专利名称：一种电动汽车的防撞系统及自动刹车方法
技术领域：
本发明属于电动汽车技术领域，更具体地，涉及一种电动汽车的防撞系统及自动刹车方法。
背景技术：
汽车追尾是最为常见的交通事故之一，其主要原因在于驾驶人在行驶过程中没有保持安全的汽车间距，或者保持了安全间距但反应不及时造成的。为了解决上述问题，目前，已经有一些方法来实现汽车的防撞问题。比如中国专利CN2468062Y公开了一种“毫米波汽车防撞雷达装置”，利用天线、收发组件、中放、信号处理、报警及显示、函数发生器和电源等部件，当探测到汽车与前方障碍物的距离小于安全阈值时，对驾驶人发出光电警报提醒，但是该专利所公开的技术方案不能进行自动减速或刹车控制。·
中国专利CN1586945A公开的“汽车追尾防撞预警智能控制系统及控制方法”，在检测到当前车距小于安全距离时，通过自动调节发动机给油量和控制机械制动装置，实现对车速的控制，但此种方法仅适用于燃油汽车领域。中国专利CN101377685A公开了 “用于电动汽车的智能防撞系统”，针对电动汽车电机驱动的特点，当检测到车辆需要减速或刹车时，通过减小或封锁对驱动电机施加的PWM控制信号的占空比，从而实现减速或刹车，但此种方法仅能依靠电机的再生制动进行减速，其减速能力有限，在紧急情况下，难以保证车辆安全。另一种可能的情况是，由于其计算安全距离采用的是电机最大的制动加速度，这样将导致安全距离较大，浪费较多的道路资源。随着电动汽车技术的不断发展，以电动为主的新能源汽车将成为未来交通工具的发展方向，对于如何快速、准确、及时地实现电动汽车的自动防撞和追尾，成为目前电动汽车领域一个不得不解决的难题。
发明内容
本发明的特征和优点在下文的描述中部分地陈述，或者可从该描述显而易见，或者可通过实践本发明而学习。为解决电动汽车的快速、准确、及时地自动避免在行驶过程中发生追尾和碰撞、全面提高汽车的智能化的问题，本发明提供一种电动汽车的防撞系统及自动刹车方法。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下根据本发明的一个方面，提供一种电动汽车的防撞系统，该系统，包括信息采集模块，用于实时采集电动汽车与前方车辆或障碍物之间的距离以及当前行驶速度；信息处理模块，用于实时计算电动汽车与前方车辆或障碍物的追尾时间，以及再生制动安全时间和机械制动安全时间；智能决策模块，用于根据电动汽车与前方车辆或障碍物的追尾时间，以及再生制动安全时间和机械制动安全时间，决定是否继续保持正常行驶或者启动再生制动模式或者同时启动再生制动和机械制动模式的复合制动模式；再生制动模块，根据智能决策模块所提供的启动再生制动模式信号对电动汽车启动再生制动；以及机械制动模块，根据智能决策模块所提供的启动复合制动模式信号对电动汽车启动机械制动。优选地，信息采集模块包括距离传感器和车速传感器，还包括信号转换电路，用于将距离传感器和车速传感器所采集的模拟信号转换为数字信号，并将数字信号传输给信息处理模块。优选地，信息处理模块还包括用于实时计算电动汽车与前方车辆或障碍物的追尾时间的追尾时间计算模块，根据如下公式进行计算t (k) = s(k)+v(k)其中，t(k)为追尾时间；s(k)为电动汽车与前方车辆或障碍物的距离；v(k)为当前汽车的行驶速度。优选地，信息处理模块还包括用于计算再生制动安全时间的再生制动安全时间计算模块，根据如下公式进行计算
权利要求
1.一种电动汽车的防撞系统,其特征在于,包括 信息采集模块，用于实时采集电动汽车与前方车辆或障碍物之间的距离以及当前行驶速度； 信息处理模块，用于实时计算电动汽车与前方车辆或障碍物的追尾时间，以及再生制动安全时间和机械制动安全时间； 智能决策模块，用于根据所述电动汽车与前方车辆或障碍物的追尾时间，以及再生制动安全时间和机械制动安全时间，决定是否继续保持正常行驶或者启动再生制动模式或者同时启动再生制动和机械制动模式的复合制动模式； 再生制动模块，根据所述智能决策模块所提供的启动再生制动模式信号对电动汽车启动再生制动；以及 机械制动模块，根据所述智能决策模块所提供的启动复合制动模式信号对电动汽车启动机械制动。
2.根据权利要求I所述的电动汽车的防撞系统，其特征在于，所述的信息采集模块包括距离传感器、车速传感器以及信号转换电路，所述信号转换电路用于将所述距离传感器和车速传感器所采集的模拟信号转换为数字信号，并将所述数字信号传输给所述信息处理模块。
3.根据权利要求I所述的电动汽车的防撞系统，其特征在于，所述的信息处理模块还包括用于实时计算电动汽车与前方车辆或障碍物的追尾时间的追尾时间计算模块，根据如下公式进行计算t (k) =s (k) +V (k) 其中，t(k)为追尾时间； s(k)为电动汽车与前方车辆或障碍物的距离； v(k)为当前汽车的行驶速度。
4.根据权利要求I至3任意一项所述的电动汽车的防撞系统，其特征在于，所述的信息处理模块还包括用于计算再生制动安全时间的再生制动安全时间计算模块，根据如下公式进行计算
5.根据权利要求I至3任意一项所述的电动汽车的防撞系统，其特征在于，所述的信息处理模块还包括用于计算机械制动安全时间的机械制动安全时间计算模块，根据如下公式进行计算
6.根据权利要求I所述的电动汽车的防撞系统，其特征在于，所述的智能决策模块包括制动时间比较模块，用于分别比较追尾时间与再生制动安全时间和机械制动安全时间的大小。
7.根据权利要求6所述的电动汽车的防撞系统，其特征在于，所述的智能决策模块还包括制动模式决策模块，用于当追尾时间大于再生制动安全时间时，向电动汽车动力装置输入继续正常行驶的信号，当追尾时间小于再生制动安全时间并小于机械制动安全时间时，向再生制动模块输入启动再生制动模式的信号，当追尾时间小于机械制动安全时间时，同时向再生制动模块和机械制动模块输入同时启动再生制动和机械制动模式的复合制动模式信号。
8.根据权利要求7所述的电动汽车的防撞系统，其特征在于，所述的智能决策模块还包括再生制动力矩计算模块，用于当追尾时间比机械制动安全时间大，但小于再生制动安全时间时，计算再生制动力矩，用如下公式进行计算
9.根据权利要求8所述的电动汽车的防撞系统，其特征在于，所述的智能决策模块包括刹车踏板下压角度计算模块，用于当追尾时间比机械制动安全时间小时，计算刹车踏板下压角度，用如下公式进行计算
10.根据权利要求I所述的电动汽车的防撞系统，其特征在于，所述的再生制动模块包括驱动电机控制器和驱动电机，所述驱动电机控制器用于接收所述再生制动模式信号或者复合制动模式信号，并将该信号转变为电机驱动信号，所述的驱动电机接收所述电机驱动信号产生制动力矩对所述电动汽车进行制动。
11.根据权利要求I或10所述的电动汽车的防撞系统，其特征在于，所述的机械制动模块包括刹车踏板电机控制器和刹车踏板电机，所述的刹车踏板电机控制器用于接收所述复合制动模式信号，并将该信号转变为刹车踏板电机控制信号，所述刹车踏板电机用于接收所述刹车踏板电机控制信号并将其转变成控制刹车踏板下压角度的力。
12.根据权利要求I所述的电动汽车的防撞系统，其特征在于，还包括光电提醒模块，用于当电动汽车进入再生制动模式或复合制动模式时，以声光形式对驾驶员和跟随车辆发出提示刹车的声光报警信号。
13.—种电动汽车的自动刹车方法，其特征在于，包括 实时采集电动汽车与前方车辆或障碍物之间的距离和当前行驶速度； 计算电动汽车与前方车辆或障碍物的追尾时间，以及再生制动安全时间和机械制动安全时间； 智能决策模块根据所述电动汽车与前方车辆或障碍物的追尾时间，以及再生制动安全时间和机械制动安全时间，决定是否继续保持正常行驶或者启动再生制动模式或者同时启动再生制动和机械制动模式的复合制动模式； 电动汽车根据所述智能决策模块所提供的信号，对电动汽车进行再生制动或者同时启动再生制动和机械制动的复合制动。
14.根据权利要求13所述的自动刹车方法，其特征在于，根据如下公式计算所述电动汽车与前方车辆或障碍物的追尾时间t (k) =s (k) +V (k) 其中，t(k)为追尾时间； s(k)为电动汽车与前方车辆或障碍物的距离； v(k)为当前汽车的行驶速度。
15.根据权利要求13或14所述的自动刹车方法，其特征在于，根据如下公式进行计算所述再生制动安全时间
16.根据权利要求15所述的自动刹车方法，其特征在于，根据如下公式进行计算所述机械制动安全时间
17.根据权利要求13所述的自动刹车方法，其特征在于，所述智能决策模块根据所述电动汽车与前方车辆或障碍物的追尾时间，以及再生制动安全时间和机械制动安全时间，决定是否继续保持正常行驶或者启动再生制动模式或者同时启动再生制动和机械制动模式的复合制动模式进一步包括 分别比较追尾时间与再生制动安全时间和机械制动安全时间的大小； 当追尾时间小于再生制动安全时间并小于机械制动安全时间时，向再生制动模块输入启动再生制动模式的信号； 当追尾时间小于机械制动安全时间时，同时向再生制动模块和机械制动模块输入同时启动再生制动和机械制动模式的复合制动模式信号。
18.根据权利要求17所述的自动刹车方法，其特征在于，所述启动再生制动模式的信号包括再生制动力矩，所述再生制动力矩采用如下公式进行计算
19.根据权利要求18所述的自动刹车方法，其特征在于，所述同时启动再生制动和机械制动模式的复合制动模式信号包括所述最大的再生制动力矩Tmax和刹车踏板下压角度，所述刹车踏板下压角度采用如下公式进行计算
全文摘要
本发明公开一种电动汽车的防撞系统及自动刹车方法，包括信息采集模块，用于实时采集电动汽车与前方车辆或障碍物之间的距离以及当前行驶速度；信息处理模块，用于实时计算电动汽车与前方车辆或障碍物的追尾时间，以及再生制动安全时间和机械制动安全时间；智能决策模块，用于根据电动汽车与前方车辆或障碍物的追尾时间，以及再生制动安全时间和机械制动安全时间，决定是否继续保持正常行驶或者启动再生制动模式或者同时启动再生制动和机械制动模式的复合制动模式；再生制动模块，根据智能决策模块所提供的启动再生制动模式信号对电动汽车启动再生制动；机械制动模块，根据智能决策模块所提供的启动复合制动模式信号对电动汽车启动机械制动。
文档编号B60L7/26GK102897155SQ201210367328
公开日2013年1月30日 申请日期2012年9月27日 优先权日2012年9月27日
发明者阎镜予, 林天麟 申请人:安科智慧城市技术(中国)有限公司