CN107010028B - 电动汽车的防碰撞***、控制方法及电动汽车 - Google Patents

电动汽车的防碰撞***、控制方法及电动汽车 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车的防碰撞***、控制方法及电动汽车，该***包括：车速检测装置；车距检测装置；设置在宿主车辆上的车轮电机制动装置，车轮电机制动装置包括车轮制动电机，车轮电机制动装置用于在接收到紧急制动信号时向车轮施加制动力，以对宿主车辆进行回馈制动；整车控制器，用于在宿主车辆车速大于预定车速且第一相对距离小于预定距离时，根据宿主车辆车速、前方车辆车速和第一相对距离确定碰撞时间，并在碰撞时间小于预定时间时，向车轮电机制动装置发送紧急制动信号。本发明的防碰撞***可以有效防止车辆发生追尾，具有制动响应速度快、制动距离短的优点，从而可以保证车辆安全，另外，该防碰撞***具有结构简单、成本低的优点。

Description

电动汽车的防碰撞***、控制方法及电动汽车
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种电动汽车的防碰撞***、控制方法及电动汽车。
背景技术
目前，相关技术中有一些可以在车辆将要与前方车辆发生追尾时，对驾驶员进行预警，从而可以提醒驾驶员注意减速，避免发生追尾。这在一定程度上提升了行车安全。但是，如果驾驶员没有采取减速，则通常还是可能发生追尾。另外，还有一些相关技术，在判断出将要与前车发生追尾时，可以控制液压制动***进行自动制动，然后液压制动***本身的结构较为复杂，并且液压制动***响应慢、成本高，滞后的制动有时还是不足以保证行车安全。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关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电动汽车的防碰撞***。该电动汽车的防碰撞***可以有效防止车辆发生追尾，具有制动响应速度快、制动距离短的优点，从而可以保证车辆安全，另外，该防碰撞***具有结构简单、成本低的优点。
本发明的另一个目的在于提出一种电动汽车的防碰撞***的控制方法。
本发明的再一个目的在于提出一种电动汽车。
为了实现上述目的，本发明的第一方面的实施例公开了一种电动汽车的防碰撞***，包括：车速检测装置，用于检测宿主车辆车速和前方车辆车速；车距检测装置，用于检测宿主车辆与前方车辆之间的第一相对距离；设置在宿主车辆上的车轮电机制动装置，所述车轮电机制动装置包括车轮制动电机，所述车轮电机制动装置用于在接收到紧急制动信号时向车轮施加制动力，以对所述宿主车辆进行回馈制动；整车控制器，所述整车控制器用于在所述宿主车辆车速大于预定车速且所述第一相对距离小于预定距离时，根据所述宿主车辆车速、前方车辆车速和所述第一相对距离确定碰撞时间，并在所述碰撞时间小于预定时间时，向宿主车辆的驾驶员发出报警信号和/或向所述车轮电机制动装置发送所述紧急制动信号。
根据本发明实施例的电动汽车的防碰撞***，当判断出宿主车辆将要与前方车辆发生追尾时，可以向驾驶员发出报警，甚至控制车辆自动制动，从而避免车辆与前方车辆发生追尾，保证行车安全。此外，通过如轮边电机或轮毂电机等对车轮施加制动力的方式相比于相关技术中的通过液压制动的方式，具有制动响应速度快的优点且轮边电机或轮毂电机等相对结构简单、成本低的优点。
本发明第二方面的实施例公开了一种电动汽车的防碰撞***的控制方法，包括以下步骤：检测宿主车辆车速和前方车辆车速；检测宿主车辆与前方车辆之间的第一相对距离；当所述宿主车辆车速大于预定车速且所述第一相对距离小于预定距离时，根据所述宿主车辆车速、前方车辆车速和所述第一相对距离确定碰撞时间；当所述碰撞时间小于预定时间时，向宿主车辆的驾驶员发出报警信号和/或向车轮电机制动装置发送所述紧急制动信号，以便所述车轮电机制动装置向车轮施加制动力，以对所述宿主车辆进行回馈制动。
根据本发明实施例的电动汽车的防碰撞***的控制方法，当判断出宿主车辆将要与前方车辆发生追尾时，可以向驾驶员发出报警，甚至控制车辆自动制动，从而避免车辆与前方车辆发生追尾，保证行车安全。此外，通过如轮边电机或轮毂电机等对车轮施加制动力的方式相比于相关技术中的通过液压制动的方式，具有制动响应速度快的优点且轮边电机或轮毂电机等相对结构简单、成本低的优点。
本发明第三方面的实施例公开了一种电动汽车，包括：根据本发明第一方面的实施例所述的电动汽车的防碰撞***。该车辆当判断出宿主车辆将要与前方车辆发生追尾时，可以向驾驶员发出报警，甚至控制车辆自动制动，从而避免车辆与前方车辆发生追尾，保证行车安全。此外，通过如轮边电机或轮毂电机等对车轮施加制动力的方式相比于相关技术中的通过液压制动的方式，具有制动响应速度快的优点且轮边电机或轮毂电机等相对结构简单、成本低的优点。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的电动汽车的防碰撞***的结构框图；
图2是根据本发明一个实施例的电动汽车的防碰撞***的示意图；以及
图3是根据本发明一个实施例的电动汽车的防碰撞***的控制方法的流程图。
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。
以下结合附图描述根据本发明实施例的电动汽车的防碰撞***、控制方法及电动汽车。
图1是根据本发明一个实施例的电动汽车的防碰撞***的结构框图。如图1所示，根据本发明一个实施例的电动汽车的防碰撞***100，包括：车速检测装置110、车距检测装置120、车轮电机制动装置130以及整车控制器140。
具体地，结合图2所示，车速检测装置110用于检测宿主车辆车速和前方车辆车速。车距检测装置120用于检测宿主车辆与前方车辆之间的第一相对距离。车轮电机制动装置130设置在宿主车辆上，车轮电机制动装置130包括车轮制动电机131，车轮电机制动装置130用于在接收到紧急制动信号时向车轮施加制动力，以对车辆进行回馈制动。整车控制器140用于在宿主车辆车速大于预定车速且第一相对距离小于预定距离时，根据宿主车辆车速、前方车辆车速和第一相对距离确定碰撞时间，并在碰撞时间小于预定时间时，向宿主车辆的驾驶员发出报警信号和/或向车轮电机制动装置发送紧急制动信号。
其中，宿主车辆指本车，前方车辆指宿主车辆前方的车辆。车速检测装置110例如为设置在宿主车辆上的车速传感器，以实时监测宿主车辆的车速V1以及前方车辆的车速V2。车距检测装置120例如为设置在宿主车辆上的雷达或者激光测距装置，以实时监测宿主车辆与前方车辆之间的距离(即第一相对距离)。车轮制动电机131为轮边电机或轮毂电机。即：车轮制动电机131可以是轮边电机，也可以是轮毂电机。
作为一个具体的示例，如图2所示，车轮电机制动装置130包括：车轮制动电机131和电机控制器133，当然，还可包括变速器132。其中，车轮制动电机131通过变速器132与车轮相连，车轮制动电机131用于通过变速器132向车轮施加制动力。电机控制器133分别与车轮制动电机131和整车控制器140相连，以接收来自整车控制器140发送的紧急制动信号，并根据紧急制动信号驱动车轮制动电机131对车辆进行回馈制动。其中，车轮制动电机131对车辆进行回馈制动指使车轮制动电机131产生与车辆行驶方向相反的制动力，从而达到制动的目的，并且车轮制动电机131在进行回馈制动的过程中可将回馈制动的能量转化为电能进行发电，以在动力电池需要充电时对动力电池充电以通过动力电池进行能量回收，从而可降低整车的能耗。
车轮电机制动装置130为多个，多个车轮电机制动装置130一一对应于车辆的多个车轮。如图2所示，车辆包括4个车轮，即：左前车轮、右前车轮、左后车轮和右后车轮，对应于左前车轮的左前车轮电机制动装置130-1、对应于右前车轮的右前车轮电机制动装置130-2、对应于左后车轮的左后车轮电机制动装置130-3、对应于右后车轮的右后车轮电机制动装置130-4。再次结合图2所示，车轮制动电机131为轮边电机或轮毂电机。即：车轮制动电机131可以是轮边电机，也可以是轮毂电机。
在本发明的一个实施例中，可以根据确定出的碰撞时间确定即将发生碰撞的风险等级，然后根据不同的风险等级执行不同的操作。例如：风险等级相对较低时，可以提示驾驶员注意减速，以避免与前方车辆发生碰撞，风险等级相对较高时，可以提示驾驶员注意减速的同时，对车辆进行自动制动，以避免与前方车辆发生碰撞。
具体而言，预定时间包括第一预定时间和第二预定时间，第一预定时间大于第二预定时间，整车控制器140用于在宿主车辆车速大于预定车速且第一相对距离小于预定距离时，判断碰撞时间是否小于第一预定时间且大于第二预定时间，如果是，则生成报警信号并向宿主车辆的驾驶员发出报警信号，如果碰撞时间小于第二预定时间，则生成报警信号并向宿主车辆的驾驶员发出报警信号，以及向车轮电机制动装置发送紧急制动信号。
例如：宿主车辆与前方车辆发生碰撞的碰撞时间是t1＝L1/(V1-V2)。其中，L1是宿主车辆与前方车辆之间的第一相对距离，V1是宿主车辆车速，V2是前方车辆车速。若t1≤0秒，说明V2大于V1，即前方车辆车速比宿主车辆车速高，不会发生碰撞；若t1>0秒，则前方车辆车速比宿主车辆车速低，有可能发生碰撞危险。
当V1大于80km/h(即：预定车速)，且L1小于10m(即：预定距离)，t1小于2s(即第一预定时间)时，整车控制器140判断宿主车辆有可能与前方车辆发生碰撞。整车控制器140通过CAN网络向宿主车辆的驾驶员发出报警信号，进而，通过报警信号提醒驾驶员注意行车距离和行驶安全。
当V1大于80km/h，且L1小于10m，t1小于1s时，整车控制器140判断宿主车辆将要与前方车辆发生追尾。整车控制器140给车轮电机制动装置130发出紧急制动信号，车轮电机制动装置130向车轮施加制动力，达到自动制动的目的，进而防着宿主车辆与前方车辆发生追尾，提升行车安全。
当判定出宿主车辆在高速行驶过程中即将与前方车辆发生追尾时，整车控制器140可以根据宿主车辆车速、车轮转速和预定车胎滑移率确定制动力矩，并根据制动力矩生成上述的紧急制动信号，具体包括：根据宿主车辆车速和车轮转速得到车胎实际滑移率；根据车胎实际滑移率和所述预定车胎滑移率确定车轮目标转速；根据车轮目标转速确定制动力矩，并根据制动力矩生成紧急制动信号。
具体地说，高速行驶过程且将要与前方车辆发生追尾时，为了减小制动距离，需要确定最大的制动力矩。而本发明的实施例可以根据宿主车辆车速、车轮转速和预定车胎滑移率确定出这个最大的制动力矩。首先，通过如下公式得到车胎实际滑移率，该公式为：
S＝(V-u)/V×100％，
其中，S为车胎实际滑移率，V为车速、u为车轮转速。
根据试验可知，当车胎实际滑移率S为20％(即预定车轮滑移率)左右时，此时车轮可以获得最大的制动力，整车控制器140实时计算车胎实际滑移率S，然后根据车胎实际滑移率S和预定车轮滑移率等确定出最大的制动力矩，然后车轮电机制动装置130根据该最大的制动力矩向车轮施加制动力，使紧急制动过程中车胎实际滑移率S始终保持在20％左右，从而达到快速制动的效果，减小制动距离，保证车辆安全。
根据本发明实施例的电动汽车的防碰撞***，当判断出宿主车辆将要与前方车辆发生追尾时，可以向驾驶员发出报警，甚至控制车辆自动制动，从而避免车辆与前方车辆发生追尾，保证行车安全。此外，通过如轮边电机或轮毂电机等对车轮施加制动力的方式相比于相关技术中的通过液压制动的方式，具有制动响应速度快的优点且轮边电机或轮毂电机等相对结构简单、成本低的优点。
在本发明的一个实施例中，车速检测装置110还用于检测后方车辆车速，车距检测装置120还用于检测宿主车辆与后方车辆之间的第二相对距离，整车控制器140还用于在后方车辆车速大于预定车速且第二相对距离小于预定距离时，根据宿主车辆车速、后方车辆车速和第二相对距离确定碰撞时间，并在碰撞时间小于预定时间时，向后方车辆发出报警信号。
具体地说，后方车辆与宿主车辆发生碰撞的时间是t2＝L2/(V3-V1)，L2是第二相对距离，V3是后方车辆车速。若t2≤0s，说明V1大于V3，即宿主车辆车速比后方车辆速度大，不会发生碰撞，若t2>0s，说明V1小于V3，即宿主车辆车速比后方车辆速度小，有可能发生碰撞。
进而，当V3大于80km/h(即：预定车速)，L2小于10m(即：预定距离)，且t2小于2s(即：第一预定时间)，整车控制器140判断后方车辆有可能与宿主车辆发生碰撞。整车控制器140向后方车辆发出报警信号。
当V2大于80km/h，L2小于10m，且t2小于1s，整车控制器140判断后方车辆将与宿主车辆发生追尾。整车控制器150发出报警信号的同时，打开车辆后尾灯与紧急告警灯，警告后方车主，两车距离过近有追尾危险。从而避免后方车辆与宿主车辆发生追尾。进一步提成行车安全。
在本发明的一个实施例中，当通过车轮电机制动装置130对车辆采取紧急制动的过程中，还包括：判断动力电池是否满足充电条件，如动力电池的电量不足时，还可以通过车轮电机制动装置130收集制动产生的能量，转换为电能后为动力电池充电，实现能量回收，进而可以提升电动汽车的续航里程，并避免能源的浪费。
图3是根据本发明一个实施例的电动汽车的防碰撞***的控制方法的流程图。
需要说明的是，在本发明实施例的电动汽车的防碰撞***的控制方法中，电动汽车的防碰撞***为上述实施例所述的电动汽车的防碰撞***。
如图3所示，根据本发明一个实施例的电动汽车的防碰撞***的控制方法，包括以下步骤：
S301：检测宿主车辆车速和前方车辆车速。
S302：检测宿主车辆与前方车辆之间的第一相对距离。
S303：当所述宿主车辆车速大于预定车速且所述第一相对距离小于预定距离时，根据所述宿主车辆车速、前方车辆车速和所述第一相对距离确定碰撞时间。
S304：当所述碰撞时间小于预定时间时，向宿主车辆的驾驶员发出报警信号和/或向车轮电机制动装置发送所述紧急制动信号，以便所述车轮电机制动装置向车轮施加制动力，以对所述宿主车辆进行回馈制动。
进一步地，预定时间包括第一预定时间和第二预定时间，所述第一预定时间大于所述第二预定时间，所述当所述碰撞时间小于预定时间时，向宿主车辆的驾驶员发出报警信号和/或向车轮电机制动装置发送所述紧急制动信号，以便所述车轮电机制动装置向车轮施加制动力，以对所述宿主车辆进行回馈制动，包括：判断所述碰撞时间是否小于所述第一预定时间且大于所述第二预定时间，如果是，则生成所述报警信号并向宿主车辆的驾驶员发出所述报警信号；如果所述碰撞时间小于所述第二预定时间，则生成所述报警信号并向宿主车辆的驾驶员发出所述报警信号，以及向所述车轮电机制动装置发送所述紧急制动信号。
在本发明的一个实施例中，电动汽车的防碰撞***的控制方法，还包括：根据所述宿主车辆车速和车轮转速得到车胎实际滑移率；根据所述车胎实际滑移率和所述预定车胎滑移率确定车轮目标转速；根据所述车轮目标转速确定所述制动力矩，并根据所述制动力矩生成所述紧急制动信号。
进一步地，该控制方法还包括：检测后方车辆车速；检测宿主车辆与后方车辆之间的第二相对距离；当所述后方车辆车速大于预定车速且所述第二相对距离小于预定距离时，根据所述宿主车辆车速、后方车辆车速和所述第二相对距离确定碰撞时间，并在所述碰撞时间小于预定时间时，向后方车辆发出报警信号。
根据本发明实施例的电动汽车的防碰撞***的控制方法，当判断出宿主车辆将要与前方车辆发生追尾时，可以向驾驶员发出报警，甚至控制车辆自动制动，从而避免车辆与前方车辆发生追尾，保证行车安全。此外，通过如轮边电机或轮毂电机等对车轮施加制动力的方式相比于相关技术中的通过液压制动的方式，具有制动响应速度快的优点且轮边电机或轮毂电机等相对结构简单、成本低的优点。
需要说明的是，本发明实施例的电动汽车的防碰撞***的控制方法的具体实现方式请参见本发明实施例的电动汽车的防碰撞***的具体实现方式，为了减少冗余，此处不做赘述。
在本发明的实施例中，进一步公开了一种电动汽车，包括：根据上述任意一个实施例所述的电动汽车的防碰撞***。该车辆当判断出宿主车辆将要与前方车辆发生追尾时，可以向驾驶员发出报警，甚至控制车辆自动制动，从而避免车辆与前方车辆发生追尾，保证行车安全。此外，通过如轮边电机或轮毂电机等对车轮施加制动力的方式相比于相关技术中的通过液压制动的方式，具有制动响应速度快的优点且轮边电机或轮毂电机等相对结构简单、成本低的优点。。
另外，根据本发明实施例的电动汽车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，为了减少冗余，此处不做赘述。
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。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。
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 (8)

1.一种电动汽车的防碰撞***，其特征在于，包括：
车速检测装置，用于检测宿主车辆车速和前方车辆车速；
车距检测装置，用于检测宿主车辆与前方车辆之间的第一相对距离；
设置在宿主车辆上的车轮电机制动装置，所述车轮电机制动装置包括车轮制动电机，所述车轮电机制动装置用于在接收到紧急制动信号时向车轮施加制动力，以对所述宿主车辆进行回馈制动；
整车控制器，所述整车控制器用于在所述宿主车辆车速大于预定车速且所述第一相对距离小于预定距离时，根据所述宿主车辆车速、前方车辆车速和所述第一相对距离确定碰撞时间，并在所述碰撞时间小于预定时间时，向宿主车辆的驾驶员发出报警信号和/或向所述车轮电机制动装置发送所述紧急制动信号，其中，所述整车控制器还用于根据所述宿主车辆车速、车轮转速和预定车胎滑移率确定制动力矩，并根据所述制动力矩生成所述紧急制动信号，具体包括：根据所述宿主车辆车速和车轮转速得到车胎实际滑移率；根据所述车胎实际滑移率和所述预定车胎滑移率确定车轮目标转速；根据所述车轮目标转速确定所述制动力矩，并根据所述制动力矩生成所述紧急制动信号，
其中，所述预定时间包括第一预定时间和第二预定时间，所述第一预定时间大于所述第二预定时间，所述整车控制器用于在所述宿主车辆车速大于预定车速且所述第一相对距离小于预定距离时，判断所述碰撞时间是否小于所述第一预定时间且大于所述第二预定时间，如果是，则生成所述报警信号并向宿主车辆的驾驶员发出所述报警信号，如果所述碰撞时间小于所述第二预定时间，则生成所述报警信号并向宿主车辆的驾驶员发出所述报警信号，以及向所述车轮电机制动装置发送所述紧急制动信号。
2.根据权利要求1所述的电动汽车的防碰撞***，其特征在于，所述车轮电机制动装置包括：
电机控制器，所述电机控制器分别与所述车轮制动电机和所述整车控制器相连，以接收来自所述整车控制器发送的所述紧急制动信号，并根据所述紧急制动信号驱动所述车轮制动电机对车辆进行回馈制动；
所述车轮制动电机，所述车轮制动电机通过变速器与车轮相连，所述车轮制动电机用于通过所述变速器向车轮施加制动力。
3.根据权利要求1或2所述的电动汽车的防碰撞***，其特征在于，所述车轮电机制动装置为多个，多个所述车轮电机制动装置一一对应于车辆的多个车轮。
4.根据权利要求1所述的电动汽车的防碰撞***，其特征在于，所述车轮制动电机为轮边电机或轮毂电机。
5.根据权利要求1所述的电动汽车的防碰撞***，其特征在于，所述车速检测装置还用于检测后方车辆车速，所述车距检测装置还用于检测宿主车辆与后方车辆之间的第二相对距离，所述整车控制器还用于在所述后方车辆车速大于预定车速且所述第二相对距离小于预定距离时，根据所述宿主车辆车速、后方车辆车速和所述第二相对距离确定碰撞时间，并在所述碰撞时间小于预定时间时，向后方车辆发出报警信号。
6.一种电动汽车的防碰撞***的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
检测宿主车辆车速和前方车辆车速；
检测宿主车辆与前方车辆之间的第一相对距离；
当所述宿主车辆车速大于预定车速且所述第一相对距离小于预定距离时，根据所述宿主车辆车速、前方车辆车速和所述第一相对距离确定碰撞时间；
当所述碰撞时间小于预定时间时，向宿主车辆的驾驶员发出报警信号和/或向车轮电机制动装置发送紧急制动信号，以便所述车轮电机制动装置向车轮施加制动力，以对所述宿主车辆进行回馈制动；
还包括：
根据所述宿主车辆车速和车轮转速得到车胎实际滑移率；
根据所述车胎实际滑移率和预定车胎滑移率确定车轮目标转速；
根据所述车轮目标转速确定制动力矩，并根据所述制动力矩生成所述紧急制动信号，
其中，所述预定时间包括第一预定时间和第二预定时间，所述第一预定时间大于所述第二预定时间，所述当所述碰撞时间小于预定时间时，向宿主车辆的驾驶员发出报警信号和/或向车轮电机制动装置发送所述紧急制动信号，以便所述车轮电机制动装置向车轮施加制动力，以对所述宿主车辆进行回馈制动，包括：判断所述碰撞时间是否小于所述第一预定时间且大于所述第二预定时间，如果是，则生成所述报警信号并向宿主车辆的驾驶员发出所述报警信号；如果所述碰撞时间小于所述第二预定时间，则生成所述报警信号并向宿主车辆的驾驶员发出所述报警信号，以及向所述车轮电机制动装置发送所述紧急制动信号。
7.根据权利要求6所述的电动汽车的防碰撞***的控制方法，其特征在于，还包括：
检测后方车辆车速；
检测宿主车辆与后方车辆之间的第二相对距离；
当所述后方车辆车速大于预定车速且所述第二相对距离小于预定距离时，根据所述宿主车辆车速、后方车辆车速和所述第二相对距离确定碰撞时间，并在所述碰撞时间小于预定时间时，向后方车辆发出报警信号。
8.一种电动汽车，其特征在于，包括：根据权利要求1-5任一项所述的电动汽车的防碰撞***。
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