專利名稱：車輛主動制動系統(tǒng)和方法
技術領域：
本發(fā)明車輛制動技術，尤其涉及一種車輛主動制動系統(tǒng)和方法。
背景技術：
制動器是具有使運動部件(或運動機械)減速、停止或保持停止狀態(tài)等功能的裝置。車輛上均設置有制動器，車輛制動器有很多種類，例如盤式制動器等，車輛制動器的一般工作原理如下當車輛需要制動時，駕駛員用腳踏下制動器的踏板，踏板轉軸轉動驅動液壓或氣動系統(tǒng)，驅動制動蹄的摩擦片壓緊在制動鼓的內(nèi)圓面上，不轉動的制動蹄對旋轉的制動鼓產(chǎn)生摩擦力矩，從而產(chǎn)生制動力。目前，車輛制動系統(tǒng)主要是依靠駕駛員操作，在緊急狀況下，由于駕駛員反應遲鈍或失誤，導致行駛的車輛不能在安全制動范圍內(nèi)實現(xiàn)制動，可能會造成嚴重的后果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種車輛主動制動系統(tǒng)和方法，用于解決現(xiàn)有技術中車輛制動不能實現(xiàn)自動安全制動的技術缺陷。本發(fā)明提供的一種車輛主動制動系統(tǒng)，包括信號采集器、制動控制器、車輛控制器和伺服電機；所述信號采集器與所述制動控制器連接，所述制動控制器與所述車輛控制器連接，所述制動控制器與所述伺服電機連接，所述伺服電機的輸出軸用于與踏板轉軸連接；所述信號采集器用于采集踏板位置信號，并將所述踏板位置信號發(fā)送給所述制動控制器；所述制動控制器用于將所述踏板位置信號轉換為數(shù)字信號，并根據(jù)所述踏板位置信號計算出踏板位置變化速率，將所述踏板位置信號和位置變化速率發(fā)送給所述車輛控制器；所述車輛控制器用于根據(jù)車速、距前方障礙物距離及踏板位置信號和變化速率，判斷是否需要啟動主動制動系統(tǒng)，若需要啟動主動制動系統(tǒng)，則向所述主動控制器發(fā)送主動制動指令，所述制動控制器用于控制所述伺服電機的轉動，以驅動踏板制動。本發(fā)明還提供一種車輛主動制動方法，包括信號采集器采集踏板位置信號；制動控制器接收所述踏板位置信號并根據(jù)所述踏板位置信號計算出踏板位置變化速率，并將所述踏板位置信號和變化速率發(fā)送給車輛控制器；所述車輛控制器根據(jù)踏板位置信號及變化速率、車速以及車輛與障礙物距離判斷是否需要啟動主動制動；若當前的制動力不能滿足制動要求，則向制動控制器發(fā)送主動制動指令，所述制動控制器根據(jù)所述主動制動指令控制伺服電機動作，以驅動踏板轉軸轉動，實現(xiàn)主動制動。本發(fā)明提供的車輛主動制動系統(tǒng)和方法，通過信號采集裝置采集踏板位置信號并發(fā)送給制動控制器，車輛控制器根據(jù)實際情況，向制動控制器發(fā)出主動制動指令，制動控制器控制伺服電機輸出軸的轉角和轉速，以驅動踏板轉軸轉動，實現(xiàn)自動控制，從而可以在最短距離內(nèi)制動，避免發(fā)生事故。并且，該車輛主動制動系統(tǒng)可以靈活的安裝在任何類型的車輛上，適用范圍較廣。


圖1為本發(fā)明第一實施例提供的車輛主動制動系統(tǒng)的示意圖；圖2為本發(fā)明第二實施例提供的車輛主動制動系統(tǒng)的示意圖；圖3為本發(fā)明第三實施例提供的車輛主動制動方法的流程圖。附圖標記1-信號采集器； 2-制動控制器； 3-車輛控制器；4-伺服電機；5-踏板轉軸；11-可變電阻器；12-電阻；13-第一電容；14-第二電容；6_信號跟隨器。
具體實施例方式參考圖1，圖1為本發(fā)明第一實施例提供的車輛主動制動系統(tǒng)的示意圖。如圖1，本實施例提供的車輛主動制動系統(tǒng)，包括信號采集器1、制動控制器2、車輛控制器3和伺服電機4 ;信號采集器I與制動控制器2連接，制動控制器2與車輛控制器3連接，制動控制器2與伺服電機4連接，伺服電機4的輸出軸用于與踏板轉軸5連接?？梢酝ㄟ^法蘭將伺服電機4的輸出軸與踏板轉軸5連接，使得伺服電機4可以驅動踏板轉軸5轉動。具體地，制動控制器2可以通過控制器局域網(wǎng)絡(Controller Area Network,簡稱CAN)總線與車輛控制器3連接。伺服電機4可以為直流電機，可以根據(jù)制動力要求確定伺服電機4具有合適的扭矩容量和響應速度。信號采集器I用于采集踏板位置信號，并將踏板位置信號發(fā)送給制動控制器2 ;信號采集器I可以有多種類型，能夠將踏板的位置變化量轉換成指示該變化量的電信號，例如，可以通過電信號反應踏板轉軸的轉動角度及轉動速度。制動控制器2用于將踏板位置信號轉換為數(shù)字信號，并根據(jù)踏板位置信號計算出踏板位置變化速率，將踏板位置信號和位置變化速率發(fā)送給車輛控制器3。車輛控制器3用于根據(jù)車速、距前方障礙物距離及踏板位置信號和變化速率，判斷是否需要啟動王動制動系統(tǒng)，右需要啟動王動制動系統(tǒng)，則向王動控制器2發(fā)送王動制動指令，制動控制器2用于控制何服電機4的轉動，以驅動踏板制動。具體地，制動控制器2可以為單片機，例如，可以采用AT89C51芯片，制動控制器2接收信號采集器I采集的踏板位置信號，該踏板位置信號為模擬信號，制動控制器2將該模擬信號轉換成數(shù)字信號，并按照以下計算公式給出的數(shù)值微分方法求出踏板位置的變化速率，計算公式如下
權利要求
1.一種車輛主動制動系統(tǒng)，其特征在于，包括信號采集器、制動控制器、車輛控制器和伺服電機；所述信號采集器與所述制動控制器連接，所述制動控制器與所述車輛控制器連接，所述制動控制器與所述伺服電機連接，所述伺服電機的輸出軸用于與踏板轉軸連接；所述信號采集器用于采集踏板位置信號，并將所述踏板位置信號發(fā)送給所述制動控制器；所述制動控制器用于將所述踏板位置信號轉換為數(shù)字信號，并根據(jù)所述踏板位置信號計算出踏板位置變化速率，將所述踏板位置信號和位置變化速率發(fā)送給所述車輛控制器；所述車輛控制器用于根據(jù)車速、距前方障礙物距離及踏板位置信號和變化速率，判斷是否需要啟動王動制動系統(tǒng)，右需要啟動王動制動系統(tǒng)，則向所述王動控制器發(fā)送王動制動指令，所述制動控制器用于控制所述伺服電機的轉動，以驅動踏板制動。
2.根據(jù)權利要求1所述的車輛主動制動系統(tǒng)，其特征在于，所述信號采集器包括供電電源、可變電阻器和濾波器；所述可變電阻器的指針與踏板轉軸連接，所述可變電阻器的指針隨踏板轉軸轉動以反應踏板位置變化；所述濾波器與所述可變電阻器連接。
3.根據(jù)權利要求2所述的車輛主動制動系統(tǒng)，其特征在于，所述車輛主動制動系統(tǒng)還包括信號跟隨器，所述信號跟隨器的輸入端與所述濾波器輸出端連接，所述信號跟隨器的輸出端與所述制動控制器的輸入端連接。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的車輛主動制動系統(tǒng)，其特征在于，所述濾波器包括電阻、 第一電容和第二電容；所述第一電容和第二電容并聯(lián)在所述電阻的兩端。
5.根據(jù)權利要求4所述的車輛主動制動系統(tǒng)，其特征在于，所述可變電阻器的阻值為 200歐，所述電阻的阻值為100歐；所述第一電容和第二電容均為鉭電容，所述第一電容和第二電容均為100微法。
6.根據(jù)權利要求f3任一項所述的車輛主動制動系統(tǒng)，其特征在于，所述伺服電機為直流電機。
7.—種車輛主動制動方法，其特征在于，包括信號采集器采集踏板位置信號；制動控制器接收所述踏板位置信號并根據(jù)所述踏板位置信號計算出踏板位置變化速率，并將所述踏板位置信號和變化速率發(fā)送給車輛控制器；所述車輛控制器根據(jù)踏板位置信號及變化速率、車速以及車輛與障礙物距離判斷是否需要啟動主動制動；若當前的制動力不能滿足制動要求，則向制動控制器發(fā)送主動制動指令，所述制動控制器根據(jù)所述主動制動指令控制伺服電機動作，以驅動踏板轉軸轉動，實現(xiàn)主動制動。
8.根據(jù)權利要求7所述的車輛主動制動方法，其特征在于，所述信號采集器采集踏板位置信號，包括可變電阻器指針隨踏板轉軸轉動，踏板位置變化后，改變所述可變電阻器的輸出電壓， 該輸出電壓經(jīng)過濾波器濾波后的信號作為踏板位置信號。
9 .根據(jù)權利要求7或8所述的車輛主動制動方法，其特征在于，所述主動制動指令包括車輛制動使能信號和車輛制動強度信號；所述制動控 制器根據(jù)車輛制動使能信號和車輛制動強度信號，通過PID算法控制所述伺服電機輸出軸的轉角和轉速。
全文摘要
本發(fā)明提供一種車輛主動制動系統(tǒng)和方法，其中，車輛主動控制系統(tǒng)包括信號采集器、制動控制器、車輛控制器和伺服電機；信號采集器與制動控制器連接，制動控制器與車輛控制器連接，制動控制器與伺服電機連接，伺服電機的輸出軸用于與踏板轉軸連接；信號采集器用于采集踏板位置信號，并將踏板位置信號發(fā)送給制動控制器；車輛控制器用于根據(jù)車速、距前方障礙物距離及踏板位置信號和變化速率，判斷是否需要啟動主動制動系統(tǒng)，若需要啟動主動制動系統(tǒng)，則向主動控制器發(fā)送主動制動指令，制動控制器用于控制伺服電機的轉動，以驅動踏板制動。
文檔編號B60T13/74GK102991492SQ201210529360
公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月10日 優(yōu)先權日2012年12月10日
發(fā)明者張金虎, 劉國艷, 劉濤 申請人:榮成華泰汽車有限公司