CN110803160B - 一种汽车后向防碰撞控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车后向防碰撞控制系统，包括：信息采集模块，其用于采集本车和后车之间的距离和相对速度，以及本车与前车之间的距离；信息处理模块，其获取所述信息采集模块采集的信息，并判断本车是否存在被后车追尾的风险；信息输出模块，其用于在本车存在被追尾风险时发出预警信息；电子节气门控制装置，其用于控制车辆加速；定位模块，其用于确定车辆所在位置。同时，本发明还提供了一种汽车后向防碰撞控制方法。

Description

一种汽车后向防碰撞控制系统及控制方法

技术领域

本发明属于汽车防碰撞控制技术领域，特别涉及一种汽车后向防碰撞控制系统及控制方法。

背景技术

随着汽车保有量的增加，路上的汽车越来越多，相应的汽车碰撞事故也不可避免的增加，因此研究汽车的防碰撞系统意义重大。

而现阶段防碰撞系统主要研究的是汽车前向防碰撞。后向防碰撞技术在现阶段研究的主要是后向警示，但没有对本车的控制，这样在后车驾驶员没反应过来或是没看到警示装置时依旧容易发生碰撞事故，故本发明提出了一种汽车后向防碰撞的控制系统，可以在后车有追尾前车可能性时对驾驶员进行预警并让前车加速从而与后车保持安全的距离，主动避免两车相撞的事故，在必要情况下前车尾部会发出警示信号提示后车控制车速，防止碰撞。

发明内容

本发明提供了一种汽车后向防碰撞控制系统，其目的是降低前车行驶时后车撞到前车的风险，减小汽车追尾事故的发生。

本发明提供了一种汽车后向防碰撞控制方法，其目的之一是得到本车与后车之间的安全距离，并且在本车与后车之间的距离小于安全距离时对本车和后车做出提醒，从而防止追尾事故的发生。

本发明提供了一种汽车后向防碰撞控制方法，其目的之二是得到本车与后车临界危险距离，并且在本车与后车之间的距离小于临界危险距离时进一步根据本车车速和本车与前车之间的距离对控制本车自动加速或者提醒本车变道，以进一步防止追尾事故的发生。

本发明提供的技术方案为：

一种汽车后向防碰撞控制系统，包括：

信息采集模块，其用于采集本车和后车之间的距离和相对速度，以及本车与前车之间的距离；

信息处理模块，其获取所述信息采集模块采集的信息，并判断本车是否存在被后车追尾的风险；

信息输出模块，其用于在本车存在被追尾风险时发出预警信息；

电子节气门控制装置，其用于控制车辆加速；

定位模块，其用于确定车辆所在位置。

优选的是，所述信息采集模块包括：

轮速传感器，其安装在车轮处，用于检测本车车速；

第一测距雷达，其安装在车辆后侧，用于检测本车与后车之间的距离；

第二测距雷达，其安装在车辆前侧，用于检测本车与前车之间的距离；以及

测速雷达，其安装在车辆后侧，用于检测后车车速。

优选的是，所述信息输出模块包括：

语音提醒装置，其设置在车辆驾驶室内，用于对本车驾驶员进行风险提示；

指示灯，其安装在车辆后方，用于对后车进行风险提示。

一种汽车后向防碰撞控制方法，使用所述的汽车后向防碰撞控制系统，获取本车与后车之间的距离D₁、本车速度ν、本车加速阈值ν_L，并且计算本车与后车之间的安全距离D_f1，其中：

当D₁＜D_f1时，指示灯闪烁，提示后车减速；以及

当D₁＜D_f1，并且ν₀＜ν_L时，指示灯闪烁，提醒后车减速，并且语音提醒装置提示本车加速；

其中，所述本车与后车之间的安全距离为：

式中，ν₁表示后车车速，t_d表示后车减速延迟时间，a₁表示后车最大制动减速度，d_s表示制动结束后的距离余量。

优选的是，所述后车减速延迟时间为：

式中，τ₁表示后车驾驶员反应时间，τ₂表示消除制动器间隙所述时间，τ₃表示制动油压增长时间。

优选的是，所述的汽车后向防碰撞控制方法，还包括：获取本车与前车之间的距离D₂、本车与前车之间的安全距离D_f2，并且计算本车与后车之间的临界危险距离D′_f1；其中：

当D₁＜D′_f1，ν₀＜ν_L，并且D₂≥D_f2时，控制电子节气门控制装置使本车自动加速，直到本车与后车之间的距离大于期望安全车距；

当D₁＜D′_f1，ν₀≥ν_L或D₁＜D′_f1，D₂＜D_f2时，提醒本车变道；

其中，当ν₀≥100km/h时，D_f2＝100m；当ν₀＜100km/h时，D_f2＝50m；

所述临界危险距离为：

优选的是，所述期望安全距离为：

D_e＝t_hv₁+d_s；

式中，t_h为车间时距。

优选的是，所述本车加速阈值ν_L＝0.9ν_L0；其中，ν_L0为车辆所在位置的限速值。

优选的是，所述的制动结束后的距离余量为：

式中，k为校正参数，

为道路的附着系数。

优选的是，所述的汽车后向防碰撞控制方法，还包括：

如果本车与后车之间的距离由安全距离D_f1减小至临界危险距离D′_f1的过程中，后车车速减小或保持不变，控制本车自动加速时的加速度为：

如果本车与后车之间的距离由安全距离D_f1减小至临界危险距离D′_f1的过程中，后车车速增大，控制本车自动加速时的加速度为：a_s＝3～4m/s²。

本发明的有益效果是：

(1)本发明提供的汽车后向防碰撞控制系统，能够降低前车行驶时后车撞到前车的风险，减小汽车追尾事故的发生。

(2)本发明提供的汽车后向防碰撞控制方法，能够得到本车与后车之间的安全距离，并且在本车与后车之间的距离小于安全距离时对本车和后车做出提醒，从而防止追尾事故的发生。

(3)本发明提供的种汽车后向防碰撞控制方法，能够得到本车与后车的临界危险距离，并且在本车与后车之间的距离小于临界危险距离时，进一步根据本车车速和本车与前车之间的距离对控制本车自动加速或者提醒本车变道，以进一步防止追尾事故的发生。

附图说明

图1为本发明所述的汽车后向防碰撞控制系统结构示意图。

图2为本发明所述的汽车后向防碰撞控制方法示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1所示，本发明提供了一种汽车后向防碰撞控制系统，其包括：信息采集模块，其用于采集本车和后车之间的距离和相对速度，以及本车与前车之间的距离；信息处理模块，其获取所述信息采集模块采集的信息，并判断本车是否存在被后车追尾的风险；信息输出模块，其用于在本车存在被追尾风险时发出预警信息；电子节气门控制装置(执行机构)，其用于控制车辆加速；定位模块，其用于确定车辆所在位置。

其中，所述信息采集模块包括：轮速传感器，其安装在车轮处，用于检测本车车速；第一测距雷达，其安装在车辆后侧，用于检测本车与后车之间的距离；第二测距雷达，其安装在车辆前侧，用于检测本车与前车之间的距离；以及测速雷达，其安装在车辆后侧，用于检测后车车速。其中，信息处理模块采用ECU电子控制单元，本车车速通过can总线获取。

所述信息输出模块包括：语音提醒装置，其设置在车辆驾驶室内，用于对本车驾驶员进行风险提示；指示灯，其安装在车辆后方，用于对后车进行风险提示。定位模块采用GPS或北斗导航系统，通过定位模块获取汽车所在位置的限速值，定位模块与信息采集模块电联。

如图2所示，本发明还提供了一种汽车后向防碰撞控制方法，使用所述的汽车后向防碰撞控制系统，该方法主要包括：获取本车与后车之间的距离D₁、本车速度ν、本车加速阈值ν_L，并且计算本车与后车之间的安全距离D_f1，其中：

当本车与后车之间的距离小于本车与后车之间的安全距离(D₁＜D_f1)时，指示灯闪烁，提示后车减速；同时进一步比较本车速度与本车加速阈值的大小，当D₁＜D_f1，并且ν₀＜ν_L时，指示灯闪烁，提醒后车减速，同时语音提醒装置提示本车加速；

其中，所述本车与后车之间的安全距离为：

式中，ν₁表示后车车速，t_d表示后车减速延迟时间，a₁表示后车最大制动减速度，d_s表示制动结束后的距离余量。

其中，所述后车减速延迟时间为：

式中，τ₁表示后车驾驶员反应时间，τ₂表示消除制动器间隙所述时间，τ₃表示制动油压增长时间。

在另一个实施例中，所述的汽车后向防碰撞控制方法，还包括：若本车驾驶员或后车驾驶员未采取措施，使本车与后车之间的距离进一步缩小时，获取本车与前车之间的距离D₂、本车与前车之间的安全距离D_f2，并且计算本车与后车之间的临界危险距离D′_f1；其中：

当本车与后车之间的距离小于临界危险距离(D₁＜D′_f1)，本车车速小于本车加速阈值(ν₀＜ν_L)，并且本车与前车之间的距离大于或等于本车与前车之间的安全距离(D₂≥D_f2)，上述三个条件同时成立时，控制电子节气门控制装置使本车自动加速，直到本车与后车之间的距离大于期望安全车距。

当本车与后车之间的距离小于临界危险距离(D₁＜D′_f1)，而本车车速大于或等于本车加速阈值(ν₀≥ν_L)时，提醒本车变道；或者当本车与后车之间的距离小于临界危险距离(D₁＜D′_f1)，而本车与前车之间的距离小于本车与前车的安全距离时，提醒本车变道。

其中，本车与前车之间的安全距离D_f2根据经验设定为：

当ν₀≥100km/h时，D_f2＝100m；当ν₀＜100km/h时，D_f2＝50m；

所述临界危险距离D′_f1为：

所述期望安全距离为：

D_e＝t_hv₁+d_s；

式中，t_h为车间时距。

在另一个实施例中，所述本车加速阈值ν_L＝0.9ν_L0；其中，ν_L0为根据定位模块确定车辆所在位置的限速值。

其中，所述的制动结束后的距离余量为：

式中，k为制动结束后的距离的基准值，

为道路的附着系数。

其中，k的取值范围为0.5～3，道路附着系数通过定位单元确定所在位置的天气情况获得，干燥路面附着系数

潮湿路面附着系数

开始下雨时路面附着系数

在另一个实施例中，还包括根据本车与后车之间的距离由安全距离D_f1减小至临界危险距离D′_f1的过程中后车车速变化情况，确定本车自动加速时的加速度，包括：

如果本车与后车之间的距离由安全距离D_f1减小至临界危险距离D′_f1的过程中，后车车速减小或保持不变，控制本车自动加速时的加速度为：

如果本车与后车之间的距离由安全距离D_f1减小至临界危险距离D′_f1的过程中，后车车速增大，控制本车自动加速时的加速度为：a_s＝3～4m/s²。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (6)

1.一种汽车后向防碰撞控制方法，其特征在于，使用的汽车后向防碰撞控制系统，包括：

信息采集模块，其用于采集本车和后车之间的距离和相对速度，以及本车与前车之间的距离；

信息处理模块，其获取所述信息采集模块采集的信息，并判断本车是否存在被后车追尾的风险；

信息输出模块，其用于在本车存在被追尾风险时发出预警信息；

电子节气门控制装置，其用于控制车辆加速；

定位模块，其用于确定车辆所在位置；

所述的控制方法包括：

获取本车与后车之间的距离D₁、本车速度ν、本车加速阈值ν_L，并且计算本车与后车之间的安全距离D_f1，其中：

当D₁＜D_f1时，指示灯闪烁，提示后车减速；以及

当D₁＜D_f1，并且ν₀＜ν_L时，指示灯闪烁，提醒后车减速，并且语音提醒装置提示本车加速；

其中，所述本车与后车之间的安全距离为：

式中，ν₁表示后车车速，t_d表示后车减速延迟时间，a₁表示后车最大制动减速度，d_s表示制动结束后的距离余量；

所述后车减速延迟时间为：

式中，τ₁表示后车驾驶员反应时间，τ₂表示消除制动器间隙所述时间，τ₃表示制动油压增长时间；

还包括：获取本车与前车之间的距离D₂、本车与前车之间的安全距离D_f2，并且计算本车与后车之间的临界危险距离D′_f1；其中：

当D₁＜D′_f1，ν₀＜ν_L，并且D₂≥D_f2时，控制电子节气门控制装置使本车自动加速，直到本车与后车之间的距离大于期望安全车距；

当D₁＜D′_f1，ν₀≥ν_L或D₁＜D′_f1，D₂＜D_f2时，提醒本车变道；

其中，当ν₀≥100km/h时，D_f2＝100m；当ν₀＜100km/h时，D_f2＝50m；

所述临界危险距离为：

如果本车与后车之间的距离由安全距离D_f1减小至临界危险距离D′_f1的过程中，后车车速减小或保持不变，控制本车自动加速时的加速度为：

如果本车与后车之间的距离由安全距离D_f1减小至临界危险距离D′_f1的过程中，后车车速增大，控制本车自动加速时的加速度为：a_s＝3～4m/s²。

2.根据权利要求1所述的汽车后向防碰撞控制方法，其特征在于，所述期望安全距离为：

D_e＝t_hv₁+d_s；

式中，t_h为车间时距。

3.根据权利要求2所述的汽车后向防碰撞控制方法，其特征在于，所述本车加速阈值ν_L＝0.9ν_L0；其中，ν_L0为车辆所在位置的限速值。

4.根据权利要求3所述的汽车后向防碰撞控制方法，其特征在于，所述的制动结束后的距离余量为：

式中，k为校正参数，

为道路的附着系数。

5.根据权利要求4所述的汽车后向防碰撞控制方法，其特征在于，所述信息采集模块包括：

轮速传感器，其安装在车轮处，用于检测本车车速；

第一测距雷达，其安装在车辆后侧，用于检测本车与后车之间的距离；

第二测距雷达，其安装在车辆前侧，用于检测本车与前车之间的距离；以及

测速雷达，其安装在车辆后侧，用于检测后车车速。

6.根据权利要求5所述的汽车后向防碰撞控制方法，其特征在于，所述信息输出模块包括：

语音提醒装置，其设置在车辆驾驶室内，用于对本车驾驶员进行风险提示；

指示灯，其安装在车辆后方，用于对后车进行风险提示。

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