一种车辆倒车辅助制动方法及系统与流程

1.本发明涉及车辆制动控制技术领域，尤其涉及一种车辆倒车辅助制动方法及系统。


背景技术：

2.纯电动公交车，其全部使用电能行驶，该类产品噪音小，行驶稳定性高，并且实现零排放，因此在因汽车尾气排放造成的空气污染严重的如今，纯电动公交车得到了跨越式的发展。
3.倒车影像和倒车雷达测距是汽车驻车或者倒车时的安全辅助方法，能以声音或者更为直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情况，但仅通过这两者不能完全保证倒车安全，仍存在因驾驶人员的误操作而产生的安全隐患，从而使得倒车时在速度过快时车辆控制器主动进行制动变得尤为重要。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种车辆倒车辅助制动方法，用以解决车辆倒车时因驾驶人员的误操作而产生的安全隐患的问题；
5.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
6.一种车辆倒车辅助制动方法，包括步骤：
7.s1、获取车辆当前档位信息；
8.s2、当车辆当前档位处于倒车档时，获取当前车速数据；
9.s3、当车辆当前车速不为零时，判断当前车速是否超过第一预设速度；
10.s4、若当前车速超过第一预设速度，获取当前车辆与障碍物之间的距离并判断当前距离是否小于等于第一预设距离；
11.s5、若当前距离小于等于第一预设距离，系统控制器主动发送控制信号给电机控制器，通过电机控制器调整电机为制动状态，电机根据当前车速输出扭矩。
12.进一步的，还包括步骤：
13.s6、在电机控制器调整电机为制动状态后，判断制动踏板是否动作；
14.s7、当制动踏板动作时，去除当前电机的输出扭矩。
15.进一步的，还包括步骤：
16.s41、若当前车速小于等于第一预设速度时，获取当前车辆与障碍物之间的距离并判断当前距离是否小于等于第二预设距离；
17.s51、若当前距离小于等于第二预设距离，系统控制器主动发送控制信号给电机控制器，通过电机控制器调整电机为制动状态，电机根据当前车速输出扭矩。
18.进一步的，还包括步骤：
19.s31、当车辆当前车速为零时，获取当前车辆与障碍物之间的距离并判断当前距离是否小于等于第三预设距离；
20.s32、若当前距离小于等于第三预设距离，系统控制器发送控制信号给电机控制器，通过电机控制器调整电机为待机状态。
21.进一步的，还包括步骤：
22.s33、若当前距离大于第三预设距离，通过电机控制器调整电机为驱动状态，电机根据油门踏板开度输出扭矩。
23.进一步的，还包括步骤：
24.s42、若当前距离大于第一预设距离，通过电机控制器调整电机为驱动状态，电机根据油门踏板开度输出扭矩。
25.本发明还在于提供一种车辆倒车辅助制动系统，其包括：
26.超声波雷达模块，用于采集车辆与障碍物之间的距离；
27.车辆信息采集模块，用于采集车辆的档位信息和车速数据；
28.系统控制器，用于根据采集的车辆的档位信息、车速数据以及车辆与障碍物之间的距离，对电机的工作状态和输出扭矩生成相应的数据信号，
29.电机控制器，用于根据所述系统控制器生成的数据信号控制电机的运转。
30.进一步的，超声波雷达模块中设置有多个超声波雷达，多个超声波雷达均匀分布在车辆尾部。
31.进一步的，电机的工作状态包括待机状态、制动状态和驱动状态。
32.本发明与现有技术相比，至少包含以下有益效果：
33.(1)在公交车倒车过程中，通过超声波雷达检测到有障碍物时根据车辆速度和与障碍物之间的距离，通过系统控制器对车辆主动卸除动力并叠加电制动，使车辆在倒车过程中尽可能减少碰撞的风险；
34.(2)在车辆处于倒车状态时，制动踏板被踩下后系统会优先响应制动踏板的气制动而去除电机制动的叠加，保证车辆快速减速避免碰撞。
附图说明
35.图1是本发明实施例一中车辆倒车辅助制动方法的流程图；
36.图2是本发明实施例二中车辆倒车辅助制动方法的流程图；
37.图3是本发明实施例三中车辆倒车辅助制动方法的流程图；
38.图4是本发明实施例四中车辆倒车辅助制动方法的流程图；
39.图5是本发明实施例五中车辆倒车辅助制动系统的框架示意图。
具体实施方式
40.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
41.另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”、“一”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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。
42.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
43.另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
44.以下是本发明的具体实施例，并结合附图对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
45.实施例一
46.如图1所示，本发明一种车辆倒车辅助制动方法，包括步骤：
47.s1、获取车辆当前档位信息；
48.s2、当车辆当前档位处于倒车档时，获取当前车速数据；
49.s3、当车辆当前车速不为零时，判断当前车速是否超过第一预设速度；
50.s4、若当前车速超过第一预设速度，获取当前车辆与障碍物之间的距离并判断当前距离是否小于等于第一预设距离；
51.s5、若当前距离小于等于第一预设距离，系统控制器主动发送控制信号给电机控制器，通过电机控制器调整电机为制动状态，电机根据当前车速输出扭矩。
52.具体的，当车速大于4km/h且通过超声波雷达检测到车辆与障碍物之间的距离小于4m时，即极容易发生碰撞事故，此时系统控制器制动将电机的模式调整为制动状态，该状态表示电机的出力方向与当前档位相反，通过电机输出扭矩对车辆进行电制动，即利用电机的电气制动产生反向力矩使车辆减速或停车，从而降低发生碰撞的风险。
53.电机在进行电制动过程中，其所产生的扭矩大小与超声波雷达检测到的距离、轮胎半径、后桥速比、当前车速以及车辆整体质量有关，在没有达到电机允许的输出扭矩前，则通过如下公式输出其扭矩：
54.n＝0.5mv2×
r/l/ig；
55.其中，n为电机输出扭矩，m为车辆整体质量，v为当前车速，r为车辆轮胎半径，l为超声波雷达检测到的车辆与障碍物之间的距离最小值，ig为后桥速比。其输出的扭矩能够在较短时间内使车辆的速度降低而避免碰撞。
56.实施例二
57.如图2所示，本发明一种车辆倒车辅助制动方法，包括步骤：
58.s1、获取车辆当前档位信息；
59.s2、当车辆当前档位处于倒车档时，获取当前车速数据；
60.s3、当车辆当前车速不为零时，判断当前车速是否超过第一预设速度；
61.s4、若当前车速超过第一预设速度，获取当前车辆与障碍物之间的距离并判断当前距离是否小于等于第一预设距离；
62.s5、若当前距离小于等于第一预设距离，系统控制器主动发送控制信号给电机控制器，通过电机控制器调整电机为制动状态，电机根据当前车速输出扭矩；
63.s6、在电机控制器调整电机为制动状态后，判断制动踏板是否动作；
64.s7、当制动踏板动作时，去除当前电机的输出扭矩。
65.本实施例与实施例一相比，在车辆的系统控制器主动进行电制动后，驾驶人员也会采取相应的措施，即踩下制动踏板进行制动，当系统控制器检测到制动踏板被踩下时，因当前车速较大，距离较小的关系，需要保证车辆在短时间内进行制动，因此当制动踏板被踩下时，系统控制器会优先触发制动踏板所连接的气制动，而去除电机的制动状态，使得车辆能够快速停车，进一步降低碰撞的风险。
66.实施例三
67.如图3所示，本发明一种车辆倒车辅助制动方法，包括步骤：
68.s1、获取车辆当前档位信息；
69.s2、当车辆当前档位处于倒车档时，获取当前车速数据；
70.s3、当车辆当前车速不为零时，判断当前车速是否超过第一预设速度；
71.s4、若当前车速超过第一预设速度，获取当前车辆与障碍物之间的距离并判断当前距离是否小于等于第一预设距离；
72.s41、若当前车速小于等于第一预设速度时，获取当前车辆与障碍物之间的距离并判断当前距离是否小于等于第二预设距离；
73.s5、若当前距离小于等于第一预设距离，系统控制器主动发送控制信号给电机控制器，通过电机控制器调整电机为制动状态，电机根据当前车速输出扭矩；
74.s51、若当前距离小于等于第二预设距离，系统控制器主动发送控制信号给电机控制器，通过电机控制器调整电机为制动状态，电机根据当前车速输出扭矩；
75.s6、在电机控制器调整电机为制动状态后，判断制动踏板是否动作；
76.s7、当制动踏板动作时，去除当前电机的输出扭矩。
77.本实施例与实施例二相比，在当前车速较小(车速小于等于4km/h)时，即车速小于第一预设速度，并且超声波雷达检测到车辆与障碍物之间的距离比较小(距离小于等于1.8m)时，此时虽然车速较小，但也存在一定的碰撞风险，因此也需要进行主动的电制动动作，降低碰撞风险及减轻碰撞。
78.实施例四
79.如图4所示，本发明一种车辆倒车辅助制动方法，包括步骤：
80.s1、获取车辆当前档位信息；
81.s2、当车辆当前档位处于倒车档时，获取当前车速数据；
82.s3、当车辆当前车速不为零时，判断当前车速是否超过第一预设速度；
83.s31、当车辆当前车速为零时，获取当前车辆与障碍物之间的距离并判断当前距离是否小于等于第三预设距离；
84.s32、若当前距离小于等于第三预设距离，系统控制器发送控制信号给电机控制器，通过电机控制器调整电机为待机状态；
85.s33、若当前距离大于第三预设距离，通过电机控制器调整电机为驱动状态，电机根据油门踏板开度输出扭矩；
86.s4、若当前车速超过第一预设速度，获取当前车辆与障碍物之间的距离并判断当前距离是否小于等于第一预设距离；
87.s41、若当前车速小于等于第一预设速度时，获取当前车辆与障碍物之间的距离并判断当前距离是否小于等于第二预设距离；
88.s42、若当前距离大于第一预设距离，通过电机控制器调整电机为驱动状态，电机根据油门踏板开度输出扭矩；
89.s5、若当前距离小于等于第一预设距离，系统控制器主动发送控制信号给电机控制器，通过电机控制器调整电机为制动状态，电机根据当前车速输出扭矩；
90.s51、若当前距离小于等于第二预设距离，系统控制器主动发送控制信号给电机控制器，通过电机控制器调整电机为制动状态，电机根据当前车速输出扭矩；
91.s6、在电机控制器调整电机为制动状态后，判断制动踏板是否动作；
92.s7、当制动踏板动作时，去除当前电机的输出扭矩。
93.本实施例与实施例三相比，通过超声波雷达检测的车辆与障碍物之间的距离以及车速判断当前倒车时碰撞风险较低时，系统控制器主动将电机的状态调整为驱动状态，即电机的出力方向与当前档位一致，并根据驾驶人员的油门踏板开度百分比输出电机的扭矩，车辆就能进行正常的倒车过程，并实时通过检测障碍物与车辆之间的距离，在距离变小后，及时通过系统控制器的主动卸除动力并叠加电制动动作，而使得车辆在倒车过程中避免发生碰撞。
94.实施例五
95.如图5所示，本发明一种车辆倒车辅助制动系统，包括：
96.超声波雷达模块，用于采集车辆与障碍物之间的距离；
97.超声波雷达模块中设置有多个超声波雷达，多个超声波雷达均匀分布在车辆尾部。
98.车辆信息采集模块，用于采集车辆的档位信息和车速数据；
99.系统控制器，用于根据采集的车辆的档位信息、车速数据以及车辆与障碍物之间的距离，对电机的工作状态和输出扭矩生成相应的数据信号，
100.电机控制器，用于根据所述系统控制器生成的数据信号控制电机的运转。电机的工作状态包括待机状态、制动状态和驱动状态。
101.在车辆倒车过程中，通过超声波雷达检测到有障碍物时根据车辆速度和与障碍物之间的距离，通过系统控制器对车辆主动卸除动力并叠加电制动，通过电机输出扭矩带动车辆后桥使车辆在倒车过程中尽可能减少碰撞的风险。
102.在车辆进行主动制动后，配合驾驶人员的制动动作，在制动踏板被踩下后系统控制器会优先响应制动踏板的气制动而去除电机制动的叠加，保证车辆快速停车而避免碰撞。
103.本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

技术特征：
1.一种车辆倒车辅助制动方法，其特征在于，包括步骤：s1、获取车辆当前档位信息；s2、当车辆当前档位处于倒车档时，获取当前车速数据；s3、当车辆当前车速不为零时，判断当前车速是否超过第一预设速度；s4、若当前车速超过第一预设速度，获取当前车辆与障碍物之间的距离并判断当前距离是否小于等于第一预设距离；s5、若当前距离小于等于第一预设距离，系统控制器主动发送控制信号给电机控制器，通过电机控制器调整电机为制动状态，电机根据当前车速输出扭矩。2.根据权利要求1所述的一种车辆倒车辅助制动方法，其特征在于，还包括步骤：s6、在电机控制器调整电机为制动状态后，判断制动踏板是否动作；s7、当制动踏板动作时，去除当前电机的输出扭矩。3.根据权利要求2所述的一种车辆倒车辅助制动方法，其特征在于，还包括步骤：s41、若当前车速小于等于第一预设速度时，获取当前车辆与障碍物之间的距离并判断当前距离是否小于等于第二预设距离；s51、若当前距离小于等于第二预设距离，系统控制器主动发送控制信号给电机控制器，通过电机控制器调整电机为制动状态，电机根据当前车速输出扭矩。4.根据权利要求3所述的一种车辆倒车辅助制动方法，其特征在于，还包括步骤：s31、当车辆当前车速为零时，获取当前车辆与障碍物之间的距离并判断当前距离是否小于等于第三预设距离；s32、若当前距离小于等于第三预设距离，系统控制器发送控制信号给电机控制器，通过电机控制器调整电机为待机状态。5.根据权利要求4所述的一种车辆倒车辅助制动方法，其特征在于，还包括步骤：s33、若当前距离大于第三预设距离，通过电机控制器调整电机为驱动状态，电机根据油门踏板开度输出扭矩。6.根据权利要求1所述的一种车辆倒车辅助制动方法，其特征在于，还包括步骤：s42、若当前距离大于第一预设距离，通过电机控制器调整电机为驱动状态，电机根据油门踏板开度输出扭矩。7.一种车辆倒车辅助制动系统，基于权利要求1所述的车辆倒车辅助制动方法，其特征在于，包括：超声波雷达模块，用于采集车辆与障碍物之间的距离；车辆信息采集模块，用于采集车辆的档位信息和车速数据；系统控制器，用于根据采集的车辆的档位信息、车速数据以及车辆与障碍物之间的距离，对电机的工作状态和输出扭矩生成相应的数据信号，电机控制器，用于根据所述系统控制器生成的数据信号控制电机的运转。8.根据权利要求7所述的一种车辆倒车辅助制动系统，其特征在于，所述超声波雷达模块中设置有多个超声波雷达，多个超声波雷达均匀分布在车辆尾部。9.根据权利要求7所述的一种车辆倒车辅助制动系统，其特征在于，所述电机的工作状态包括待机状态、制动状态和驱动状态。

技术总结
本发明属于车辆制动控制技术领域，提供了一种车辆倒车辅助制动方法，包括步骤：当车辆当前档位处于倒车档时，获取当前车速数据；当车辆当前车速不为零时，判断当前车速是否超过第一预设速度；若当前车速超过第一预设速度，获取当前车辆与障碍物之间的距离并判断当前距离是否小于等于第一预设距离；若当前距离小于等于第一预设距离，系统控制器主动发送控制信号给电机控制器，通过电机控制器调整电机为制动状态，电机根据当前车速输出扭矩。本发明的优点在于在公交车倒车过程中，通过超声波雷达检测到有障碍物时根据车辆速度和与障碍物之间的距离，通过系统控制器对车辆主动卸除动力并叠加电制动，使车辆在倒车过程中尽可能减少碰撞的风险。少碰撞的风险。少碰撞的风险。


技术研发人员：郑伟 胡远敏 张培 孙炯兴 叶占国
受保护的技术使用者：浙江中车电车有限公司
技术研发日：2021.11.30
技术公布日：2022/3/8