一种汽车自适应辅助制动系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开一种汽车自适应辅助制动系统，包括：液压制动主系统，其包括：制动主缸，其与汽车制动踏板连接；制动器，其设置在汽车车轮上，且与所述制动主缸连接；电机辅助制动系统，其包括：轮毂电机，其设置在所述汽车轮毂上；信号采集模块，其用于采集汽车行驶信息、路况信息和驾驶员状态；信号处理模块，其与所述信号采集模块连接，用于处理所述信号采集模块采集的数据，并做出辅助控制决策；控制模块，其与所述信号处理模块和轮毂电机连接，用于接收所述辅助控制决策，并对汽车进行辅助制动。本发明专利技术还提供一种汽车自适应辅助制动系统的控制方法，能够根据汽车行驶信息和路况环境信息，实时确定汽车与前辆汽车的安全距离，并做出辅助控制决策。

【技术实现步骤摘要】
一种汽车自适应辅助制动系统及其控制方法
本专利技术涉及汽车制动电子控制
，更具体的是，本专利技术涉及一种汽车自适应辅助制动系统及其控制方法。
技术介绍
随着经济的发展，汽车保有量增加，人们对车辆的驾驶和乘坐舒适性提出了越来越高的要求；同时车辆的增多影响到道路交通的安全。车辆的制动系统是车辆的重要控制系统之一，车辆控制制动技术的发展情况决定了车辆的技术水平。现有技术中的车辆的制动系统包括刹车制动、手动制动等，传统情况中，当驾驶员遇到紧急情况，通常将踩在油门上的右脚急速放松，回收同时移向刹车踏板，并将刹车踏板踩下，当刹车踏板踩下后，车速才会降低，在此过程中车速基本保持原有车速，而其间的时间并没有即使形成制动，也就是说，制动操作不能够由驾驶员发现紧急情况时及时作出反应，存在延误操作的可能，对车辆的行驶安全造成了极大的威胁。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是设计开发了一种汽车自适应辅助制动系统，设置了电机辅助制动系统，在进行液压制动的同时，电机辅助制动系统通过轮毂电机进行辅助制动，提高制动效果和行车安全性。本专利技术的另一个目的是设计开发了一种汽车自适应辅助制动系统的控制方法，能够根据汽车行驶信息和路况环境信息，实时确定汽车与相邻前辆汽车的安全距离，并做出辅助控制决策。本专利技术在汽车与相邻前辆汽车的实时距离小于等于汽车的安全距离时，精确控制汽车的辅助制动加速度，提高制动效果和驾驶舒适性。本专利技术还能在汽车与相邻前辆汽车的实时距离大于汽车的安全距离时，基于BP神经网络确定汽车的辅助制动加速度，提高制动效果和驾驶舒适性。本专利技术提供的技术方案为：一种汽车自适应辅助制动系统，包括：液压制动主系统，其包括：制动主缸，其与汽车制动踏板连接；制动器，其设置在汽车车轮上，且与所述制动主缸连接；电机辅助制动系统，其包括：轮毂电机，其设置在所述汽车轮毂上；信号采集模块，其用于采集汽车行驶信息、路况信息和驾驶员状态；信号处理模块，其与所述信号采集模块连接，用于处理所述信号采集模块采集的数据，并做出辅助控制决策；控制模块，其与所述信号处理模块和轮毂电机连接，用于接收所述辅助控制决策，并对汽车进行辅助制动。优选的是，所述信号采集模块包括：摄像头，其设置在汽车前挡风玻璃顶端中间，用于检测前方道路信息；车速传感器，其设置在汽车底盘上，用于检测汽车行驶速度；踏板位移传感器，其与制动踏板连接，用于检测制动踏板的位移；多个振动传感器，其分别设置在汽车坐垫、靠背和地板处，用于检测汽车行驶时的振动程度；多个转向盘压力传感器，其均匀分布在汽车转向盘轮辋骨架上，用于检测驾驶员作用于汽车转向盘上的压力；心率传感器，其设置在汽车驾驶座位的安全带上，用于检测驾驶员的心率。一种汽车自适应辅助制动系统的控制方法，包括：当汽车进行制动时，按照采样周期，通过传感器测量采集汽车行驶信息和路况环境信息，实时确定汽车与相邻前辆汽车的安全距离，并做出辅助控制决策，控制模块根据所述辅助控制决策对汽车进行辅助制动，其中，所述汽车与相邻前辆汽车的安全距离为：其中，DS为安全距离，d0为当前车况环境下应当保持的安全距离，ds为能见度，v为车速，k为参数，n为等概率出现的选择对象数，χ为天气状况系数且χ∈[-2,1]，g为重力加速度，e为自然对数的底数，σ为风力等级且σ∈[0,9]。优选的是，当汽车与相邻前辆汽车的实时距离D满足D≤DS时，控制模块通过轮毂电机对汽车进行辅助制动的辅助制动加速度为：其中，a为辅助制动加速度，v0为汽车的实时车速，fi为第i个转向盘压力传感器检测的压力值，n为汽车转向盘轮辋骨架上分布的转向盘压力传感器的数量，为汽车平均振动幅度，F为转向盘压力方差，T为驾驶员心率趋势。优选的是，所述汽车转向盘压力方差为：优选的是，所述驾驶员心率趋势为：式中，TRE为驾驶员的实时心率值，TREmin为驾驶员的最小心率值，TREmax为驾驶员的最大心率值。优选的是，当汽车与相邻前辆汽车的实时距离D满足D＞DS时，基于BP神经网络采集汽车行驶信息、路况信息和驾驶员状态并确定辅助制动加速度，具体包括如下步骤：步骤一、按照采样周期，通过传感器采集汽车与相邻前辆汽车的实时距离D，汽车的实时车速v0，汽车平均振动幅度转向盘压力方差F，驾驶员心率趋势T以及制动踏板的位移H；步骤二、依次将汽车与相邻前辆汽车的实时距离D，汽车的实时车速v0，汽车平均振动幅度转向盘压力方差F，驾驶员心率趋势T以及制动踏板的位移H进行规格化，确定三层BP神经网络的输入层向量x＝{x1,x2,x3,x4,x5,x6}；其中，x1为实时距离系数，x2为车速系数，x3为振动幅度系数，x4为转向盘压力方差系数，x5为心率趋势系数，x6为制动踏板的位移系数；步骤三、所述输入层向量映射到中间层，所述中间层向量y＝{y1,y2,…,ym}；m为中间层节点个数；步骤四、得到输出层向量z＝{z1}；其中，z1为辅助制动加速度调节系数，使ai+1＝z1iamax，其中，z1i为第i个采样周期输出层向量参数，amax为设定的辅助制动加速度的最大值，ai+1为第i+1个采样周期时的辅助制动加速度。优选的是，步骤二中，将汽车与相邻前辆汽车的实时距离D，汽车的实时车速v0，汽车平均振动幅度转向盘压力方差F，驾驶员心率趋势T以及制动踏板的位移H进行规格化的公式为：其中，xj为输入层向量中的参数，Xj分别为测量参数D、v0、F、T、H，j＝1,2,3,4,5,6；Xjmax和Xjmin分别为相应测量参数中的最大值和最小值。优选的是，所述步骤一中，初始运行状态下，辅助制动加速度满足经验值：a0＝0.5amax，其中，a0为初始辅助制动加速度；amax为设定的最大辅助制动加速度。优选的是，所述中间层的节点个数m满足：其中n为输入层节点个数，p为输出层节点个数，所述中间层及所述输出层的激励函数均采用S型函数fj(x)＝1/(1+e-x)。本专利技术所述的有益效果：(1)本专利技术提供的汽车自适应辅助制动系统，设置了电机辅助制动系统，在进行液压制动的同时，电机辅助制动系统通过轮毂电机进行辅助制动，提高制动效果和行车安全性。(2)本专利技术提供的汽车自适应辅助制动系统的控制方法，能够根据汽车行驶信息和路况环境信息，实时确定汽车与相邻前辆汽车的安全距离，并做出辅助控制决策。在汽车与相邻前辆汽车的实时距离小于等于汽车的安全距离时，精确控制汽车的辅助制动加速度。还能在汽车与相邻前辆汽车的实时距离大于汽车的安全距离时，基于BP神经网络确定汽车的辅助制动加速度，提高制动效果和驾驶舒适性，也提高了行车安全性。具体实施方式下面对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。本专利技术提供一种汽车自适应辅助制动系统，包括：液压制动主系统，其包括：制动主缸，其与汽车制动踏板连接；制动器，其设置在汽车车轮上，且与所述制动主缸连接。主要是踩踏制动踏板时，通过液压传递到车轮上的制动器，对汽车进行制动。电机辅助制动系统，其包括：轮毂电机，其设置在所述汽车轮毂上；信号采集模块，其用于采集汽车行驶信息、路况信息和驾驶员状态；信号处理模块，其与所述信号采集模块连接，用于处理所述信号采集模块采集的数据，并做出辅助控制决策；控制模块，其与所述信号处理模块和轮毂电机连接，用于接收本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种汽车自适应辅助制动系统，其特征在于，包括：液压制动主系统，其包括：制动主缸，其与汽车制动踏板连接；制动器，其设置在汽车车轮上，且与所述制动主缸连接；电机辅助制动系统，其包括：轮毂电机，其设置在所述汽车轮毂上；信号采集模块，其用于采集汽车行驶信息、路况信息和驾驶员状态；信号处理模块，其与所述信号采集模块连接，用于处理所述信号采集模块采集的数据，并做出辅助控制决策；控制模块，其与所述信号处理模块和轮毂电机连接，用于接收所述辅助控制决策，并对汽车进行辅助制动。

【技术特征摘要】
1.一种汽车自适应辅助制动系统，其特征在于，包括：液压制动主系统，其包括：制动主缸，其与汽车制动踏板连接；制动器，其设置在汽车车轮上，且与所述制动主缸连接；电机辅助制动系统，其包括：轮毂电机，其设置在所述汽车轮毂上；信号采集模块，其用于采集汽车行驶信息、路况信息和驾驶员状态；信号处理模块，其与所述信号采集模块连接，用于处理所述信号采集模块采集的数据，并做出辅助控制决策；控制模块，其与所述信号处理模块和轮毂电机连接，用于接收所述辅助控制决策，并对汽车进行辅助制动。2.如权利要求1所述的汽车自适应辅助制动系统，其特征在于，所述信号采集模块包括：摄像头，其设置在汽车前挡风玻璃顶端中间，用于检测前方道路信息；车速传感器，其设置在汽车底盘上，用于检测汽车行驶速度；踏板位移传感器，其与制动踏板连接，用于检测制动踏板的位移；多个振动传感器，其分别设置在汽车坐垫、靠背和地板处，用于检测汽车行驶时的振动程度；多个转向盘压力传感器，其均匀分布在汽车转向盘轮辋骨架上，用于检测驾驶员作用于汽车转向盘上的压力；心率传感器，其设置在汽车驾驶座位的安全带上，用于检测驾驶员的心率。3.一种汽车自适应辅助制动系统的控制方法，其特征在于，包括：当汽车进行制动时，按照采样周期，通过传感器测量采集汽车行驶信息和路况环境信息，实时确定汽车与相邻前辆汽车的安全距离，并做出辅助控制决策，控制模块根据所述辅助控制决策对汽车进行辅助制动，其中，所述汽车与相邻前辆汽车的安全距离为：其中，DS为安全距离，d0为当前车况环境下应当保持的安全距离，ds为能见度，v为车速，k为参数，n为等概率出现的选择对象数，χ为天气状况系数且χ∈[-2,1]，g为重力加速度，e为自然对数的底数，σ为风力等级且σ∈[0,9]。4.如权利要求3所述的汽车自适应辅助制动系统的控制方法，其特征在于，当汽车与相邻前辆汽车的实时距离D满足D≤DS时，控制模块通过轮毂电机对汽车进行辅助制动的辅助制动加速度为：其中，a为辅助制动加速度，v0为汽车的实时车速，fi为第i个转向盘压力传感器检测的压力值，n为汽车转向盘轮辋骨架上分布的转向盘压力传感器的数量，为汽车平均振动幅度，F为转向盘压力方差，T为驾驶员心率趋势。5.如权利要求4所述的汽车自适应辅助制动系统的控制方法，其特征在于，所述汽车转向盘压力方差为：6.如权利要求4或5所述的汽车自适应辅助制动系统的控制方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：王亚君，孙福明，李刚，
申请(专利权)人：辽宁工业大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21