CN106143449B - 一种自动刹车系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动刹车系统，该自动刹车系统包括中央电子控制模块，以及与中央电子控制模块通过控制器局域网络CAN总线相连的参数采集模块、车轮控制模块和自动变速器控制模块；中央电子控制模块接收参数采集模块收集的参数和来自自动变速器控制模块的档位信息，控制车轮控制模块进行自动刹车动作。本发明能够有效地预防因驾驶员误操作，所引起的各类交通隐患，提高交通环境的安全性，降低交通事故的发生率。

Description

一种自动刹车系统

技术领域

本发明涉及汽车制动技术，特别涉及一种自动刹车系统。

背景技术

随着社会的进步，目前全国道路交通呈现交通流量高位增长，交通工具日趋多元，群众出行需求日益旺盛的现象。作为交通工具的首选，汽车已经普及到每个家庭，但是随之而来的是交通事故日益增多，即使是小刮擦也会导致交通的瘫痪，大的事故更是带来严重的危及驾乘人员生命的后果。

然而很多驾驶员，特别是新驾驶人员安全驾驶意识不足，或技能不够熟练等问题逐渐显现。据统计，到2012年底，全国驾龄不满1年的实习驾驶人近3000万人，占机动车驾驶人总量的11.3%。

交警们反映，很多新手在停车时，会忘记将档位从行驶档“D”档挂到停车档“P”档，容易使得车辆“无人驾驶”；或将车辆停稳后挂空档却未拉手刹，如果道路有坡度，容易造成车辆溜车，引发交通事故。针对这些事故隐患，除了有关部门进一步严格和规范驾驶培训考试，加强新驾驶人教育管理外，如何让汽车更加智能，尽可能地规避由驾驶人误操作引发的安全隐患，也值得我们深思。

发明内容

本发明的目的在于避免一些驾驶不熟练和误操作导致的车辆失控的情况，提出一种自动刹车系统，有效提高驾驶的安全性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种自动刹车系统，应用于车辆刹车控制，所述自动刹车系统包括中央电子控制模块，以及与所述中央电子控制模块通过控制器局域网络CAN总线相连的参数采集模块、车轮控制模块和自动变速器控制模块；所述中央电子控制模块接收所述参数采集模块收集的参数和来自自动变速器控制模块的档位信息，控制所述车轮控制模块进行自动刹车动作。

进一步地，所述参数采集模块包括：

车辆即时状态采集单元，用于采集汽车车速、油门踏板行程、制动踏板行程、发动机转速信息中的一个或多个；

驻车需求采集单元，用于采集驾驶员座椅占用状态、车门开关状态、近距离障碍物检测信息中的一个或多个；

制动力采集单元，用于采集倾角传感器、油门踏板状态信息中的一个或多个；

制动状态采集单元，用于采集驻车电流和制动压力信息。

进一步地，所述车轮控制模块包括车轮电子控制单元和车轮执行器，所述车轮电子控制单元接收中央电子控制模块的控制指令，控制所述车轮执行器进行自动刹车动作，所述车轮执行器产生驻车电流和制动压力反馈到所述参数采集模块。

进一步地，所述自动刹车系统还包括控制按钮，所述控制按钮设置在控制面板上，与所述中央电子控制模块相连，用于解除自动刹车。

进一步地，所述自动刹车系统还包括指示模块，用于接收中央电子控制模块的指令，指示车辆自动刹车状态。

进一步地，所述自动刹车系统的所述驻车需求采集单元包括均匀分布在驾驶员座椅坐垫上的n^2个压力传感器，其中n≥2，且n为整数。

进一步地，所述自动刹车系统在各个所述传感器均匀受力的情况下，判断为驾驶员处于正常驾驶状态，反馈给中央电子控制模块的信号为1；在大部分传感器受力但受力不均匀的情况下，判断为驾驶员处于非正常驾驶状态，反馈给中央电子控制模块的信号为0，可能触发自动刹车系统；在传感器均未受力的情况下，判断为驾驶员已离开车厢，反馈给ECU的信号为0，可能触发自动刹车系统。

进一步地，所述自动刹车系统的所述驻车需求采集单元包括设置在汽车门框处用于感测车门开闭状态的传感器，当所述传感器感测到车门为开启，判断为车辆应处在停驻状态，反馈给中央电子控制模块的信号为0，可能触发自动刹车系统；当所述传感器感测到车门为关闭时，反馈给中央电子控制模块的信号为1。

进一步地，所述自动刹车系统的所述驻车需求采集单元包括车载红外探测器，通过所述车载红外探测器检测近距离内是否有障碍物，当发现障碍物时，判断为应减速或停驻，因此反馈给中央电子控制模块的信号为0，可能触发自动刹车系统；当未发现障碍物时，反馈给中央电子控制模块的信号为1。

进一步地，在所述自动刹车系统中，当所述驻车需求采集单元反馈的信号为0，则可能触发自动刹车系统，所述中央电子控制模块综合参数采集模块中的其它单元共同判断是否需要进入自动刹车系统；若反馈信号均为1，则中央电子控制模块判断为驾驶环境安全，可以退出或不必进入自动刹车系统。

本发明自动刹车系统，通过参数采集模块采集车辆信息，中央电子控制模块根据参数采集模块的参数及自动变速器控制模块的档位信息，控制车轮控制模块进行自动刹车动作，有效地预防因驾驶员误操作，所引起的各类交通隐患，提高交通环境的安全性，降低交通事故的发生率。

附图说明

图1 是本发明自动刹车系统组成示意图。

图2是本发明参数采集模块内部结构示意图。

图3是本发明车轮控制模块内部结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图和实施例，对本发明汽车制冷系统的技术方案作进一步详细描述。

图1为本发明自动刹车系统的组成示意图，本发明提供了一种自动刹车系统，包括中央电子控制模块ECU（Electronic Control Unit）1，以及与中央电子控制模块1通过控制器局域网络CAN（Controller Area Network）总线相连的参数采集模块2、车轮控制模块3和自动变速器控制模块4。

其中参数采集模块2内部结构如图2所示，包括如下所述单元。

车辆即时状态采集单元201，负责采集汽车车速、油门踏板行程、制动踏板行程和发动机转速等信号，并将这些参数信号发送至中央电子控制模块用于判断车辆即时状态；其中，采集的油门踏板行程信号和制动踏板行程信号是踏板行程转换出的电压信号。

驻车需求采集单元202，负责采集驾驶员座椅占用、车门开关和近距离障碍物检测结果，并将这些参数信号发送至中央电子控制模块用于判断驻车需求。

制动力采集单元203，负责采集倾角传感器和油门踏板状态信号，并将这些参数信号发送至中央电子控制模块用于判断施加的制动力是否合理；其中，此处采集油门踏板状态信号，是考虑到驾驶员在应该踩下制动踏板的情况下，由于突发情况而在情急之下误踩油门的情形；或者驾驶员判断错误，在应该踩下制动踏板的情况下却选择踩下油门踏板。此时，油门踏板的电压信号反馈给ECU后，ECU会做出增加相应制动力的判断。

制动状态采集单元204，负责接收来自车轮控制模块3的驻车电流和制动压力参数，并将这些参数信号发送至中央电子控制模块1用于判断当前的制动状态。

需要说明的是，制动状态采集单元204采集的制动状态参数是作为制动状态参考，以帮助判断现制动状态能否满足制动力采集单元203反馈的情形，如判断存在安全隐患，则变更制动状态采集单元204的相应参数，以确保驾驶安全。

上述参数采集模块2采集的各种参数及自动变速器控制模块3提供的当前档位信息，通过CAN总线传递给中央电子控制模块1，判断是否需要进入自动刹车模式。

实践中每个车辆需要具体标定参数值。以驻车需求采集单元202为例说明如下。

（1）驻车需求采集单元202对于驾驶员座椅占用状态的信号采集：

在驾驶员座椅坐垫上均匀分布n^2（n≥2，n为整数）个压力传感器，在各传感器均匀受力的情况下，判断为驾驶员处于正常驾驶状态，反馈给ECU的信号为1（True）；在大部分传感器受力但受力不均匀的情况下，判断为驾驶员处于非正常驾驶状态，反馈给ECU的信号为0（False），可能触发自动刹车系统；在传感器均未受力的情况下，判断为驾驶员已离开车厢，反馈给ECU的信号为0（False），可能触发自动刹车系统。

（2）驻车需求采集单元202对于车门开关状态的信号采集：

在汽车门框处设置有传感器，当传感器感测到车门为开启，判断为车辆应处在停驻状态，因此反馈给ECU的信号为0（False），可能触发自动刹车系统；当传感器感测到车门为关闭时，反馈给ECU的信号为1（True）。

（3）驻车需求采集单元202对近距离障碍物检测：

通过车载红外探测器检测近距离内是否有障碍物，当发现障碍物时，判断为应减速或停驻，因此反馈给ECU的信号为0（False），可能触发自动刹车系统；当未发现障碍物时，反馈给ECU的信号为1（True）。

只要驻车需求采集单元202反馈的信号为0，则可能触发自动刹车系统，此时将综合参数采集模块中的其它单元共同判断是否需要进入自动刹车系统；若反馈信号皆为1，则认为驾驶环境安全，可以退出或不必进入自动刹车系统。

应当理解，上述仅是举例说明，实际需要标定的值并不仅限于上述情况。

当判断出当前状况需要进入自动刹车模式，中央电子控制模块1将发出命令，通过CAN总线传递给车轮控制模块3，进行自动刹车动作。

车轮控制模块3包括车轮电子控制单元301和车轮执行器302，如图3所示，车轮电子控制单元301接收中央电子控制模块1的指令，并发出指令给车轮执行器302进行自动刹车动作；同时每当车轮执行器302发出更改信号，其相应的驻车电流和制动电压也会更改并实时反馈到制动状态采集单元204进行更新。

同时本发明自动刹车系统还包括指示模块6，指示模块6可以是设置在仪表盘上的自动刹车指示灯，也可以是蜂鸣器，或者是振动器等，当完成驻车时，中央电子控制模块1启动指示模块6，告知驾驶员已进入自动刹车模式。

本发明自动刹车系统还包括设置在控制面板上的自动刹车控制按钮5，驾驶员可在踩住制动踏板的情况下，通过操作控制面板上的自动刹车控制按钮5退出自动刹车模式。

中央电子控制模块1在判断不需要进入自动刹车模式时，如在近距离障碍物检测显示无障碍物、车门已关闭等预计驾驶环境安全的条件下，缓慢踩下油门踏板，中央电子控制模块1将做出退出自动刹车模式的判断，向车轮控制模块3发出指令，使车轮执行器302解除驻车。

在本发明的一个实施例中，当车辆到达高速收费口或商场停车场出口收费处，驾驶员踩下制动踏板停车缴费。此时，自动变速器控制模块4由CAN总线反馈给中央电子控制模块1，车辆档位处在D档。参数信号反馈如下：汽车车速为0，制动踏板位置全部踏下，驾驶员座椅被占用但出现重心偏离，近距离范围内检测到横杆形障碍物等。如果驾驶员由于缴费分散注意力，放松了作用于制动踏板的踩踏力，检测制动踏板位置的探测器会发出其位置信号，中央电子控制模块1结合之前的档位信息、近距离内有杆状障碍物等，发出进入自动刹车模式的命令，并在仪表盘上亮起已进入自动刹车模式指示灯。若驾驶员继续松开踏板，车辆执行器将加大对轮胎的制动力，并反馈实时的驻车电流和制动压力。若驾驶员此时，即在车辆已进入自动刹车模式未取消且缴费未结束的情况下，踩下油门踏板，车辆将通过内置蜂鸣器发出警报，并伴有座椅震动等，提醒驾驶员此时操作有误，存在驾驶隐患。若驾驶员判断后仍决定行驶，可以踩下制动踏板，通过自动刹车控制按钮5退出该功能，然后踩油门开始行驶。若整个收费过程中驾驶员始终未完全松开制动踏板或未踩下油门踏板，收费完成后，横杆升起，驾驶员只需缓慢踩下油门，即可使汽车前进，无须通过控制按钮5退出自动刹车模式。

在本发明的另一个实例中，汽车在行驶过程中发生了单车事故或碰擦事故等，车辆被迫紧急停靠在路边。由于事出突然，驾驶员离车查看时未挂入P档或未拉手刹。如果停车处道路有一定的坡度或被其它车辆轻碰，都将极易造成二次事故。在这种情况下，与所述原理一致，自动变速器控制模块4由CAN总线反馈给中央电子控制模块1，车辆档位仍处在D档或N档，但中央电子控制模块1收到的汽车车速信号、驾驶员座椅占用信号及车门开关信号都显示车辆已停稳且驾驶员已离开车辆。中央电子控制模块1将通过CAN总线给车轮控制模块3发出命令，进入自动刹车模式，若参数中倾角传感器反馈的信号显示汽车停在坡道上，车轮执行器302将相应地对驻车电流与制动压力做出更改，以保证汽车停稳。驾驶员上车后，可踩住制动踏板，通过自动刹车按钮5退出该模式。

本发明的技术范围不仅仅局限于上述说明中的内容，本领域技术人员可以在不脱离本发明技术思想的前提下，对上述实施例进行多种变形和修改，而这些变形和修改均应当属于本发明的范围内。

Claims (7)

1.一种自动刹车系统，其应用于车辆刹车控制，其特征在于，所述自动刹车系统包括中央电子控制模块，以及与所述中央电子控制模块通过控制器局域网络CAN总线相连的参数采集模块、车轮控制模块和自动变速器控制模块；所述中央电子控制模块接收所述参数采集模块收集的参数和来自自动变速器控制模块的档位信息，控制所述车轮控制模块进行自动刹车动作；其中，所述参数采集模块包括：

车辆即时状态采集单元，用于采集汽车车速、油门踏板行程、制动踏板行程、发动机转速信息中的一个或多个；

驻车需求采集单元，用于采集驾驶员座椅占用状态、车门开关状态、近距离障碍物检测信息中的一个或多个；

制动力采集单元，用于采集倾角传感器、油门踏板状态信息中的一个或多个；

制动状态采集单元，用于采集驻车电流和制动压力信息；

其中，所述驻车需求采集单元包括均匀分布在驾驶员座椅坐垫上的n^2个压力传感器，其中n≥2，且n为整数；并且

在各个所述压力传感器均匀受力的情况下，判断为驾驶员处于正常驾驶状态，反馈给中央电子控制模块的信号为1；在大部分传感器受力但受力不均匀的情况下，判断为驾驶员处于非正常驾驶状态，反馈给中央电子控制模块的信号为0，可能触发自动刹车系统；在传感器均未受力的情况下，判断为驾驶员已离开车厢，反馈给ECU的信号为0，可能触发自动刹车系统。

2.根据权利要求1所述的自动刹车系统，其特征在于，所述车轮控制模块包括车轮电子控制单元和车轮执行器，所述车轮电子控制单元接收所述中央电子控制模块的控制指令，控制所述车轮执行器进行自动刹车动作，所述车轮执行器产生驻车电流和制动压力反馈到所述参数采集模块。

3.根据权利要求1所述的自动刹车系统，其特征在于，所述自动刹车系统还包括控制按钮，所述控制按钮设置在控制面板上，与所述中央电子控制模块相连，用于解除自动刹车。

4.根据权利要求1所述的自动刹车系统，其特征在于，所述自动刹车系统还包括指示模块，用于接收中央电子控制模块的指令，指示车辆自动刹车状态。

5.根据权利要求1所述的自动刹车系统，其特征在于，所述驻车需求采集单元包括设置在汽车门框处用于感测车门开闭状态的传感器，当所述传感器感测到车门为开启，判断为车辆应处在停驻状态，反馈给中央电子控制模块的信号为0，可能触发自动刹车系统；当所述传感器感测到车门为关闭时，反馈给中央电子控制模块的信号为1。

6.根据权利要求1所述的自动刹车系统，其特征在于，所述驻车需求采集单元包括车载红外探测器，通过所述车载红外探测器检测近距离内是否有障碍物，当发现障碍物时，判断为应减速或停驻，因此反馈给中央电子控制模块的信号为0，可能触发自动刹车系统；当未发现障碍物时，反馈给中央电子控制模块的信号为1。

7.根据权利要求1、5或6所述的自动刹车系统，其特征在于，当所述驻车需求采集单元反馈的信号为0，则可能触发自动刹车系统，所述中央电子控制模块综合参数采集模块中的其它单元共同判断是否需要进入自动刹车系统；若反馈信号均为1，则中央电子控制模块判断为驾驶环境安全，可以退出或不必进入自动刹车系统。