TWI687329B - 剎車控制方法、剎車系統及車輛 - Google Patents

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Abstract

一種剎車控制方法、剎車系統及車輛。所述方法包括：獲得總剎車距離與車輛的第一速度；獲得與剎車系統有關的剎車延遲資訊，其包括第一時間資訊與第二時間資訊，第一時間資訊反映剎車訊號的延遲時間，且第二時間資訊反映剎車系統根據剎車訊號執行剎車操作的準備時間；根據總剎車距離、第一速度及剎車延遲資訊獲得減速度資訊；根據減速度資訊產生剎車訊號；以及根據剎車訊號執行剎車操作。

Description

剎車控制方法、剎車系統及車輛
本發明是有關於一種剎車控制技術，且特別是有關於一種剎車控制方法、剎車系統及車輛。
車輛的自動駕駛已經逐漸成為未來交通運輸技術的重點，而剎車系統在自動駕駛技術中也相當重要。一般來說，越精密的剎車系統會具有越多的控制元件，導致訊號的傳遞及/或元件的運作在剎車系統中發生延遲。若延遲的情況較為嚴重，則可能會在剎車過程中讓乘客感到不舒服，甚至導致剎車不及而發生車禍。
本發明提供一種剎車控制方法、剎車系統及車輛，可改善上述問題。
本發明的實施例提供一種剎車控制方法，其用於車輛的剎車系統，所述剎車控制方法包括：獲得總剎車距離與所述車輛的第一速度；獲得與所述剎車系統有關的剎車延遲資訊，其中所述剎車延遲資訊包括第一時間資訊與第二時間資訊，所述第一時間資訊反映剎車訊號的延遲時間，且所述第二時間資訊反映所述剎車系統根據所述剎車訊號執行剎車操作的準備時間；根據所述總剎車距離、所述第一速度及所述剎車延遲資訊獲得減速度資訊；根據所述減速度資訊產生所述剎車訊號；以及根據所述剎車訊號執行所述剎車操作。
本發明的實施例另提供一種剎車系統，其用於車輛，所述剎車系統包括剎車裝置與煞車控制器。所述剎車裝置用以根據剎車訊號執行剎車操作。所述煞車控制器耦接至所述剎車裝置。所述煞車控制器用以獲得總剎車距離與所述車輛的第一速度。所述煞車控制器更用以獲得剎車延遲資訊，其中所述剎車延遲資訊包括第一時間資訊與第二時間資訊，所述第一時間資訊反映所述剎車訊號的延遲時間，且所述第二時間資訊反映所述剎車裝置根據所述剎車訊號執行所述剎車操作的準備時間。所述煞車控制器更用以根據所述總剎車距離、所述第一速度及所述剎車延遲資訊獲得減速度資訊。所述煞車控制器更用以根據所述減速度資訊產生所述剎車訊號。
本發明的實施例另提供一種車輛，其包括剎車系統。所述剎車系統用以根據剎車訊號執行剎車操作。所述剎車系統更用以獲得總剎車距離與所述車輛的第一速度。所述剎車系統更用以獲得剎車延遲資訊，其中所述剎車延遲資訊包括第一時間資訊與第二時間資訊，所述第一時間資訊反映所述剎車訊號的延遲時間，且所述第二時間資訊反映所述剎車系統根據所述剎車訊號執行所述剎車操作的準備時間。所述剎車系統更用以根據所述總剎車距離、所述第一速度及所述剎車延遲資訊獲得減速度資訊。所述剎車系統更用以根據所述減速度資訊產生所述剎車訊號。
基於上述，在考慮了剎車訊號的延遲時間以及剎車系統根據剎車訊號執行剎車操作的準備時間後，減速度資訊與相應的剎車訊號可被產生。根據所述剎車訊號執行的剎車操作可讓車輛基於穩定的減速度而逐漸減速。藉此，可減少乘客在剎車過程中感受到的不適感。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1是根據本發明的一實施例所繪示的剎車系統的示意圖。請參照圖1，在一實施例中，剎車系統10可配置於各式車輛，例如小客車、公車、卡車或貨車等。在一實施例中，剎車系統10亦可配置於捷運、地鐵、火車或高鐵等交通工具。本發明並不限制配備剎車系統10的車輛的類型。
剎車系統10包括剎車控制器101、剎車裝置102及儲存裝置103。剎車控制器101可以是中央處理單元或是其他可程式化之一般用途或特殊用途的微處理器、數位訊號處理器、可程式化控制器、特殊應用積體電路、可程式化邏輯裝置或其他類似裝置或這些裝置的組合。在一實施例中，剎車控制器101可控制剎車系統10的整體或部分操作。
剎車裝置102耦接至剎車控制器101。剎車控制器101可控制剎車裝置102執行剎車操作。例如，剎車控制器101可傳送剎車訊號至剎車裝置102，以指示剎車裝置102執行剎車操作。剎車操作用以將行進中的車輛的速度從當前速度逐漸降低。
剎車裝置102可包括一或多個剎車元件。剎車元件可施加力量(亦稱為剎車力)至車輛以抗拒車輛的機械動作(例如車輪的轉動)。此剎車力可以是以摩擦力、電磁或液壓等形式呈現。不同的剎車力可對應至不同的剎車深度。剎車深度越深，則產生的剎車力越強。此外，剎車裝置102亦可包括剎車啟動裝置及/或減速器等可用以輔助執行剎車操作的電子或機械元件，在此便不贅述。
儲存裝置103耦接至剎車控制器101並且用以儲存資料。例如，儲存裝置103可包括揮發性儲存媒體與非揮發性儲存媒體。其中，揮發性儲存媒體可以是隨機存取記憶體，而非揮發性儲存媒體可以是唯讀記憶體、固態硬碟或傳統硬碟。
剎車控制器101可獲得與剎車系統10有關的資訊(亦稱為剎車延遲資訊)。剎車延遲資訊可儲存於儲存裝置103。剎車延遲資訊可包括某一時間資訊(亦稱為第一時間資訊)。第一時間資訊反映剎車訊號的延遲時間(亦稱為傳輸延遲時間)。例如，在剎車控制器101決定執行剎車操作並產生剎車訊號後，經過此延遲時間(例如1秒)，剎車裝置102才根據剎車訊號作出反應(例如開始施加剎車力以進行減速)。換言之，在延遲時間的時間範圍(亦稱為第一時間範圍)內，剎車裝置102未根據剎車訊號提供剎車力。須注意的是，傳輸延遲時間可根據實務進行調整，本發明不加以限制。
剎車延遲資訊可包括另一時間資訊(亦稱為第二時間資訊)。第二時間資訊反映剎車裝置102根據剎車訊號執行剎車操作的準備時間(亦稱為剎車準備時間)。例如，在開始根據剎車訊號作出反應後，在準備時間(例如2秒)的時間範圍(亦稱為第二時間範圍)內，剎車裝置102可根據剎車訊號提供逐漸增加(例如線性增加)的剎車力以進行減速。須注意的是，剎車準備時間可根據實務進行調整，本發明不加以限制。此外，傳輸延遲時間與剎車準備時間皆可經由實際量測而獲得。
在一實施例中，剎車控制器101可執行剎車模擬操作。剎車模擬操作可模擬剎車裝置102實際執行剎車操作的情況。剎車控制器101可根據剎車模擬操作更新剎車延遲資訊。例如，在模擬剎車裝置102實際執行剎車操作時，剎車控制器101可記錄剎車控制器101決定執行剎車操作(或發出剎車訊號)的時間點至剎車裝置102開始提供剎車力的時間點之間的時間範圍(即第一時間範圍)。剎車控制器101可根據第一時間範圍更新第一時間資訊。此外，在模擬剎車裝置102實際執行剎車操作時，剎車控制器101可記錄剎車裝置102開始提供剎車力的時間點至剎車裝置102提供對應於剎車訊號的完整剎車力的時間點之間的時間範圍(即第二時間範圍)。剎車控制器101可根據第二時間範圍更新第二時間資訊。經更新的剎車延遲資訊可儲存於儲存裝置103。
在一實施例中，剎車控制器101可根據所執行的剎車操作更新剎車延遲資訊。例如，在車輛實際行駛且剎車系統10正常運作的過程中，當執行剎車操作時，剎車控制器101可量測並記錄第一時間範圍與第二時間範圍。剎車控制器101可根據所記錄的第一時間範圍與第二時間範圍更新剎車延遲資訊。換言之，在一實施例中，儲存裝置103中的剎車延遲資訊可根據每一次(或至少部分)執行的剎車操作而持續更新，以反映剎車系統10的性能變化。
在一實施例中，在車輛(或剎車系統10)啟動時，剎車控制器101可從儲存裝置103中讀取剎車延遲資訊，以供後續執行剎車操作時使用。在一實施例中，剎車控制器101可即時從儲存裝置103中讀取剎車延遲資訊以產生即時的剎車訊號。
當決定對車輛進行減速(或決定執行剎車操作)時，剎車控制器101可獲得總剎車距離與車輛的當前速度(亦稱為第一速度)。例如，剎車控制器101可藉由光學雷達或攝影鏡頭等感測器來評估車輛與某一停止點之間的距離。例如，此距離可以是車輛與路口停止線(或某一障礙物)之間的距離。剎車控制器101可根據此距離獲得總剎車距離。例如，剎車控制器101可將此距離設定為總剎車距離。或者，剎車控制器101可將此距離減去一個預設距離而獲得總剎車距離，以確保車輛可以停止在停止點之前。此外，剎車控制器101可藉由車速偵測器獲得車輛的當前速度(即第一速度)。
剎車控制器101可根據總剎車距離、第一速度及剎車延遲資訊獲得減速度資訊。例如，此減速度資訊可反映剎車操作中用於車輛減速的減速度。剎車控制器101可根據此減速度資訊產生剎車訊號。剎車裝置102可根據此剎車訊號執行剎車操作。
圖2是根據本發明的一實施例所繪示的剎車深度對應車輛的移動距離的示意圖。請參照圖1與圖2，縱軸表示剎車深度，而橫軸表示車輛的移動距離。曲線21反映在剎車控制器101決定執行剎車操作(或產生剎車訊號)之後，不同時間點剎車深度與車輛的移動距離之間的對應關係。
假設最終需要的剎車深度為DF且總剎車距離為X，則總剎車距離為X包括距離X1、X2及X3。在剎車控制器101決定執行剎車操作(或產生剎車訊號)之後，在時間範圍ΔT1(即第一時間範圍)內，車輛的移動距離從0增加至距離X1。接著，在剎車裝置102開始提供逐漸線性增加的剎車力後，在時間範圍ΔT2(即第二時間範圍)內，車輛的移動距離從距離X1增加至距離X1+X2。在剎車裝置102提供對應於剎車深度DF的完整剎車力後，車輛的移動距離從距離X1+X2增加至距離X1+X2+X3(即總剎車距離X)。在車輛移動了總剎車距離X之後，車輛響應於剎車裝置102所提供的剎車力而停止。
傳統上，自動剎車系統並不會考慮車輛因剎車延遲及/或馬達出力(或ABS液壓加壓)而產生的額外移動距離(例如圖2的距離X1及/或X2)，導致自動剎車系統可能會在車輛的停止點的估測上出現誤差及/或需持續調整剎車用的減速度使乘客不舒服。本發明實施例考慮了剎車延遲資訊，故剎車控制器101可提供精確且穩定的減速度資訊。例如，此減速度資訊反映圖2的剎車深度DF。剎車裝置102可根據此減速度資訊控制車輛穩定地減速並停止在停止點之前。
在一實施例中，剎車控制器101可根據以下方程式(1.1)與(1.2)獲得減速度資訊。
Figure 02_image001
(1.1)
Figure 02_image003
(1.2)
在方程式(1.1)與(1.2)中，參數X表示總剎車距離，參數V 1表示車輛的當前速度(即第一速度)，參數ΔT 1表示第一時間範圍，參數ΔT 2表示第二時間範圍，且參數A表示減速度資訊所對應的減速度。剎車控制器101可根據參數A產生剎車訊號並指示剎車裝置102根據此剎車訊號提供剎車力(例如對應於圖2的剎車深度DF)以執行剎車操作。
圖3是根據本發明的一實施例所繪示的剎車控制方法的流程圖。請參照圖3，在步驟S301中，獲得總剎車距離與車輛的第一速度。在步驟S302中，獲得與所述車輛的剎車系統有關的剎車延遲資訊。所述剎車延遲資訊包括第一時間資訊與第二時間資訊，所述第一時間資訊反映剎車訊號的延遲時間，且所述第二時間資訊反映所述剎車系統根據所述剎車訊號執行剎車操作的準備時間。在步驟S303中，根據所述總剎車距離、所述第一速度及所述剎車延遲資訊獲得減速度資訊。在步驟S304中，根據所述減速度資訊產生所述剎車訊號。在步驟S305中，根據所述剎車訊號執行所述剎車操作。
然而，圖3中各步驟已詳細說明如上，在此便不再贅述。值得注意的是，圖3中各步驟可以實作為多個程式碼或是電路，本發明不加以限制。此外，圖3的方法可以搭配以上實施例使用，也可以單獨使用，本發明不加以限制。
綜上所述，在考慮了剎車訊號的延遲時間以及剎車系統根據剎車訊號執行剎車操作的準備時間後，減速度資訊與相應的剎車訊號可被產生。根據所述剎車訊號執行的剎車操作可讓車輛基於穩定的減速度而逐漸減速且準確地停止在預設的停止點之前。藉此，可有效對車輛的剎車系統及/或剎車裝置做出改善，並可減少乘客在剎車過程中感受到的不適感。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
10:剎車系統
101:剎車控制器
102:剎車裝置
103:儲存裝置
21:曲線
S301~S305:步驟
圖1是根據本發明的一實施例所繪示的剎車系統的示意圖。 圖2是根據本發明的一實施例所繪示的剎車深度對應車輛的移動距離的示意圖。 圖3是根據本發明的一實施例所繪示的剎車控制方法的流程圖。
S301~S305:步驟

Claims (10)

  1. 一種剎車控制方法，用於一車輛的一剎車系統，該剎車控制方法包括： 獲得一總剎車距離與該車輛的一第一速度； 獲得與該剎車系統有關的一剎車延遲資訊，其中該剎車延遲資訊包括一第一時間資訊與一第二時間資訊，該第一時間資訊反映一剎車訊號的一延遲時間，且該第二時間資訊反映該剎車系統根據該剎車訊號執行一剎車操作的一準備時間； 根據該總剎車距離、該第一速度及該剎車延遲資訊獲得一減速度資訊； 根據該減速度資訊產生該剎車訊號；以及 根據該剎車訊號執行該剎車操作。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的剎車控制方法，更包括以下步驟的至少其中之一： 執行一剎車模擬操作並根據該剎車模擬操作更新該剎車延遲資訊；以及 根據該剎車操作更新該剎車延遲資訊。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的剎車控制方法，其中獲得該總剎車距離的步驟包括： 評估該車輛與一停止點之間的距離；以及 根據該距離獲得該總剎車距離。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的剎車控制方法，其中在該傳遞延遲時間的時間範圍內，該剎車系統未根據該剎車訊號提供剎車力，並且 在該準備時間的時間範圍內，該剎車系統根據該剎車訊號提供逐漸線性增加的該剎車力。
  5. 一種剎車系統，用於一車輛，該剎車系統包括： 一剎車裝置，用以根據一剎車訊號執行一剎車操作；以及 一煞車控制器，耦接至該剎車裝置； 其中該煞車控制器用以獲得一總剎車距離與該車輛的一第一速度， 該煞車控制器更用以獲得一剎車延遲資訊，其中該剎車延遲資訊包括一第一時間資訊與一第二時間資訊，該第一時間資訊反映該剎車訊號的一延遲時間，且該第二時間資訊反映該剎車裝置根據該剎車訊號執行該剎車操作的一準備時間， 該煞車控制器更用以根據該總剎車距離、該第一速度及該剎車延遲資訊獲得一減速度資訊，並且 該煞車控制器更用以根據該減速度資訊產生該剎車訊號。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的剎車系統，其中該煞車控制器更用以執行一剎車模擬操作並根據該剎車模擬操作更新該剎車延遲資訊。
  7. 如申請專利範圍第5項所述的剎車系統，其中該煞車控制器更用以根據該剎車操作更新該剎車延遲資訊。
  8. 如申請專利範圍第5項所述的剎車系統，其中該煞車控制器獲得該總剎車距離的操作包括： 評估該車輛與一停止點之間的距離；以及 根據該距離獲得該總剎車距離。
  9. 如申請專利範圍第5項所述的剎車系統，其中在該延遲時間的時間範圍內，該剎車裝置未根據該剎車訊號提供剎車力，並且 在該準備時間的時間範圍內，該剎車裝置根據該剎車訊號提供逐漸線性增加的該剎車力。
  10. 一種車輛，包括： 一剎車系統，用以根據一剎車訊號執行一剎車操作， 其中該剎車系統更用以獲得一總剎車距離與該車輛的一第一速度， 該剎車系統更用以獲得一剎車延遲資訊，其中該剎車延遲資訊包括一第一時間資訊與一第二時間資訊，該第一時間資訊反映該剎車訊號的一延遲時間，且該第二時間資訊反映該剎車系統根據該剎車訊號執行該剎車操作的一準備時間， 該剎車系統更用以根據該總剎車距離、該第一速度及該剎車延遲資訊獲得一減速度資訊，並且 該剎車系統更用以根據該減速度資訊產生該剎車訊號。
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