CN102642537A - 车辆自动排队行驶的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车辆自动排队行驶的控制方法。设置一个车辆自动排队行驶的装置，其控制机构通过各传感器采集相应数据，并在车辆自动排队行驶的控制方法的控制下，实现对车辆相应的动力、制动等部件的控制，从而达到控制车辆自动排队行驶的目的。本发明能够让车辆能够在拥堵的交通状况下，自动排队跟车行驶，减轻驾驶员的身体和精神上的疲劳，让驾驶更加安全、舒适。
Description
技术领域
本发明涉及一种车辆自动排队行驶的控制方法。
背景技术
随着汽车工业的发展和人们生活水平的大幅提高，汽车已经进入广大家庭。然而，由于汽车总量的增加，随之而来也带来了很大的交通压力。
人们开车在路上，最不希望看到的就是堵车、排长队，这样的情况在城市道路尤为多见。每当遇到这些情况，都是驾驶员发愁的时候。开慢了后面的车子催促，侧面的车子还会见缝插针别过来；控制不好一脚油门下去开快了，又有可能一下就碰到前面的车子。如果是在上坡的时候遇到堵车排队的情况就更是麻烦了，油门、脚刹、离合器、手刹等各部分配合不好的话，不但容易追尾前车，还有可能熄火，更有甚者会后溜碰到后面的车子。这么开车，不但驾驶员的脚会很累，驾驶员的精神也会感到疲倦。
发明内容
本发明的目的是提供一种车辆自动排队行驶的控制方法。
本发明是这样实现的：
一、设置一个车辆自动排队行驶的装置
包括距离传感器、角度传感器、加速度传感器、速度传感器、制动力传感器、离合传感器、驱动力传感器、油门压力传感器、刹车压力传感器、离合压力传感器、控制机构、电控油门、电控刹车、电控离合、控制按键和告警模块；
(1)距离传感器与控制机构连接，用于测量被控制的车辆与周围车辆、障碍物的距离；角度传感器与控制机构连接，用于测量被控制车辆的倾斜度，以判断是否在上坡段；加速度传感器与控制机构连接，用于测量被控制车辆的瞬时加速度；速度传感器与控制机构连接，用于测量被控制车辆的实时速度；制动力传感器与控制机构连接，用于测量被控车辆在制动停车时，刹车给的制动力；驱动力传感器与控制机构连接，用于测量被控车辆发动机提供的驱动力；离合传感器与控制机构连接，用于测量被控车辆离合的状态；
(2)油门压力传感器与控制机构连接，用于感应驾驶员的脚踩油门的动作；刹车压力传感器与控制机构连接，用于感应驾驶员的脚踩刹车的动作；离合压力传感器与控制机构连接，用于感应驾驶员的脚踩离合的动作；
(3)电控刹车与控制机构连接，用于根据控制机构的指令，给予被控制车辆足够力度的制动力；电控油门与控制机构连接，用于根据控制机构的指令，给予被控制车辆足够力度的驱动力；电控离合与控制机构连接，用于根据控制机构的指令，配合电控油门和电控刹车，实现被控制车辆的自动行进和停止。控制机构接收各传感器的数据信号，并对这些数据与被控制车辆的相关参数做相应的运算，然后控制车辆自动行进和停车，以及恢复车辆的人工驾驶；
(4)控制按键与控制机构连接，用于启动、终止自动排队行驶，以及设定相关参数；
(5)告警模块与控制机构连接，用于提供告警信息和被控车辆与周围车辆的距离，以及设定相关参数；
二、利用上述装置对车辆自动排队行驶的控制方法步骤如下：
第1步：驾驶员启动车辆自动排队行驶的工作模式，这时驾驶员就可以松开脚步油门、刹车和离合；
第2步：启动并初始化装置；
第3步：控制机构控制电控刹车使被控车辆平稳停车；
第4步：距离传感器判断被控车辆与周围车辆或障碍物的距离，是否是可以行使的安全距离，如果大于安全距离，进入下一步，否则回到第3步；
第5步：由角度传感器判断被控车辆的姿态：上坡、平路、下坡。如果处在上、下坡，进入下一步；如果处在平路，跳转至第15步；
第6步：由制动力传感器判断被控车辆在停车状态下的临界制动力F0，并实时监测被控车辆受到的制动力FZ；如果在上坡，则进入下一步，否则跳转至第12步；
第7步：控制电控油门与电控离合配合给油，并由驱动力传感器判断被控车辆发动机提供的驱动力FQ；
第8步：根据力学平衡公式，比较制动力FZ和驱动力FQ；
第9步：当驱动力FQ等于临界制动力F0时，继续控制电控油门与电控离合配合，逐步给被控车辆提高驱动力FQ，并控制电控刹车缓慢放开，让被控车辆能够缓慢平稳起动；
第10步：起动后，根据速度传感器的数据，控制电控油门让被控制车辆的速度保持在低速平稳的行驶状态；
第11步：距离传感器实时判断被控车辆与周围车辆或障碍物的距离，如果大于安全距离，回到上一步，继续行驶，否则跳转回到第3步；
第12步：当确实被控车辆处于下坡，控制电控刹车缓慢放开，直至被控车辆起动；
第13步：根据速度传感器的数据，控制电控刹车让被控制车辆的速度保持在平稳的行驶的状态；
第14步：距离传感器实时判断被控车辆与周围车辆或障碍物的距离，如果大于安全距离，回到上一步，继续行驶，否则跳转回到第3步；
第15步：当被控车辆处于平路，控制电控刹车放开；
第16步：如果加速度传感器测出被控车辆有运动的趋势，控制电控刹车使被控车辆停下来，进入下一步，否则进入第18步；
第17步：如果加速度传感器测出被控车辆运动有向前运动的趋势，跳转回到第12步；如果加速度传感器测出被控车辆运动有向后溜车的趋势，跳转回到第6步；
第18步：控制电控油门与电控离合配合给油，逐步给被控车辆提高驱动力FQ，让被控车辆开始缓慢平稳行使；
第19步：根据速度传感器的数据，控制电控油门让被控制车辆的速度保持在平稳的行驶的状态；
第20步：距离传感器判断被控车辆与周围车辆或障碍物的距离，回到上一步，继续行驶，否则跳转回到第3步。
在以上控制过程中，如果控制机构收到来自油门压力传感器、刹车压力传感器、离合压力传感器的信号。既控制机构感应到驾驶员的脚踩油门的动作、脚踩刹车的动作或者脚踩离合的动作时，或者按下终止按键时，立刻终止自动排队行驶的状态。
在自动排队行驶状态，驾驶员可以用方向盘调整被控车辆的行驶方向。
上述的车辆自动排队行驶装置，有优化技术方案：增加方向盘转向传感器，自动转向器。方向盘转向传感器与控制机构连接，用于感应到人工转向动作。自动转向器与控制机构连接，用于实现被控车辆的自动转向。
上述的车辆自动排队行驶的控制方法，有优化技术方案：上述方案中的第10-11步，第13-14步，第19-20步，细分成以下几步：
第A1步：距离传感器实时判断被控车辆与周围车辆或障碍物的距离，如果正前方距离、左前方距离、右前方距离都大于安全距离时，继续原状态行驶；
第A2步：如果正前方距离和左前方距离大于安全距离且右前方距离小于安全距离时，进入第A3步；如果正前方距离和左前方距离大于安全距离且右前方距离小于安全距离时，跳转回到第A4步；如果正前方距离大于安全距离，且左前方距离和右前方距离小于安全距离时，跳转回到原主程序第3步；如果正前方距离小于安全距离时，跳转回到原主程序第3步；
第A3步：给驾驶员发出警示信号，并控制方向盘自动向左侧转向一定角度，并保持原速度行驶，并跳转到第A5步；
第A4步：给驾驶员发出警示信号，并控制方向盘自动向右侧转向一定角度，并保持原速度行驶，并跳转到第A5步；
第A5步：当正前方距离、左前方距离、右前方距离大于安全距离时，控制方向盘自动回转向同等角度，保持原速度行驶，并跳转回到第A1步；否则，跳转回到第A2步。
在这优化方案中，控制机构优先响应人工转向的动作，既方向盘转向传感器感应到人工转向动作与自动转向方向不同或者大于自动转向设定值时，停止自动转向，根据人工转向动作调整方向。
本发明能够让车辆能够在拥堵的交通状况下，自动排队跟车行驶，减轻驾驶员的身体和精神上的疲劳，让驾驶更加安全、舒适。
附图说明
图1本发明实施例的距离传感器布局图。
图2本发明实施例的装置结构框图。
图3本发明实施例的控制主流程图。
图4本发明实施例的自动行驶控制流程图。
图5本发明实施例的被控车辆直行示意图。
图6本发明实施例的被控车辆转弯示意图。
图中标记：1、车头距离传感器；2、车头左前距离传感器；3、车头右前距离传感器。
具体实施方式
实施例：
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
本实施例的装置的技术方案如图2：包括距离传感器、角度传感器、加速度传感器、速度传感器、制动力传感器、离合传感器、驱动力传感器、油门压力传感器、刹车压力传感器、离合压力传感器、方向盘转向传感器，控制机构、电控油门、电控刹车、电控离合、自动转向器和控制按键。
距离传感器与控制机构连接，用于测量被控制的车辆与周围车辆、障碍物的距离；角度传感器与控制机构连接，用于测量被控制车辆的倾斜度，以判断是否在上坡段；加速度传感器与控制机构连接，用于测量被控制车辆的瞬时加速度；速度传感器与控制机构连接，用于测量被控制车辆的实时速度；制动力传感器与控制机构连接，用于测量被控车辆在制动停车时，刹车给的制动力；驱动力传感器与控制机构连接，用于测量被控车辆发动机提供的驱动力；离合传感器与控制机构连接，用于测量被控车辆离合的状态。
如图1，在被控车辆安装车头距离传感器1，车头左前距离传感器2，车头右前距离传感器3。
车头距离传感器1用于测量被控车辆与正前方车辆、障碍的距离d；车头左前距离传感器2用于测量被控车辆与左前方车辆、障碍的距离l；车头右前距离传感器3用于测量被控车辆与右前方车辆、障碍的距离r。
油门压力传感器与控制机构连接，用于感应驾驶员的脚踩油门的动作；刹车压力传感器与控制机构连接，用于感应驾驶员的脚踩刹车的动作；离合压力传感器与控制机构连接，用于感应驾驶员的脚踩离合的动作。方向盘转向传感器与控制机构连接，用于感应到人工转向动作。
电控刹车与控制机构连接，用于根据控制机构的指令，给予被控制车辆足够力度的制动力；电控油门与控制机构连接，用于根据控制机构的指令，给予被控制车辆足够力度的驱动力；电控离合与控制机构连接，用于根据控制机构的指令，配合电控油门和电控刹车，实现被控制车辆的自动行进和停止；自动转向器与控制机构连接，用于实现被控车辆的自动转向。控制机构接收各传感器的数据信号，并对这些数据与被控制车辆的相关参数做相应的运算，然后控制车辆自动行进和停车，以及恢复车辆的人工驾驶。
控制按键与控制机构连接，用于启动、终止自动排队行驶，以及设定相关参数。本实施例用按键设定被控车辆与正前方车辆、障碍的安全距离为Sd＝1米；被控车辆与左前方车辆、障碍的距离Sl＝1.5米；被控车辆与右前方车辆、障碍的距离Sr＝1.5米。
本实施例的装置控制方法的技术方案主控制流程图，如图3，步骤如下：
第1步：驾驶员启动车辆自动排队行驶的工作模式，这时驾驶员就可以松开脚步油门、刹车和离合；
第2步：启动并初始化装置；
第3步：控制机构控制电控刹车使被控车辆平稳停车；
第4步：车头距离传感器1测得被控车辆与正前方车辆、障碍的距离d＞1米；车头左前距离传感器2测得被控车辆与左前方车辆、障碍的距离l＞1.5米；车头右前距离传感器3测得被控车辆与右前方车辆、障碍的距离r＞1.5米。进入下一步，否则回到第3步；
第5步：由角度传感器判断被控车辆的姿态：上坡、平路、下坡。如果处在上、下坡，进入下一步；如果处在平路，跳转至第15步；
第6步：由制动力传感器判断被控车辆在停车状态下的临界制动力F0，并实时监测被控车辆受到的制动力FZ；如果在上坡，则进入下一步，否则跳转至第12步；
第7步：控制电控油门与电控离合配合给油，并由驱动力传感器判断被控车辆发动机提供的驱动力FQ；
第8步：根据力学平衡公式，比较制动力FZ和驱动力FQ；
第9步：当驱动力FQ等于临界制动力F0时，继续控制电控油门与电控离合配合，逐步给被控车辆提高驱动力FQ，并控制电控刹车缓慢放开，让被控车辆能够缓慢平稳起动；
第10步：起动后，根据速度传感器的数据，控制电控油门让被控制车辆的速度保持在低速平稳的行驶状态；
第11步：距离传感器实时判断被控车辆与周围车辆或障碍物的距离，如果大于安全距离，回到上一步，继续行驶，否则跳转回到第3步；
第12步：当确实被控车辆处于下坡，控制电控刹车缓慢放开，直至被控车辆起动；
第13步：根据速度传感器的数据，控制电控刹车让被控制车辆的速度保持在平稳的行驶的状态；
第14步：距离传感器实时判断被控车辆与周围车辆或障碍物的距离，如果大于安全距离，回到上一步，继续行驶，否则跳转回到第3步；
第15步：当被控车辆处于平路，控制电控刹车放开；
第16步：如果加速度传感器测出被控车辆有运动的趋势，控制电控刹车使被控车辆停下来，进入下一步，否则进入第18步；
第17步：如果加速度传感器测出被控车辆运动有向前运动的趋势，跳转回到第12步；如果加速度传感器测出被控车辆运动有向后溜车的趋势，跳转回到第6步；
第18步：控制电控油门与电控离合配合给油，逐步给被控车辆提高驱动力FQ，让被控车辆开始缓慢平稳行使；
第19步：根据速度传感器的数据，控制电控油门让被控制车辆的速度保持在平稳的行驶的状态；
第20步：距离传感器判断被控车辆与周围车辆或障碍物的距离，回到上一步，继续行驶，否则跳转回到第3步。
对于以上控制方案中的第10-11步，第13-14步，第19-20步，分别对应图3中虚线框内的第S1步，第S2步，第S3步。细分成以下几步：
第A1步：距离传感器实时判断被控车辆与周围车辆或障碍物的距离，如果d＞1米、l＞1.5米、r＞1.5米时，继续原状态行驶；
第A2步：如果d＞1米、l＞1.5米且r＜1.5米时，进入第A3步；如果d＞1米、r＞1.5米且l＜1.5米时，跳转回到第A4步；如果d＞1米，且r＜1.5米且l＜1.5米时，跳转回到原主程序第3步；如果d＞1米时，跳转回到原主程序第3步；
第A3步：给驾驶员发出警示信号，并控制方向盘自动向左侧转45°，并保持原速度行驶，并跳转到第A5步；
第A4步：给驾驶员发出警示信号，并控制方向盘自动向右侧转45°，并保持原速度行驶，并跳转到第A5步；
第A5步：当d＞1米、l＞1.5米、r＞1.5米时，控制方向盘自动回转45°，保持原速度行驶，并跳转回到第A1步；否则，跳转回到第A2步。
在以上整个控制流程中，如果控制机构收到来自油门压力传感器、刹车压力传感器、离合压力传感器的信号。既控制机构感应到驾驶员的脚踩油门的动作、脚踩刹车的动作或者脚踩离合的动作时，或者按下终止按键时，立刻终止自动排队行驶的状态。
当装置控制方向盘自动转向时，如果控制机构接收到方向盘转向传感器的信号，既人工转向方向与自动转向方向不同或者人工转向角度大于自动转向设定值时，停止自动转向，优先相应人工转向动作调整方向。
Claims (4)
1.一种车辆自动排队行驶的控制方法，其特征在于：
一、设置一个车辆自动排队行驶的装置
包括距离传感器、角度传感器、加速度传感器、速度传感器、制动力传感器、离合传感器、驱动力传感器、油门压力传感器、刹车压力传感器、离合压力传感器、控制机构、电控油门、电控刹车、电控离合、控制按键和告警模块；
(1)距离传感器与控制机构连接，用于测量被控制的车辆与周围车辆、障碍物的距离；角度传感器与控制机构连接，用于测量被控制车辆的倾斜度，以判断是否在上坡段；加速度传感器与控制机构连接，用于测量被控制车辆的瞬时加速度；速度传感器与控制机构连接，用于测量被控制车辆的实时速度；制动力传感器与控制机构连接，用于测量被控车辆在制动停车时，刹车给的制动力；驱动力传感器与控制机构连接，用于测量被控车辆发动机提供的驱动力；离合传感器与控制机构连接，用于测量被控车辆离合的状态；
(2)油门压力传感器与控制机构连接，用于感应驾驶员的脚踩油门的动作；刹车压力传感器与控制机构连接，用于感应驾驶员的脚踩刹车的动作；离合压力传感器与控制机构连接，用于感应驾驶员的脚踩离合的动作；
(3)电控刹车与控制机构连接，用于根据控制机构的指令，给予被控制车辆足够力度的制动力；电控油门与控制机构连接，用于根据控制机构的指令，给予被控制车辆足够力度的驱动力；电控离合与控制机构连接，用于根据控制机构的指令，配合电控油门和电控刹车，实现被控制车辆的自动行进和停止。控制机构接收各传感器的数据信号，并对这些数据与被控制车辆的相关参数做相应的运算，然后控制车辆自动行进和停车，以及恢复车辆的人工驾驶；
(4)控制按键与控制机构连接，用于启动、终止自动排队行驶，以及设定相关参数；
(5)告警模块与控制机构连接，用于提供告警信息和被控车辆与周围车辆的距离，以及设定相关参数；
二、利用上述装置对车辆自动排队行驶的控制方法步骤如下：
第1步：驾驶员启动车辆自动排队行驶的工作模式，这时驾驶员就可以松开脚步油门、刹车和离合；
第2步：启动并初始化装置；
第3步：控制机构控制电控刹车使被控车辆平稳停车；
第4步：距离传感器判断被控车辆与周围车辆或障碍物的距离，是否是可以行使的安全距离，如果大于安全距离，进入下一步，否则回到第3步；
第5步：由角度传感器判断被控车辆的姿态：上坡、平路、下坡。如果处在上、下坡，进入下一步；如果处在平路，跳转至第15步；
第6步：由制动力传感器判断被控车辆在停车状态下的临界制动力F0，并实时监测被控车辆受到的制动力FZ；如果在上坡，则进入下一步，否则跳转至第12步；
第7步：控制电控油门与电控离合配合给油，并由驱动力传感器判断被控车辆发动机提供的驱动力FQ；
第8步：根据力学平衡公式，比较制动力FZ和驱动力FQ；
第9步：当驱动力FQ等于临界制动力F0时，继续控制电控油门与电控离合配合，逐步给被控车辆提高驱动力FQ，并控制电控刹车缓慢放开，让被控车辆能够缓慢平稳起动；
第10步：起动后，根据速度传感器的数据，控制电控油门让被控制车辆的速度保持在低速平稳的行驶状态；
第11步：距离传感器实时判断被控车辆与周围车辆或障碍物的距离，如果大于安全距离，回到上一步，继续行驶，否则跳转回到第3步；
第12步：当确实被控车辆处于下坡，控制电控刹车缓慢放开，直至被控车辆起动；
第13步：根据速度传感器的数据，控制电控刹车让被控制车辆的速度保持在平稳的行驶的状态；
第14步：距离传感器实时判断被控车辆与周围车辆或障碍物的距离，如果大于安全距离，回到上一步，继续行驶，否则跳转回到第3步；
第15步：当被控车辆处于平路，控制电控刹车放开；
第16步：如果加速度传感器测出被控车辆有运动的趋势，控制电控刹车使被控车辆停下来，进入下一步，否则进入第18步；
第17步：如果加速度传感器测出被控车辆运动有向前运动的趋势，跳转回到第12步；如果加速度传感器测出被控车辆运动有向后溜车的趋势，跳转回到第6步；
第18步：控制电控油门与电控离合配合给油，逐步给被控车辆提高驱动力FQ，让被控车辆开始缓慢平稳行使；
第19步：根据速度传感器的数据，控制电控油门让被控制车辆的速度保持在平稳的行驶的状态；
第20步：距离传感器判断被控车辆与周围车辆或障碍物的距离，回到上一步，继续行驶，否则跳转回到第3步。
2.根据权利要求1所述的车辆自动排队行驶的控制方法，其特征在于在步骤(二)控制过程中，如果控制机构收到来自油门压力传感器、刹车压力传感器、离合压力传感器的信号；既控制机构感应到驾驶员的脚踩油门的动作、脚踩刹车的动作或者脚踩离合的动作时，或者按下终止按键时，立刻终止自动排队行驶的状态；在自动排队行驶状态，驾驶员可以用方向盘调整被控车辆的行驶方向。
3.根据权利要求1所述的车辆自动排队行驶的控制方法，其特征在于步骤(二)中的第10-11步，第13-14步，第19-20步，细分成以下几步：
第A1步：距离传感器实时判断被控车辆与周围车辆或障碍物的距离，如果正前方距离、左前方距离、右前方距离都大于安全距离时，继续原状态行驶；
第A2步：如果正前方距离和左前方距离大于安全距离且右前方距离小于安全距离时，进入第A3步；如果正前方距离和左前方距离大于安全距离且右前方距离小于安全距离时，跳转回到第A4步；如果正前方距离大于安全距离，且左前方距离和右前方距离小于安全距离时，跳转回到原主程序第3步；如果正前方距离小于安全距离时，跳转回到原主程序第3步；
第A3步：给驾驶员发出警示信号，并控制方向盘自动向左侧转向一定角度，并保持原速度行驶，并跳转到第A5步；
第A4步：给驾驶员发出警示信号，并控制方向盘自动向右侧转向一定角度，并保持原速度行驶，并跳转到第A5步；
第A5步：当正前方距离、左前方距离、右前方距离大于安全距离时，控制方向盘自动回转向同等角度，保持原速度行驶，并跳转回到第A1步；否则，跳转回到第A2步。
4.根据权利要求1所述的车辆自动排队行驶的控制方法，其特征在于步骤(二)中控制机构优先响应人工转向的动作，既方向盘转向传感器感应到人工转向动作与自动转向方向不同或者大于自动转向设定值时，停止自动转向，根据人工转向动作调整方向。
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