一種車輛制動系統(tǒng)、制動方法及具有該制動系統(tǒng)的車輛的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及汽車電子領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種車輛制動系統(tǒng)、制動方法及具有該制動 系統(tǒng)的車輛。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著經(jīng)濟高速發(fā)展，越來越多人加入有車行列，交通事故也已成為"世界 第一害"，而中國是世界上交通事故死亡人數(shù)最多的國家之一。數(shù)據(jù)顯示，2009年，中國汽車 保有量約占世界汽車保有量的3%，但交通事故死亡人數(shù)卻占世界的16%。2009年，全國 共發(fā)生道路交通事故造成67759人死亡、27. 5萬人受傷，直接財產(chǎn)損失9. 1億元；2010年和 2011年，交通事故造成死亡人數(shù)分別是65225和62387人，已經(jīng)連續(xù)十余年居世界第一。據(jù) 統(tǒng)計，交通事故中1/2是因車速過快造成的，其中又有很大一部分是車速過快導(dǎo)致行人被 撞傷亡。
[0003] 現(xiàn)有的汽車行人被動檢測防撞裝置只是給予駕駛員提供報警，但因為人需要一定 的反應(yīng)時間或者此時駕駛員在做其他事情來不及剎車，車禍就隨之發(fā)生。另外一種汽車主 動檢測防撞裝置是設(shè)定一個固定的安全距離，但其中利用的安全距離因為缺乏理論計算依 據(jù)，并不準(zhǔn)確?，F(xiàn)實中安全距離與車速W及汽車與地面的摩擦系數(shù)都有一定的關(guān)系，并非恒 定值。則在汽車主動檢測防撞裝置中使用的理論安全距離與實際安全距離誤差較大。
[0004] 因此，需要一種可根據(jù)不同路況來確定安全距離的新型車輛制動系統(tǒng)，提高計算 的安全距離的精度及行車安全性。

【發(fā)明內(nèi)容】
陽〇化]為了克服上述技術(shù)缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種車輛制動系統(tǒng)、制動方法及 具有該制動系統(tǒng)的車輛。
[0006] 本發(fā)明公開了一種車輛制動系統(tǒng)，包括：測距單元，用于測量前方車輛、行人或障 礙物的距離；測速單元，用于測量車輛的行駛速度；控制單元，接收所述測距單元及測速單 元發(fā)來的所述距離及行駛速度信息，及輸出一制動指令；制動單元，根據(jù)所述制動指令對車 輛執(zhí)行制動操作；還包括：雨量傳感器，根據(jù)采集的雨量向所述控制單元發(fā)送一包含雨量 大小的信號；所述控制單元根據(jù)所述信號中雨量大小對應(yīng)的地面摩擦系數(shù)y確定當(dāng)前地 面摩擦系數(shù)y，并根據(jù)所述距離、摩擦系數(shù)通過動能定理確定安全車速；所述控制單元比 較所述安全車速與所述行駛速度，當(dāng)所述安全車速小于所述行駛速度時，所述控制單元發(fā) 送所述制動指令至所述制動單元。
[0007] 優(yōu)選地，所述測距單元包括紅外傳感器，檢測行人福射的紅外線。
[0008] 優(yōu)選地，所述測距單元還包括菲涅爾透鏡，聚焦行人福射的紅外線至所述紅外傳 感器。
[0009] 優(yōu)選地，所述車輛制動系統(tǒng)還包括：信號處理單元，設(shè)于所述測距單元和/或測速 單元與控制單元間，對承載所述距離和/或行駛速度及雨量的信號放大和/或濾波及A/D 轉(zhuǎn)換。
[0010] 優(yōu)選地，所述車輛制動系統(tǒng)還包括：顯示單元，顯示所述距離和/或行駛速度。
[0011] 優(yōu)選地，所述制動單元包括：自動剎車電路，根據(jù)所述制動指令制動車輛。
[0012] 優(yōu)選地，所述自動剎車電路包括：激光場效應(yīng)管及剎車模塊，所述激光場效應(yīng)管根 據(jù)所述制動指令導(dǎo)通或斷開，控制所述剎車模塊制動與否。
[0013] 本發(fā)明還公開了一種車輛制動方法，包括W下步驟：S1 :測量前方車輛、行人或障 礙物與車輛的距離；S2 :測量當(dāng)前車輛的行駛速度；S3:將所述距離及行駛速度發(fā)送至車輛 的控制單元；S4:雨量傳感器采集雨量大小，并向所述控制單元發(fā)送包含雨量大小的信號； S5:所述控制單元根據(jù)雨量大小對應(yīng)的地面摩擦系數(shù)y確定當(dāng)前地面摩擦系數(shù)y ;S6:所 述控制單元根據(jù)所述距離、摩擦系數(shù)通過動能定理確定安全車速；S7:所述控制單元比較 所述安全車速的大小，當(dāng)所述安全車速小于所述行駛速度時，所述控制單元發(fā)送一制動指 令至車輛的制動單元執(zhí)行制動操作。
[0014] 優(yōu)選地，所述步驟S5中，雨量大小與地面摩擦系數(shù)y對應(yīng)的關(guān)系為：當(dāng)雨量大 小為大雨時，所述地面摩擦系數(shù)y為0.5;當(dāng)雨量大小為中雨時，所述地面摩擦系數(shù)y為 0. 6 ;當(dāng)雨量大小為小雨時，所述地面摩擦系數(shù)y為0. 7 ;當(dāng)雨量大小為無雨時，所述地面摩 擦系數(shù)y為0. 8。
[0015] 優(yōu)選地，所述步驟S6中，計算所述安全車速時，所述距離為測得的距離減去駕駛 員反應(yīng)距離，再減去一余量值。
[0016] 優(yōu)選地，所述余量值為測得的距離的20%。
[0017] 本發(fā)明又公開了一種具有上述車輛制動系統(tǒng)的車輛。
[0018] 采用了上述技術(shù)方案后，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有W下有益效果：
[0019] 1.根據(jù)不同路況計算實際安全車距，避免了一成不變的安全車距中及時剎車仍無 法躲避前方行人或障礙物的情況。
[0020] 2.前方行人或障礙物探測范圍更廣，減少了盲點的可能性。
【附圖說明】
[0021] 圖1為本發(fā)明一實施例中車輛制動系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖2為本發(fā)明一實施例中自動剎車電路的電路示意圖；
[0023] 圖3為本發(fā)明中菲涅爾透鏡探測角示意圖。
【具體實施方式】
[0024] W下結(jié)合附圖與具體實施例進一步闡述本發(fā)明的優(yōu)點。 陽0巧]參閱圖1，為本發(fā)明一實施例中車輛制動系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。車輛制動系統(tǒng) 包括有：測距單元，可測量本車與前方行人、車輛或障礙物的距離，并向外發(fā)送包含該距離 的信號，此處所指的距離，是指將本車與前方行人、車輛或障礙物視為單位點后的兩點之間 的距離；測速單元，可測量車輛當(dāng)前的行駛速度，同樣也向外發(fā)送包含該行駛速度信息的信 號；控制單元，即車輛MCU，分別接收上述包含距離與行駛速度信息的兩信號。為了對路況 進行分析，本發(fā)明中，車輛制動系統(tǒng)還包括有一雨量傳感器，可用于遙測液體降水量、降水 強度、降水起止時間等數(shù)據(jù)，該雨量傳感器將分析采集到的雨量大小，并與控制單元連接， 將包含當(dāng)前雨量大小數(shù)據(jù)的信號發(fā)送到控制單元，控制單元比對雨量大小數(shù)據(jù)，查找出當(dāng) 前雨量大小對應(yīng)的地面摩擦系數(shù)y，從而判斷出當(dāng)前地面的摩擦系數(shù)y。隨后控制單元根 據(jù)測距單元與測速單元測得的與前方行人、車輛或障礙物的距離及行駛速度，并在動能定 理：
（y為摩擦系數(shù)，N = mg，g取9. 8m/s2, m為車輛的質(zhì)量，S為正前方障礙物 的距離，Vt為安全車速）的基礎(chǔ)上計算安全車速。在算得摩擦系數(shù)加權(quán)后的安全車速后，控 制單元將該安全車速與當(dāng)前行駛速度進行比較，當(dāng)安全車速小于行駛速度時，控制單元將 發(fā)送一制動指令至車輛的制動單元，在接收到制動指令后，制動單元對車輛執(zhí)行制動操作； 而當(dāng)安全車速大于行駛速度時，控制單元不會發(fā)送制動指令至制動單元，車輛便繼續(xù)行駛 下去。
[00%] -優(yōu)選實施例中，測距單元配置為紅外傳感器，更優(yōu)選的可W使用熱釋電紅外傳 感器，用于檢測路上行人福射出的紅外線，由于紅外線污染小，云霧穿透力較強，且大多數(shù) 的交通事故均為行人不遵守交通規(guī)則所導(dǎo)致的，因此，使用紅外傳感器可針對行人進行緊 急剎車避讓。隨后，根據(jù)紅外線本身直線傳播很難擴散的原理，在測距單元內(nèi)，還設(shè)置有一 菲涅爾透鏡。參閱圖3,為本發(fā)明中菲涅爾透鏡探測角示意圖，其探測角為a，可在紅外傳 感器前加裝該菲涅爾透鏡，使得紅外傳感器的探測范圍呈圓錐形形狀，且探測范圍的距離 可達到幾十米，即便行人不在車輛的正前方而是在側(cè)前方（例如橫穿馬路）時，依然可被紅 外傳感器探測到。同時菲涅爾透鏡可W將行人福射的紅外線聚焦到紅外傳感器上，產(chǎn)生交 替變化的紅外福射高靈敏區(qū)和盲區(qū)，W適應(yīng)熱釋電紅外傳感器要求信號不斷變化的特性。
[0027] 可想到的是，上述實施例中，也可使用包含其他測距設(shè)備如電磁波傳感器等的測 距單元，使用其本身的功能測量與前方行人、車輛或障礙物的距離，不限于上述實施例中提 及的方式。
[0028] 此處詳細(xì)介紹上述優(yōu)選實施例中安全車速的計算方法：
[0029] 紅外傳感器檢測到行人發(fā)出的紅外線信號后，由于菲涅爾透鏡探測到了側(cè)前方行 人的距離d (車輛與行人的間距），但車輛為向前行駛，該距離d并非為正前方方向上可剎車 的距離S，因此，根據(jù)菲涅爾透鏡探測角a，計算可得正前方向上可剎車的距離S = dcos a。 另外，考慮到駕駛員從觀察到前方危險到實際踩下制動踏板的反應(yīng)時間，在該可剎車距離S 的基礎(chǔ)上應(yīng)減去反應(yīng)距離A S = Vttg,則得到減去反應(yīng)距離后的剎車距離S = dcos a -Vtt &，使得可剎車的安全距離更加準(zhǔn)確。同時，為了進一步安全，在該剎車距離S的基礎(chǔ)上，減 去部分余量值（此實施例中取20%)，防止反應(yīng)時間過長、駕駛員誤踩油口等特殊情況發(fā)生 時剎車距離不夠的條件，則最終得到一加權(quán)后的剎車距離S = 0. 8* (dcos a -Vttg )，將該剎 車距離S帶入到動能定理中，并化簡后得到安全剎車速度：
[0030]
其中t反可取0. 7秒，d則根據(jù)不同 菲涅爾透鏡的參數(shù)決定。
[0031] 由于不同降雨量時行車地面