CN110641430B - 用于车辆防撞的悬架自动控制方法和系统 - Google Patents

用于车辆防撞的悬架自动控制方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于车辆防撞的悬架自动控制方法和系统，该方法包括步骤1：系统待机；步骤2：感知模块（1）监测车辆前方障碍物；步骤3：TTC满足第一预警预设阈值时执行步骤4，反之继续监测；步骤4：主动悬架模块（3）调节悬架行程和前后悬架阻尼力；步骤5：TTC满足第二预警预设阈值时执行步骤6，反之执行步骤7；步骤6：主动制动模块（2）主动增压制动，直至TTC增至第二预警预设阈值范围外或刹停，转至步骤8；步骤7：主动悬架模块恢复至接收碰撞预警信号前的状态；步骤8：系统静默，返回步骤1。本发明能在碰撞预警时自动调整悬架阻尼力和行程至最佳制动响应状态，保持车辆制动中的姿态并降低刹车距离，预防碰撞，提高制动舒适性。

Description

用于车辆防撞的悬架自动控制方法和系统
技术领域
本发明涉及一种车辆控制系统和方法，尤其涉及一种用于车辆防撞的悬架自动控制方法和系统。
背景技术
随着车辆自动化技术的快速发展，用户对车辆行驶安全性的要求越来越高，自动紧急制动系统（以下简称AEB系统）已经在现有技术的车辆上广泛应用。目前，现有技术的AEB系统只是控制制动系统进行紧急制动，在紧急制动时，为了考虑车辆综合舒适性的驾驶体验，车辆的悬架系统和车辆姿态无法调节到最佳状态，导致车辆的整体制动距离较长，不利于车辆的安全行驶。
中国实用新型专利ZL 201420006873.9公开了一种利用主动悬架的自适应碰撞高度调节系统，包括配置为收集和/或接收目标车辆的行驶高度数据的预碰撞传感系统，和至少一个促动器，该促动器可操作地耦接到传感系统并且配置为响应于来自于传感系统的指令调节主车辆的一部分的高度。指令的计时响应于估计的至少一个促动器的动态响应时间。该实用新型专利通过碰撞预警系统发出的碰撞预警信号调节悬架系统的高度达到避免人员损伤的目的，但其制动距离较长，制动时可能出现轴荷转移和车辆点头现象，极大的影响了制动时的舒适性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于车辆防撞的悬架自动控制方法和系统，结合了车辆AEB系统和车辆悬架自动调整，在碰撞预警时自动调整悬架阻尼力和行程至最佳的制动响应状态，从而保持车辆制动过程中的姿态并降低制动系统的刹车距离，预防碰撞，提高制动舒适性。
本发明是这样实现的：
一种用于车辆防撞的悬架自动控制方法，包括以下步骤：
步骤1：电子控制单元采集车辆速度，并判断悬架自动控制系统是否进入待机状态，若是，则执行步骤2，若否，则悬架自动控制系统处于静默状态，不进入紧急制动的悬架调整控制模式；
步骤2：感知模块、主动制动模块和主动悬架模块进入待机状态，感知模块开始监测车辆前方障碍物的状态；
步骤3：感知模块判断车辆与前方障碍物的预碰撞时间是否在第一预警预设阈值范围内，若是，则执行步骤4，若否，则继续监测前方障碍物；
步骤4：感知模块向主动悬架模块发送碰撞预警信号，主动悬架模块降低悬架行程至悬架行程预设值，同时提高前悬架压缩阻尼力至前悬架压缩阻尼力预设值，并降低后悬架拉伸阻尼力至后悬架拉伸阻尼力预设值；
步骤5：感知模块判断车辆与前方障碍物的预碰撞时间是否在第二预警预设阈值范围内，若是，则执行步骤6，若否，则执行步骤7；
步骤6：感知模块向主动制动模块发送主动制动请求信号，主动制动模块进行主动增压制动响应，直至车辆与前方障碍物的预碰撞时间增加至第二预警预设阈值范围外或车辆刹停时，主动制动模块停止主动增压制动响应，转至步骤8；
步骤7：感知模块向主动悬架模块发送碰撞预警解除信号，主动悬架模块恢复至接收碰撞预警信号前的状态；
步骤8：感知模块、主动制动模块和主动悬架模块进入静默状态，返回步骤1。
在所述的步骤1中，当车速V＞45km/h时，悬架自动控制系统进入待机状态；当车速V≤45km/h时，悬架自动控制系统处于静默状态。
在所述的步骤3中，第一预警预设阈值的取值范围为(0.9s，1.5s]。
在所述的步骤4中，悬架行程预设值的取值范围是[5mm，15mm]；前悬架压缩阻尼力预设值的取值范围是[2300N，4000N]；后悬架拉伸阻尼力预设值的取值范围是[200N，350N]。
在所述的步骤5中，第二预警预设阈值的取值范围为[0.5s，0.9s]。
一种用于车辆防撞的悬架自动控制系统，包括感知模块、主动制动模块和主动悬架模块；感知模块配置在车辆的前部，感知模块的输出端与主动悬架模块的输入端连接并向主动悬架模块发送碰撞预警信息碰撞预警解除信号，感知模块的输出端与主动制动模块的输出端连接并向主动制动模块发送主动制动请求信号；主动制动模块的输出端连接至车辆的制动系统；主动悬架模块的输出端连接至车辆的悬架控制器。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
1、本发明能在碰撞预警信号发出后调整悬架系统，为主动制动做好准备，并加入主动制动模块进行主动制动，从而缩短制动距离，有效避免了碰撞风险和人员损伤。
2、本发明通过降低悬架行程调整车身姿态和车辆重心，并通过提高前悬架压缩阻尼力和降低后悬架拉伸阻尼力调整悬架刚度，优化了紧急制动时的车身姿态和制动距离，提高了制动舒适性。
本发明通过车辆前部的感知模块感知车辆预碰撞状态，并将此信息发给主动悬架模块，从而在制动前提前降低悬架行程及车辆的重心位置，并将前后悬架阻尼力分别调高和调低以改善AEB功能触发进行紧急制动时的车辆点头姿态和前后的轴荷转移程度，降低紧急制动时的制动距离，降低防撞风险，并提高制动时的舒适性。
附图说明
图1是本发明用于车辆防撞的悬架自动控制系统的连接框图；
图2是本发明用于车辆防撞的悬架自动控制方法的流程图。
图中，1感知模块，2主动制动模块，3主动悬架模块。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
请参见附图1，一种用于车辆防撞的悬架自动控制系统，包括感知模块1、主动制动模块2和主动悬架模块3；感知模块1配置在车辆的前部，用于探知车辆前方障碍物，感知模块1的输出端与主动悬架模块3的输入端连接并向主动悬架模块3发送碰撞预警信息和碰撞预警解除信号，感知模块1的输出端与主动制动模块2的输出端连接并向主动制动模块2发送主动制动请求信号；主动制动模块2的输出端连接至车辆的制动系统，用于执行紧急制动工况下的自动紧急制动动作；主动悬架模块3的输出端连接至车辆的悬架控制器，用于在紧急制动动作执行前调整车辆悬架行程、前悬架压缩阻尼力和后悬架拉伸阻尼力，即调整车辆姿态和悬架刚度。
请参见附图2，一种用于车辆防撞的悬架自动控制方法，包括以下步骤：
步骤1：电子控制单元（ECU）采集车辆速度，并判断悬架自动控制系统是否进入待机状态，若是，则执行步骤2，若否，则悬架自动控制系统处于静默状态，不进入紧急制动的悬架调整控制模式。
优选的，当车速V＞45km/h时，所述的悬架自动控制系统进入待机状态；当车速V≤45km/h时，悬架自动控制系统处于静默状态。
步骤2：感知模块1、主动制动模块2和主动悬架模块3进入待机状态，感知模块1开始监测车辆前方障碍物的状态。
步骤3：感知模块1判断车辆与前方障碍物的预碰撞时间（TTC）是否在第一预警预设阈值范围内，若是，则执行步骤4，若否，则继续监测前方障碍物。
优选的，所述的第一预警预设阈值的取值范围为(0.9s，1.5s]。
步骤4：感知模块1向主动悬架模块3发送碰撞预警信号，主动悬架模块3降低悬架行程至悬架行程预设值，同时提高前悬架压缩阻尼力至前悬架压缩阻尼力预设值，并降低后悬架拉伸阻尼力至后悬架拉伸阻尼力预设值。
优选的，所述的悬架行程预设值的取值范围是[5mm，15mm]；前悬架压缩阻尼力预设值的取值范围是[2300N，4000N]；后悬架拉伸阻尼力预设值的取值范围是[200N，350N]。
步骤5：感知模块1判断车辆与前方障碍物的预碰撞时间（TTC）是否在第二预警预设阈值范围内，若是，则执行步骤6，若否，则执行步骤7。
优选的，所述的第二预警预设阈值的取值范围为[0.5s，0.9s]。
步骤6：感知模块1向主动制动模块2发送主动制动请求信号，主动制动模块2进行主动增压制动响应，直至车辆与前方障碍物的预碰撞时间（TTC）增加至第二预警预设阈值范围外或车辆刹停时，主动制动模块2停止主动增压制动响应，转至步骤8。
步骤7：不进行主动增压制动动作，感知模块1向主动悬架模块3发送碰撞预警解除信号，主动悬架模块3恢复至接收碰撞预警信号前的状态，包括悬架行程、前悬架压缩阻尼力和后悬架拉伸阻尼力均恢复至接收碰撞预警信号前的状态。
步骤8：感知模块1、主动制动模块2和主动悬架模块3进入静默状态，返回步骤1。
在本发明中，车辆的第一预警预设阈值、第二预警预设阈值、悬架行程预设值、前悬架压缩阻尼力预设值、后悬架拉伸阻尼力预设值和主动制动阈值均为标定值，可在前期车辆空调性能开发时进行标定验证来确认。
实施例1：
当车辆在高速公路以车速80km/h行驶时，车辆与前车的距离保持在50m以上，车速＞45 km/h，感知模块1、主动制动模块2和主动悬架模块3各自处于待机状态，感知模块1进行车辆前方障碍物状态监测，此时车辆与前方障碍物的预碰撞时间（TTC）为3s以上。在本实施例中，车辆的第一预警预设阈值为1.1s，第二预警预设阈值为0.7s，悬架行程预设值为8mm，前悬架压缩阻尼力预设值为3200N，后悬架拉伸阻尼力预设值为280N。
当前车遇到堵车等情况进行紧急制动时，车辆和前车距离快速拉近，车辆与前车预碰撞时间（TTC）则快速缩短。当TTC减小至1.1s时，感知模块1发送碰撞预警信号给主动悬架模块3。主动悬架模快3速降低悬架行程至8mm，降低了车身姿态和车辆重心，前悬架压缩阻尼力增加至3200N，后悬架拉伸阻尼力降低至280N，调整了悬架刚度，为主动制动做好准备。此时车辆与前车距离继续缩短，TTC降低至0.7s时，感知模块1发出主动制动请求给主动制动模块2，主动制动模块2主动增压进行制动，降低车速直至车辆刹停，此时车辆与前车距离为0.8m，避免了车辆碰撞。
车辆经本发明的方法和装置调整悬架系统后，在此次紧急制动过程中降低制动距离1.1m，如果没有采用本发明，车辆无法在碰撞前完全刹停，即会追尾前车。另外，由于悬架行程的降低和悬架刚度的调整，降低了本次紧急制动时的车辆点头现象，改善了紧急制动时的舒适性。
实施例2：
当车辆在高速公路以车速100km/h行驶时，车辆与前车的距离保持在80m以上，车速＞45 km/h，感知模块1、主动制动模块2和主动悬架模块3各自处于待机状态，感知模块1进行车辆前方障碍物状态监测，此时车辆与前方障碍物的预碰撞时间（TTC）为3s以上。在本实施例中，车辆的第一预警预设阈值为1.0s，第二预警预设阈值为0.6s，悬架行程预设值为5mm，前悬架压缩阻尼力预设值为3000N，后悬架拉伸阻尼力预设值为260N。
当前车进行紧急制动车速将至70km/h，车辆和前车距离快速拉近，车辆与前车的预碰撞时间（TTC）则快速缩短。当TTC减小至1.0s时，感知模块1发送碰撞预警信号给主动悬架模块3。主动悬架模快3速降低悬架行程至5mm，降低了车身姿态和车辆重心，前悬架压缩阻尼力增加至3000N，后悬架拉伸阻尼力降低至260N，调整了悬架刚度，为主动制动做好准备。此时车辆与前车距离继续缩短，TTC降低至0.6s时，感知模块1发出主动制动请求给主动制动模块2，主动制动模块2主动增压进行制动，降低车速至65km/h，此时车辆与前车距离为2m，前车车速高于本车，车辆与前车的预碰撞时间（TTC）加大，避免了两车碰撞。
车辆经本发明的方法和装置调整悬架系统后，在此次紧急制动过程中车速比没有此功能时多降低10km/h，如果没有采用本发明，车辆无法在追尾前将车速降至足够低，即会追尾前车。另外，由于悬架行程的降低和悬架刚度的调整，降低了本次紧急制动时的车辆点头现象，改善了紧急制动时的舒适性。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于车辆防撞的悬架自动控制方法，其特征是：包括以下步骤：
步骤1：电子控制单元采集车辆速度，并判断悬架自动控制系统是否进入待机状态，若是，则执行步骤2，若否，则悬架自动控制系统处于静默状态，不进入紧急制动的悬架调整控制模式；
步骤2：感知模块（1）、主动制动模块（2）和主动悬架模块（3）进入待机状态，感知模块（1）开始监测车辆前方障碍物的状态；
步骤3：感知模块（1）判断车辆与前方障碍物的预碰撞时间是否在第一预警预设阈值范围内，若是，则执行步骤4，若否，则继续监测前方障碍物；
步骤4：感知模块（1）向主动悬架模块（3）发送碰撞预警信号，主动悬架模块（3）降低悬架行程至悬架行程预设值，同时提高前悬架压缩阻尼力至前悬架压缩阻尼力预设值，并降低后悬架拉伸阻尼力至后悬架拉伸阻尼力预设值；
步骤5：感知模块（1）判断车辆与前方障碍物的预碰撞时间是否在第二预警预设阈值范围内，若是，则执行步骤6，若否，则执行步骤7；
步骤6：感知模块（1）向主动制动模块（2）发送主动制动请求信号，主动制动模块（2）进行主动增压制动响应，直至车辆与前方障碍物的预碰撞时间增加至第二预警预设阈值范围外或车辆刹停时，主动制动模块（2）停止主动增压制动响应，转至步骤8；
步骤7：感知模块（1）向主动悬架模块（3）发送碰撞预警解除信号，主动悬架模块（3）恢复至接收碰撞预警信号前的状态；
步骤8：感知模块（1）、主动制动模块（2）和主动悬架模块（3）进入静默状态，返回步骤1。
2.根据权利要求1所述的用于车辆防撞的悬架自动控制方法，其特征是：在所述的步骤1中，当车速V＞45km/h时，悬架自动控制系统进入待机状态；当车速V≤45km/h时，悬架自动控制系统处于静默状态。
3.根据权利要求1所述的用于车辆防撞的悬架自动控制方法，其特征是：在所述的步骤3中，第一预警预设阈值的取值范围为(0.9s，1.5s]。
4.根据权利要求1所述的用于车辆防撞的悬架自动控制方法，其特征是：在所述的步骤4中，悬架行程预设值的取值范围是[5mm，15mm]；前悬架压缩阻尼力预设值的取值范围是[2300N，4000N]；后悬架拉伸阻尼力预设值的取值范围是[200N，350N]。
5.根据权利要求1所述的用于车辆防撞的悬架自动控制方法，其特征是：在所述的步骤5中，第二预警预设阈值的取值范围为[0.5s，0.9s]。
6.一种应用于权利要求1所述的用于车辆防撞的悬架自动控制方法的悬架自动控制系统，其特征是：包括感知模块（1）、主动制动模块（2）和主动悬架模块（3）；感知模块（1）配置在车辆的前部，感知模块（1）的输出端与主动悬架模块（3）的输入端连接并向主动悬架模块（3）发送碰撞预警信息和碰撞预警解除信号，感知模块（1）的输出端与主动制动模块（2）的输出端连接并向主动制动模块（2）发送主动制动请求信号；主动制动模块（2）的输出端连接至车辆的制动系统；主动悬架模块（3）的输出端连接至车辆的悬架控制器。
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