CN101580061A - 一种可识别驾驶员制动意图的制动方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了了一种可识别驾驶员制动意图的制动方法，该方法由电控单元接收制动踏板位置传感器、油门踏板位置传感器等输入信息，然后根据模糊推理算法对驾驶员的制动意图进行识别，最后产生相应的制动意图控制信号；利用该制动意图控制信号控制EHB执行机构的动作，能充分地发挥EHB系统优势，在紧急情况下能够及时准确地反应驾驶员意图，减少制动反应时间、缩短制动距离，优化车辆稳定性。

Description

一种可识别驾驶员制动意图的制动方法

技术领域

本发明涉及一种用于EHB(Electronic Hydraulic Brake，电子液压制动)系统的制动方法，尤其涉及一种可识别驾驶员制动意图的制动方法。

背景技术

目前，几乎所有的汽车制动系统都采用液压或气压制动，液体或气体压力通过制动总泵和一系列管路元件传送到车轮上。当踏下制动踏板时，踏板通过推杆推动制动总缸中活塞，使制动液产生压力并通过管路传递到车轮制动器。其实质是将驾驶员施加于制动踏板上的力以一定的倍数加以放大，作用于轮缸上产生制动力。因此对于体力较弱的驾驶员而言，可能产生制动力不足的问题，在紧急的状况下，还可能造成事故的发生。另一方面，驾驶员的反应时间以及操纵时间会由于驾驶员的年龄，身体因素而各不相同，因此对驾驶员制动意图进行识别以缩短由于生理因素造成的反应时间滞后就显得非常重要。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种可识别驾驶员制动意图的制动方法；在EHB执行机构配合下，以高压制动液来弥补驾驶员体力的不足，消除由于生理因素导致的车辆制动力不足；利用本发明在紧急制动情况下提前产生制动力，减少交通事故。本发明可以控制EHB执行机构以更快的速度产生更高的制动力以减少制动距离，有效地克服传统制动系统的上述缺点。

为了实现上述目的，本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

电控单元接收制动踏板位置传感器、油门踏板位置传感器传输来的信号，然后根据Fuzzy推理算法识别驾驶员制动意图，产生相应的制动强度控制信号。利用该信号控制EHB执行机构，形成制动压力，从而实施对车轮的制动。所述的制动强度大小是通过传感器信号所识别的驾驶员制动意图来决定的。

当驾驶员以正常速度踩踏制动踏板时，电控单元就产生一个与踏板踩踏量相应比例的常规制动强度的制动力；当驾驶员对制动踏板的踩踏速度大于一个预先确定的阈值的时候，电控单元就会产生一个比常规制动强度高的制动强度的制动力。

当满足松开油门踏板的速度大于预先设定的阈值及油门踏板开度小于预先设定的阈值时，电控单元就会触发EHB执行机构消除制动间隙，或者产生一定制动强度的制动力，以便紧急情况下提前降低车速。这个制动强度将持续一定时间，这个时间的具体数值，将根据实验来设定。

所述的电控单元可以是EHB系统的控制单元，也可以是单独的控制单元。

本发明具有的有益效果是：

1)利用本发明控制EHB执行机构，以预充的高压制动液来弥补驾驶员体力的不足，令制动系统产生足够的制动力，防止由于体力因素导致的车辆制动延迟的情况，预防交通事故，提高汽车驾驶的安全性。

2)在紧急制动情况下，利用本发明控制EHB执行机构产生比常规制动更快更高的制动压力，减少制动反应时间，缩短制动距离，更进一步的降低了事故发生的可能性。

附图说明

图1是本发明可识别驾驶员制动意图的制动方法的制动系统方框图；

图2是本发明可识别驾驶员制动意图的制动方法的流程图；

图3是本发明可识别驾驶员制动意图的制动方法的制动意图识别时序图；

图中：

101、油门踏板位置传感器，    10、传感器单元，

102、制动踏板位置传感器，    20、电控单元。

具体实施方式

下面结合附图和具体实例对本发明作进一步描述，本发明的目的和效果将变得更加明显。

图1是本发明可识别驾驶员制动意图的制动方法一个实例制动系统方框图。系统包括：传感器单元10、电控单元20和EHB执行机构。传感器单元10包括油门踏板位置传感器101和制动踏板位置传感器102。电控单元20负责将采集来的信号进行处理，并根据模糊推理算法产生制动意图信号。

其中，油门踏板位置传感器101和制动踏板位置传感器102可以采用南京奥联汽车电子电器有限公司的TBQ-9型产品，电控单元20和EHB执行机构可以采用浙江亚太机电股份有限公司的ZL200820084728.7产品。

其工作原理为：电控单元20接收油门踏板传感器101以及制动踏板位置传感器102所传输来的信号，然后根据模糊(Fuzzy)推理算法产生相应的制动意图信号，将制动意图所需要达到的制动压力值传输给EHB液压控制系统以实施对车轮的制动。

附图2是本发明所涉及的一种可识别驾驶员制动意图的制动方法的一个实例的方法流程图。

附图3是本发明所涉及的一种可识别驾驶员制动意图的制动方法一个实例的制动意图产生时序图。

所谓制动意图定义为驾驶员的制动想法体现在动作上的一种预见。首先将油门踏板位置信号α及其变化率Δα，制动踏板位置信号β及其变化率Δβ，制动意图F根据隶属度进行模糊化处理，将这些量分成若干个离散等级域，其中的一个实例如下：

α＝{NL，NM，NS，Z，PS，PM，PL}；

Δα＝{NL，NS，Z，PS，PL}；

β＝{NL，NM，NS，Z，PS，PM，PL}；

Δβ＝{NL，NS，Z，PS，PL}；

F＝{NL，NM，NS，Z，PS，PM，PL}；

如图3所示为一个实例的制动意图产生时序，a)为油门踏板开度，b)为制动踏板开度；c)为识别出的制动意图；d)为在制动意图控制下的制动力产生情况；e)为常规制动力产生情况。本方法利用定时器确定油门踏板位置以及松开速度，并将所有涉及的量都正规化到0～100％范围内。以开始松开踏板为起始时间基准，设为0。在0～T1时间区段，为驾驶员以正常速度松开油门踏板的过程，此时没有动作意图；在T1～T2时间段，为驾驶员快速松开油门踏板过程，此时可能会产生制动意图，其前提是驾驶员对油门踏板的松开动作满足以下两个条件：

(1)松开油门踏板的速度大于一个预先设定的阈值；

(2)松开油门踏板的位置低于一个预先设定的阈值γ。

当以上两个条件全部满足的时候，电控单元(20)就会推断驾驶员有一个紧急制动的意图，此时启动执行机构消除制动间隙，产生一个较低的制动强度(F0)以适当降低车速，如c)中T2～T3区段所示。该制动强度将维持一段时间(T4-T3)，具体数值的大小则可以通过实验来确定。

从T4时刻开始驾驶员踩踏制动踏板。根据制动踏板踩踏的速度，形成带有驾驶员意图的制动强度，如图T4～T5区段所示。当驾驶员以正常速度踩踏制动踏板时，制动踏板位置传感器102将会有信号产生，根据模糊规则电控单元20就在四个车轮上产生一个与踏板踩踏量相应比例的常规制动强度F1；当驾驶员对制动踏板的踩踏速度大于一个预先确定的阈值的时候，根据模糊规则电控单元20就会产生一个比常规制动强度F1高的制动强度F2。从T5时刻开始，带有制动意图的制动强度就达到最大了，而常规的制动强度直到T6时刻才能达到最大。由于本方法将所涉及的量都正规化到0～100％范围内，当带有制动意图的制动强度达到最高的时候，其具体对应制动力的大小由底层的ABS等系统决定。

上述模糊方法所进行的驾驶员制动意图识别均采用IF…THEN…的模糊规则形式。设一共有n条推理规则，假设第i条规则可以表述成为下式：

IFαisα_i，AndΔαisΔα_i，Andβisβ_i，And ΔβisΔβ_i，THEN F is f_i；

该方法一个实例的一部分模糊规则如下：

IFαis PM，AndΔαis PM，Andβis Z，AndΔβis Z，THEN F is Z；

IFαis PS，AndΔαis PL，Andβis Z，AndΔβis Z，THEN F is PM；

IFαis PS，AndΔαis PM，Andβis Z，AndΔβis Z，THEN F is PS；

IFαis Z，AndΔαis Z，Andβis Z，AndΔβis Z，THEN F is Z；

IFαis Z，AndΔαis Z，Andβis Z，AndΔβis PS，THEN F is PS；

IFαis Z，AndΔαis Z，Andβis PS，AndΔβis PL，THEN F is PL；

IFαis Z，AndΔαis Z，Andβis PS，AndΔβis PS，THEN F is PM；

IFαis Z，AndΔαis Z，Andβis PS，AndΔβis Z，THEN F is PS；

IFαis Z，AndΔαis Z，Andβis PS，AndΔβis NS，THEN F is Z；

IFαis Z，AndΔαis Z，Andβis PM，AndΔβis PS，THEN F is PL；

IFαis Z，AndΔαis Z，Andβis PM，AndΔβis Z，THEN F is PM；

IFαis Z，AndΔαis Z，Andβis PM，AndΔβis NS，THEN F is PS；

IFαis Z，AndΔαis Z，Andβis PM，AndΔβis NL，THEN F is Z；

IFαis Z，AndΔαis Z，Andβis PL，AndΔβis PL，THEN F is PL；

IFαis Z，AndΔαis Z，Andβis PL，AndΔβis NS，THEN F is PM；

IFαis Z，AndΔαis Z，Andβis PL，AndΔβis NL，THEN F is PS；

由模糊规则可得到推理结果为R′_j，可由(1)式来表示：

其中j＝1，2，…，n，“∧”表示min操作。利用这个公式可以得到n个综合推理结果，R′₁，R′₂，…，R′_n，可以用(2)式来表示：

其中“∨”表示max操作。最后系统的输出利用“重心法”求出，如式(3)所示。

$f^{*}=\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\μ}}_R\left(f_i\right)\·f_i}{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\μ}}_R\left(f_i\right)}---\left(3\right)$

其中f_i为常数。这样输入量每有一个不同的值，则可以利用上述方法计算出一个制动意图的输出量。最后得到的制动意图作为制动的强度输出给EHB液压控制系统的电控单元。

通过本发明所述方法，在紧急制动情况下，通过识别驾驶员制动意图，施加在车轮上的制动力与常规的制动力生成情况(如图3中的e)所示)相比将会提前一段时间产生，这段时间长度为ΔT(ΔT＝T4-T2)。那么在这段时间里提前产生的制动力就可以实施制动以提高制动反应的时间，缩短制动距离，尽量的避免交通事故，降低事故发生时候的损害程度，保证驾驶员以及行人的生命安全。

上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何在本发明基础上简单变换后的结构和方法均属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种可识别驾驶员制动意图的制动方法，其特征在于，制动系统主要由传感器单元、电控单元和EHB执行机构依次串连组成。传感器单元包括油门踏板位置传感器和制动踏板位置传感器。该方法为：电控单元接收制动踏板位置传感器和油门踏板位置传感器传输来的信号，根据模糊推理算法识别驾驶员制动意图，产生相应的制动强度控制信号，利用该信号控制EHB执行机构，形成制动压力，从而实施对车轮的制动。

2.根据权利要求1所述的可识别驾驶员制动意图的制动方法，其特征在于：当驾驶员对油门踏板的松开速度大于一个预先确定的阈值，同时油门踏板位置低于一定的阈值的时候，电控单元就会触发EHB执行机构消除制动间隙或者产生一定强度的制动。

3.根据权利要求1所述的可识别驾驶员制动意图的制动方法，其特征在于：当驾驶员以正常速度踩踏制动踏板时，电控单元就利用EHB执行机构产生一个与踏板踩踏量相应比例的常规制动强度；当驾驶员对制动踏板的踩踏速度大于一个预先确定的阈值的时候，电控单元就会产生一个比常规制动强度高的制动。

4.根据权利要求1所述的可识别驾驶员制动意图的制动方法，其特征在于：电控单元同时接收油门踏板和制动踏板信号，利用模糊推理产生制动意图，根据该制动意图电控单元就会触发EHB执行机构消除制动间隙或者产生相应强度的制动力。

5.根据权利要求1所述的可识别驾驶员制动意图的制动方法，其特征在于：所述的电控单元可以是EHB系统的控制单元，也可以是单独的控制单元。

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