技術(shù)特征：

1.一種無(wú)人駕駛電動(dòng)汽車真空助力制動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征是：包括儀表盤(1)、電動(dòng)真空泵(2)、單向閥(3)、真空度傳感器I(4)、真空貯氣罐(5)、報(bào)警器(6)、過濾環(huán)(7)、毛氈過濾環(huán)(8)、真空推力器、閥門Ⅰ(24)、伺服電機(jī)Ⅰ(25)、閥門II(26)、伺服電機(jī)II(27)和電子控制單元(28)，

所述真空推力器包括制動(dòng)主缸(9)、壓力傳感器(10)、貯油罐(11)、出油口(12)、氣室殼體(13)、彈性體材料(14)、氣孔Ⅰ(15)、主缸活塞(16)、氣室膜片(17)、制動(dòng)主缸推桿(18)、膜片復(fù)位彈簧(19)、氣孔Ⅱ(20)、密封圈(21)、真空度傳感器II(22)和螺栓(23)，所述制動(dòng)主缸(9)的內(nèi)部設(shè)置有壓力傳感器(10)和主缸活塞(16)，制動(dòng)主缸(9)上設(shè)置有貯油罐(11)和出油口(12)；所述制動(dòng)主缸推桿(18)與主缸活塞(16)剛性連接，制動(dòng)主缸推桿(18)的外部套裝有膜片復(fù)位彈簧(19)；所述膜片復(fù)位彈簧(19)位于氣室殼體(13)的內(nèi)部；所述氣室殼體(13)的內(nèi)部為真空推力器氣室，氣室殼體(13)的一側(cè)通過彈性體材料(14)與氣室膜片(17)連接，氣室殼體(13)的另一端設(shè)置有氣孔Ⅰ(15)、氣孔Ⅱ(20)和螺栓(23)，氣室殼體(13)的內(nèi)部設(shè)置有真空度傳感器II(22)，氣室殼體(13)與螺栓(23)之間設(shè)置有密封圈(21)；所述氣室膜片(17)的中部設(shè)置有凹槽，氣室膜片(17)通過凹槽與制動(dòng)主缸推桿(18)連接；

所述電動(dòng)真空泵(2)通過單向閥(3)與真空貯氣罐(5)連接；所述真空貯氣罐(5)通過閥門II(26)與氣孔Ⅰ(15)連接，真空貯氣罐(5)的內(nèi)部設(shè)置有真空度傳感器I(4)；所述閥門II(26)與伺服電機(jī)II(27)連接；

所述過濾環(huán)(7)與毛氈過濾環(huán)(8)固定連接；所述毛氈過濾環(huán)(8)通過閥門Ⅰ(24)與氣孔Ⅱ(20)固定連接；所述閥門Ⅰ(24)與伺服電機(jī)Ⅰ(25)連接；

所述電子控制單元(28)通過導(dǎo)線分別與儀表盤(1)、電動(dòng)真空泵(2)、真空度傳感器I(4)、報(bào)警器(6)、壓力傳感器(10)、真空度傳感器II(22)、伺服電機(jī)Ⅰ(25)以及伺服電機(jī)II(27)連接，電子控制單元(28)通過CAN總線與無(wú)人駕駛電動(dòng)汽車的車載ECU連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)人駕駛電動(dòng)汽車真空助力制動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征是：所述真空貯氣罐(5)的容量為5L以上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)人駕駛電動(dòng)汽車真空助力制動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征是：所述氣室膜片(17)中部的厚度大于邊緣的厚度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)人駕駛電動(dòng)汽車真空助力制動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征是：所述閥門Ⅰ(24)與伺服電機(jī)Ⅰ(25)為剛性連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)人駕駛電動(dòng)汽車真空助力制動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征是：所述閥門II(26)與伺服電機(jī)II(27)為剛性連接。

6.一種無(wú)人駕駛電動(dòng)汽車真空助力制動(dòng)控制系統(tǒng)的控制方法，其特征是：包括以下步驟，并且以下步驟順次進(jìn)行：

步驟一、無(wú)人駕駛電動(dòng)汽車通過自身環(huán)境感知系統(tǒng)的攝像頭拍攝自車前方照片，圖像處理系統(tǒng)通過圖像識(shí)別算法識(shí)別出攝像頭所拍照片中的障礙物，毫米波雷達(dá)檢測(cè)并獲得自車與前方障礙物之間的縱向距離D以及自車與前方障礙物的相對(duì)速度Δv，Δv＝v₁-v₂，v₁為自車速度，v₁由車速傳感器獲得，v₂為前方障礙物速度。根據(jù)縱向距離D、自車速度v₁和前方障礙物速度v₂在車載ECU的縱向控制系統(tǒng)中設(shè)定制動(dòng)減速度α_des和臨界安全距離L_n范圍的對(duì)應(yīng)關(guān)系，公式如下：

加速度對(duì)應(yīng)的臨界安全距離L_n為：

$L_n=\frac{{(v_1-v_2)}^2}{2\left|a_{{\mathrm{des}}_n}\right|}+(10-n)d_0$

其中n＝1,2,3，…，9，L₁是由減速度為-4.0m/s²獲得的安全距離，L₂是由減速度為-3.5m/s²獲得的安全距離，L₃是由減速度為-3.0m/s²獲得的安全距離，L₄是由減速度為-2.5m/s²獲得的安全距離，L₅是由減速度為-2.0m/s²獲得的安全距離，L₆是由減速度為-1.5m/s²獲得的安全距離，L₇是由減速度為-1.0m/s²獲得的安全距離，L₈是由減速度為-0.5m/s²獲得的安全距離，而L₉是由減速度為-0.25m/s²獲得的安全距離。d₀為最小保持車距，α_des為制動(dòng)減速度，

式中μ為反映駕駛模式特性的駕駛意圖參數(shù)，為路面附著系數(shù)，a、b為模型參數(shù)；

步驟二、車載ECU的縱向控制系統(tǒng)獲得縱向距離D在加速度對(duì)應(yīng)的臨界安全距離L_n的區(qū)間范圍內(nèi)且v₁＜v₂或縱向距離D不在加速度對(duì)應(yīng)的臨界安全距離L_n的區(qū)間范圍內(nèi)且v₁＜v₂或縱向距離D不在加速度對(duì)應(yīng)的臨界安全距離L_n的區(qū)間范圍內(nèi)且v₁≥v₂，車載ECU發(fā)送持續(xù)行駛信號(hào)，無(wú)人駕駛電動(dòng)汽車持續(xù)行駛；

車載ECU的縱向控制系統(tǒng)獲得縱向距離D在加速度對(duì)應(yīng)的臨界安全距離L_n的區(qū)間范圍內(nèi)且v₁≥v₂，車載ECU發(fā)送制動(dòng)信號(hào)，縱向控制系統(tǒng)中的加速度計(jì)算器根據(jù)獲得的實(shí)時(shí)的縱向距離D、實(shí)時(shí)的自車速度v₁、實(shí)時(shí)的前方障礙物速度v₂、實(shí)時(shí)的加速度對(duì)應(yīng)的臨界安全距離L_n，利用制動(dòng)減速度α_des的公式獲得所需的實(shí)時(shí)制動(dòng)減速度α_des；

步驟三、制動(dòng)力/牽引力計(jì)算器根據(jù)步驟二中獲得的實(shí)時(shí)的制動(dòng)減速度α_des計(jì)算并獲得實(shí)時(shí)的總制動(dòng)力F_z，總制動(dòng)力F_z計(jì)算公式為：

ma_des＝F_z+F_u，

式中，m為自車質(zhì)量，α_des為制動(dòng)減速度，F(xiàn)_u為空氣阻力、滾動(dòng)阻力以及坡道阻力之和；

步驟四、根據(jù)步驟三中獲得的總的制動(dòng)力F_z計(jì)算并獲得實(shí)時(shí)液壓管路所需壓力值P₀以及氣室殼體(13)內(nèi)部的真空推力器氣室和大氣之間所需的壓力差ΔP₁，P₀、ΔP₁利用如下公式聯(lián)合計(jì)算并獲得：

F_z＝4F₀，F_推＝P₀*A，F(xiàn)_壓＝ΔP₁*S，F(xiàn)_推＝F_壓

式中：F₀為單個(gè)輪子的制動(dòng)器產(chǎn)生的制動(dòng)力，d為輪缸直徑，N為制動(dòng)器單側(cè)油缸數(shù)目，C為制動(dòng)器效能因數(shù)，R為制動(dòng)器工作半徑，r為輪胎半徑，F(xiàn)_推為主缸活塞對(duì)油液的推力，F(xiàn)_壓為大氣壓對(duì)氣室膜片產(chǎn)生的壓力，A為主缸活塞工作面積，S為氣室膜片工作面積；

真空度傳感器II(22)獲得實(shí)時(shí)真空推力器氣室與大氣之間的實(shí)時(shí)壓力差ΔP₂，再根據(jù)閥門開度θ公式：θ＝k*|ΔP₁-ΔP₂|，其中k為比例系數(shù)，獲得閥門II(26)所需開度θ；

步驟五、車載ECU單元通過CAN總線將步驟四中獲得的閥門II(26)所需開度θ值發(fā)送到電子控制單元(28)，電子控制單元(28)分別控制伺服電機(jī)II(27)和伺服電機(jī)Ⅰ(25)，伺服電機(jī)II(27)開啟閥門II(26)至所需開度θ，伺服電機(jī)Ⅰ(25)關(guān)閉閥門Ⅰ(24)，真空貯氣罐(5)對(duì)真空推力器氣室進(jìn)行抽氣，壓力傳感器(10)將檢測(cè)到的液壓管路實(shí)時(shí)壓力值P通過電子控制單元(28)發(fā)送到車載ECU，真空度傳感器II(22)將檢測(cè)到的真空推力器氣室與大氣之間的實(shí)時(shí)壓力差ΔP₂通過電子控制單元(28)發(fā)送到車載ECU，車載ECU比較液壓管路實(shí)時(shí)壓力值P和實(shí)時(shí)液壓管路所需壓力值P₀的大?。?/p>

(a)實(shí)時(shí)壓力值P等于所需壓力值P₀，車載ECU通過CAN總線使電子控制單元(28)發(fā)送閥門關(guān)閉信號(hào)給伺服電機(jī)II(27)，伺服電機(jī)II(27)關(guān)閉閥門II(26)，保持此壓力，以恒定目的制動(dòng)強(qiáng)度制動(dòng)；

(b)實(shí)時(shí)壓力值P小于所需壓力值P₀，車載ECU通過CAN總線使電子控制單元(28)發(fā)送閥門持續(xù)開啟信號(hào)給伺服電機(jī)II(27)，伺服電機(jī)II(27)按照θ＝k*|ΔP₁-ΔP₂|開啟閥門II(26)至所需開度θ，持續(xù)對(duì)真空推力器氣室進(jìn)行抽氣，以調(diào)節(jié)真空推力器氣室與大氣之間的實(shí)時(shí)壓力差ΔP₂，直至液壓管路實(shí)時(shí)壓力值P等于所需壓力值P₀，伺服電機(jī)II(27)關(guān)閉閥門II(26)，保持此壓力，以恒定目的制動(dòng)強(qiáng)度制動(dòng)；

(c)實(shí)時(shí)壓力值P大于所需壓力值P₀，車載ECU通過CAN總線使電子控制單元(28)發(fā)送關(guān)閉信號(hào)給伺服電機(jī)II(27)，發(fā)送開啟信號(hào)給伺服電機(jī)Ⅰ(25)，伺服電機(jī)II(27)關(guān)閉閥門II(26)，伺服電機(jī)Ⅰ(25)按照θ＝k*|ΔP₁-ΔP₂|控制閥門Ⅰ(24)開啟至所需開度θ，以調(diào)節(jié)真空推力器氣室與大氣之間的實(shí)時(shí)壓力差ΔP₂，直至液壓管路實(shí)時(shí)壓力值P等于所需壓力值P₀，電子控制單元(28)驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)Ⅰ(25)關(guān)閉閥門Ⅰ(24)，保持此壓力，以恒定目的制動(dòng)強(qiáng)度進(jìn)行制動(dòng)；

步驟六、車載ECU的縱向控制系統(tǒng)獲得縱向距離D在加速度對(duì)應(yīng)的臨界安全距離L_n的區(qū)間范圍內(nèi)且v₁＜v₂或縱向距離D不在加速度對(duì)應(yīng)的臨界安全距離L_n的區(qū)間范圍內(nèi)且v₁＜v₂或縱向距離D不在加速度對(duì)應(yīng)的臨界安全距離L_n的區(qū)間范圍內(nèi)且v₁≥v₂，車載ECU單元通過CAN總線發(fā)送汽車再次啟動(dòng)信號(hào)給電子控制單元(28)，電子控制單元(28)控制伺服電機(jī)II(27)關(guān)閉閥門II(26)，電子控制單元(28)控制伺服電機(jī)Ⅰ(25)開啟閥門Ⅰ(24)，卸除氣室膜片(17)對(duì)制動(dòng)主缸推桿(18)的推力，真空度傳感器II(22)檢測(cè)到真空推力器氣室與大氣之間的壓力差ΔP₂＝0，汽車完全解除制動(dòng)，電子控制單元(28)驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)Ⅰ(25)關(guān)閉閥門Ⅰ(24)，汽車行駛；

車載ECU的縱向控制系統(tǒng)獲得縱向距離D在加速度對(duì)應(yīng)的臨界安全距離L_n的區(qū)間范圍內(nèi)且v₁≥v₂，車載ECU發(fā)送制動(dòng)信號(hào)，縱向控制系統(tǒng)中的加速度計(jì)算器根據(jù)獲得的實(shí)時(shí)的縱向距離D、實(shí)時(shí)的自車速度v₁、實(shí)時(shí)的前方障礙物速度v₂、實(shí)時(shí)的加速度對(duì)應(yīng)的臨界安全距離L_n，利用制動(dòng)減速度α_des的公式獲得所需的實(shí)時(shí)制動(dòng)減速度α_des，并重復(fù)步驟三至步驟六。