详情

原文传递一种面向自动驾驶与智能辅助驾驶的汽车线控制动控制系统及其控制方法

专利名称：	一种面向自动驾驶与智能辅助驾驶的汽车线控制动控制系统及其控制方法
摘要：	本发明公开了一种面向自动驾驶与智能辅助驾驶的汽车线控制动控制系统及其控制方法，本发明是在驾驶员人工驾驶、自动驾驶和智能辅助驾驶等多种驾驶模式下获取驾驶员操作信号、车辆状态信号以及制动指令，然后通过制动工况、制动模式与制动状态判断模块判断、运算与决策，得到各制动状态和制动模式下的各车轮目标制动力指令，最后通过车载总线将各车轮目标制动力指令发送至制动执行机构控制器。本发明具有较高的通用性和灵活性，不仅能够用于传统汽车，还能够用于新能源汽车，不仅能够用于电液制动系统，也能用于电子机械制动系统。
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：	李静;吴桐;何闫;范天昕;孟令帅
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-25T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-20T00:00:00+0800
申请号：	CN201910551688.5
公开号：	CN110254405A
代理机构：	长春吉大专利代理有限责任公司
代理人：	刘程程
分类号：	B60T8/17(2006.01);B;B60;B60T;B60T8
申请人地址：	130012 吉林省长春市前进大街2699号
主权项：	1.一种面向自动驾驶与智能辅助驾驶的汽车线控制动控制系统，其特征在于：包括信号采集模块，制动工况、制动模式与制动状态判断模块，制动控制模块和信号输出模块；所述信号采集模块由驾驶员操作信号采集单元、车辆状态信号采集单元和制动指令信号采集单元组成，信号采集模块通过车载总线将采集到的信号传输至制动工况、制动模式与制动状态判断模块；所述制动工况、制动模式与制动状态判断模块通过内置的制动工况、制动模式与制动状态判断逻辑综合判断车辆所处的制动模式和制动状态，并将车辆的制动状态信号传递至制动控制模块；所述制动控制模块由制动控制单元和理想制动力分配单元组成，制动控制模块通过运行相应的制动控制单元中的控制程序获得所需的总目标制动力，并根据理想制动力分配单元中的理想制动力分配规律决策、分配各车轮制动力，并将得到的各车轮制动力指令信号传递至信号输出模块，所述信号输出模块通过车载总线与各车轮对应的制动执行器控制单元信号相连，制动执行器控制单元与相应的制动执行器信号连接，信号输出模块向相应的制动执行器控制单元分别输出各车轮目标制动压力信号，以通过制动执行器控制单元控制制动执行器动作。 2.如权利要求1所述一种面向自动驾驶与智能辅助驾驶的汽车线控制动控制系统，其特征在于：所述驾驶员操作信号包括制动踏板位置信号、转向盘转角信号和加速踏板位置信号；所述车辆状态信号包括制动压力信号、车轮转速信号、横摆角速度信号、驱动电机转速信号和驱动电机转矩信号；所述制动指令信号包括自动驾驶制动指令、辅助驾驶制动指令和请求再生制动指令；所述自动驾驶制动指令是指由自动驾驶控制器根据车辆运行状态、交通环境状况和气象导航条件决策出的请求制动指令以及目标制动减速度；所述辅助驾驶制动指令是指由智能驾驶辅助系统根据驾驶员操作信号、车辆运行状态、交通环境状况和气象导航条件决策出的请求制动指令以及目标制动减速度；所述请求再生制动指令为整车控制器根据驾驶员操作信号、车辆运行状态、驱动电机状态和动力电池组状态综合决策出的请求机械制动系统协调再生制动指令。 3.如权利要求1所述一种面向自动驾驶与智能辅助驾驶的汽车线控制动控制系统，其特征在于：所述制动工况是指车辆处于制动时的工况；所述制动模式包括人工驾驶制动模式、智能辅助驾驶制动模式；所述制动状态包括常规制动状态、主动制动状态、ABS制动状态、ESC制动状态和再生制动状态。 4.如权利要求3所述一种面向自动驾驶与智能辅助驾驶的汽车线控制动控制系统，其特征在于：所述常规制动状态指车辆处于人工驾驶制动模式的车辆，驾驶员踩下制动踏板、期望车辆产生制动减速度的制动状态；所述主动制动状态指车辆处于自动驾驶或智能辅助驾驶制动模式时，由自动驾驶或智能辅助驾驶系统判断车辆需要制动，并产生请求制动指令及目标制动减速度的制动状态；所述ABS制动状态指车轮在制动力作用下即将抱死，系统需要对车轮滑移率进行调节，以避免车辆出现车轮抱死、失去方向或侧滑的制动状态；所述ESC制动状态指车辆受到较大横摆力矩和较大侧向加速度作用，即将发生驶出、激转、侧滑或甩尾，系统需要对车辆的横摆角速度和质心侧偏角进行调节，以保证车辆操纵稳定性能的制动状态；所述再生制动状态是指以纯电动、油电混合动力或燃料电池方式驱动的汽车在小目标制动减速度需求的制动工况下，通过驱动电机能量回收方式产生部分制动减速度，以减轻对机械摩擦制动系统依赖、提高能量经济性的制动状态。 5.如权利要求1所述一种面向自动驾驶与智能辅助驾驶的汽车线控制动控制系统，其特征在于：所述制动控制单元包括内置常规制动控制程序的常规制动控制单元、内置主动制动控制程序的主动制动控制单元、内置ABS制动控制程序的ABS制动控制单元、内置ESC制动控制程序的ESC制动控制单元和内置再生制动控制程序的再生制动控制单元；所述理想制动力分配规律是指车辆制动时使前后轴车轮均不抱死，或同时抱死所需满足的前后轴车轮制动力比例关系。 6.如权利要求1所述一种面向自动驾驶与智能辅助驾驶的汽车线控制动控制系统的控制方法，其特征在于：所述控制方法的具体控制过程如下：步骤一：控制系统运行，信号输入模块采集驾驶员操作信号、车辆状态信号和制动指令信号，并将采集到的信号通过车载总线传递至制动工况、模式与状态判断模块；步骤二：制动工况、制动模式与制动状态判断模块中的制动工况、制动模式与制动状态判断逻辑综合判断车辆所处的制动模式和制动状态，并将车辆的制动状态判断结果信号传递至制动控制模块；步骤三：制动控制模块通过运行相应的控制单元中的控制程序获得所需的总目标制动力，并根据理想制动力分配单元中的理想制动力分配规律合理决策、分配各车轮制动力，并将得到的各车轮制动力指令信号传递至信号输出模块；步骤四：所述信号输出模块通过车载总线向制动执行器控制单元传递各车轮制动压力信号，通过制动执行器控制单元控制制动执行器使车辆产生制动减速度。 7.如权利要求6所述一种面向自动驾驶与智能辅助驾驶的汽车线控制动控制系统的控制方法，其特征在于：所述步骤二中：所述制动工况、制动模式与制动状态判断逻辑的具体判断过程如下：控制系统每次运行时，先读取并存储信号采集单元发来的制动踏板位置、制动压力、车速、车轮转速、横摆角速度、驱动电机转矩、驱动电机转速、自动驾驶制动指令、智能辅助驾驶制动指令和再生制动指令信号，然后根据制动工况判决条件判断车辆是否处于制动工况；所述制动工况判决条件为：驾驶员踩下制动踏板，或自动驾驶系统请求制动，或智能辅助驾驶系统请求制动，或系统请求再生制动，则车辆进入制动工况；否则车辆不进入制动工况。所述制动模式的判断逻辑为：若车辆进入制动工况且自动驾驶系统未被激活，则车辆处于人工驾驶制动或智能辅助驾驶制动模式；若车辆自动驾驶系统被激活，则车辆处于自动驾驶制动模式；处于人工驾驶或智能辅助驾驶制动模式的车辆，若辅助驾驶系统被激活，则车辆处于智能辅助驾驶制动模式，否则车辆处于人工驾驶制动模式。所述智能辅助驾驶制动模式下的车辆制动状态的判断逻辑的具体判断过程如下：处于智能辅助驾驶制动模式的车辆，若满足ABS或ESC触发条件，则车辆处于智能辅助驾驶ABS或智能辅助驾驶ESC制动状态，否则车辆处于智能辅助驾驶主动制动状态，系统运行主动制动控制程序控制车辆制动；处于智能辅助驾驶ABS或ESC制动状态的车辆，若进一步满足ESC触发条件，车辆处于智能辅助驾驶ESC制动状态，系统运行ESC制动控制程序控制车辆制动；否则车辆处于智能辅助驾驶ABS制动状态，系统运行ABS制动程序控制车辆制动。所述人工驾驶制动模式下车辆制动状态的判断逻辑的具体判断过程如下：处于人工驾驶制动模式的车辆，若满足ABS或ESC触发条件，则车辆处于人工驾驶ABS或ESC制动状态；否则车辆处于人工驾驶常规制动或再生制动状态；处于人工驾驶ABS或ESC制动状态的车辆，若进一步满足ESC触发条件，车辆处于人工驾驶ESC制动状态，系统运行ESC制动控制程序控制车辆制动；否则车辆处于人工驾驶ABS制动状态，系统运行ABS制动程序控制车辆制动；处于人工驾驶常规制动或再生制动状态的车辆，若请求再生制动指令为真，则车辆处于人工驾驶再生制动状态，系统运行再生制动控制程序控制车辆制动；否则车辆处于人工驾驶常规制动状态，系统运行常规制动控制程序控制车辆制动；所述自动驾驶制动模式下车辆制动状态的判断逻辑的具体判断过程如下：处于自动驾驶制动模式且满足ABS或ESC触发条件的车辆，若进一步满足ESC触发条件，车辆处于自动驾驶ESC制动状态，系统运行ESC制动控制程序控制车辆制动；否则车辆处于自动驾驶ABS制动状态，系统运行ABS制动程序控制车辆制动；处于自动驾驶制动模式的车辆且不满足ABS或ESC触发条件，若请求再生制动指令为真，则车辆处于自动驾驶再生制动状态，系统运行再生制动控制程序控制车辆制动；否则车辆处于自动驾驶主动制动状态，系统运行主动制动控制程序控制车辆制动；在上述智能辅助驾驶制动模式、人工驾驶制动模式和自动驾驶制动模式下车辆制动状态的判断逻辑中：所述ABS触发条件为：驾驶员踩下制动踏板，且车速超过预设值，且车轮即将抱死；所述ESC触发条件为：系统判断车辆处于不稳定状态，即同时满足\|Δγ\|＞\|C·γd\|和即认为车辆处于不稳定状态；其中，Δγ为横摆角速度变化量，γd为理想横摆角速度，β为质心侧偏角，为车辆质心侧偏角速度，C、B1、B2为常数，C、B1、B2的取值通常通过仿真、试验或经验确定。
所属类别：	发明专利