CN105346528B - 基于电子液压制动的前向防碰撞方法及系统 - Google Patents

基于电子液压制动的前向防碰撞方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电子液压制动技术领域，具体涉及一种基于电子液压制动的前向防碰撞方法及系统。环境感知单元采集环境信息并输出至危险判断单元；危险判断单元计算预碰撞时间t、判断碰撞的危险程度等级并发送给电子控制单元；电子控制单元根据不同的危险程度等级向执行单元发送警示和/或制动指令；执行单元根据指令进行警示和/或制动。基于电子液压制动系统，响应速度快。根据危险程度不同，除了对驾驶员进行危险警示，还可在危险程度高或者极高时，控制喇叭系统提示行人危险的存在，保障了车辆周边行人的安全。

Description

基于电子液压制动的前向防碰撞方法及系统
技术领域
本发明涉及电子液压制动技术领域，具体涉及一种基于电子液压制动的前向防碰撞方法及系统。
背景技术
电子液压制动系统(Electronic Hydraulic Brake，简称EHB)和车辆前向防碰撞系统都是主动安全技术的重要组成部分。EHB系统作为线控制动的代表性产品之一，具有可控性好、响应速度快的特点。它主要包括制动踏板单元、电子控制单元ECU(整合了压力控制单元HCU)、及一系列的传感器，制动踏板和制动器之间的液压连接是断开的，驾驶员的操作意图以电信号的形式传递到电控单元，驱动液压执行器完成最优制动操作。由于电信号传递迅速，大大缩短了建压时间，缩短了制动距离，安全性较高。
EHB系统能使驾驶员从各种繁琐操作中解放出来，提高了车辆的操纵稳定性和安全性。但是EHB系统仅仅在驾驶员踩下制动踏板后才能完成制动操作，踩下制动踏板的快慢又受驾驶员反应时间长短的影响(驾驶员反应时间一般为0.3-1s)。更为严重的是，如果驾驶员注意力不集中或者操作失误，危险还是难以避免。究其原因，是因为在驾驶员来不及反应或者操作失误的情况下，EHB系统不能实时监控危险的存在并作出相应的制动动作，从而无法从根本上来避免危险的发生。
传统的车辆前向防碰撞方法，一方面只在危险等级较高时发出碰撞预警，通常是简单的灯光闪烁或者蜂鸣声，这些传递的信息相对较少；另一方面，传统的前向防碰撞方法只考虑了对驾驶员进行预警，并没有对车辆周边的行人进行预警。而传统的前向防碰撞系统受传统制动系统结构和原理的限制，反应速度有限，对介入时机的控制存在较大的误差，不能及时实施制动，安全性较低。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种能主动制动，并可对驾驶员和行人进行预警，安全性较高的基于电子液压制动的前向防碰撞方法及系统。
对于本发明一种基于电子液压制动的前向防碰撞方法，其技术方案为，包括以下步骤：
S1：采集自车与目标车辆的实时车距s、目标车辆车速v2、目标车辆加速度a2；
S2：根据自车与目标车辆的实时车距s、目标车辆车速v2、目标车辆加速度a2，计算出预碰撞时间t，并根据预碰撞时间t判断碰撞的危险程度等级；
S3：根据不同的危险程度等级发送警示和/或制动指令；
S4：根据输入的警示和/或制动指令进行警示和/或制动。
进一步的，所述S2中，预碰撞时间t的计算公式为：
其中：s为自车与目标车辆的实时车距，t为预碰撞时间，v1为从CAN线上读取的自车车速，v2为目标车辆车速，a1为从CAN线上读取的自车加速度，a2为目标车辆加速度，为同步附着系数，g为重力加速度。
进一步的，所述S2中，危险程度等级分为无危险、危险程度低、危险程度较高、危险程度高、危险程度极高五个等级，所述危险程度等级根据时间门限值t1、t2、t3、t4进行区分；
当预碰撞时间t小于时间门限值t1时，判断为危险程度极高；
当预碰撞时间t在时间门限值t1-t2之间时，判断为危险程度高；
当预碰撞时间t在时间门限值t2-t3之间时，判断为危险程度较高；
当预碰撞时间t在时间门限值t3-t4之间时，判断为危险程度低；
当预碰撞时间t大于时间门限值t4时，判断为无危险。
进一步的，所述S3中，
当判断为无危险时，不作处理；
当判断为危险程度低时，输出图像警示指令；
当判断为危险程度较高时，输出图像警示指令和声音警示指令；
当判断为危险程度高时，输出图像警示指令、声音警示指令、施加制动力指令；
当判断为危险程度极高时，输出图像警示指令、声音警示指令、施加制动力指令、降低发动机输出扭矩指令。
进一步的，所述S3中，当接收到踩下踏板信号时，根据踏板的开合角度输出施加制动力指令和降低发动机输出扭矩指令，同时停止图像警示指令和声音警示指令的输出。
进一步的，所述S4中，所述警示包括针对驾驶员的图像警示和针对行人的声音警示。
对于本发明一种用于实施基于电子液压制动的前向防碰撞方法的系统发，其技术方案为，包括：
环境感知单元：用于采集自车与目标车辆的实时车距s、目标车辆车速v2、目标车辆加速度a2，并将采集的信息输出至危险判断单元；
危险判断单元：根据环境感知单元输入的自车与目标车辆的实时车距s、目标车辆车速v2、目标车辆加速度a2，计算出预碰撞时间t，并根据预碰撞时间t判断碰撞的危险程度等级，将得到的危险程度等级信息发送给电子控制单元；
电子控制单元：根据不同的危险程度等级向执行单元发送警示和/或制动指令；
执行单元：接收电子控制单元指令，根据指令进行警示和/或制动。
进一步的，所述执行单元包括：
仪表控制单元：用于图像警示；
喇叭系统：用于声音警示；
制动机构执行器：用于对车辆主动施加制动力；
发动机控制器：控制发动机输出扭矩。
进一步的，还包括踏板单元，所述踏板单元输出踩下踏板信号至电子控制单元。
本发明的有益效果：基于电子液压制动系统，响应速度快，建压迅速，对系统的介入时机控制更为精准，在保证安全的条件下，驾驶员制动受干扰程度将会大大减小，提高了制动过程中车辆的舒适性和行驶的稳定性。可根据路况实时判断是否有碰撞危险，若有碰撞危险，当驾驶员踩下踏板时，会以驾驶员的意图为准，不会干扰驾驶员的判断；当驾驶员无动作时，可实现主动制动，很好的避免了EHB系统中因驾驶员来不及反应或者操作失误所带来的危险，安全性能进一步增加。除了对驾驶员进行危险警示，本发明还在危险程度高或者极高时，控制喇叭系统提示行人危险的存在，保障了车辆周边行人的安全。
附图说明
图1为本发明模块连接图；
图2为本发明控制流程图；
图3为本发明危险程度与预碰撞时间曲线图；
图中：1—环境感知单元，2—危险判断单元，3—电子控制单元，4—执行单元，401—仪表控制单元，402—喇叭系统，403—制动机构执行器，404—发动机控制器，5—踏板单元。
具体实施方式
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据本发明的具体实例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，本发明包括环境感知单元1、危险判断单元2、电子控制单元3、执行单元4和踏板单元5。
如图2所示，本发明控制流程包括以下步骤：
S1：环境感知单元1采集自车与目标车辆的实时车距s、目标车辆车速v2、目标车辆加速度a2等，并将采集的信息输出至危险判断单元2。
S2：危险判断单元2接收环境感知单元1采集的所有数据，并从CAN总线上读取自车的速度v1和加速度a1等相关信息，计算出预碰撞时间t，根据预碰撞时间t判断碰撞的危险程度等级。其计算公式为：
式中：s为自车与目标车辆的实时车距，t为预碰撞时间，v1为从CAN线上读取的自车车速，v2为目标车辆车速，a1为从CAN线上读取的自车加速度，a2为目标车辆加速度，为同步附着系数。危险判断单元2将危险程度等级分为无危险、危险程度低、危险程度较高、危险程度高、危险程度极高五个等级，危险程度等级根据时间门限值t1、t2、t3、t4进行区分。如图3所示，当预碰撞时间t小于时间门限值t1时，危险判断单元2向电子控制单元3输出危险程度极高信号；当预碰撞时间t在时间门限值t1-t2之间时，危险判断单元2向电子控制单元3输出危险程度高信号；当预碰撞时间t在时间门限值t2-t3之间时，危险判断单元2向电子控制单元3输出危险程度较高信号；当预碰撞时间t在时间门限值t3-t4之间时，危险判断单元2向电子控制单元3输出危险程度低信号；当预碰撞时间t大于时间门限值t4时，危险判断单元2向电子控制单元3输出无危险信号。
S3：电子控制单元3根据不同的危险程度等级向执行单元4发送警示和/或制动指令。执行单元4包括仪表控制单元401、喇叭系统402、制动机构执行器403、发动机控制器404。电子控制单元3是基于电子液压制动系统的控制算法扩展而来，它能根据不同的危险程度等级向执行单元4发送警示和/或制动指令。当电子控制单元3接收到危险判断单元2输入的无危险信号时，不作处理；当电子控制单元3接收到危险判断单元2输入的危险程度低信号时，向仪表控制单元401输出图像警示指令；当电子控制单元3接收到危险判断单元2输入的危险程度较高信号时，向仪表控制单元401输出图像警示指令，向喇叭系统402输出声音警示指令；当电子控制单元3接收到危险判断单元2输入的危险程度高信号时，向仪表控制单元401输出图像警示指令，向喇叭系统402输出声音警示指令，向制动机构执行器403输出施加制动力指令；当电子控制单元3接收到危险判断单元2输入的危险程度极高信号时，向仪表控制单元401输出图像警示指令，向喇叭系统402输出声音警示指令，向制动机构执行器403输出施加制动力指令，向发动机控制器404输出降低发动机输出扭矩指令。当电子控制单元3接收到踏板单元5输出的踩下踏板信号时，认为驾驶员采取了主动制动，此时电子控制单元3不向仪表控制单元401和喇叭系统402输出指令，而是根据踏板的开合度向制动机构执行器403输出施加制动力指令，向发动机控制器404施加降低发动机输出扭矩指令，具体的制动力大小和输出扭矩大小与踏板的开合角度相对应。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，应当指出，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于电子液压制动的前向防碰撞方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：采集自车与目标车辆的实时车距s、目标车辆车速v2、目标车辆加速度a2；
S2：根据自车与目标车辆的实时车距s、目标车辆车速v2、目标车辆加速度a2，计算出预碰撞时间t，并根据预碰撞时间t判断碰撞的危险程度等级；
S3：根据不同的危险程度等级发送警示和/或制动指令；
S4：根据输入的警示和/或制动指令进行警示和/或制动；
所述S2中，所述危险程度等级根据时间门限值t1、t2、t3、t4进行区分；
当预碰撞时间t在时间门限值t2-t3之间时，判断为危险程度较高；
当判断为危险程度较高时，输出图像警示指令和声音警示指令；
所述S3中，当接收到踩下踏板信号时，根据踏板的开合角度输出施加制动力指令和降低发动机输出扭矩指令，同时停止图像警示指令和声音警示指令的输出；
所述S2中，预碰撞时间t的计算公式为：
其中：s为自车与目标车辆的实时车距，t为预碰撞时间，v1为从CAN线上读取的自车车速，v2为目标车辆车速，a1为从CAN线上读取的自车加速度，a2为目标车辆加速度，为同步附着系数，g为重力加速度。
2.如权利要求1所述的基于电子液压制动的前向防碰撞方法，其特征在于：危险程度等级分为无危险、危险程度低、危险程度较高、危险程度高、危险程度极高五个等级，当预碰撞时间t小于时间门限值t1时，判断为危险程度极高；
当预碰撞时间t在时间门限值t1-t2之间时，判断为危险程度高；
当预碰撞时间t在时间门限值t3-t4之间时，判断为危险程度低；
当预碰撞时间t大于时间门限值t4时，判断为无危险。
3.如权利要求2所述的基于电子液压制动的前向防碰撞方法，其特征在于：所述S3中，
当判断为无危险时，不作处理；
当判断为危险程度低时，输出图像警示指令；
当判断为危险程度高时，输出图像警示指令、声音警示指令、施加制动力指令；
当判断为危险程度极高时，输出图像警示指令、声音警示指令、施加制动力指令、降低发动机输出扭矩指令。
4.如权利要求1所述的基于电子液压制动的前向防碰撞方法，其特征在于：所述S4中，所述警示包括针对驾驶员的图像警示和针对行人的声音警示。
5.一种用于实施如权利要求1-3所述基于电子液压制动的前向防碰撞方法的系统，其特征在于，包括：
环境感知单元：用于采集自车与目标车辆的实时车距s、目标车辆车速v2、目标车辆加速度a2，并将采集的信息输出至危险判断单元；
危险判断单元：根据环境感知单元输入的自车与目标车辆的实时车距s、目标车辆车速v2、目标车辆加速度a2，计算出预碰撞时间t，并根据预碰撞时间t判断碰撞的危险程度等级，将得到的危险程度等级信息发送给电子控制单元；
电子控制单元：根据不同的危险程度等级向执行单元发送警示和/或制动指令；
执行单元：接收电子控制单元指令，根据指令进行警示和/或制动；
所述执行单元包括
仪表控制单元：用于图像警示；
喇叭系统：用于声音警示；
制动机构执行器：用于对车辆主动施加制动力；
发动机控制器：控制发动机输出扭矩；
还包括踏板单元，所述踏板单元输出踩下踏板信号至电子控制单元；
当电子控制单元接收到踩下踏板信号时，此时电子控制单元不向仪表控制单元和喇叭系统输出指令，而是根据踏板的开合度向制动机构执行器输出施加制动力指令，向发动机控制器施加降低发动机输出扭矩指令；
预碰撞时间t的计算公式为：
其中：s为自车与目标车辆的实时车距，t为预碰撞时间，v1为从CAN线上读取的自车车速，v2为目标车辆车速，a1为从CAN线上读取的自车加速度，a2为目标车辆加速度，为同步附着系数，g为重力加速度。
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