CN113928290A - 融合前向防撞的商用车制动控制***和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种融合前向防撞的商用车制动控制***和方法，可应用于车辆控制技术领域。本发明的***包括：控制器；传感器模块，传感器模块通过线束与所述控制器连接，用于采集车辆的周围环境信息和车辆状态信息；电控继动阀，电控继动阀的进气口分别连接储气罐的出气口和制动总阀的进气口，电控继动阀的控制口连接制动总阀的出气口，电控继动阀的电气接口通过线束与所述控制器连接；ABS电磁阀，ABS电磁阀的进气口与电控继动阀的出气口连接，ABS电磁阀的出气口连接制动气室，ABS电磁阀的电气接口通过线束与所述控制器连接。本发明无需在驾驶室布设两套***的控制器，即能降低车辆成本和数据传输量，提高车辆运行过程的安全性。

Description

融合前向防撞的商用车制动控制***和方法

技术领域

本发明涉及车辆控制技术领域，尤其是一种融合前向防撞的商用车制动控制***和方法。

背景技术

目前商用车用的紧急制动***(AEBS)与车身电子稳定控制***为相互独立的***。AEBS***包括毫米波雷达、视觉传感器、ASR阀、AEBS控制器。车身电子稳定控制***包括ABS+ESC控制器、转向角传感器、横摆率传感器、压力传感器、电控继动阀、轮速传感器、ABS电磁阀。这两套***的控制器均布置在驾驶室内，且均用昂贵的线束及电控阀连接。两套***在独立运行时，电子稳定***受传感器局限性，对路面状况，车辆周围态势等重要信息判断困难，在路面状况在危险已经发生时，紧急制动***才能通过轮速传感器进行判断，比较迟缓。而且两套***在独立运行时，有大量数据交互通过总线传输，占用了大量的总线资源，容易造成整车网络通讯负荷过重。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种融合前向防撞的商用车制动控制***和方法，能够降低车辆成本和数据传输量，提高车辆运行过程的安全性。

第一方面，本发明实施例提供了一种融合前向防撞的商用车制动控制***，包括：

控制器；

传感器模块，所述传感器模块通过线束与所述控制器连接，用于采集车辆的周围环境信息和车辆状态信息；

电控继动阀，所述电控继动阀的进气口分别连接储气罐的出气口和制动总阀的进气口，所述电控继动阀的控制口连接制动总阀的出气口，所述电控继动阀的电气接口通过线束与所述控制器连接；

ABS电磁阀，所述ABS电磁阀的进气口与所述电控继动阀的出气口连接，所述ABS电磁阀的出气口连接制动气室，所述ABS电磁阀的电气接口通过线束与所述控制器连接；

其中，当所述传感器模块采集到所述周围环境信息和所述车辆状态信息，所述控制器根据所述周围环境信息和所述车辆状态信息确定车辆处于紧急制动，生成控制指令，根据所述控制指令调节所述电控继动阀和所述ABS电磁阀的工作状态。

在一些实施例中，所述传感器模块包括视觉传感器、横摆率传感器、毫米波雷达、转向角传感器、轮速传感器和压力传感器，所述视觉传感器、所述横摆率传感器、所述毫米波雷达、所述转向角传感器、所述轮速传感器和所述压力传感器均通过线束与所述控制器连接；所述轮速传感器设置于车轮上；所述压力传感器设置于制动总阀的后桥出气管上。

在一些实施例中，所述电控继动阀包括第一电控继动阀和第二电控继动阀，所述ABS电磁阀包括前轴ABS电磁阀和后轴ABS电磁阀；所述第一电控继动阀的出气口与所述前轴ABS电磁阀的进气口连接；所述第二电控继动阀的出气口与所述后轴ABS电磁阀的进气口连接。

在一些实施例中，所述前轴ABS电磁阀包括第一前轴ABS电磁阀和第二前轴ABS电磁阀，所述第一电控继动阀的出气口包括第一出气口和第二出气口，所述第一出气口与所述第一前轴ABS电磁阀的进气口连接，所述第二出气口与所述第二前轴ABS电磁阀的进气口连接；所述后轴ABS电磁阀包括第一后轴ABS电磁阀和第二后轴ABS电磁阀，所述第二电控继动阀的出气口包括第三出气口和第四出气口，所述第三出气口与所述第一后轴ABS电磁阀的进气口连接，所述第四出气口与所述第二后轴ABS电磁阀的进气口连接。

在一些实施例中，所述轮速传感器的个数大于等于四个，大于等于四个所述轮速传感器分别设置于车辆的四个车辆上且每个车辆至少设置一个所述轮速传感器。

第二方面，本发明实施例提供了一种融合前向防撞的商用车制动控制方法，所述方法应用于所述***，包括以下步骤：

获取传感器模块采集的车辆周围环境信息和车辆状态信息；

根据所述周围环境信息和所述车辆状态信息确定车辆处于紧急制动，生成控制指令，并根据所述控制指令调节电控继动阀和ABS电磁阀的工作状态。

在一些实施例中，所述根据所述周围环境信息和所述车辆状态信息确定车辆处于紧急制动，生成控制指令，并根据所述控制指令调节电控继动阀和ABS电磁阀的工作状态，包括：

根据所述周围环境信息确定车辆前方存在障碍物，计算所述车辆与所述障碍物的碰撞时间；

根据所述碰撞时间和所述车辆状态信息调节电控继动阀和ABS电磁阀的工作状态。

在一些实施例中，所述根据所述碰撞时间和所述车辆状态信息调节电控继动阀和ABS电磁阀的工作状态，包括：

根据所述碰撞时间和所述车辆状态信息确定车辆的期望路线；

获取车辆紧急制动后的实际路线；

当所述实际路线偏离所述期望路线，比较转向角传感器采集的转向角度、横摆率传感器

采集的加速度和角速度；

确定所述转向角度小于第一预设数值、所述加速度大于第二预设数值且所述角速度大于第三预设数值，控制增加所述实际路线内侧的后车轮制动力，并控制车辆的行驶速度为预设速度；

确定所述转向角度大于第一预设数值、所述加速度小于第二预设数值且所述角速度小于第三预设数值，控制减少所述实际路线外侧的前车轮制动力，并控制车辆的行驶速度为预设速度；

确定所述转向角度等于第一预设数值、所述加速度等于第二预设数值且所述角速度等于第三预设数值，控制车辆的行驶速度为预设速度。

在一些实施例中，所述根据所述周围环境信息和所述车辆状态信息确定车辆处于紧急制动，生成控制指令，并根据所述控制指令调节电控继动阀和ABS电磁阀的工作状态，包括：

根据所述周围环境信息确定车辆前方不存在障碍物，根据所述车辆状态信息确定车辆的期望路线；

获取车辆紧急制动后的实际路线；

当所述实际路线偏离所述期望路线，比较转向角传感器采集的转向角度、横摆率传感器

采集的加速度和角速度；

确定所述转向角度小于第一预设数值、所述加速度大于第二预设数值且所述角速度大于第三预设数值，控制增加所述实际路线内侧的后车轮制动力，并控制车辆的行驶速度为预设速度；

确定所述转向角度大于第一预设数值、所述加速度小于第二预设数值且所述角速度小于第三预设数值，控制减少所述实际路线外侧的前车轮制动力，并控制车辆的行驶速度为预设速度；

确定所述转向角度等于第一预设数值、所述加速度等于第二预设数值且所述角速度等于第三预设数值，控制车辆的行驶速度为预设速度。

在一些实施例中，所述车辆状态信息包括车辆的纵横摆动信息、转向角信息、轮速信息和制动总阀的出气口压力信息。

本发明实施例提供的一种融合前向防撞的商用车制动控制***，具有如下有益效果：

本实施例通过总的控制器分别与传感器模块和电控继动阀连接，从而无需在驾驶室布设两套***的控制器，降低车辆成本和数据传输量，同时通过传感器模块采集车辆周围环境信息和车辆状态信息，使控制器根据实时采集的信息调节电控继动阀和ABS电磁阀的工作状态，以提高车辆运行过程的安全性。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：

图1为本发明实施例的一种融合前向防撞的商用车制动控制***的结构示意图；

图2为本发明实施例的电控继动阀的结构示意图；

图3为本发明实施例的ABS电磁阀的结构示意图；

图4为本发明实施例的一种融合前向防撞的商用车制动控制方法的流程图；

图5为本发明实施例的存在障碍物时的控制流程图；

图6为本发明实施例的不存在障碍物时的控制流程图。

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，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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。

在本发明的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

参照图1，本发明实施例提供了一种融合前向防撞的商用车制动控制***，包括控制器110、传感器模块、电控继动阀和ABS电磁阀。其中，该控制器为集成了主动防撞***(AEBS)的控制器和电子稳定控制***的控制器，且该控制器110与电源模块180连接，以通过电源模块180提供***的工作电能。传感器模块通过线束与控制器110连接，用于采集车辆的周围环境信息和车辆状态信息。如图2所示，每个电控继动阀上设有进气口123、出气口124、控制口125和电气接口126。具体地，电控继动阀的进气口123分别连接储气罐170的出气口和制动总阀150的进气口，电控继动阀的控制口125连接制动总阀150的出气口，电控继动阀的电气接口126通过线束与控制器110连接，以接收控制器发送的控制指令。如图3所示，ABS电磁阀包括进气口135、出气口136和电气接口137。具体地，ABS电磁阀的进气口135与电控继动阀的出气口124连接，ABS电磁阀的出气口136连接制动气室，ABS电磁阀的电气接口137通过线束与控制器110连接。

具体地，上述实施在车辆工作过程中，电源模块为***提供工作电能。当***获取到工作电能后，传感器模块采集到车辆的周围环境信息和车辆状态信息，并将采集的信息发送到控制器，控制器根据周围环境信息和车辆状态信息确定车辆处于紧急制动，生成控制指令，并根据该控制指令调节电控继动阀和ABS电磁阀的工作状态，从而无需在驾驶室内布设两个控制器，即能实现车辆智能自动控制过程，降低车辆成本。其中，ABS是防抱死制动***的缩写。

在一些实施例中，如图1所示，传感器模块包括视觉传感器161、横摆率传感器163、毫米波雷达162、转向角传感器164、轮速传感器166和压力传感器165，视觉传感器161、横摆率传感器163、毫米波雷达162、转向角传感器164、轮速传感器166和压力传感器165均通过线束与控制器110连接。轮速传感器166设置于车轮上，用于采集车辆车轮的实时转速。压力传感器165设置于制动总阀150的后桥出气管上，用于实时检测制动总阀的后桥出气管上的气压值。视觉传感器161可采用摄像头模块，可设置于车辆的周围，用于采集车辆周围的环境图像。横摆率传感器163设置于车辆内，用于采集车辆的纵横摆动值。毫米波雷达162用于辅助采集车辆周围的环境信息。转向角传感器164用于实时检测车辆的方向转动角度。

在工作过程中，视觉传感器和毫米波雷达探测到周边环境信息通过CAN总线反馈给集成控制器，控制器评估信号并通过转向角传感器、横摆率传感器、压力传感器信号识别到车辆需要主动制动避开障碍情况时，发出制动指令给电控继动阀，电控继动阀的电磁阀得电打开阀门，完成车辆制动。当车辆自主刹车且处于紧急制动时，控制器根据轮速状态、车身状态调节电控继动阀及ABS电磁阀，防止车辆发生侧翻及抱死情况，提升车辆驾驶的安全性。

在一些实施例中，如图1所示，电控继动阀包括第一电控继动阀121和第二电控继动阀122，ABS电磁阀包括前轴ABS电磁阀和后轴ABS电磁阀；第一电控继动阀121的出气口与前轴ABS电磁阀的进气口连接；第二电控继动阀122的出气口与后轴ABS电磁阀的进气口连接。本实施例通过每个电控继动阀分别与前轴和后轴的ABS电磁阀连接，以实现单一控制，从而提高控制精度。

在一些实施例中，如图1所示，前轴ABS电磁阀包括第一前轴ABS电磁阀131和第二前轴ABS电磁阀132，第一电控继动阀121的出气口包括第一出气口和第二出气口，第一出气口与第一前轴ABS电磁阀131的进气口连接，第二出气口与第二前轴ABS电磁阀132的进气口连接；后轴ABS电磁阀包括第一后轴ABS电磁阀133和第二后轴ABS电磁阀134，第二电控继动阀122的出气口包括第三出气口和第四出气口，第三出气口与第一后轴ABS电磁阀133的进气口连接，第四出气口与第二后轴ABS电磁阀134的进气口连接。本实施例通过每个将电控继动阀的每个出气口分别连接一个ABS电磁阀，以实现单一控制，从而提高控制精度。

在一些实施例中，如图1所示，轮速传感器166的个数大于等于四个，大于等于四个轮速传感器分别设置于车辆的四个车辆上且每个车辆至少设置一个轮速传感器，以通过至少一个轮速传感器检测对应车轮的轮速，提高车轮速度检测的精度，从而提高控制器在控制过程的控制准确度。

参照图4，本发明实施例提供了一种融合前向防撞的商用车制动控制方法。本实施例的方法可应用于图1所示***的处理器内。

在工作过程中，本实施例包括以下步骤：

S41、获取传感器模块采集的车辆周围环境信息和车辆状态信息。其中，车辆周围环境信息包括车辆上设置的视觉传感器和毫米波雷达实时采集的周围信息。车辆状态信息包括车辆上设置的横摆率传感器实时采集的车辆的纵横摆动值、转向角传感器采集的车辆的转向角度和轮速传感器实时采集的车轮速度、压力传感器实时采集的制动总阀的后桥出气管上的气压值。

S42、根据周围环境信息和车辆状态信息确定车辆处于紧急制动，生成控制指令，并根据控制指令调节电控继动阀和ABS电磁阀的工作状态。

在本实施例中，通过区分车辆周围有障碍物和没有障碍物的情况在控制车辆的行驶状态。具体地，当根据周围环境信息确定车辆前方存在障碍物时，先计算车辆与障碍物的碰撞时间，然后通过如图5所示步骤执行工作：

S51、根据碰撞时间和车辆状态信息确定车辆的期望路线；

S52、获取车辆紧急制动后的实际路线；

S53、当实际路线偏离所述期望路线，比较转向角传感器采集的转向角度、横摆率传感器采集的加速度和角速度；

S54、确定转向角度小于第一预设数值、加速度大于第二预设数值且角速度大于第三预设数值，控制增加实际路线内侧的后车轮制动力，并控制车辆的行驶速度为预设速度；

S55、确定转向角度大于第一预设数值、加速度小于第二预设数值且角速度小于第三预设数值，控制减少实际路线外侧的前车轮制动力，并控制车辆的行驶速度为预设速度；

S56、确定转向角度等于第一预设数值、加速度等于第二预设数值且角速度等于第三预设数值，控制车辆的行驶速度为预设速度。

当根据周围环境信息确定车辆前方不存在障碍物时，通过如图6所示步骤执行工作：

S61、根据车辆状态信息确定车辆的期望路线；

S62、获取车辆紧急制动后的实际路线；

S63、当实际路线偏离期望路线，比较转向角传感器采集的转向角度、横摆率传感器采集的加速度和角速度；

S64、确定转向角度小于第一预设数值、加速度大于第二预设数值且角速度大于第三预设数值，控制增加实际路线内侧的后车轮制动力，并控制车辆的行驶速度为预设速度；

S65、确定转向角度大于第一预设数值、加速度小于第二预设数值且角速度小于第三预设数值，控制减少实际路线外侧的前车轮制动力，并控制车辆的行驶速度为预设速度；

S66、确定转向角度等于第一预设数值、加速度等于第二预设数值且角速度等于第三预设数值，控制车辆的行驶速度为预设速度。

在上述实施例中，第一预设数值、第二预设数值和第三预设数值均为车辆安全行驶时的警戒值。车辆的控制过程可通过图1***内的控制器控制电控继动阀和ABS继动阀的工作状态来进行调节。

综上可知，上述实施例通过集成两套***的控制器、电控继动阀，减少***部件，撤销用于安装的控制器、电控继动阀的支架以及线束，降低零部件生产商的供货成本。同时可以有效降低***通讯负荷，提高通信实时性。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (10)

1.一种融合前向防撞的商用车制动控制***，其特征在于，包括：

控制器；

传感器模块，所述传感器模块通过线束与所述控制器连接，用于采集车辆的周围环境信息和车辆状态信息；

电控继动阀，所述电控继动阀的进气口分别连接储气罐的出气口和制动总阀的进气口，所述电控继动阀的控制口连接制动总阀的出气口，所述电控继动阀的电气接口通过线束与所述控制器连接；

ABS电磁阀，所述ABS电磁阀的进气口与所述电控继动阀的出气口连接，所述ABS电磁阀的出气口连接制动气室，所述ABS电磁阀的电气接口通过线束与所述控制器连接；

其中，当所述传感器模块采集到所述周围环境信息和所述车辆状态信息，所述控制器根据所述周围环境信息和所述车辆状态信息确定车辆处于紧急制动，生成控制指令，根据所述控制指令调节所述电控继动阀和所述ABS电磁阀的工作状态。

2.根据权利要求1所述的一种融合前向防撞的商用车制动控制***，其特征在于，所述传感器模块包括视觉传感器、横摆率传感器、毫米波雷达、转向角传感器、轮速传感器和压力传感器，所述视觉传感器、所述横摆率传感器、所述毫米波雷达、所述转向角传感器、所述轮速传感器和所述压力传感器均通过线束与所述控制器连接；所述轮速传感器设置于车轮上；所述压力传感器设置于制动总阀的后桥出气管上。

3.根据权利要求1所述的一种融合前向防撞的商用车制动控制***，其特征在于，所述电控继动阀包括第一电控继动阀和第二电控继动阀，所述ABS电磁阀包括前轴ABS电磁阀和后轴ABS电磁阀；所述第一电控继动阀的出气口与所述前轴ABS电磁阀的进气口连接；所述第二电控继动阀的出气口与所述后轴ABS电磁阀的进气口连接。

4.根据权利要求3所述的一种融合前向防撞的商用车制动控制***，其特征在于，所述前轴ABS电磁阀包括第一前轴ABS电磁阀和第二前轴ABS电磁阀，所述第一电控继动阀的出气口包括第一出气口和第二出气口，所述第一出气口与所述第一前轴ABS电磁阀的进气口连接，所述第二出气口与所述第二前轴ABS电磁阀的进气口连接；所述后轴ABS电磁阀包括第一后轴ABS电磁阀和第二后轴ABS电磁阀，所述第二电控继动阀的出气口包括第三出气口和第四出气口，所述第三出气口与所述第一后轴ABS电磁阀的进气口连接，所述第四出气口与所述第二后轴ABS电磁阀的进气口连接。

5.根据权利要求2所述的一种融合前向防撞的商用车制动控制***，其特征在于，所述轮速传感器的个数大于等于四个，大于等于四个所述轮速传感器分别设置于车辆的四个车辆上且每个车辆至少设置一个所述轮速传感器。

6.一种融合前向防撞的商用车制动控制方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求1-5任一项所述***，包括以下步骤：

获取传感器模块采集的车辆周围环境信息和车辆状态信息；

根据所述周围环境信息和所述车辆状态信息确定车辆处于紧急制动，生成控制指令，并根据所述控制指令调节电控继动阀和ABS电磁阀的工作状态。

7.根据权利要求6所述的一种融合前向防撞的商用车制动控制方法，其特征在于，所述根据所述周围环境信息和所述车辆状态信息确定车辆处于紧急制动，生成控制指令，并根据所述控制指令调节电控继动阀和ABS电磁阀的工作状态，包括：

根据所述周围环境信息确定车辆前方存在障碍物，计算所述车辆与所述障碍物的碰撞时间；

根据所述碰撞时间和所述车辆状态信息调节电控继动阀和ABS电磁阀的工作状态。

8.根据权利要求7所述的一种融合前向防撞的商用车制动控制方法，其特征在于，所述根据所述碰撞时间和所述车辆状态信息调节电控继动阀和ABS电磁阀的工作状态，包括：

根据所述碰撞时间和所述车辆状态信息确定车辆的期望路线；

获取车辆紧急制动后的实际路线；

当所述实际路线偏离所述期望路线，比较转向角传感器采集的转向角度、横摆率传感器采集的加速度和角速度；

确定所述转向角度小于第一预设数值、所述加速度大于第二预设数值且所述角速度大于第三预设数值，控制增加所述实际路线内侧的后车轮制动力，并控制车辆的行驶速度为预设速度；

确定所述转向角度大于第一预设数值、所述加速度小于第二预设数值且所述角速度小于第三预设数值，控制减少所述实际路线外侧的前车轮制动力，并控制车辆的行驶速度为预设速度；

确定所述转向角度等于第一预设数值、所述加速度等于第二预设数值且所述角速度等于第三预设数值，控制车辆的行驶速度为预设速度。

9.根据权利要求6所述的一种融合前向防撞的商用车制动控制方法，其特征在于，所述根据所述周围环境信息和所述车辆状态信息确定车辆处于紧急制动，生成控制指令，并根据所述控制指令调节电控继动阀和ABS电磁阀的工作状态，包括：

根据所述周围环境信息确定车辆前方不存在障碍物，根据所述车辆状态信息确定车辆的期望路线；

获取车辆紧急制动后的实际路线；

当所述实际路线偏离所述期望路线，比较转向角传感器采集的转向角度、横摆率传感器采集的加速度和角速度；

确定所述转向角度小于第一预设数值、所述加速度大于第二预设数值且所述角速度大于第三预设数值，控制增加所述实际路线内侧的后车轮制动力，并控制车辆的行驶速度为预设速度；

确定所述转向角度大于第一预设数值、所述加速度小于第二预设数值且所述角速度小于第三预设数值，控制减少所述实际路线外侧的前车轮制动力，并控制车辆的行驶速度为预设速度；

确定所述转向角度等于第一预设数值、所述加速度等于第二预设数值且所述角速度等于第三预设数值，控制车辆的行驶速度为预设速度。

10.根据权利要求6-9任一项所述的一种融合前向防撞的商用车制动控制方法，其特征在于，所述车辆状态信息包括车辆的纵横摆动信息、转向角信息、轮速信息和制动总阀的出气口压力信息。

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