一种用于大型车辆的智能刹车系统及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及汽车刹车技术领域，具体涉及一种用于大型车辆的智能刹车系统及其控制方法。
【背景技术】
[0002]近年来，我国大型车辆刹车失灵的事故屡见不鲜，汽车市场上需一种智能刹车系统，既能够实现自动刹车，又可以保证大型车辆在危险路面(如斜坡、能见度低的路段)依旧能够有效减速、刹车，从而避免碰撞事故。当前大型车辆的刹车制动，主要有以下几个缺点:一是过分依赖人为行为:司机驾驶水平参差不齐，还极易出现疲劳驾驶、酒驾等行为;二是车辆制动不平缓，急刹车往往导致乘客、车载货物受到损伤损坏;三是刹车极易失灵:刹车片在频繁使用后，极易升温失灵；四是刹车距离过长，即使司机在发现危险后踩踏刹车踏板进行刹车，但是往往是难以成功刹车、避免碰撞。
[0003]当前大型车辆的刹车制动，主要是依靠司机人为踩踏刹车踏板，利用原车刹车片机械刹车。而在此种刹车方法中，刹车片极易由于频繁刹车产生高温而失灵，一些司机甚至使用冷却水来为刹车片降温，但是结果往往是治标不治本，难以解决实质问题。现有发动机排气制动技术中的刹车距离较远、刹车效果一般，且损害发动机本身。
【发明内容】
[0004]针对上述现有技术中存在的技术问题，本发明旨在提供一种用于大型车辆的智能刹车系统，既能够实现自动刹车，又可以保证大型车辆在危险路面(如斜坡、能见度低的路段)能够有效减速、刹车，从而避免碰撞事故。
[0005]为实现该技术目的，本发明的方案是:
[0006]—种用于大型车辆的智能刹车系统，该系统由探测器、系统总线接口、控制器、报警系统、缓速器、刹车系统和线束组成；
[0007]所述探测器负责收集路面信息，传递实时信息，实现车辆环境感知，为控制器提供决策依据;所述探测器可为雷达、摄像头或雷达和摄像头的组合；
[0008]所述控制器是利用系统总线接口传输来的数据信息，包括集成在控制器内的车速传感器和角度传感器等采集的数据，进行融合计算，制定决策动作，实现报警、智能缓速以及智能刹车；
[0009]所述缓速器是有效缓速的执行单元，受控制器的电信号驱动，所述缓速器独立于车辆的刹车系统之外，不使用原车机械刹车片;所述缓速器通过机械能转换为热能，无机械磨损、无噪声地实现缓速；
[0010]所述刹车系统是刹车至静止的执行单元，受控制器的电信号驱动；
[0011 ]所述线束线束用于连接系统各部分，用于通讯和传递电信号；
[0012 ]进一步，所述缓速器采用电涡流缓速器或液力缓速器；
[0013]进一步，所述刹车系统可采用电控踏板刹车、总线通讯刹车、电控手刹等多种方式方法。
[0014]缓速器工作原理是应用物理学电磁感应原理，在车辆需要减速时将车辆行驶的动能转换为热能，使车辆达到减速的目的，起到辅助制动作用。缓速器由转子和定子组成;转子与车辆传动部件传动轴连接;定子间接与车梁连接；当车辆需要减速时将缓速器定子接通电源，定子线圈产生磁场，高速旋转的转子切割磁力线，在转子内部形成电涡流，产生反向的制动力矩，使车辆减速;同时，转子在旋转时通过转子上的风叶将电涡流产生的热量散发出去。
[0015]—种用于大型车辆的智能刹车系统的控制方法，该方法包括以下步骤；
[0016]S1:开始程序起始，进行系统初始化，部分完成设备运行基本参数配置、变量初值设定，内存预分配等功能；
[0017]S2:探测器数据读取，系统指定时间实时读取的，获得了前方目标的定位信息，如相对于自车的速度、距离和方位，及当前状态下车辆油门踏板、刹车踏板的位置自车信息等;所使用的探测器是高频探测器；
[0018]S3:抑制报警，当判断到危险但驾驶员采取了响应规避操作时，如减油或是主动刹车时，会抑制低级别的报警，然后返回到探测器数据读取步骤S2;
[0019]S4:若上述S3抑制报警步骤没有抑制报警，便执行危险目标识别程序，解决在道路上，车辆、人和路边建筑物多目标的识别问题，危险目标的识别基于同车道最近目标检测原则确定。如图3所示，自车行驶的车道宽度为a，自车的宽度为b，前方目标与自车夹角为Θ ；
[0020]高频探测器采集上传一组目标的数据帧，包括了每个目标与自车的相对距离、相对速度及相对角度信息，通过距离和角度可以得到目标车辆与本车的横向间距，可通过横向距离的大小来判定车辆是否与本车处于同一车道。同时还可得到与自车的垂直距离，通过这些数据可以计算确定当前帧最危险的目标，并与先前数据对比，确认当前帧是否出现了新的危险目标，并对危险目标数据计算保存，用于下一步安全模型算法的计算。
[0021 ]安全模型算法，综合自车的制动性能及前方目标的运动状态，运用安全车距控制逻辑，对危险状态做出评估，主要针对自车与前车相对速度分为两种情况:
[0022]a.相对速度较大，此时假定前方车辆突然原地停止，并考虑停止后车间距仍保持一定安全距离，得到该安全距离模型的碰撞时间；
[0023]b.相对速度较小，此时假定车辆在正常交通环境下进行跟随行驶，自车与前方目标的相对速度和车间距离成一定的线性关系，得到该安全距离的碰撞时间；
[0024]将计算所得的碰撞时间及当前车速下设定的安全阈值传递给下一步S5调用规避控制程序确定危险等级；
[0025]S5:调用规避控制程序确定危险等级，根据危险等级启动缓速器或刹车系统，规避控制程序根据危险状态等级做出报警及输出执行机构的控制逻辑，规避驾驶风险;缓速器是有效缓速的执行单元，受控制器的电信号驱动，所述缓速器独立于车辆的刹车系统之外，不使用原车机械刹车片;缓速器通过机械能转换为热能，无机械磨损、无噪声地实现缓速；刹车系统是刹车至静止的执行单元，受控制器的电信号驱动；
[0026]返回至S1步骤循环。
[0027]进一步，所述缓速器采用电涡流缓速器或液力缓速器；
[0028]进一步，所述刹车系统可采用电控踏板刹车、总线通讯刹车、电控手刹等多种方式方法。
[0029]本发明有如下优点:
[0030]1、本发明的智能刹车系统，专用于解决大型车辆减速、刹车困难、刹车不及时的难题，实现了智能报警、智能缓速、以及自动刹车;而在缓速执行器方面，该系统采用缓速器，基于电磁转换技术，避免物理磨损，大幅缩短刹车距离，并且其制动力随着车速的变化而变化、缓速刹车平稳高效;在刹车执行器方面，可以与多种刹车方式包括电控踏板刹车、总线通讯刹车、电控手刹等方式搭配使用，适应性好。
[0031]2、改变了传统上依靠司机主观上能动识别危险，采取措施消除或降低危害的危险识别控制模式，将车辆行车的安全由智能刹车系统进行可靠及时准确的控制，避免了人的主观性和武断性，具有积极的意义。
【附图说明】
[0032]图1是本发明提供的智能刹车系统的结构图；
[0033]图2是本发明提供的智能刹车系统的工作流程图；
[0034]图3是汽车行驶环境模拟图:(a)汽车行驶路况图；(b)探测目标数据分析图。
【具体实施方式】
[0035]下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
[0036]实施例:
[0037]一种用于大型车辆的智能刹车系统，该系统由探测器3、系统总线接口 4、控制器5、报警系统6、缓速器7、刹车系统8以及线束9组成；
[0038]所述探测器3可为雷达1、摄像头2或雷达1和摄像头2的组合;所述探测器3负责收集路面信息，传递实时信息，实现车辆环境感知，为控制器3提供决策依据；
[0039]所述控制器5是利用系统总线接口4传输来的数据信息，包括集成控制器5内部的车速传感器和角度传感器等采集的数据，进行融合计算，制定决策动作，实现报警、智能缓速以及智能刹车；
[0040]所述缓速器7是有效缓速的执行单元，受控制器5的电信号驱动，所述缓速器7独立于车辆的刹车系统之外，不使用原车机械刹车片;所述缓速器7通过机械能转换为热能，无机械磨损、无噪声地实现缓速；
[0041]所述刹车系统8是刹车至静止的执行单元，受控制器5的电信号驱动；
[0042]所述线束9用于连接系统各部分;用于通讯