動(dòng)工作后，系統(tǒng)控制器通過CAN總線發(fā)信號(hào)給發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)EMS，告知本次自動(dòng)緊急制動(dòng)工作完成，此時(shí)，離合器控制模塊響應(yīng)退出動(dòng)作，離合器踏板松開復(fù)位。

本方法中，采用雷達(dá)和攝像頭作為自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)的環(huán)境感知設(shè)備，同步采集前方路況信息。

所述步驟4執(zhí)行機(jī)構(gòu)響應(yīng)系統(tǒng)的請(qǐng)求還包括：

儀表IP顯示圖片和文字提醒、蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲音，提醒駕駛員注意前方危險(xiǎn)且需要制動(dòng)；

主動(dòng)制動(dòng)過程中系統(tǒng)控制器給燈光控制模塊LCM 發(fā)出點(diǎn)亮制動(dòng)尾燈的信號(hào)，燈光控制模塊控制制動(dòng)尾燈點(diǎn)亮。

本發(fā)明針對(duì)普通的離合器踏板進(jìn)行升級(jí)改造，避免因發(fā)動(dòng)機(jī)熄火導(dǎo)致AEB功能失效，可以實(shí)現(xiàn)FCW、AEB City、AEB Inter-Urban和AEB Pedestrian四個(gè)功能。毫米波雷達(dá)識(shí)別距離可達(dá)200m，攝像頭信號(hào)和雷達(dá)傳感器信號(hào)融合可保證目標(biāo)識(shí)別精度高，可避免欄桿、塑料袋、易拉罐等目標(biāo)造成系統(tǒng)的誤觸發(fā)。本發(fā)明的系統(tǒng)既可以對(duì)靜止目標(biāo)起作用，也可以對(duì)行人、自行車和摩托車的不易識(shí)別的小目標(biāo)起作用。AEB功能完整覆蓋E-NCAP和C-NCAP的所有測(cè)試工況，預(yù)期在E-NCAP和C-NCAP的測(cè)試中均能獲得較高的評(píng)分。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)的硬件構(gòu)架框圖；

圖2是本發(fā)明的離合器控制模塊工作原理圖；

圖3是本發(fā)明的自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)工作原理框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。

本發(fā)明采用毫米波雷達(dá)+單目攝像頭的方案。系統(tǒng)的硬件構(gòu)架框圖如圖1所示。各關(guān)聯(lián)系統(tǒng)的功能說明如下：

（1）系統(tǒng)控制器：將系統(tǒng)控制器集成于雷達(dá)內(nèi)部，系統(tǒng)控制器對(duì)搜集的雷達(dá)傳感器信號(hào)和攝像頭傳感器信號(hào)進(jìn)行融合處理，完成外界環(huán)境信息搜集和感知后作出控制決策，然后對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出執(zhí)行命令；

（2）雷達(dá)：采用77-79GHz的毫米波雷達(dá)，負(fù)責(zé)探測(cè)前方目標(biāo)及路況信息；

（3）單目攝像頭：作為視覺傳感器，對(duì)前方目標(biāo)及路況信息進(jìn)行采集并通過私有CAN將采集的信號(hào)傳送給雷達(dá)控制器進(jìn)行處理；

（4）ESC：電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)，當(dāng)ESC關(guān)閉時(shí)，AEB功能不能激活。根據(jù)AEB的請(qǐng)求提供剎車制動(dòng)的功能；

（5）GW：網(wǎng)關(guān)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各關(guān)聯(lián)模塊之間信息傳輸控制；

（6）AC：空調(diào)控制器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車外溫度，當(dāng)車外溫度低于雷達(dá)傳感器設(shè)定的零界溫度時(shí)，雷達(dá)自動(dòng)啟動(dòng)加熱模塊加熱，避免雷達(dá)表面結(jié)冰影響正常使用；

（7）BCM：車身控制模塊，監(jiān)測(cè)車門開閉狀態(tài)，只有車門處于關(guān)閉的狀態(tài)下，AEB才能激活；

（8）LCM：燈光控制模塊，車輛主動(dòng)制動(dòng)時(shí)點(diǎn)亮制動(dòng)尾燈；

（9）IP：儀表，提供文字和圖片提醒；

（10）EMS：發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)，發(fā)動(dòng)機(jī)的狀態(tài)信號(hào)給AEB系統(tǒng)，AEB監(jiān)測(cè)到發(fā)動(dòng)機(jī)處于關(guān)閉的狀態(tài)下不工作；

（11）SAS：方向盤轉(zhuǎn)角傳感器，采集駕駛員轉(zhuǎn)向信號(hào)并預(yù)測(cè)駕駛員轉(zhuǎn)向意圖；

（12）離合器控制模塊：AEB系統(tǒng)制動(dòng)過程中，保持發(fā)動(dòng)機(jī)不熄火。

本發(fā)明針對(duì)普通的離合器踏板進(jìn)行升級(jí)改造，避免因發(fā)動(dòng)機(jī)熄火導(dǎo)致AEB功能失效。其工作原理如圖2所示。通常情況下，在駕駛員開車行駛的過程中，AEB處于監(jiān)控待命的狀態(tài)。一旦出現(xiàn)突發(fā)的危險(xiǎn)狀況，AEB才介入并可能觸發(fā)ESC緊急制動(dòng)的功能。在AEB請(qǐng)求ESC緊急制動(dòng)的過程中，發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)EMS檢測(cè)到發(fā)動(dòng)機(jī)趨于熄火的狀態(tài)時(shí)，發(fā)送控制信號(hào)給離合器控制模塊，離合器控制模塊通過微型電機(jī)驅(qū)動(dòng)拉線，拉線作用于離合器踏板，相當(dāng)于駕駛員主動(dòng)踩下離合器踏板，發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪和變速箱傳動(dòng)軸脫開，確保發(fā)動(dòng)機(jī)不熄火。ESC完成制動(dòng)工作后，AEB通過CAN總線發(fā)信號(hào)給EMS，告知本次AEB工作完成，此時(shí)，離合器控制模塊響應(yīng)退出動(dòng)作，離合器踏板松開復(fù)位。在AEB沒有主動(dòng)介入緊急制動(dòng)的過程中，這個(gè)模塊不會(huì)工作，駕駛員踩急剎仍會(huì)導(dǎo)致車輛熄火。因此，加入離合器控制模塊并不會(huì)影響駕駛員正常操作，用戶甚至覺察不到離合器的改變。

參見圖3，本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)緊急制動(dòng)的具體過程如下，

1、系統(tǒng)自檢：上電后，系統(tǒng)啟動(dòng)自檢，當(dāng)系統(tǒng)或關(guān)聯(lián)部件出現(xiàn)故障時(shí)，儀表9會(huì)點(diǎn)亮故障燈并提醒用戶自動(dòng)緊急制動(dòng)功能不可用。當(dāng)自檢通過后，儀表會(huì)提示用戶自動(dòng)緊急制動(dòng)功能已開啟。

2、環(huán)境感知及信息提取：在行駛過程中，雷達(dá)2發(fā)射雷達(dá)波探測(cè)前方目標(biāo)，攝像頭3同步采集前方路況的視頻信息，并通過私有CAN將信號(hào)發(fā)送至系統(tǒng)控制器1，系統(tǒng)控制器1通過融合算法計(jì)算出前方目標(biāo)的距離、相對(duì)速度、加速度、橫向偏移和方位角等信息。

3、控制算法：電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)ESC 4和發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)EMS 10提供本車的速度、加速度、駕駛員轉(zhuǎn)向等信息給系統(tǒng)控制器1，系統(tǒng)的控制器1將當(dāng)前場(chǎng)景下的目標(biāo)信息和本車信息進(jìn)行分析處理。系統(tǒng)的控制器1判定當(dāng)前場(chǎng)景下本車與前方目標(biāo)是否會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)，確定危險(xiǎn)目標(biāo)。

4、執(zhí)行機(jī)構(gòu)響應(yīng)：系統(tǒng)控制器1給相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出執(zhí)行命令：

一旦出現(xiàn)危險(xiǎn)時(shí)，儀表9顯示圖片和文字提醒、蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲音首先提醒駕駛員注意前方危險(xiǎn)且需要制動(dòng)；

當(dāng)駕駛員有制動(dòng)但制動(dòng)力不足時(shí)，系統(tǒng)控制器1通過電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)ESC 4的制動(dòng)輔助功能，幫助駕駛員制動(dòng)以達(dá)到最佳的制動(dòng)效果。

而當(dāng)駕駛員完全無制動(dòng)行為時(shí)，系統(tǒng)控制器1通過電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)ESC 4主動(dòng)緊急制動(dòng)以避免和緩解碰撞。主動(dòng)制動(dòng)過程中的主要執(zhí)行結(jié)構(gòu)是電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)ESC4，系統(tǒng)制動(dòng)過程中燈光控制模塊LCM 8點(diǎn)亮制動(dòng)尾燈以避免后車追尾本車。

在系統(tǒng)控制器 1請(qǐng)求電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)ESC 4制動(dòng)過程中，離合器控制模塊12在接收到發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)EMS10給出的控制信號(hào)后，通過微型電機(jī)驅(qū)動(dòng)拉線，拉線作用于離合器踏板，相當(dāng)于駕駛員主動(dòng)踩下離合器踏板，發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪和變速箱傳動(dòng)軸脫開，確保發(fā)動(dòng)機(jī)不熄火。