一种用于教练车的辅助刹车系统及控制方法与流程

1.本发明涉及车辆的辅助教学技术领域，具体涉及一种用于教练车的辅助刹车系统及控制方法。


背景技术：

2.目前，在机动车的驾驶培训过程中，尤其是科目二的教学过程中，都是通过教练对学员进行一对一的教学培训。即使在教学阶段的后期，教练员也始终在车上对学员进行监督指导，一方面增加了相应的人工成本，另一方面，也不利于模拟出真实的开车环境。虽然，现有技术中出现了一些车辆模拟器的训练方案，但这些方案均是通过一些结构设置来进行模拟，脱离了真实的车辆驾驶情景，并未应用于真实的车辆教学中。
3.因此，如何将科目二的驾驶培训融入到实际的车辆教学中，以及保证在此过程中的安全性，确保在出现异常情况时，能实现如同存在教练员在教练车上进行刹车的技术方案，是当前亟需所解决的问题。


技术实现要素：

4.为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种用于教练车的辅助刹车系统及控制方法，实现将科目二的驾驶培训融入到实际的车辆教学中，并保证在此过程中的安全性。
5.第一方面：一种用于教练车的辅助刹车系统，该系统应用于教练车，所述系统包括：
6.采集单元，用于获取教练车的行车数据；其中，所述行车数据包括环境数据和车辆数据；
7.控制单元，用于对所述行车数据进行处理，以判断是否达到预设的刹车条件；若达到所述刹车条件，则产生第一刹车信号；
8.动作执行单元，用于根据所述第一刹车信号控制装设于教练车上的执行装置动作，以实现对所述教练车的辅助刹车；其中，所述执行装置通过传动机械连接于所述教练车的刹车踏板。
9.优选的，所述的一种用于教练车的辅助刹车系统，还包括装设于所述教练车中的上位机，所述上位机用于：
10.与所述控制单元实现数据交互，对所述教练车进行差分定位，以判断是否产生第二刹车信号，并将所述第二刹车信号传送至所述控制单元，从而驱动所述执行装置动作实现辅助刹车。
11.优选的，所述控制单元还用于：
12.在辅助刹车完成后，通过对所述行车数据的获取，以判断是否达到预设的刹车解除条件；若达到所述刹车解除条件，则产生刹车解除信号；
13.所述动作执行单元，根据所述刹车解除信号控制所述执行装置动作，以解除对所述教练车的辅助刹车。
14.优选的，所述刹车条件为多个，并对各刹车条件设置不同的优先级，若同时出现两个及以上的刹车条件时，按优先级执行处理。
15.第二方面：一种控制方法，应用于第一方面所述的一种用于教练车的辅助刹车系统，所述方法包括：
16.获取教练车的行车数据；其中，所述行车数据包括环境数据和车辆数据；
17.对所述行车数据进行处理，以判断是否达到预设的刹车条件；若达到所述刹车条件，则产生第一刹车信号；
18.根据所述第一刹车信号控制装设于教练车上的执行装置动作，以实现对所述教练车的辅助刹车；其中，所述执行装置通过传动机械连接于所述教练车的刹车踏板。
19.优选的，所述方法还包括：
20.通过装设于所述教练车中的上位机，与系统中的控制单元实现数据交互，对所述教练车进行差分定位，以判断是否产生第二刹车信号，并将所述第二刹车信号传送至所述控制单元，从而驱动所述执行装置动作实现辅助刹车。
21.优选的，所述方法还包括：在辅助刹车完成后，通过对所述行车数据的获取，以判断是否达到预设的刹车解除条件；若达到所述刹车解除条件，则产生刹车解除信号；
22.再根据所述刹车解除信号控制所述执行装置动作，以解除对所述教练车的辅助刹车。
23.优选的，所述刹车条件为多个，并对各刹车条件设置不同的优先级，若同时出现两个及以上的刹车条件时，按优先级执行处理。
24.采用上述技术方案，本发明提出的一种用于教练车的辅助刹车系统及控制方法，通过在教练车上部署该系统，并对所产生的行车数据进行处理，以判断是否达到预设的刹车条件，达到所述刹车条件时，对教练车进行辅助刹车控制；实现在科目二的练车过程中，将科目二的驾驶培训融入到实际的车辆教学中，在出现异常情况时，能在无教练员的情况下进行紧急制动，进而保证在此过程中的安全性。
附图说明
25.图1为本发明实施例所提供的一种用于教练车的辅助刹车系统的结构示意图；
26.图2为本发明实施例所提供的一种刹车条件的判断逻辑图；
27.图3为本发明实施例所提供的一种辅助刹车的逻辑图；
28.图4为本发明实施例所提供的一种解除刹车的逻辑图；
29.图5为本发明实施例所提供的一种控制方法的流程图。
具体实施方式
30.为了使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
31.如图1至4所示，本发明实施例提供了一种用于教练车的辅助刹车系统，该系统应
用于教练车，所述系统包括：
32.采集单元，用于获取教练车的行车数据；其中，所述行车数据包括环境数据和车辆数据。
33.具体地，所述采集单元包括多种设置在教练车上的传感器，包括雷达传感器、行程采集传感器、教练车档位及手刹信号采集模块和obd汽车车速转速采集等，在此不再赘述；
34.其中，雷达分布为：前方2个毫米波+侧6个超声波后方1个毫米波+侧6个超声波；
35.通过档位传感器和接入车辆手刹信号线可以采集到的档位及手刹状态；
36.采用can协议通过车辆obd接口读取车辆状态，监控车辆状态做出相应反应。
37.控制单元，用于对所述行车数据进行处理，以判断是否达到预设的刹车条件；若达到所述刹车条件，则产生第一刹车信号。
38.具体地，参照图2，举例给出了一种障碍物的刹车条件，根据雷达数据，再结合档位、车速计算出相应的安全距离，在低于安全距离时，产生对应的刹车制动；
39.应用时，根据障碍物(如行人、护栏、树木等)或是误操作(猛踩油门，超速，不系安全带)产生所述第一刹车信号。
40.动作执行单元，用于根据所述第一刹车信号控制装设于教练车上的执行装置动作，以实现对所述教练车的辅助刹车；其中，所述执行装置通过传动机械连接于所述教练车的刹车踏板。
41.具体地，执行装置包括刹车机构，所述刹车机构由两个大扭矩电机、行程传感器和机械传动组成，两个电机通过机械传动作用于教练车刹车踏板及离合踏板，所述行程传感器用于判断电机行程是否到位或回位。
42.在另一实施例中，该系统还包括装设于所述教练车中的上位机，所述上位机用于：
43.与所述控制单元实现数据交互，对所述教练车进行差分定位，以判断是否产生第二刹车信号，并将所述第二刹车信号传送至所述控制单元，从而驱动所述执行装置动作实现辅助刹车。
44.具体地，所述控制单元有两路rs232通信接口和一路usb通讯，用来接收采集单元和上位机的刹车指令信号，usb用来设置刹车电机和离合电机的行程以及调试信息；
45.实现数据交互时，如图2，产生的刹车信息会上传到上位机，由上位机播报；根据科目二场地3d实景可以获取当前车辆所处位置，当处于坡道位置时根据差分定位可判断车辆是前进还是后退，当后退超过30cm判定为后溜，上位机发送刹车命令(即所述第二刹车信号)给所述控制单元；进一步地，在所述上位机中设置电子围栏，利用差分定位，在车辆驶出所述电子围栏的范围后，产生所述第二刹车信号，进行紧急刹车。
46.综上，所述预设的刹车条件包括：
47.障碍物刹车；
48.超速刹车、误踩油门刹车；
49.不系安全带刹车：通过车辆obd获取当前安全带信息，不系安全带车辆刹车制动；
50.坡道后溜刹车；
51.触发电子围栏刹车。
52.如图3所示，产生上述任意刹车条件时，所述控制单元控制电机正转刹车，通过设置的行程传感器获知其行程，在行程到达时，电机停止转动。
53.对应的，如图4所示，所述控制单元还用于：
54.在辅助刹车完成后，通过对所述行车数据的获取，以判断是否达到预设的刹车解除条件；若达到所述刹车解除条件，则产生刹车解除信号；
55.所述动作执行单元，根据所述刹车解除信号控制所述执行装置动作，以解除对所述教练车的辅助刹车。
56.具体地，刹车制动完成后进行等待，等待刹车的解除，通过行车数据判断是否拉手刹、摘空挡，满足条件后，控制电机反转解除刹车，同时判断行程是否回位，回位后电机停止转动；
57.即，只有将档位置于空挡且手刹拉起来时才会控制电机解除刹车状态，从而保证车辆安全。
58.进一步地，还采用存储器对刹车信息进行记录，以便于用来分析和记录车辆操作情况。
59.上述方案，通过在教练车上部署该系统，并对所产生的行车数据进行处理，以判断是否达到预设的刹车条件，达到所述刹车条件时，对教练车进行辅助刹车控制；实现在科目二的练车过程中，将科目二的驾驶培训融入到实际的车辆教学中，在出现异常情况时，能在无教练员的情况下进行紧急制动，进而保证在此过程中的安全性。
60.进一步地，存在的刹车条件为多个，并对各刹车条件设置不同的优先级，若同时出现两个及以上的刹车条件时，按优先级执行处理。也就是说，正常情况谁先发生执行谁，同时两个及以上条件出现按优先级执行。
61.基于相同的发明构思，参照图5所示，一种控制方法，应用于前文所述的一种用于教练车的辅助刹车系统，所述方法包括：
62.s101，获取教练车的行车数据；其中，所述行车数据包括环境数据和车辆数据；
63.s102，对所述行车数据进行处理，以判断是否达到预设的刹车条件；若达到所述刹车条件，则产生第一刹车信号；
64.s103，根据所述第一刹车信号控制装设于教练车上的执行装置动作，以实现对所述教练车的辅助刹车；其中，所述执行装置通过传动机械连接于所述教练车的刹车踏板。
65.具体地，应用时，为实现多种情况下的刹车制动，所述方法还包括：
66.通过装设于所述教练车中的上位机，与系统中的控制单元实现数据交互，对所述教练车进行差分定位，以判断是否产生第二刹车信号，并将所述第二刹车信号传送至所述控制单元，从而驱动所述执行装置动作实现辅助刹车。
67.进一步地，在辅助刹车完成后，通过对所述行车数据的获取，以判断是否达到预设的刹车解除条件；若达到所述刹车解除条件，则产生刹车解除信号；
68.所述动作执行单元，根据所述刹车解除信号控制所述执行装置动作，以解除对所述教练车的辅助刹车。
69.同时，对各刹车条件设置不同的优先级，若同时出现两个及以上的刹车条件时，按优先级执行处理。
70.进一步地，还采用存储器对刹车信息进行记录，以便于用来分析和记录车辆操作情况。
71.需要说明的是，在行程判断、回位、刹车解除以及制动时，均进行相应的时间判断，
以确定是否超时。
72.需要说明的是，本发明实施例所提供的方法实施例，为简要描述，实施例部分未提及之处及详细的描述，可参考前述系统实施例中相关文字内容。
73.应当理解，在本发明实施例中，所称控制单元包括处理器，该处理器可以是中央处理单元(central processing unit，cpu)，该处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
74.存储器可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器提供数据。存储器的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器。
75.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的单元和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。
76.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。