CN106004827A - 基于六轴定位系统的自动制动系统及方法 - Google Patents

Abstract

基于六轴定位系统的自动制动系统及方法，包括：用于采集车辆运行参数的数据模块、分析是否进行车辆制动的中央处理单元，对车辆轮胎抱死进行控制的制动控制模块；所述的中央处理单元分别与数据模块、制动控制模块相连。使车辆启动或行进过程中在进入滑坡状态前及时自动控制车辆制动，减少人为控制过程中造成的滑坡状态，从而降低碰撞概率减少人员财产损失。

Description

基于六轴定位系统的自动制动系统及方法

技术领域

本发明属于车辆采集及控制领域，具体说是一种基于六轴定位系统的自动制动系统及方法。

背景技术

一般驾驶者的上坡辅助起步方法都是先拉手刹制动，然后踩下离合器挂上1挡，左脚慢慢抬起离合器，感觉到发动机声音变化比较明显并且车辆伴有抖动现象之后将右脚踩到油门踏板，这个时候放下手刹并同时左脚放开离合器，右脚踩下油门，这样就可以顺利起步了。但是这种方法比较复杂，需要驾驶者始终保持精力专注，而且重复拉、放手刹的动作也增加了驾驶者的劳动强度，使驾驶者容易疲劳。

目前汽车行驶过程中由于制动原因，在陡坡路段中启动或停止时，如果汽车动力未能及时跟进，导致车辆进入滑坡状态，使汽车发生危险碰撞，这里对于汽车如何保持在陡坡路段车辆及时制动就显得尤为重要。

发明内容

为了解决车辆在陡坡路段人为控制过程中造成的滑坡状态问题，本发明提供了一种基于六轴定位系统的自动制动系统及方法，及时有效保持车辆制动效果从而减少溜车导致的碰撞损失。

一方面，本发明提供了基于六轴定位系统的自动制动系统，包括：用于采集车辆运行参数的数据模块、分析是否进行车辆制动的中央处理单元，对车辆轮胎抱死进行控制的制动控制模块；所述的中央处理单元分别与数据模块、制动控制模块相连。

进一步的，所述的数据模块，具体为：

六轴定位系统，标定汽车行驶的水平角度；

车辆采集终端，采集车辆当前运行状态、车辆重量、摩擦系数；

车辆技术参数模块，为车辆自身技术参数。

进一步的，所述的中央处理单元，具体为：

数据传输模块，用于各模块间的数据传输；

数据计算模块，针对角度信息、汽车运行状态信息进行计算处理；

逻辑分析模块，分析是否进行车辆制动；

车载控制终端，控制汽车制动的刹车系统和发动机动力系统。

更进一步的，运行状态包括停车制动、熄火、车辆自重、滚动摩擦系数、发动机动力、车辆自身技术参数。

另一方面，本发明还提供了基于六轴定位系统的自动制动方法，包括：

第一步：六轴定位系统启动后实时定位车辆行驶角度，在车辆倾斜角度超过设定值后，启动车辆采集终端；

第二步：从车辆采集终端读取汽车当前运行状态，作为中央处理单元计算分析的参数条件；

第三步：数据传输模块获取六轴定位系统的角度信息和车辆采集终端的车辆当前运行状态信息，传输给中央处理单元进行车辆制动控制分析；

第四步：车辆在陡坡路段运行时，中央处理单元获取角度信息和车辆当前运行状态信息判断车辆是否进行制动：

停车时中央处理单元通过数据传输模块激活车载控制终端，使车辆轮胎自动为抱死状态；

行进时中央处理单元通过采集的角度信息和车辆当前运行状态信息，进行汽车牵引力计算，当牵引力小于汽车滑动力时，通过数据传输模块激活车载控制终端；

第五步，车载控制终端接收制动信息后，启动车辆制动控制模块，触发车辆轮胎为抱死状态让车辆无法运动。

具体的，所述的汽车牵引力，计算方法为：

$F_{ti}\left(u_a\right)=\frac{T_{tq}\left(u_a\right)\×i_{gi}\×i_0}{r_k}\×{\mathrm{\η}}_t$

其中：T_tq(u_a)为对应不同转速下发动机输出使用扭矩，单位为N·m；η_t为传动效率；i₀为后桥主减速比；i_gi为变速箱各档速比，i＝1,2...p，p为档位数；r_k为车轮滚动半径。

具体的，变速器各档的速度特性为n_e为发动机转速，单位为r/min；

具体的，计算汽车滑动力的步骤具体为：

S1：计算汽车的滚动阻力：

F_f＝G_a×f(N)

其中：G_a＝mg为满载或空载汽车总重，f为滚动阻尼系数；

S2：计算汽车的滑动力：

F＝G*cosθ+G*sinθ*u+F_f

其中：θ为汽车倾斜角度；G为满载或空载汽车总重(N)；u摩擦系数，F_f为滚动阻力。

更具体的，本发明还包括：第六步，车辆在陡坡路段启动，中央处理单元通过获取角度信息和车辆当前运行状态信息进行计算，当牵引力大于汽车滑动力时通过数据传输模块激活车载控制终端。

更具体的，本发明还包括：第七步，车载控制终端接收解锁信息后，启动车辆制动控制模块，解除车辆轮胎抱死状态。

本发明由于采用以上技术方法，能够取得如下的技术效果：通过中央处理单元分析采集到的车辆数据，快速有效地分析车辆当前在陡坡路段的滑行可能性，并针对分析结果及时作出防滑制动控制，对于人为操作上的不及时或错误进行补救，减少车辆因未及时制动导致的车辆碰撞，为驾驶员在陡坡路段操作提供辅助控制防止车辆受损。

附图说明

为了更清楚的说明本发明的实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为基于六轴定位系统的自动制动系统的结构框架图。

具体实施方式

为使本发明的实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述：

实施例1

本发明提供了基于六轴定位系统的自动制动系统，包括：

数据模块，具体为：六轴定位系统，标定汽车行驶的水平角度；车辆采集终端，采集车辆当前运行状态；车辆技术参数模块，为车辆自身技术参数。所述的车辆采集终端可以为：监测汽车重量的车载称重仪、轮胎摩擦系数的摩擦系数仪以及车辆运行状态的监控系统。

中央处理单元，具体为：数据传输模块，用于各模块间的数据传输；数据计算模块，针对角度信息、汽车运行状态信息进行计算处理；逻辑分析模块，分析是否进行车辆制动；车载控制终端，控制汽车制动的刹车系统和发动机动力系统。所述运行状态包括停车制动、熄火、车辆自重、滚动摩擦系数、发动机动力、车辆自身技术参数。

制动控制模块，对车辆轮胎抱死进行控制。

所述的中央处理单元分别与数据模块、制动控制模块相连。

另一方面，本发明还提供了基于六轴定位系统的自动制动方法，包括：

第一步：六轴定位系统启动后实时定位车辆行驶角度，在车辆倾斜角度超过设定值后，启动车辆采集终端；

第二步：从车辆采集终端读取汽车当前运行状态，如停车制动、熄火、汽车自重、滚动摩擦系数、发动机动力、车辆自身技术参数，作为中央处理单元计算分析的参数条件；

第三步：数据传输模块获取六轴定位系统的角度信息和车辆采集终端的车辆当前运行状态信息，传输给中央处理单元进行车辆制动控制分析；

第四步：车辆在陡坡路段运行时，中央处理单元获取角度信息和车辆当前运行状态信息判断车辆是否运行：

停车时中央处理单元通过数据传输模块激活车载控制终端，使车辆轮胎自动为抱死状态；

行进时中央处理单元通过采集的角度信息和车辆当前运行状态信息，进行汽车牵引力计算，当牵引力小于汽车滑动力时，通过数据传输模块激活车载控制终端；

第五步，车载控制终端接收制动信息后，启动车辆制动控制模块，触发车辆轮胎为抱死状态让车辆无法运动。

实施例2

与实施例1不同的是，本实施例还提供了另一种基于六轴定位系统的自动制动方法，包括：

第一步：六轴定位系统启动后实时定位车辆行驶角度，在车辆倾斜角度超过设定值后，启动车辆采集终端；

第二步：从车辆采集终端读取汽车当前运行状态，如停车制动、熄火、汽车自重、滚动摩擦系数、发动机动力、车辆自身技术参数，作为中央处理单元计算分析的参数条件；

第三步：数据传输模块获取六轴定位系统的角度信息和车辆采集终端的车辆当前运行状态信息，传输给中央处理单元进行车辆制动控制分析；

第四步：车辆在陡坡路段运行时，中央处理单元获取角度信息和车辆当前运行状态信息判断车辆是否运行：

停车时中央处理单元通过数据传输模块激活车载控制终端，使车辆轮胎自动为抱死状态；

行进时中央处理单元通过采集的角度信息和车辆当前运行状态信息，进行汽车牵引力计算，当牵引力小于汽车滑动力时，通过数据传输模块激活车载控制终端；

第五步，车载控制终端接收制动信息后，启动车辆制动控制模块，触发车辆轮胎为抱死状态让车辆无法运动；

第六步，车辆在陡坡路段启动，中央处理单元通过获取角度信息和车辆当前运行状态信息进行计算，当牵引力大于汽车滑动力时通过数据传输模块激活车载控制终端；

第七步，车载控制终端接收解锁信息后，启动车辆制动控制模块，解除车辆轮胎抱死状态。

实施例3

作为实施例1或2的补充，第四步骤中的所述的汽车牵引力，计算方法为：

$F_{ti}\left(u_a\right)=\frac{T_{tq}\left(u_a\right)\×i_{gi}\×i_0}{r_k}\×{\mathrm{\η}}_t$

其中：T_tq(u_a)为对应不同转速(或车速)下发动机输出使用扭矩，单位为N·m；η_t为传动效率；i₀为后桥主减速比；i_gi为变速箱各档速比，i＝1,2...p，p为档位数；r_k为车轮滚动半径；变速器各档的速度特性为n_e为发动机转速，单位为r/min；

计算汽车滑动力的步骤具体为：

S1：计算汽车的滚动阻力：

F_f＝G_a×f(N)

其中：G_a＝mg为满载或空载汽车总重(N)，f为滚动阻尼系数；

S2：计算汽车的滑动力：

F(滑动力)＝G*cosθ+G*sinθ*u+F_f(阻力)

其中：θ为汽车倾斜角度；G为满载或空载汽车总重(N)；u摩擦系数，F_f为滚动阻力。

现有技术中在车辆进入陡坡路段时需要一种及时有效的方法，使车辆在启动或停止过程中自动保持车辆制动效果，本发明提供的基于六轴定位系统的自动制动系统及方法，减少人为控制过程中造成的滑坡状态，从而减少因碰撞导致的人员财产损失。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.基于六轴定位系统的自动制动系统，其特征在于，包括：用于采集车辆运行参数的数据模块、分析是否进行车辆制动的中央处理单元，对车辆轮胎抱死进行控制的制动控制模块；所述的中央处理单元分别与数据模块、制动控制模块相连。

2.根据权利要求1所述的基于六轴定位系统的自动制动系统，其特征在于，所述的数据模块，具体为：

六轴定位系统，标定汽车行驶的水平角度；

车辆采集终端，采集车辆当前运行状态、车辆重量、摩擦系数；

车辆技术参数模块，为车辆自身技术参数。

3.根据权利要求1所述的基于六轴定位系统的自动制动系统，其特征在于，所述的中央处理单元，具体为：

数据传输模块，用于各模块间的数据传输；

数据计算模块，针对角度信息、汽车运行状态信息进行计算处理；

逻辑分析模块，分析是否进行车辆制动；

车辆控制终端，控制汽车制动的刹车系统和发动机动力系统。

4.根据权利要求2所述的基于六轴定位系统的自动制动系统，其特征在于，运行状态包括停车制动、熄火、车辆自重、滚动摩擦系数、发动机动力、车辆自身技术参数。

5.基于六轴定位系统的自动制动方法，其特征在于，包括：

第一步：六轴定位系统启动后实时定位车辆行驶角度，在车辆倾斜角度超过设定值后，启动车辆采集终端；

第二步：从车辆采集终端读取汽车当前运行状态，作为中央处理单元计算分析的参数条件；

第三步：数据传输模块获取六轴定位系统的角度信息和车辆采集终端的车辆当前运行状态信息，传输给中央处理单元进行车辆制动控制分析；

第四步：车辆在陡坡路段运行时，中央处理单元获取角度信息和车辆当前运行状态信息判断车辆是否进行制动：

停车时中央处理单元通过数据传输模块激活车载控制终端，使车辆轮胎自动进入抱死状态；

行进时中央处理单元通过采集的角度信息和车辆当前运行状态信息，进行汽车牵引力计算，当牵引力小于汽车滑动力时，通过数据传输模块激活车载控制终端；

第五步，车载控制终端接收制动信息后，启动车辆制动控制模块，触发车辆轮胎为抱死状态让车辆无法运动。

6.根据权利要求5所述的基于六轴定位系统的自动制动方法，其特征在于，所述的汽车牵引力，计算方法为：

$F_{ti}\left(u_a\right)=\frac{T_{tq}\left(u_a\right)\×i_{gi}\×i_0}{r_k}\×{\mathrm{\η}}_t$

其中：T_tq(u_a)为对应不同转速下发动机输出使用扭矩，单位为N·m；η_t为传动效率；i₀为后桥主减速比；i_gi为变速箱各档速比，i＝1,2...p，p为档位数；r_k为车轮滚动半径。

7.根据权利要求6所述的基于六轴定位系统的自动制动方法，其特征在于，变速器各档的速度特性为n_e为发动机转速，单位为r/min。

8.根据权利要求5所述的基于六轴定位系统的自动制动方法，其特征在于，计算汽车滑动力的步骤具体为：

S1：计算汽车的滚动阻力：

F_f＝G_a×f

其中：G_a＝mg为满载或空载汽车总重，f为滚动阻尼系数；

S2：计算汽车的滑动力：

F＝G*cosθ+G*sinθ*u+F_f

其中：θ为汽车倾斜角度；G为满载或空载汽车总重N；u为摩擦系数，F_f为滚动阻力。

9.根据权利要求5所述的基于六轴定位系统的自动制动方法，其特征在于，本方法还包括，第六步，车辆在陡坡路段启动，中央处理单元通过获取角度信息和车辆当前运行状态信息进行计算，当牵引力大于汽车滑动力时通过数据传输模块激活车载控制终端。

10.根据权利要求9所述的基于六轴定位系统的自动制动方法，其特征在于，本方法还包括，第七步，车载控制终端接收解锁信息后，启动车辆制动控制模块，解除车辆轮胎抱死状态。