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CN106004834B - 汽车紧急制动的控制方法、系统及车辆 - Google Patents

汽车紧急制动的控制方法、系统及车辆 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种汽车紧急制动的控制方法、系统及车辆，其中，控制方法包括：根据车身高度计算汽车的前轴载质量、后轴载质量和质心高度；在汽车行驶过程中，读取当前汽车的前轴侧偏刚度和后轴侧偏刚度；根据质心高度、前轴载质量、后轴载质量、前轴侧偏刚度和后轴侧偏刚度计算当前汽车紧急制动时的减速度限值；根据减速度限值控制汽车紧急制动。本发明实施例的控制方法能够在避免或减轻碰撞的同时，避免制动失稳，提高了行车安全性。

Description

汽车紧急制动的控制方法、系统及车辆
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，具体涉及一种汽车紧急制动的控制方法、系统及车辆。
背景技术
车载主动刹车系统利用毫米波雷达、激光雷达、摄像头等传感器检测前方车辆与自车的位置及运动关系，当存在碰撞危险时，发出警示，必要时自动施加制动以达到避险或减轻碰撞伤害程度的目的。
相关技术中，通过设置横向减速度控制车辆制动，以避撞前方车辆，该技术虽然能够避免与前车碰撞或降低碰撞强度，但没有考虑自车实施紧急制动时的侧向运动状态，尤其是在弯道紧急制动时，无法规避可能发生的制动失稳。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种汽车紧急制动的控制方法，该控制方法能够在避免或减轻碰撞的同时，避免制动失稳，提高了行车安全性。
本发明的第二个目的在于提出一种汽车紧急制动的控制系统。
本发明的第三个目的在于提出一种车辆。
为实现上述目的，本发明第一方面的实施例提出了一种汽车紧急制动的控制方法，包括以下步骤：根据车身高度计算汽车的前轴载质量、后轴载质量和质心高度；在所述汽车行驶过程中，读取当前所述汽车的前轴侧偏刚度和后轴侧偏刚度；根据所述质心的高度、所述前轴载质量、所述后轴载质量、所述前轴侧偏刚度和所述后轴侧偏刚度计算当前所述汽车紧急制动时的减速度限值；根据所述减速度限值控制所述汽车紧急制动。
根据本发明实施例的汽车紧急制动的控制方法，通过汽车的质心高度、前轴载质量、后轴载质量、前轴侧偏刚度和后轴侧偏刚度计算得到当前汽车紧急制动时的减速度限值，进而根据该减速度限值控制汽车紧急制动，由此，能够在避免或减轻碰撞的同时，避免制动失稳，提高了行车安全性。
另外，根据本发明上述实施例的汽车紧急制动的控制方法还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的一个实施例，所述读取当前所述汽车的前轴侧偏刚度和后轴侧偏刚度包括：根据所述汽车的当前侧向加速度查询预设标定查询数据；从所述预设标定查询数据中读取所述当前侧向加速度对应的所述前轴侧偏刚度和所述后轴侧偏刚度。
根据本发明的一个实施例，所述预设标定查询数据通过以下步骤获取：根据不同车速下的稳态转向试验，标定所述汽车在不同侧向加速度下的前轴侧偏刚度和后轴侧偏刚度；建立侧向加速度与前轴侧偏刚度、后轴侧偏刚度的对应关系，以获取所述预设标定查询数据。
根据本发明的一个实施例，根据所述质心高度、所述前轴载质量、所述后轴载质量、所述前轴侧偏刚度和所述后轴侧偏刚度计算所述汽车紧急制动时的减速度限值包括：通过如下公式计算所述汽车紧急制动时的减速度限值：
其中，为所述减速度限值，mf为所述前轴载质量，mr为所述后轴载质量，k1为所述前轴偏向刚度，k2为所述后轴偏向刚度，L为所述前轴和所述后轴之间的距离，h为所述质心高度，g为重力加速度。
根据本发明的一个实施例，所述根据所述减速度限值控制所述汽车紧急制动包括：以小于或等于所述减速度限值的减速度控制所述汽车紧急制动。
为达到上述目的，本发明第二方面的实施例提出了一种汽车紧急制动的控制系统，包括：第一计算模块，用于根据车身高度计算汽车的前轴载质量、后轴载质量和质心高度；读取模块，用于在所述汽车行驶过程中，用读取当前所述汽车的前轴侧偏刚度和后轴侧偏刚度；第二计算模块，用于根据所述质心高度、所述前轴载质量、所述后轴载质量、所述前轴侧偏刚度和所述后轴侧偏刚度计算当前所述汽车紧急制动时的减速度限值；控制模块，用于根据所述减速度限值控制所述汽车紧急制动。
根据本发明实施例的汽车紧急制动的控制系统，通过第二计算模块根据汽车的质心高度、前轴载质量、后轴载质量、前轴侧偏刚度和后轴侧偏刚度计算得到当前汽车紧急制动时的减速度限值，进而通过控制模块根据该减速度限值控制汽车紧急制动，由此，能够在避免或减轻碰撞的同时，避免制动失稳，提高了行车安全性。
另外，根据本发明上述实施例的汽车紧急制动的控制系统还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的一个实施例，所述读取模块具体用于：根据所述汽车的当前侧向加速度查询预设标定查询数据；以及从所述预设标定查询数据中读取所述当前侧向加速度对应的所述前轴侧偏刚度和所述后轴侧偏刚度。
根据本发明的一个实施例，所述预设标定查询数据通过以下步骤获取：根据不同车速下的稳态转向试验，标定所述汽车在不同侧向加速度下的前轴侧偏刚度和后轴侧偏刚度；建立侧向加速度与前轴侧偏刚度、后轴侧偏刚度的对应关系，以获取所述预设标定查询数据。
根据本发明的一个实施例，所述第二计算模块具体用于：通过如下公式计算所述汽车紧急制动时的减速度限值：
其中，为所述减速度限值，mf为所述前轴载质量，mr为所述后轴载质量，k1为所述前轴偏向刚度，k2为所述后轴偏向刚度，L为所述前轴和所述后轴之间的距离，h为所述质心高度，g为重力加速度。
根据本发明的一个实施例，所述控制模块具体用于：以小于或等于所述减速度限值的减速度控制所述汽车紧急制动。。
进一步的，本发明第三方面的实施例提出了一种车辆，包括所述的汽车紧急制动的控制系统。该车辆能够在避免或减轻碰撞的同时，避免制动失稳，提高了行车安全性。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明实施例的汽车紧急制动的控制方法的流程图；
图2是根据本发明一个实施例的汽车紧急制动系统组成的示意图；
图3是根据本发明实施例的汽车紧急制动的控制系统的方框图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图描述本发明实施例的汽车紧急制动的控制方法、系统及车辆。
图1是根据本发明实施例的汽车紧急制动的控制方法的流程图。
如图1所示，该控制方法包括：
S101，根据车身高度计算汽车的前轴载质量、后轴载质量和质心高度。
具体地，在本发明的一个实施例中，在汽车起步之前或纵向加速度为零时，可以利用车身高度传感器获取汽车的车身高度，再计算前轴簧载质量和后轴簧载质量，并结合悬架参数和非簧载质量，进而可以计算得到前轴载质量、后轴载质量和质心高度。
S102，在汽车行驶过程中，读取当前汽车的前轴侧偏刚度和后轴侧偏刚度。
具体地，根据汽车的当前侧向加速度查询预设标定查询数据，从预设标定查询数据中读取当前侧向加速度对应的前轴侧偏刚度和后轴侧偏刚度。
在本发明的一个实施例中，预设标定查询数据通过以下步骤获取：
步骤1：根据不同车速下的稳态转向试验，标定汽车在不同侧向加速度下的前轴侧偏刚度和后轴侧偏刚度。
其中，侧向加速度可以通过侧向加速度传感器获得。
步骤2：建立侧向加速度与前轴侧偏刚度、后轴侧偏刚度的对应关系，以获取预设标定查询数据。
S103，根据质心高度、前轴载质量、后轴载质量、前轴侧偏刚度和后轴侧偏刚度计算当前汽车紧急制动时的减速度限值。
具体地，可以通过如下公式(1)计算汽车紧急制动时的减速度限值：
其中，为减速度限值，mf为前轴载质量，mr为后轴载质量，k1为前轴偏向刚度，k2为后轴偏向刚度，L为前轴和后轴之间的距离，h为质心高度，g为重力加速度。
需要说明的是，式(1)中mf、mr、L、h、g均为定值，k1和k2可以根据侧向加速度从预设标定查询数据中读取。
S104，根据减速度限值控制汽车紧急制动。
具体地，当汽车启动自动紧急制动时，尤其是在弯道行驶紧急制动时，以小于或等于减速度限值的减速度控制汽车紧急制动。
为方便理解本发明实施例的控制方法，可以通过如下说明阐述减速度限值的推导过程：
整车静态工况下的前轴载质量、后轴载质量分别记为mf、mr，此时汽车的质心距离前、后轴的距离a和b可分别通过式(2)、式(3)表示：
其中，L为前轴和后轴之间的距离。
当控制汽车紧急制动的纵向减速度为时，轴荷分配导致的汽车的质心发生变动，此时汽车的质心距离前、后轴的距离和可分别通过式(4)、式(5)表示：
其中，h为质心高度，分别为动态质心距离前轴、后轴的距离，g为重力加速度，取值为9.8m/s2。
根据汽车侧向稳定性控制理论，如果前轴、后轴侧偏刚度分别为k1、k2，则保持汽车的转向稳定性，要求稳定性因数因此，应满足式(6)：
将式(4)、(5)代入式(6)，可得到上述减速度限值
其中，为减速度限值，mf为前轴载质量，mr为后轴载质量，k1为前轴偏向刚度，k2为后轴偏向刚度，L为前轴和后轴之间的距离，h为质心高度，g为重力加速度。
在本发明的一个具体实施例中，如图2所示，当根据HMI(Human MachineInterface)显示的行车车速和车距传感器测得的车距等判断汽车需要紧急制动时，由控制器自动控制执行器执行减速度小于或等于减速度限值式的控制，以避免出现紧急制动失稳。
本发明实施例的汽车紧急制动的控制方法，通过汽车的质心高度、前轴载质量、后轴载质量、前轴侧偏刚度和后轴侧偏刚度计算得到当前汽车紧急制动时的减速度限值，进而根据该减速度限值控制汽车紧急制动，由此，能够在避免或减轻碰撞的同时，避免制动失稳，提高了行车安全性。
图3是本发明实施例的汽车紧急制动的控制系统的方框图。
如图3所示，该控制系统包括：第一计算模块10、读取模块20、第二计算模块30和控制模块40。
其中，第一计算模块10用于根据车身高度计算汽车的前轴载质量、后轴载质量和质心高度。
读取模块20用于在汽车行驶过程中，读取当前汽车的前轴侧偏刚度和后轴侧偏刚度。
具体地，读取模块20用于根据汽车的当前侧向加速度查询预设标定查询数据，以及从预设标定查询数据中读取当前侧向加速度对应的前轴侧偏刚度和后轴侧偏刚度。
在本发明的一个实施例中，预设标定查询数据通过以下步骤获取：
步骤1：根据不同车速下的稳态转向试验，标定汽车在不同侧向加速度下的前轴侧偏刚度和后轴侧偏刚度。
步骤2：建立侧向加速度与前轴侧偏刚度、后轴侧偏刚度的对应关系，以获取预设标定查询数据。
第二计算模块30用于根据质心高度、前轴载质量、后轴载质量、前轴侧偏刚度和后轴侧偏刚度计算当前汽车紧急制动时的减速度限值。
具体地，第二计算模块30可以通过如下公式(1)计算所述汽车紧急制动时的减速度限值：
其中，为减速度限值，mf为前轴载质量，mr为后轴载质量，k1为前轴侧偏刚度，k2为后轴侧偏刚度，L为前轴和后轴之间的距离，h为质心高度，g为重力加速度。
需要说明的是，式(1)中mf、mr、L、h、g均为定值，k1和k2可以根据侧向加速度从预设标定查询数据中读取。
控制模块40用于根据减速度限值控制汽车紧急制动。
具体地。控制模块40以小于或等于减速度限值的减速度控制汽车紧急制动。
需要说明的是，本发明实施例的汽车紧急制动的控制系统的具体实施方式与本发明上述实施例的汽车紧急制动的控制方法的具体实施方式相同，为减少冗余，此处不做赘述。
本发明实施例的汽车紧急制动的控制系统，通过第二计算模块根据汽车的质心高度、前轴载质量、后轴载质量、前轴侧偏刚度和后轴侧偏刚度计算得到当前汽车紧急制动时的减速度限值，进而通过控制模块根据该减速度限值控制汽车紧急制动，由此，能够在避免或减轻碰撞的同时，避免制动失稳，提高了行车安全性。
进一步地，本发明提出了一种车辆，包括本发明上述实施例的汽车紧急制动的控制系统。
本发明实施例的车辆能够在避免或减轻碰撞的同时，避免制动失稳，提高了行车安全性。
另外，根据本发明实施例的车辆的其它构成以及作用对于本领域的普通技术人员而言都是已知的，为减少冗余，此处不做赘述。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (11)

1.一种汽车紧急制动的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据车身高度计算汽车的前轴载质量、后轴载质量和质心高度；
在所述汽车行驶过程中，根据所述汽车的当前侧向加速度读取当前所述汽车的前轴侧偏刚度和后轴侧偏刚度；
根据所述质心高度、所述前轴载质量、所述后轴载质量、所述前轴侧偏刚度和所述后轴侧偏刚度计算当前所述汽车紧急制动时的减速度限值；
根据所述减速度限值控制所述汽车紧急制动。
2.根据权利要求1所述的汽车紧急制动的控制方法，其特征在于，所述根据所述汽车的当前侧向加速度读取当前所述汽车的前轴侧偏刚度和后轴侧偏刚度包括：
根据所述汽车的当前侧向加速度查询预设标定查询数据；
从所述预设标定查询数据中读取所述当前侧向加速度对应的所述前轴侧偏刚度和所述后轴侧偏刚度。
3.根据权利要求2所述的汽车紧急制动的控制方法，其特征在于，所述预设标定查询数据通过以下步骤获取：
根据不同车速下的稳态转向试验，标定所述汽车在不同侧向加速度下的前轴侧偏刚度和后轴侧偏刚度；
建立侧向加速度与前轴侧偏刚度、后轴侧偏刚度的对应关系，以获取所述预设标定查询数据。
4.根据权利要求1所述的汽车紧急制动的控制方法，其特征在于，根据所述质心高度、所述前轴载质量、所述后轴载质量、所述前轴侧偏刚度和所述后轴侧偏刚度计算所述汽车紧急制动时的减速度限值包括：
通过如下公式计算所述汽车紧急制动时的减速度限值：
其中，为所述减速度限值，mf为所述前轴载质量，mr为所述后轴载质量，k1为所述前轴偏向刚度，k2为所述后轴偏向刚度，L为所述前轴和所述后轴之间的距离，h为所述质心高度，g为重力加速度。
5.根据权利要求4所述的汽车紧急制动的控制方法，其特征在于，所述根据所述减速度限值控制所述汽车紧急制动包括：
以小于或等于所述减速度限值的减速度控制所述汽车紧急制动。
6.一种汽车紧急制动的控制系统，其特征在于，包括：
第一计算模块，用于根据车身高度计算汽车的前轴载质量、后轴载质量和质心高度；
读取模块，用于在所述汽车行驶过程中，根据所述汽车的当前侧向加速度读取当前所述汽车的前轴侧偏刚度和后轴侧偏刚度；
第二计算模块，用于根据所述质心高度、所述前轴载质量、所述后轴载质量、所述前轴侧偏刚度和所述后轴侧偏刚度计算当前所述汽车紧急制动时的减速度限值；
控制模块，用于根据所述减速度限值控制所述汽车紧急制动。
7.根据权利要求6所述的汽车紧急制动的控制系统，其特征在于，所述读取模块具体用于：
根据所述汽车的当前侧向加速度查询预设标定查询数据；以及
从所述预设标定查询数据中读取所述当前侧向加速度对应的所述前轴侧偏刚度和所述后轴侧偏刚度。
8.根据权利要求7所述的汽车紧急制动的控制系统 ，其特征在于，所述预设标定查询数据通过以下步骤获取：
根据不同车速下的稳态转向试验，标定所述汽车在不同侧向加速度下的前轴侧偏刚度和后轴侧偏刚度；
建立侧向加速度与前轴侧偏刚度、后轴侧偏刚度的对应关系，以获取所述预设标定查询数据。
9.根据权利要求6所述的汽车紧急制动的控制系统，其特征在于，所述第二计算模块具体用于：
通过如下公式计算所述汽车紧急制动时的减速度限值：
其中，为所述减速度限值，mf为所述前轴载质量，mr为所述后轴载质量，k1为所述前轴偏向刚度，k2为所述后轴偏向刚度，L为所述前轴和所述后轴之间的距离，h为所述质心高度，g为重力加速度。
10.根据权利要求9所述的汽车紧急制动的控制系统，其特征在于，所述控制模块具体用于：
以小于或等于所述减速度限值的减速度控制所述汽车紧急制动。
11.一种车辆，其特征在于，包括权利要求6-10中任一项所述的汽车紧急制动的控制系统。
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