CN107225928A - 一种基于驾驶行为的主/被动悬架模式切换控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于驾驶行为的主/被动悬架模式切换控制系统及方法，包括车载ECU、视觉识别模块、车辆传感器模块、GPS定位模块以及数据存储模块；数据存储模块存储已完成判断的驾驶行为判断结果以及未完成判断的驾驶员驾驶行为的判别数据，同时存储用于辨别驾驶员身份的面部数据信息；视觉识别模块采集驾驶员的面部信息；GPS定位模块获得最新的交通状况以及路面情况；车辆传感器模块用于采集服务于驾驶行为判断的数据；车载ECU一方面将采集的面部信息数据与数据存储模块中已经得到了相应悬架模式的驾驶员的面部信息进行对比，确定是否需要计算并输出与该驾驶员相匹配的悬架模式、另一方面能够直接根据交通状况以及路况做出悬架模式切换选择。

Description

一种基于驾驶行为的主/被动悬架模式切换控制系统及方法

技术领域

本发明涉及一种悬架模式切换的技术领域，具体涉及一种基于驾驶行为的主/被动悬架模式切换控制系统及方法。

背景技术

汽车悬架处于主动模式时，能够获得较好的乘坐舒适性，并且车辆行驶更加安全，但是主动悬架模式耗能较大，如果悬架一直处于主动模式时，会浪费大量的能源，然而当汽车悬架处于被动模式时，基本上不会消耗能量，但是乘坐舒适性以及车辆的操纵稳定性又会变差。而车辆在行驶过程中，无论是乘坐舒适性还是操纵稳定性，都与司机的驾驶行为有着一定的关系，常见的司机的驾驶行为主要分为稳健型和鲁莽型两种，稳健型的驾驶行驶行为主要表现在操作稳定性较好，急刹车、急加速以及急减速的情况较少，而鲁莽型的驾驶行为表现在高速行车和超车，加减速过程迅速，那么，对于乘客来说，在稳健型司机的车上能获得较好的乘坐舒适性，而在鲁莽型司机的车上，乘坐舒适性较差，因此，在虑到主被动悬架模式的优缺点的基础上，针对不同类型的司机的驾驶行为，可以切换成不同的悬架模式，从而达到最优的汽车悬架控制效果。

在中国专利申请号200510124558.1，名称为“一种可切换的车辆主动/半主动悬架”以及中国专利申请号201410560364.5，名称为“一种多工况车辆悬架”中，都提及了悬架能够在“被动”、“半主动”以及“主动”模式进行切换工作，但是都缺乏前端的控制切换标准以及控制系统。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种基于驾驶行为的主/被动悬架模式切换控制系统，在结合驾驶员驾驶行为的基础上，有效地利用了悬架主动模式与被动模式各自的优点，起到了扬长避短的效果。本发明采用的技术方案如下：

一种基于驾驶行为的主/被动悬架模式切换控制系统，包括车载ECU、视觉识别模块、车辆传感器模块、GPS定位模块以及数据存储模块；所述车载ECU分别与所述视觉识别模块、车辆传感器模块、GPS定位模块以及数据存储模块相连；

所述数据存储模块用于存储已完成判断的驾驶员驾驶行为的判断结果以及未完成判断的驾驶员驾驶行为的相关判别数据，同时存储来自视觉识别模块的用于辨别驾驶员身份的面部数据信息；

所述视觉识别模块采集位于驾驶位置上驾驶员的面部信息；

所述GPS定位模块实时联网更新，获得最新的行车道路的交通状况以及路面情况；

所述车辆传感器模块用于采集服务于驾驶行为判断的数据；

所述车载ECU一方面将采集的面部信息数据与数据存储模块中已经得到了相应悬架模式的驾驶员的面部信息进行对比，确定是否需要计算并输出与该驾驶员相匹配的悬架模式；所述车载ECU另一方面能够直接根据交通状况以及路况做出悬架模式切换选择。

进一步，所述驾驶员驾驶行为的相关判别数据包括：时间段以及对应的加速次数、紧急加速次数、制动次数、紧急制动次数以及超车次数。

进一步，所述GPS定位模块采用4G或者无线Wifi的方式进行实时联网更新。

进一步，所述车辆传感器模块包括加速踏板传感器、制动踏板传感器、雷达测距传感器以及方向盘转角传感器。

基于上述系统，本发明还提出了一种基于驾驶行为的主/被动悬架模式切换控制方法，包括如下步骤：

步骤(1)车辆启动，在道路上行驶时，视觉识别模块采集驾驶员面部信息，ECU根据采集的面部信息与数据存储模块中已有的驾驶员的面部数据进行对比，若存在与采集的面部信息一致的数据且已经有该驾驶员对应的悬架模式，转步骤(2)，若存在与采集的面部信息一致的数据但是该驾驶员对应的悬架模式还没有确定，将数据存储模块中的驾驶员的用于判断的相关数据输入车载ECU，转步骤(3)，否则直接转步骤(3)；

步骤(2)若GPS定位模块显示的路况和交通状况均良好，ECU读取数据存取模块中对应驾驶员的悬架模式，转步骤(4)，否则转步骤(5)；

步骤(3)车辆传感器模块记录相关的判断数据，若GPS显示的路况和交通状况均良好，转步骤(7)，否则转步骤(8)；

步骤(4)车载ECU控制悬架模式切换，转步骤(6)；

步骤(5)车载ECU将悬架模式切换到主动悬架模式，转步骤(6)；

步骤(6)若车辆没有停止行驶，转步骤(2)，否则结束本次服务；

步骤(7)在车辆行驶时，将车辆传感器模块记录的判断数据输入到车载ECU中进行处理分析得出制动频率、紧急制动频率、加速频率、紧急加速频率以及超车频率，直到ECU记录的行车时间大于或等于t₁，将所述处理分析得出制动频率、紧急制动频率、加速频率、紧急加速频率以及超出频率与设定的标准值对比后输出对应的悬架模式，同时将所述的该驾驶员的悬架模式选择存入数据存储模块中，转步骤(4)；当车辆停止行驶时，若此时ECU没有输出对应驾驶员的悬架模式，则将ECU记录的数据，所述数据包括时间段以及对应的加速次数、制动次数、超车次数、紧急制动次数、紧急加速次数，输入数据存储系统，结束本次服务；

步骤(8)将车辆传感器系统记录的判断数据输入到车载ECU中，再由车载ECU将这些数据与对应的行车时间输入数据存储模块中，车载ECU将悬架模式切换到主动悬架模式，转步骤(9)；

步骤(9)若车辆没有停止行驶，转步骤(3)，否则结束本次服务。

进一步，ECU切换悬架模式的判断过程包括以下步骤：

步骤1)车载ECU分析车辆传感器模块提供的加速踏板传感器、制动踏板传感器、雷达测距传感器以及方向盘转角传感器的数据信号，得到加速次数、制动次数、紧急加速次数、紧急制动次数以及超车次数，然后在车载ECU中计算得到加速频率、制动频率、紧急加速频率、紧急制动频率以及超车频率，转步骤2)；

步骤2)ECU将加速频率、紧急加速频率、制动频率、紧急制动频率以及超车频率与设定的标准值进行比较，转步骤3)；

步骤3)若加速频率、紧急加速频率、制动频率、紧急制动频率以及超车频率中至少有三项指标大于设定的标准值，那么将做出切换为主动悬架模式的选择，否则做出切换为被动悬架模式的选择，结束本次服务。

本发明的有益效果是：

本发明基于驾驶行为的实现主/被动悬架模式切换控制，能够有效改善因为驾驶员的驾驶行为的原因所带来的操纵稳定性以及乘坐舒适性的问题，目前，悬架的模式切换标准主要都是基于路况条件进行切换，而以驾驶员的驾驶行为作为切换标准，为悬架的模式切换提供了新的思路，另外，将驾驶行为与悬架的模式切换结合起来，能够更加人性化地调节悬架的模式。

附图说明

图1为一种基于驾驶行为的主/被动悬架模式切换控制系统的框图。

图2为一种基于驾驶行为的主/被动悬架模式切换控制系统运行流程图。

图3为主/被动模式切换的判断流程图。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明。

图1为一种基于驾驶行为的主/被动悬架模式切换控制系统的框图，包括车载ECU、视觉识别模块、车辆传感器模块、GPS定位模块以及数据存储模块。

所述数据存储模块用于存储已完成判断的驾驶员驾驶行为的判断结果(例如，针对驾驶员A已经完成判断并得到其对应的悬架模式)以及未完成判断的驾驶员驾驶行为的相关判别数据(时间段以及对应的加速次数、紧急加速次数、制动次数、紧急制动次数以及超车次数)，同时存储来自视觉识别模块的用于辨别驾驶员身份的面部数据信息。

所述视觉识别模块采集位于驾驶位置上驾驶员的面部信息，ECU将采集的面部信息数据与数据存储模块中已经得到了相应悬架模式的驾驶员的面部信息进行对比，确定是否需要计算并输出与该驾驶员相匹配的悬架模式。例如，已经得到驾驶员A对应的悬架模式，如果新采集的驾驶员面部信息与驾驶员A的面部信息一致，则直接采用驾驶员A对应的悬架模式；如果不一致，则ECU利用传感器采集的数据以及GPS模块的数据进行判断并输出该驾驶员对应的悬架模式。

所述GPS定位模块采用4G或者无线Wifi的方式进行实时联网更新，获得最新的行车道路的交通状况以及路面情况，结合车载ECU实时控制车辆传感器模块的数据采集，排除因为交通状况以及路况造成的驾驶行为数据的影响，同时车载ECU直接根据交通状况以及路况做出悬架模式切换选择(在交通拥堵或者路况较差的情况下，直接输出主动悬架模式)。

所述车辆传感器模块包括加速踏板传感器、制动踏板传感器、雷达测距传感器以及方向盘转角传感器，用于采集服务于驾驶行为判断的数据。在一段时间t₁内(该段时间可以为连续的时间段，也可以为若干个时间段的和)，通过加速踏板传感器在该段时间内工作的次数得到加速次数，再由ECU进行计算处理得到加速频率；另外，当每次加速踏板的工作行程大于l₁时，认为是紧急加速，通过ECU记录下紧急加速次数，再由ECU进行计算处理得到紧急加速频率；通过制动踏板传感器在该段时间内工作的次数得到制动次数，再由ECU进行计算处理得到制动频率；另外，当每次制动踏板的工作行程大于l₂时，认为是紧急制动，通过ECU记录下紧急制动次数，再由ECU进行计算处理得到紧急制动频率；当方向盘转角传感器测得其转角大于θ时，ECU分析雷达测距传感器得到的与前车的距离是否改变，若发生改变，则认为驾驶员进行了超车，基于此标准，记录下在t₁时间内的超车次数，再由ECU进行计算处理得到超车频率。

车载ECU利用得到的加速频率、制动频率、紧急加速频率、紧急制动频率以及超车频率，与设定的各项标准数值进行对比，做出模式切换选择，同时把对应该驾驶员的悬架模式存入数据存储模块。

所述车载ECU分别与视觉识别模块、车辆传感器模块、GPS定位模块以及数据存储模块通过数据线相连。车载ECU处理车辆传感器模块提供的加速踏板传感器、制动踏板传感器、雷达测距传感器以及方向盘转角传感器的数据信号，与数据存储模块进行驾驶员驾驶行为的相关判断数据(时间段以及对应的加速次数、制动次数、超车次数、紧急制动次数、紧急加速次数)传输与读取，将处理得到的数据输入驾驶行为判断模块中进行判断，得到悬架模式切换的选择，控制悬架进行模式切换。

所述悬架模式切换包括主动悬架模式以及被动悬架模式。

图2为一种基于驾驶行为的主/被动悬架模式切换控制系统运行流程图，包括以下步骤：

步骤(1)车辆启动，在道路上行驶时，视觉识别模块采集驾驶员面部信息，ECU根据采集的面部信息与数据存储模块中已有的驾驶员的面部数据进行对比，若存在与采集的面部信息一致的数据且已经有该驾驶员对应的悬架模式，转步骤(2)，若存在与采集的面部信息一致的数据但是该驾驶员对应的悬架模式还没有确定，将数据存储模块中的驾驶员的用于判断的相关数据输入车载ECU，转步骤(3)，否则直接转步骤(3)；

步骤(2)若GPS定位模块显示的路况和交通状况均良好，ECU读取数据存取模块中对应驾驶员的悬架模式，转步骤(4)，否则转步骤(5)；

步骤(3)车辆传感器模块记录相关的判断数据，若GPS显示的路况和交通状况均良好，转步骤(7)，否则转步骤(8)；

步骤(4)车载ECU控制悬架模式切换，转步骤(6)；

步骤(5)车载ECU将悬架模式切换到主动悬架模式，转步骤(6)；

步骤(6)若车辆没有停止行驶，转步骤(2)，否则结束本次服务；

步骤(7)在车辆行驶时，将车辆传感器模块记录的判断数据输入到车载ECU中进行处理分析得出制动频率、紧急制动频率、加速频率、紧急加速频率以及超车频率，直到ECU记录的行车时间大于或等于t₁，将所述处理分析得出制动频率、紧急制动频率、加速频率、紧急加速频率以及超出频率与设定的标准值对比后输出对应的悬架模式，同时将所述的该驾驶员的悬架模式选择存入数据存储模块中，转步骤(4)；当车辆停止行驶时，若此时ECU没有输出对应驾驶员的悬架模式，则将ECU记录的数据(时间段以及对应的加速次数、制动次数、超车次数、紧急制动次数、紧急加速次数)输入数据存储系统，结束本次服务；

步骤(8)将车辆传感器系统记录的判断数据输入到车载ECU中，再由车载ECU将这些数据与对应的行车时间输入数据存储模块中，车载ECU将悬架模式切换到主动悬架模式，转步骤(9)；

步骤(9)若车辆没有停止行驶，转步骤(3)，否则结束本次服务。

其中，ECU切换悬架模式的判断过程如图3所示，包括以下步骤：

步骤(1)车载ECU分析车辆传感器模块提供的加速踏板传感器、制动踏板传感器、雷达测距传感器以及方向盘转角传感器的数据信号，得到加速次数、制动次数、紧急加速次数、紧急制动次数以及超车次数，然后在车载ECU中计算得到加速频率、制动频率、紧急加速频率、紧急制动频率以及超车频率，转步骤(2)；

步骤(2)ECU将加速频率、紧急加速频率、制动频率、紧急制动频率以及超车频率与设定的标准值进行比较，转步骤(3)；

步骤(3)若加速频率、紧急加速频率、制动频率、紧急制动频率以及超车频率中至少有三项指标大于设定的标准值，那么将做出切换为主动悬架模式的选择，否则做出切换为被动悬架模式的选择，结束本次服务。

需要补充说明的是，加速踏板的工作行程l₁为加速踏板所能达到的最大工作行程，制动踏板的工作行程l₂为制动踏板所能达到的最大工作行程，方向盘转角θ介于3^°到10^°之间，一段时间t₁介于80min至100min之间，设定的加速频率标准值为3次/min，制动频率标准值为1.5次/min，超车频率标准值为0.3次/min，紧急加速频率标准值为0.5次/min，紧急制动频率标准值为0.3次/min，选取的各项判定依据的标准值仅为参考值，需要通过对大量不同性格的驾驶员进行实验测试，从而得到相关的参考标准值。

所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于驾驶行为的主/被动悬架模式切换控制系统，其特征在于，包括车载ECU、视觉识别模块、车辆传感器模块、GPS定位模块以及数据存储模块；所述车载ECU分别与所述视觉识别模块、车辆传感器模块、GPS定位模块以及数据存储模块相连；

所述数据存储模块用于存储已完成判断的驾驶员驾驶行为的判断结果以及未完成判断的驾驶员驾驶行为的相关判别数据，同时存储来自视觉识别模块的用于辨别驾驶员身份的面部数据信息；

所述视觉识别模块采集位于驾驶位置上驾驶员的面部信息；

所述GPS定位模块实时联网更新，获得最新的行车道路的交通状况以及路面情况；

所述车辆传感器模块用于采集服务于驾驶行为判断的数据；

所述车载ECU一方面将采集的面部信息数据与数据存储模块中已经得到了相应悬架模式的驾驶员的面部信息进行对比，确定是否需要计算并输出与该驾驶员相匹配的悬架模式；所述车载ECU另一方面能够直接根据交通状况以及路况做出悬架模式切换选择。

2.根据权利要求1所述的一种基于驾驶行为的主/被动悬架模式切换控制系统，其特征在于，所述驾驶员驾驶行为的相关判别数据包括：时间段以及对应的加速次数、紧急加速次数、制动次数、紧急制动次数以及超车次数。

3.根据权利要求1所述的一种基于驾驶行为的主/被动悬架模式切换控制系统，其特征在于，所述GPS定位模块采用4G或者无线Wifi的方式进行实时联网更新。

4.根据权利要求1所述的一种基于驾驶行为的主/被动悬架模式切换控制系统，其特征在于，所述车辆传感器模块包括加速踏板传感器、制动踏板传感器、雷达测距传感器以及方向盘转角传感器。

5.一种基于驾驶行为的主/被动悬架模式切换控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤(1)车辆启动，在道路上行驶时，视觉识别模块采集驾驶员面部信息，ECU根据采集的面部信息与数据存储模块中已有的驾驶员的面部数据进行对比，若存在与采集的面部信息一致的数据且已经有该驾驶员对应的悬架模式，转步骤(2)，若存在与采集的面部信息一致的数据但是该驾驶员对应的悬架模式还没有确定，将数据存储模块中的驾驶员的用于判断的相关数据输入车载ECU，转步骤(3)，否则直接转步骤(3)；

步骤(2)若GPS定位模块显示的路况和交通状况均良好，ECU读取数据存取模块中对应驾驶员的悬架模式，转步骤(4)，否则转步骤(5)；

步骤(3)车辆传感器模块记录相关的判断数据，若GPS显示的路况和交通状况均良好，转步骤(7)，否则转步骤(8)；

步骤(4)车载ECU控制悬架模式切换，转步骤(6)；

步骤(5)车载ECU将悬架模式切换到主动悬架模式，转步骤(6)；

步骤(6)若车辆没有停止行驶，转步骤(2)，否则结束本次服务；

步骤(7)在车辆行驶时，将车辆传感器模块记录的判断数据输入到车载ECU中进行处理分析得出制动频率、紧急制动频率、加速频率、紧急加速频率以及超车频率，直到ECU记录的行车时间大于或等于t₁，将所述处理分析得出制动频率、紧急制动频率、加速频率、紧急加速频率以及超出频率与设定的标准值对比后输出对应的悬架模式，同时将所述的该驾驶员的悬架模式选择存入数据存储模块中，转步骤(4)；当车辆停止行驶时，若此时ECU没有输出对应驾驶员的悬架模式，则将ECU记录的数据，所述数据包括时间段以及对应的加速次数、制动次数、超车次数、紧急制动次数、紧急加速次数，输入数据存储系统，结束本次服务；

步骤(8)将车辆传感器系统记录的判断数据输入到车载ECU中，再由车载ECU将这些数据与对应的行车时间输入数据存储模块中，车载ECU将悬架模式切换到主动悬架模式，转步骤(9)；

步骤(9)若车辆没有停止行驶，转步骤(3)，否则结束本次服务。

6.根据权利要求5所述的一种基于驾驶行为的主/被动悬架模式切换控制方法，其特征在于，ECU切换悬架模式的判断过程包括以下步骤：

步骤1)车载ECU分析车辆传感器模块提供的加速踏板传感器、制动踏板传感器、雷达测距传感器以及方向盘转角传感器的数据信号，得到加速次数、制动次数、紧急加速次数、紧急制动次数以及超车次数，然后在车载ECU中计算得到加速频率、制动频率、紧急加速频率、紧急制动频率以及超车频率，转步骤2)；

步骤2)ECU将加速频率、紧急加速频率、制动频率、紧急制动频率以及超车频率与设定的标准值进行比较，转步骤3)；

步骤3)若加速频率、紧急加速频率、制动频率、紧急制动频率以及超车频率中至少有三项指标大于设定的标准值，那么将做出切换为主动悬架模式的选择，否则做出切换为被动悬架模式的选择，结束本次服务。