专利名称: |
一种基于驾驶员预瞄信息的制动减速度智能调节系统 |
摘要: |
本发明公开了一种基于驾驶员预瞄信息的制动减速度智能调节系统,包括行车信息采集模块,驾驶员预瞄影响因子计算模块,制动减速度模式选择模块,制动减速度模式反馈模块,智能调节系统强制退出模块。行车信息采集模块用于获取车辆以及周围环境的数据;驾驶员预瞄影响因子计算模块用于计算各个影响分因子以及影响总因子;制动减速度模式选择模块用于结合车辆的行驶情况和驾驶员的意愿选择相应的制动减速度模式;制动减速度反馈模块用于根据车辆行驶情况反馈和驾驶员反馈调节制动减速度的模式;智能调节系统强制退出模块用于强制退出所述的一种基于驾驶员预瞄信息的制动减速度智能调节系统。 |
专利类型: |
发明专利 |
国家地区组织代码: |
吉林;22 |
申请人: |
吉林大学 |
发明人: |
郑宏宇;李梦秀;闫扬;靳立强;李建华;肖峰;张旭 |
专利状态: |
有效 |
申请日期: |
2023-09-18T00:00:00+0800 |
发布日期: |
2023-11-10T00:00:00+0800 |
申请号: |
CN202311203281.6 |
公开号: |
CN117022209A |
代理机构: |
长春市恒誉专利代理事务所(普通合伙) |
代理人: |
李荣武 |
分类号: |
B60T8/172;B60W40/08;B60T17/22;B60T7/14;B;B60;B60T;B60W;B60T8;B60W40;B60T17;B60T7;B60T8/172;B60W40/08;B60T17/22;B60T7/14 |
申请人地址: |
130000 吉林省长春市前进大街2699号 |
主权项: |
1.一种基于驾驶员预瞄信息的制动减速度智能调节系统,其特征在于,包括以下内容: 行车信息采集模块,驾驶员预瞄影响因子计算模块,制动减速度模式选择模块,制动减速度模式反馈模块,智能调节系统强制退出模块; 所述驾驶员预瞄信息采集模块用于获取车辆前保险杆到前车后尾灯的距离d,外界噪声分贝nd,车辆的行驶速度v; 所述驾驶员预瞄影响因子计算模块包括: S1、建立车辆制动时的制动减速度模型,车辆制动减速度满足公式: 其中,a表示车辆当前的加速度,Fb1表示一个前轮的制动力,Fb2表示一个后轮的制动力,m表示车辆当前的质量; S2、根据以下公式计算出影响驾驶员预瞄结果的各个分因子,包括: S2.1根据下列公式计算驾驶道路环境预瞄影响分因子K1, 其中,w1、w2和w3表示权重系数,k11表示车辆行驶延迟系数,其值取决于车辆在道路上的等待时间Tw和行驶减缓的程度,当驾驶员等待时间和行驶减缓的程度表征道路拥堵时,k11=1.2,其余情况,k11=1.0,k12表示驾驶车道数系数,其值等于车辆所在道路的全部车道数,即同向车道数和逆向车道数的和,k13表示道路障碍物系数,当驾驶员观察到前方有障碍时,k13=1.3,其余情况,k13=1.0,k14表示交通标志类型系数,其值取决于交通标志的类型,当交通标志为警告标志和禁令标志时,k14=0.9,当交通标志为指示标志和指路标志时,k14=0.7,其余情况,k14=0.8,k15表示道路类型系数,其值取决于驾驶道路的类型,当驾驶道路为高速公路时,k15=0.7,当驾驶道路为城市道路时,k15=0.8,当驾驶道路为乡村道路时,k15=0.9,当驾驶道路为山路时,k15=1.0,其余情况,k15=1.0,k16表示车道宽度系数,其值等于车辆所在车道宽度,k17表示道路几何系数,其值取决于车道的坡度,当车道为上坡车道时,k17=1.1,当车道为下坡车道时,k17=0.9; S2.2根据下列公式计算驾驶天气环境预瞄影响分因子K2, 其中,w4、w5和w6表示权重系数,k21表示天气可见度系数,其值取决于车辆行驶时的天气条件,当出现雾天、暴雨天和沙尘天气中的任意一种,则k21=1.3,其余情况,k21=1.0,k22表示路面湿滑系数,其值取决于驾驶员观察到的降雪量和降雨量情况,当降雨降雪造成路面湿滑时,k22=1.3,其余情况,k22=1.0,k23表示气流数据系数,其值取决于气流速度和方向,当气流对驾驶员的操作造成干扰时,k23=1.3,当未造成干扰时,k23=0.8,k24表示温度感知系数,其值取决于驾驶员对外界气温的感知,当驾驶员预测温度过低道路有结冰风险和温度过高发动机有过热危险时,k24=1.5,其余情况,k24=1.0; S2.3根据下列公式计算前方交通预瞄影响分因子K3, 其中,w7、w8和w9表示权重系数,k31表示前方通行状况系数,当前方交通标志显示可以通行且道路没有任何拥堵情况时,k31=0.5,其余情况,k31=1.0,k32表示前方车辆行驶方向系数,其值取决于前方车辆的行驶方向是否与本车辆的行驶方向一致,当行驶方向一致时,k32=0.8,当行驶方向不一致时,k32=1.0,k33表示车辆安全车距系数,其值取决于后方车辆为了避免与前方车辆发生意外碰撞而在行驶中与前车所保持的最小间隔距离d,当d大于50米时,k33=1.2,其余情况,k33=0.8,k34表示前车外观色彩系数,其值取决于前车的外观颜色的亮度和饱和度,当前车的外观颜色为明亮鲜艳颜色时,k34=0.7,当前车的外观颜色为中性颜色时,k34=1.0,当前车的外观颜色为暗淡深色时,k34=1.3,k35表示前车尺寸系数,当前车为微型车和小型车时,k35=0.4,当前车为紧凑型车和中型车时,k35=0.8,其余情况,k35=1.2,k36表示前方车辆的制动意图系数,其值取决于前车是否有制动意图,当前车没有制动意图时,k36=0.7,当前车有制动意图时,k36=1.1,k37表示对向车辆灯光使用系数,当对向车辆使用远光灯时,k37=1.0,其余情况,k37=0.6,k38表示车灯耀斑系数,当发生车灯耀斑现象干扰驾驶员的视线时,k38=1.2,其余情况,k38=0.9; S2.4根据下列公式计算驾驶员视觉状态预瞄影响分因子K4, 其中,w10、w11和wi2表示权重系数,k41表示驾驶员视锥细胞系数,当驾驶员的三种视锥细胞正常,即L锥细胞、M锥细胞和S锥细胞占比都正常且都未受损,则k41=0.8,其余情况,k41=1.1,k42表示驾驶员后像效应系数,其值等于后像效应的持续时间,即长时间盯着一个鲜艳色彩和明亮光源后,注视别的物体和闭上眼睛后,在视觉系统产生持续的残留印象的时间,k43表示驾驶员眼球扫视速度系数,其值等于驾驶员眼球扫视物体的速度,k44表示驾驶员眼球扫视幅度系数,其值等于驾驶员眼球扫视的幅度,k45表示驾驶员注视持续时间分布系数,其值取决于驾驶员注视不同目标和环境时的注视持续时间的分布情况,具体数值根据实际情况确定,k46表示噪声分贝系数,其值取决于外界噪声的分贝值nd,当nd大于等于80分贝时,k46=1.2,其余情况,k46=1.0,k47表示驾驶员情绪系数,当驾驶员呼吸频率加速和不规律时,k47=1.4,当驾驶员呼吸正常时,k47=1.0; S2.5根据下列公式计算驾驶员操作预瞄影响分因子K5, 其中,w13和w14表示权重系数,k51表示驾驶员驾驶年数系数,当驾驶员的驾驶年数小于五年时,k51=1.3,当驾驶年数大于等于五年且小于十五年时,k51=1.0,当驾驶年限大于等于十五年时,k51=0.7,k52表示驾驶里程系数,当驾驶员的驾驶里程小于1.6万千米时,k52=1.3,当驾驶员的驾驶里程大于等于1.6万千米且小于3.2万千米时,k52=1.0,当驾驶员的驾驶里程大于等于3.2万千米时,k52=0.8,k53表示驾驶员驾驶记录系数,当驾驶员的驾驶记录良好,没有交通违规记录、事故记录和扣分记录时,k53=0.8,其余情况,k53=1.1,k54表示驾驶行驶速度系数,其值取决于车辆的行驶速度v,当v小于30千米每小时时,k54=1.0,当v大于等于30千米每小时且小于60千米每小时时,k54=1.2,当v大于等于60千米每小时时,k54=1.4,k55表示驾驶员手脚协调能力系数,当驾驶员有良好的手脚协调能力时,k55=0.8,其余情况,k55=1.3; S3、根据下列公式计算驾驶员预瞄影响总因子K, 其中,α1、α2、α3、α4、α5为单项指标计算加权值; 所述制动减速度模式选择模块包括第一制动减速度模式,第二制动减速度模式,第三制动减速度模式,当驾驶员施加相同的制动踏板力时,第一制动减速度模式的制动减速度最小,第二制动减速度模式的制动减速度次之,第三制动减速度模式的制动减速度最大,通过引入第一决策临界值ζ1,第二决策临界值ζ2来描述制动减速度模式的选择,其中,0<ζ1<ζ2<1。 2.根据权利要求1所述的一种基于驾驶员预瞄信息的制动减速度智能调节系统,其特征在于: 所述制动减速度模式选择模块包括:当驾驶员预瞄影响总因子K满足0和/>分别表示前轮制动摩擦片的效能因素和后轮制动摩擦片的效能因素,n1和n2分别表示前后制动卡钳的活塞缸数量,r1和r2分别表示前后制动卡钳活塞中心到制动盘中心的有效制动半径,FP表示制动踏板力,Fs表示制动踏板上的回位弹簧产生的阻力,FV表示真空助力器里面控制阀、空气阀和回位弹簧产生的总反力,iP表示制动踏板的杠杆比,iV表示真空助力器的助力比,m表示汽车当前的质量,Re表示轮胎的滚动半径,Am表示制动主缸的活塞面积; 其中,Fs和FV与踏板行程有关,计算式子为: Fs=ks(l0+l1+l2+l3) 其中,ks表示制动踏板回位弹簧的刚度,l0表示制动踏板与真空助力器推杆之间的间隙,l1表示真空助力器与制动主缸之间的空行程,l2表示制动卡钳与制动盘之间的间隙,l3表示车辆产生制动力之后,制动主缸随着制动踏板的位移所产生的位移; FV=kV(l1+l2+l3) 其中,kV表示真空助力器里面控制阀、安全阀和回位弹簧的总刚度,l1表示真空助力器与制动主缸之间的空行程,l2表示制动卡钳与制动盘之间的间隙,l3表示车辆产生制动力之后,制动主缸随着制动踏板的位移所产生的位移。 3.根据权利要求1所述的一种基于驾驶员预瞄信息的制动减速度智能调节系统,其特征在于: 所述制动减速度模式选择模块包括:当驾驶员预瞄影响总因子K满足ζ1和/>分别表示前轮制动摩擦片的效能因素和后轮制动摩擦片的效能因素,n1和n2分别表示前后制动卡钳的活塞缸数量,r1和r2分别表示前后制动卡钳活塞中心到制动盘中心的有效制动半径,FP表示制动踏板力,Fs表示制动踏板上的回位弹簧产生的阻力,FV表示真空助力器里面控制阀、空气阀和回位弹簧产生的总反力,iP表示制动踏板的杠杆比,iV表示真空助力器的助力比,m表示汽车当前的质量,Re表示轮胎的滚动半径,Am表示制动主缸的活塞面积; 其中,Fs和FV与踏板行程有关,计算式子为: Fs=ks(l0+l1+l2+l3) 其中,ks表示制动踏板回位弹簧的刚度,l0表示制动踏板与真空助力器推杆之间的间隙,l1表示真空助力器与制动主缸之间的空行程,l2表示制动卡钳与制动盘之间的间隙,l3表示车辆产生制动力之后,制动主缸随着制动踏板的位移所产生的位移; FV=kV(l1+l2+l3) 其中,kV表示真空助力器里面控制阀、安全阀和回位弹簧的总刚度,l1表示真空助力器与制动主缸之间的空行程,l2表示制动卡钳与制动盘之间的间隙,l3表示车辆产生制动力之后,制动主缸随着制动踏板的位移所产生的位移。 4.根据权利要求1所述的一种基于驾驶员预瞄信息的制动减速度智能调节系统,其特征在于: 所述制动减速度模式选择模块包括:当驾驶员预瞄影响总因子K满足ζ2和/>分别表示前轮制动摩擦片的效能因素和后轮制动摩擦片的效能因素,n1和n2分别表示前后制动卡钳的活塞缸数量,r1和r2分别表示前后制动卡钳活塞中心到制动盘中心的有效制动半径,FP表示制动踏板力,Fs表示制动踏板上的回位弹簧产生的阻力,FV表示真空助力器里面控制阀、空气阀和回位弹簧产生的总反力,iP表示制动踏板的杠杆比,iV表示真空助力器的助力比,m表示汽车当前的质量,Re表示轮胎的滚动半径,Am表示制动主缸的活塞面积; 其中,Fs和FV与踏板行程有关,计算式子为: Fs=ks(l0+l1+l2+l3) 其中,ks表示制动踏板回位弹簧的刚度,l0表示制动踏板与真空助力器推杆之间的间隙,l1表示真空助力器与制动主缸之间的空行程,l2表示制动卡钳与制动盘之间的间隙,l3表示车辆产生制动力之后,制动主缸随着制动踏板的位移所产生的位移; FV=kV(l1+l2+l3) 其中,kV表示真空助力器里面控制阀、安全阀和回位弹簧的总刚度,l1表示真空助力器与制动主缸之间的空行程,l2表示制动卡钳与制动盘之间的间隙,l3表示车辆产生制动力之后,制动主缸随着制动踏板的位移所产生的位移。 5.根据权利要求1所述的一种基于驾驶员预瞄信息的制动减速度智能调节系统,其特征在于: 所述制动减速度模式反馈模块包括制动效能评价指标计算模块,驾驶员舒适性反馈模块,制动减速度调整模块; 所述制动效能评价指标计算包括:根据车辆使用所述一种基于驾驶员预瞄信息的制动减速度智能调节系统时实际得到的制动物理量与未使用该系统时驾驶员期待得到的制动物理量比较得出制动效能评价指标Acc, 其中,X表示驾驶员使用所述一种基于驾驶员预瞄信息的制动减速度智能调节系统时得到的实际制动距离, X1表示未使用该系统时驾驶员期待得到的制动距离, T表示驾驶员使用所述一种基于驾驶员预瞄信息的制动减速度智能调节系统时得到的实际制动时间, T1表示未使用该系统时驾驶员期待得到的制动时间, a表示驾驶员使用所述一种基于驾驶员预瞄信息的制动减速度智能调节系统时得到的实际制动减速度, a1表示未使用该系统时驾驶员期待得到的制动减速度; 所述驾驶员舒适性反馈模块用于驾驶员对于使用所述一种基于驾驶员预瞄信息的制动减速度智能调节系统时的舒适性评价,有舒适与不舒适两种选项供驾驶员自主选择输出; 所述制动减速度调整模块包括:当制动效能评价指标Acc满足0<|Acc|≤0.08且驾驶员舒适性反馈模块输出舒适选项时,车辆将继续保持该制动减速度模式; 当出现以下三种情况中的一种时: A、0<|Acc|≤0.08且驾驶员舒适性反馈模块输出不舒适选项; B、0.08<|Acc|≤0.25时且驾驶员舒适性反馈模块输出舒适选项; C、0.08<|Acc|≤0.25时且驾驶员舒适性反馈模块输出不舒适选项; 车辆通过不断调整得到新的驾驶员预瞄影响总因子Knew来代替上一次的驾驶员预瞄影响总因子K,其中,调整方式为:Knew=(1+Acc)K,从而不断调整制动减速度模式来满足所需的制动要求,达到0<|Acc|≤0.08且驾驶员舒适性反馈模块输出舒适选项。 6.根据权利要求1所述的一种基于驾驶员预瞄信息的制动减速度智能调节系统,其特征在于: 所述智能调节系统强制退出模块用于车辆强制退出所述的一种基于驾驶员预瞄信息的制动减速度智能调节系统,当出现以下情况中的一种时执行该模块,其余情况不执行该模块: a、当|Acc|>0.25时,判定所述一种基于驾驶员预瞄信息的制动减速度智能调节系统为工作异常; b、驾驶员主动选择强制退出所述一种基于驾驶员预瞄信息的制动减速度智能调节系统。 |
所属类别: |
发明专利 |