CN116118728A - 制动控制方法、自适应巡航控制系统和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于自适应巡航控制系统的制动控制方法、自适应巡航控制系统和车辆，其中，所述制动控制方法包括如下步骤：S1：判断自适应巡航控制系统是否处于减速控制模式，如是，则执行步骤S2；S2：检测是否收到驾驶员的主动制动信息，如是，则执行步骤S3；S3：在时间段t之内维持当前通过所述自适应巡航控制系统控制的制动力并且不执行驾驶员的主动制动信息；S4：在时间段t之后，执行当前驾驶员的主动制动信息并且退出自适应巡航控制。

Description

制动控制方法、自适应巡航控制系统和车辆

技术领域

本发明涉及车辆的自适应巡航控制领域，具体地，涉及一种基于自适应巡航控制系统的制动控制方法、自适应巡航控制系统和车辆。

背景技术

汽车的自适应巡航控制系统（Adaptive Cruise Control，ACC）具有两个运行模式，即发动机扭矩控制模式（Engine Control Mode，ECM）和减速控制模式（DecelerationControl Mode，DCM）。参考图1，其示出在自适应巡航控制系统的减速控制模式下车辆制动力和车辆减速度随时间的变化图。当自适应巡航控制系统ACC处于减速控制模式DCM中时（即汽车通过ACC自动减速制动），如果驾驶员踩下制动踏板进行主动制动，则汽车会马上自动退出自适应巡航控制，此时ACC控制的制动力迅速减小到零，而由于驾驶员踩制动踏板需要一定时间，所以踩制动踏板产生的制动力需要一定时间才能够上升到目标制动力，导致在自适应巡航控制退出的一段时间里制动力迅速减小，相应地导致车辆的减速度也产生波动，尤其使得车辆的减速度在这一段时间内突然降低，减速度的这种变化与驾驶员踩踏板时预期的减速度变化不符，从而会影响驾驶员对车辆制动的判断和驾驶体验。

在公布号为CN 112319500 A的中国专利申请中，采用了将ACC制动对应的减速度与用户主动制动的制动力对应的减速度进行比较取最大值的方法来实现对踩踏板时减速度突然变化的情况的优化，但是问题在于，如果驾驶员仅仅轻踩制动踏板或者短时间踩踏和释放制动踏板，自适应巡航控制完全不会退出，驾驶员的主动制动得不到满足。

发明内容

根据不同的方面，本发明的目的之一在于对自适应巡航控制系统的减速控制模式进行优化。

此外，本发明还旨在解决或者缓解现有技术中存在的其它技术问题。

根据本发明的一方面，提供了：

一种基于自适应巡航控制系统的制动控制方法，其中，所述制动控制方法包括如下步骤：

S1：判断自适应巡航控制系统是否处于减速控制模式，如是，则执行步骤S2；

S2：检测是否收到驾驶员的主动制动信息，如是，则执行步骤S3；

S3：在时间段t之内维持当前通过所述自适应巡航控制系统控制的制动力并且不执行驾驶员的主动制动信息；

S4：在时间段t之后，执行当前驾驶员的主动制动信息并且退出自适应巡航控制。

根据本发明的另一方面，本发明提供了一种用于车辆的自适应巡航控制系统，包括彼此通讯连接的信息感知单元、控制单元和执行单元，其中，

所述信息感知单元将驾驶员的主动制动信息提供给控制单元；所述控制单元判断自适应巡航控制系统是否处于减速控制模式、检测是否收到驾驶员的主动制动信息以及判断是维持当前通过所述自适应巡航控制系统控制的制动力还是退出自适应巡航控制；所述执行单元根据所述控制单元的指令对车辆的制动力进行控制，

所述自适应巡航控制系统被配置成执行以上所述的制动控制方法。

根据本发明的再一方面，本发明提供了一种车辆，其中，所述车辆具有以上所述的自适应巡航控制系统。

附图说明

参考附图，本发明的上述以及其它的特征将变得显而易见，其中，

图1示出现有技术中，在自适应巡航控制系统的减速控制模式下驾驶员踩制动踏板时车辆制动力和车辆减速度随时间的变化图；

图2示出根据本发明的一个实施方式提出的自适应巡航控制系统的示意图；

图3示出根据本发明的一个实施方式提出的制动控制方法的流程示意图；

图4示出根据本发明的制动控制方法，在自适应巡航控制系统的减速控制模式下驾驶员踩制动踏板时车辆制动力和车辆减速度随时间的变化图；

图5示出根据本发明的制动控制方法，在自适应巡航控制系统的减速控制模式下驾驶员多次踩制动踏板时车辆制动力和车辆减速度随时间的变化图。

具体实施方式

参考图2，其示出了根据本发明的一个方面提出的自适应巡航控制系统100的示意图。其中，由于各个部件的具体形状和连接方式并非本发明的主题，故为清楚简明起见，所有这些部件都以结构模块的形式示意地给出，本领域技术人员在结构简图的启示下可自行选择适当的模块形状与连接方式等。此外，所给出的结构简图为本发明的一种实施例，本领域技术人员在参考简图后可作出不脱离本发明精神的各种修改，这些修改也应在本发明的保护范围内。

车辆的自适应巡航控制系统100也称为智能巡航控制系统，用于辅助驾驶员进行辅助驾驶，特别是能够结合各种车载传感器的信息（如与前车之间的相对距离和相对速度），通过控制车辆的油门或刹车对车辆进行纵向速度控制，使车辆与前车保持合适的安全间距，降低了驾驶员的工作负担，提高了车辆的主动安全性，并扩大了巡航行驶的范围。

所述自适应巡航控制系统100具有两个模式，即发动机扭矩控制模式和减速控制模式。一般情况下，在自适应巡航控制系统100对车辆的加速进行控制，即控制车辆的加速度时，采用发动机扭矩控制模式，通过增大和减小发动机扭矩的方式增大和减小车辆的加速度，而在自适应巡航控制系统100对车辆的制动进行控制时，即控制车辆的减速度时，采用减速控制模式，通过对汽车的液压制动系统进行控制以增大和减小液压制动系统输出的制动力，从而增大和减小车辆的减速度。发动机扭矩控制模式和减速控制模式协同作用，保证车辆和前车后车处于合适的安全距离内。

在本发明中，主要考虑自适应巡航控制系统100处于减速控制模式时的控制，尤其考虑在自适应巡航控制系统100处于减速控制模式时如何协调自适应巡航控制系统100的制动和驾驶员的主动制动行为。所以如下对于自适应巡航控制系统100的组成以及控制方法的叙述主要建立在自适应巡航控制系统100的减速控制模式的基础上，即主要考虑自适应巡航控制系统100在控制车辆进行制动时的工作原理。在一般的自适应巡航控制系统100的减速控制模式中，为了确保驾驶员在制动时的主观能动性，在驾驶员产生制动行为，即驾驶员踩下制动踏板时，自适应巡航控制系统100会马上退出，自适应巡航控制系统100控制的目标制动力在极短的时间内完全降为0。但是由于驾驶员踩下踏板需要一定时间，所以从驾驶员踩下制动踏板，到车辆的制动系统产生驾驶员期望的制动力之间有一定的延迟时间，所以在驾驶员刚刚踩下制动踏板时，车辆的制动力和减速度会突然变得非常小，这可能会给驾驶员一种踩下制动踏板车辆反而加速了的错觉，影响驾驶员的判断和驾驶体验。本发明在充分考虑车辆制动安全性的基础上，对自适应巡航控制系统100进行优化，使得自适应巡航控制系统100在驾驶员踩下制动踏板后不立即退出，而是在一段时间段t之内维持之前自适应巡航控制系统100控制的制动力，使得驾驶员在主动制动时车辆减速度可以平稳变化，提高驾驶员的制动体验。

所述自适应巡航控制系统100包括彼此通信连接的信息感知单元1、控制单元2和执行单元3。所述信息感知单元1是车辆用于感知外界环境的窗口，以便得到当前的行车环境或者说行车工况、行车状态。所述信息感知单元1可以包括各类车载传感器，例如雷达传感器、轮速传感器、节气门位置传感器、制动踏板传感器、制动主缸压力传感器等。通过所述雷达传感器能够获得车辆与前车和后车的距离与位置信息，通过所述轮速传感器可以获取车辆轮速，以用于计算车辆的行驶速度和减速度，通过所述制动主缸压力传感器可以获取车辆的制动主缸压力值。

所述控制单元2具体例如可以是电子控制单元（ECU），通常包括微处理器以及各种电路，以实现整个自适应巡航控制系统100的控制功能。在本发明中，在控制单元中预存储有数据库，所述数据库包含预先通过标定得到的车辆减速度与需要维持当前通过所述自适应巡航控制系统100控制的制动力的时间段t的特征曲线、车辆减速度和车辆行驶速度与所述时间段t的特征曲线等。在此需要说明的是，车辆减速度与时间段t的特征曲线以及车辆减速度和车辆行驶速度与时间段t的特征曲线是综合考虑在跟车时车辆与前车之前的安全距离、车辆的行驶速度、车辆的制动参数（包括制动反应时间、制动距离、最大制动力等）等并且将车辆追尾的风险限制在可控范围内经过多次试验得出的关系曲线。在通过这种关系曲线得到时间段t的情况下，不仅能够完全得到保证制动安全，而且能够防止在驾驶员踩下踏板时车辆减速度产生较大波动，实现从自适应巡航控制系统制动到驾驶员主动制动的平稳过渡。控制单元2从信息感知单元1接收到例如制动踏板行程、车辆行驶速度等参数信息之后，将其输入数据库中从而得到相应的输出，对应于相应的输出，控制单元2确定车辆的制动方式，并发出相应的控制信号或控制指令到执行单元3。此外，控制单元2还能够从信息感知单元1接收关于执行单元3的状态信息，以判断系统的工作状态。

所述执行单元3根据所述控制单元2的指令对车辆进行操控，尤其根据来自控制单元2的控制信号或控制指令调节或保持液压控制系统的制动力使得制动行为得以实现。

在车辆制动时默认车辆的制动力和减速度的方向为负，而在下文中谈及制动力“上升”或“下降”、减速度“上升”或“下降”都是指制动力或减速度的绝对值上升或下降。

参考图3，其示出根据本发明的一个实施方式提出的制动控制方法流程示意图，该制动控制方法是建立在自适应巡航控制系统100已经在运行的基础上的，即当前的车辆处于自适应巡航控制之中。在该实施例中，所述制动控制方法包括：

N1：执行自适应巡航控制；

S1：判断自适应巡航控制系统100是否处于减速控制模式，如是，则执行步骤S2，如否，则返回执行步骤N1；

在步骤S1中，通过控制单元2来判断自适应巡航控制系统100是否处于减速控制模式。如果控制单元2判定自适应巡航控制系统100处于激活状态，并且自适应巡航控制系统100控制液压制动系统提供制动力，则自适应巡航控制系统100处于减速控制模式中，进一步执行步骤S2。如果自适应巡航控制系统100不处于减速控制模式中，则返回执行步骤N1，即继续执行自适应巡航控制。

S2：检测是否收到驾驶员的主动制动信息，如是，则执行步骤S3，如否，则返回执行步骤N1；

步骤S2在检测到自适应巡航控制系统100处于减速控制模式的基础上执行。在控制单元2检测到自适应巡航控制系统100处于激活状态，并且处于减速控制模式中时，通过信息感知单元1中的制动踏板传感器检测制动踏板的行程，来判断是否收到驾驶员的主动制动信息。如果制动踏板传感器检测到制动踏板的行程变化，则为收到驾驶员的主动制动信息，制动踏板的行程大小体现了驾驶员的主动制动信息的内容。如果制动踏板传感器没有检测到制动踏板的行程变化，则为没有收到驾驶员的主动制动信息，此时执行步骤N1，即继续执行自适应巡航控制。

在步骤S3之前，首先通过信息感知单元1中的轮速传感器探测到车辆当前的轮速，并传递到控制单元2。控制单元2根据车辆当前的轮速计算出当前的车辆减速度。控制单元2再通过当前的车辆减速度根据所述车辆减速度与需要维持当前通过所述自适应巡航控制系统100控制的制动力的时间段t的特征曲线来求出时间段t，以用于步骤S3。例如当车辆减速度为-3.9 m/s²时，时间段t为2s，当车辆减速度为-4.8 m/s²时，时间段t为1s，当车辆减速度为-6.8 m/s²时，时间段t为0.5s。为了取得更精确的时间段t，控制单元2还能够通过车辆当前的轮速计算出当前的车辆行驶速度，然后控制单元2通过当前的车辆减速度和当前的车辆行驶速度根据通过标定得到的车辆减速度和车辆行驶速度与时间段t的特征曲线来求出时间段t以用于步骤S3，通过当前的车辆减速度和当前的车辆行驶速度求得时间段t的方式可以得到更加精准的时间段t，进一步优化驾驶员的制动体验。

S3：在时间段t之内维持当前通过所述自适应巡航控制系统100控制的制动力并且不执行驾驶员的主动制动信息；

在步骤S3中，控制单元2根据步骤S2中获得的时间段t来发出控制信号并且执行单元3执行所述控制信号。此时，在时间段t之内，驾驶员的主动制动信息被忽略，即自适应巡航控制系统100依然工作，并且维持在驾驶员踩下制动踏板时所述自适应巡航控制系统100控制的制动力。维持所述制动力的指令通过控制单元2发出，例如可以通过自适应巡航控制系统100中的驾驶辅助减速控制系统（Controller Driving Deceleration，CDD）或纵向力控制系统（Longitudinal Force Control，LFC）的控制单元来发出。驾驶辅助减速控制系统或纵向力控制系统例如被包含在车身电子稳定系统（Electronic Stability Program，ESP）系统，自适应巡航控制系统一般包括车身电子稳定系统用于提升车辆在行驶时的安全性和操控性。

参考图4，其示出在驾驶员踩踏板时，在时间段t之内维持通过所述自适应巡航控制系统100控制的制动力的情况下车辆的制动力和减速度随时间的变化图。在图4中可以看出，在驾驶员踩下制动踏板后，原先的制动力被维持了时间段t，在时间段t之后，自适应巡航控制退出，制动力迅速下降，但是此时驾驶员通过制动踏板提供的制动力也已经达到了接近目标制动力。所以整个制动过程中整车的制动力变化很小，整车的加速度也基本没有波动，这样使得驾驶员可以平稳制动，不会产生驾驶员踩踏板时车辆减速度突然减小的感觉。

此外，在驾驶员主动进行制动时，即驾驶员踩制动踏板时，存在如下情况，驾驶员无法一次性地踩下踏板完成制动，即驾驶员快速地轻踩踏板然后又松开或者驾驶员首先多次轻踩踏板减速并最终才踩下踏板以达到需要的目标制动力，此时驾驶员一次踩下踏板的时间很有可能小于时间段t。如果在这种情况下继续保持长达时间段t的制动力维持，则在驾驶员快速踩踏板又松开的这段时间中，制动力一直保持不变，驾驶员会感觉在踩踏板的过程中整车的减速度并没有变化，无法实现最佳的主动制动体验。因此，在步骤3中，还能够通过信息感知单元1中的制动踏板传感器实时地测出制动踏板行程关于时间的变化并且传递到控制单元，控制单元2通过实时的制动踏板行程关于时间的变化计算出对应的实时的制动踏板的制动力关于时间的变化率。在控制元件2中预存有所述制动力关于时间的变化率的阈值s，如果当前测得的实时的制动力关于时间的变化率大于所述阈值s，那么则立即直接退出自适应巡航控制，即使还没有经过时间段t。也就是说，如果在时间段t之内，实时的制动力关于时间的变化率大于所述阈值，则会仅仅在时间段t₁之内维持通过所述自适应巡航控制系统100控制的制动力，且t₁<t。并且在时间段t₁之后车辆的制动完全通过驾驶员的制动行为引起。在制动时，首先将制动力方向设定为负，那么当制动踏板的制动力的绝对值上升时，则制动力的变化率为负值，如果制动踏板的制动力的变化率一直保持为负值，则驾驶员持续踩踏板没有松开，制动力的绝对值一直上升。当制动踏板的制动力的变化率为正值时，则制动踏板的制动力下降，表明驾驶员开始松踏板。所以当制动踏板的制动力的变化率为负值时，无需立即执行直接退出自适应巡航控制的操作。在制动力的变化率为正值时，即驾驶员在松踏板时，如果此时制动踏板的制动力的变化率大于s，就直接退出自适应巡航控制。同样，通过在综合考虑在跟车时车辆与前车之前的安全距离、车辆的行驶速度、车辆的制动参数（包括制动反应时间、制动距离、最大制动力等）等并且将车辆追尾的风险限制在可控范围内，经过多次试验标定出合适的制动力的变化率阈值s为优选地大于等于100 N/s并且小于等于1000 N/s。参考图5，其示出在驾驶员首先轻踩踏板后松开然后再踩下踏板时采用的控制策略的情况下，车辆制动力和减速度随时间的变化图。可以看出，在驾驶员踩下踏板很短时间之内即松开踏板，但是随后又踩下踏板直到达到目标制动力。此时首先在时间段t₁之内维持驾驶员踩制动踏板时自适应巡航控制系统100控制的制动力，在时间段t₁之后，完全由驾驶员自己进行主动制动。由图5中可见，在维持由自适应巡航控制系统100控制的制动力的时间内，制动力和减速度均保持平稳不改变，在经过时间段t₁之后，进行由驾驶员自己进行的主动制动，此时由于踏板是先被松开然后踩下，所以减速度的绝对值相应地也是先减小再上升，这样的减速度变化符合驾驶员踩踏板时对车辆期许的减速度变化，能够使得驾驶员对车辆制动产生准确的判断。由此实现在t₁时间之内，驾驶员第一次踩踏板之时，减速度不会突然减小，并且在驾驶员第二次踩踏板之时，减速度的变化又会符合驾驶员踩踏板时车辆减速度变化的真实情况。

S4：在时间段t之后，执行当前驾驶员的主动制动信息并且退出自适应巡航控制。

如果所述制动力随时间的变化率没有超过所述阈值s，则在时间段t之内，通过所述自适应巡航控制系统100控制的制动力被维持。在时间段t之后，如果当前驾驶员依旧有主动制动信息，即在时间段t之后，制动踏板行程传感器探测到制动踏板的行程增加，则应该由驾驶员来接管制动，此时退出自适应巡航控制。自适应巡航控制退出时，自适应巡航控制系统控制的制动力迅速减小到零，这段时间极短，所以无需考虑在这段时间之内的制动力控制。事实上，在这段时间内，自适应巡航控制中心会自动对自适应巡航控制系统100控制的制动力和驾驶员踩制动踏板提供的制动力进行比较并取较大的制动力作为车辆的制动力。

根据本发明的另一方面，本发明还涉及一种自适应巡航控制系统100，其中，所述自适应巡航控制系统100包括彼此通讯连接的信息感知单元1、控制单元2和执行单元3，其中，所述自适应巡航控制系统100能够执行以上所述的制动控制方法。

所述信息感知单元1用于传递驾驶员的主动制动信息、例如制动踏板行程的变化以及车辆在制动时的状态参数、例如车辆行驶速度、制动主缸压力变化给所述控制单元。所述控制单元2用于判断自适应巡航控制系统100是否处于减速控制模式、检测是否收到驾驶员的主动制动信息以及判断是维持当前通过所述自适应巡航控制系统100控制的制动力还是退出自适应控制，所述执行单元3根据所述控制单元2的指令对车辆进行操控。

根据本发明的再一方面，本发明还涉及一种车辆，其中，所述车辆配备有上述任一种自适应巡航控制系统100。所述车辆包括汽油车、柴油车、轿车、货车、客车、混合动力车辆、纯电动汽车等等。

应当理解的是，所有以上的优选实施例都是示例性而非限制性的，本领域技术人员在本发明的构思下对以上描述的具体实施例做出的各种改型或变形都应在本发明的法律保护范围内。

Claims (11)

1.一种基于自适应巡航控制系统的制动控制方法，其特征在于包括如下步骤：

S1：判断自适应巡航控制系统是否处于减速控制模式，如是，则执行步骤S2；

S2：检测是否收到驾驶员的主动制动信息，如是，则执行步骤S3；

S3：在时间段t之内维持当前通过所述自适应巡航控制系统控制的制动力并且不执行驾驶员的主动制动信息；

S4：在时间段t之后，执行当前驾驶员的主动制动信息并且退出自适应巡航控制。

2.根据权利要求1所述的制动控制方法，其特征在于，在所述自适应巡航控制系统中预设有车辆减速度与时间段t的第一特征曲线，在步骤S3之前，获取当前的车辆减速度，并且根据所述当前的车辆减速度通过所述第一特征曲线获取所述时间段t。

3.根据权利要求1所述的制动控制方法，其特征在于，在所述自适应巡航控制系统中预设有车辆减速度、车辆行驶速度与时间段t的第二特征曲线，在步骤S3之前，获取当前的车辆减速度和当前的车辆行驶速度，并且根据所述当前的车辆减速度和所述当前的车辆行驶速度通过所述第二特征曲线获取所述时间段t。

4.根据权利要求2或3所述的制动控制方法，其特征在于，所述时间段t小于等于2s。

5.根据权利要求2或3所述的制动控制方法，其特征在于，在步骤S3之前，获取车辆的当前的轮速，通过所述当前的轮速计算出车辆减速度作为所述当前的车辆减速度。

6.根据权利要求1所述的制动控制方法，其特征在于，在所述自适应巡航控制系统中预设有与制动踏板行程对应的制动力随时间的变化率的阈值s，在步骤S3中，在时间段t之内实时计算与制动踏板行程对应的制动力随时间的变化率，如果所述变化率大于所述阈值s，则执行当前驾驶员的主动制动信息并且退出自适应巡航控制。

7.根据权利要求6所述的制动控制方法，其特征在于，所述阈值s大于等于100 N/s并且小于等于1000 N/s。

8.根据权利要求6或7所述的制动控制方法，其特征在于，在所述自适应巡航控制系统中预设有制动踏板行程与制动力的第三特征曲线，在步骤S3中，在时间段t之内实时地获取当前的制动踏板行程，通过所述当前的制动踏板行程根据所述第三特征曲线查出与所述当前的制动踏板行程对应的制动力，并求出所述制动力随时间的变化率。

9.一种用于车辆的自适应巡航控制系统，包括彼此通讯连接的信息感知单元、控制单元和执行单元，其特征在于，

所述信息感知单元将驾驶员的主动制动信息提供给控制单元；所述控制单元判断自适应巡航控制系统是否处于减速控制模式、检测是否收到驾驶员的主动制动信息以及判断是维持当前通过所述自适应巡航控制系统控制的制动力还是退出自适应巡航控制；所述执行单元根据所述控制单元的指令对车辆的制动力进行控制，

所述自适应巡航控制系统被配置成执行根据权利要求1至8中任一项所述的制动控制方法。

10.根据权利要求9所述的自适应巡航控制系统，其特征在于，所述自适应巡航控制系统包括驾驶辅助减速控制系统或纵向力控制系统，在步骤S3中，在时间段t之内通过所述驾驶辅助减速控制系统或纵向力控制系统来维持当前通过自适应巡航控制系统控制的制动力。

11.一种车辆，其特征在于，具有根据权利要求9或10所述的自适应巡航控制系统。

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