專利名稱：一種電動汽車的防撞系統(tǒng)及自動剎車方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電動汽車技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種電動汽車的防撞系統(tǒng)及自動剎車方法。
背景技術(shù)：
汽車追尾是最為常見的交通事故之一，其主要原因在于駕駛?cè)嗽谛旭傔^程中沒有保持安全的汽車間距，或者保持了安全間距但反應(yīng)不及時造成的。為了解決上述問題，目前，已經(jīng)有一些方法來實現(xiàn)汽車的防撞問題。比如中國專利CN2468062Y公開了一種“毫米波汽車防撞雷達裝置”，利用天線、收發(fā)組件、中放、信號處理、報警及顯示、函數(shù)發(fā)生器和電源等部件，當(dāng)探測到汽車與前方障礙物的距離小于安全閾值時，對駕駛?cè)税l(fā)出光電警報提醒，但是該專利所公開的技術(shù)方案不能進行自動減速或剎車控制?！?br> 中國專利CN1586945A公開的“汽車追尾防撞預(yù)警智能控制系統(tǒng)及控制方法”，在檢測到當(dāng)前車距小于安全距離時，通過自動調(diào)節(jié)發(fā)動機給油量和控制機械制動裝置，實現(xiàn)對車速的控制，但此種方法僅適用于燃油汽車領(lǐng)域。中國專利CN101377685A公開了 “用于電動汽車的智能防撞系統(tǒng)”，針對電動汽車電機驅(qū)動的特點，當(dāng)檢測到車輛需要減速或剎車時，通過減小或封鎖對驅(qū)動電機施加的PWM控制信號的占空比，從而實現(xiàn)減速或剎車，但此種方法僅能依靠電機的再生制動進行減速，其減速能力有限，在緊急情況下，難以保證車輛安全。另一種可能的情況是，由于其計算安全距離采用的是電機最大的制動加速度，這樣將導(dǎo)致安全距離較大，浪費較多的道路資源。隨著電動汽車技術(shù)的不斷發(fā)展，以電動為主的新能源汽車將成為未來交通工具的發(fā)展方向，對于如何快速、準(zhǔn)確、及時地實現(xiàn)電動汽車的自動防撞和追尾，成為目前電動汽車領(lǐng)域一個不得不解決的難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的特征和優(yōu)點在下文的描述中部分地陳述，或者可從該描述顯而易見，或者可通過實踐本發(fā)明而學(xué)習(xí)。為解決電動汽車的快速、準(zhǔn)確、及時地自動避免在行駛過程中發(fā)生追尾和碰撞、全面提高汽車的智能化的問題，本發(fā)明提供一種電動汽車的防撞系統(tǒng)及自動剎車方法。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種電動汽車的防撞系統(tǒng)，該系統(tǒng)，包括信息采集模塊，用于實時采集電動汽車與前方車輛或障礙物之間的距離以及當(dāng)前行駛速度；信息處理模塊，用于實時計算電動汽車與前方車輛或障礙物的追尾時間，以及再生制動安全時間和機械制動安全時間；智能決策模塊，用于根據(jù)電動汽車與前方車輛或障礙物的追尾時間，以及再生制動安全時間和機械制動安全時間，決定是否繼續(xù)保持正常行駛或者啟動再生制動模式或者同時啟動再生制動和機械制動模式的復(fù)合制動模式；再生制動模塊，根據(jù)智能決策模塊所提供的啟動再生制動模式信號對電動汽車啟動再生制動；以及機械制動模塊，根據(jù)智能決策模塊所提供的啟動復(fù)合制動模式信號對電動汽車啟動機械制動。優(yōu)選地，信息采集模塊包括距離傳感器和車速傳感器，還包括信號轉(zhuǎn)換電路，用于將距離傳感器和車速傳感器所采集的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并將數(shù)字信號傳輸給信息處理模塊。優(yōu)選地，信息處理模塊還包括用于實時計算電動汽車與前方車輛或障礙物的追尾時間的追尾時間計算模塊，根據(jù)如下公式進行計算t (k) = s(k)+v(k)其中，t(k)為追尾時間；s(k)為電動汽車與前方車輛或障礙物的距離；v(k)為當(dāng)前汽車的行駛速度。優(yōu)選地，信息處理模塊還包括用于計算再生制動安全時間的再生制動安全時間計算模塊，根據(jù)如下公式進行計算

權(quán)利要求
1.一種電動汽車的防撞系統(tǒng),其特征在于,包括 信息采集模塊，用于實時采集電動汽車與前方車輛或障礙物之間的距離以及當(dāng)前行駛速度； 信息處理模塊，用于實時計算電動汽車與前方車輛或障礙物的追尾時間，以及再生制動安全時間和機械制動安全時間； 智能決策模塊，用于根據(jù)所述電動汽車與前方車輛或障礙物的追尾時間，以及再生制動安全時間和機械制動安全時間，決定是否繼續(xù)保持正常行駛或者啟動再生制動模式或者同時啟動再生制動和機械制動模式的復(fù)合制動模式； 再生制動模塊，根據(jù)所述智能決策模塊所提供的啟動再生制動模式信號對電動汽車啟動再生制動；以及 機械制動模塊，根據(jù)所述智能決策模塊所提供的啟動復(fù)合制動模式信號對電動汽車啟動機械制動。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電動汽車的防撞系統(tǒng)，其特征在于，所述的信息采集模塊包括距離傳感器、車速傳感器以及信號轉(zhuǎn)換電路，所述信號轉(zhuǎn)換電路用于將所述距離傳感器和車速傳感器所采集的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并將所述數(shù)字信號傳輸給所述信息處理模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電動汽車的防撞系統(tǒng)，其特征在于，所述的信息處理模塊還包括用于實時計算電動汽車與前方車輛或障礙物的追尾時間的追尾時間計算模塊，根據(jù)如下公式進行計算t (k) =s (k) +V (k) 其中，t(k)為追尾時間； s(k)為電動汽車與前方車輛或障礙物的距離； v(k)為當(dāng)前汽車的行駛速度。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3任意一項所述的電動汽車的防撞系統(tǒng)，其特征在于，所述的信息處理模塊還包括用于計算再生制動安全時間的再生制動安全時間計算模塊，根據(jù)如下公式進行計算
5.根據(jù)權(quán)利要求I至3任意一項所述的電動汽車的防撞系統(tǒng)，其特征在于，所述的信息處理模塊還包括用于計算機械制動安全時間的機械制動安全時間計算模塊，根據(jù)如下公式進行計算
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電動汽車的防撞系統(tǒng)，其特征在于，所述的智能決策模塊包括制動時間比較模塊，用于分別比較追尾時間與再生制動安全時間和機械制動安全時間的大小。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電動汽車的防撞系統(tǒng)，其特征在于，所述的智能決策模塊還包括制動模式?jīng)Q策模塊，用于當(dāng)追尾時間大于再生制動安全時間時，向電動汽車動力裝置輸入繼續(xù)正常行駛的信號，當(dāng)追尾時間小于再生制動安全時間并小于機械制動安全時間時，向再生制動模塊輸入啟動再生制動模式的信號，當(dāng)追尾時間小于機械制動安全時間時，同時向再生制動模塊和機械制動模塊輸入同時啟動再生制動和機械制動模式的復(fù)合制動模式信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電動汽車的防撞系統(tǒng)，其特征在于，所述的智能決策模塊還包括再生制動力矩計算模塊，用于當(dāng)追尾時間比機械制動安全時間大，但小于再生制動安全時間時，計算再生制動力矩，用如下公式進行計算
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電動汽車的防撞系統(tǒng)，其特征在于，所述的智能決策模塊包括剎車踏板下壓角度計算模塊，用于當(dāng)追尾時間比機械制動安全時間小時，計算剎車踏板下壓角度，用如下公式進行計算
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電動汽車的防撞系統(tǒng)，其特征在于，所述的再生制動模塊包括驅(qū)動電機控制器和驅(qū)動電機，所述驅(qū)動電機控制器用于接收所述再生制動模式信號或者復(fù)合制動模式信號，并將該信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡姍C驅(qū)動信號，所述的驅(qū)動電機接收所述電機驅(qū)動信號產(chǎn)生制動力矩對所述電動汽車進行制動。
11.根據(jù)權(quán)利要求I或10所述的電動汽車的防撞系統(tǒng)，其特征在于，所述的機械制動模塊包括剎車踏板電機控制器和剎車踏板電機，所述的剎車踏板電機控制器用于接收所述復(fù)合制動模式信號，并將該信號轉(zhuǎn)變?yōu)閯x車踏板電機控制信號，所述剎車踏板電機用于接收所述剎車踏板電機控制信號并將其轉(zhuǎn)變成控制剎車踏板下壓角度的力。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電動汽車的防撞系統(tǒng)，其特征在于，還包括光電提醒模塊，用于當(dāng)電動汽車進入再生制動模式或復(fù)合制動模式時，以聲光形式對駕駛員和跟隨車輛發(fā)出提示剎車的聲光報警信號。
13.—種電動汽車的自動剎車方法，其特征在于，包括 實時采集電動汽車與前方車輛或障礙物之間的距離和當(dāng)前行駛速度； 計算電動汽車與前方車輛或障礙物的追尾時間，以及再生制動安全時間和機械制動安全時間； 智能決策模塊根據(jù)所述電動汽車與前方車輛或障礙物的追尾時間，以及再生制動安全時間和機械制動安全時間，決定是否繼續(xù)保持正常行駛或者啟動再生制動模式或者同時啟動再生制動和機械制動模式的復(fù)合制動模式； 電動汽車根據(jù)所述智能決策模塊所提供的信號，對電動汽車進行再生制動或者同時啟動再生制動和機械制動的復(fù)合制動。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的自動剎車方法，其特征在于，根據(jù)如下公式計算所述電動汽車與前方車輛或障礙物的追尾時間t (k) =s (k) +V (k) 其中，t(k)為追尾時間； s(k)為電動汽車與前方車輛或障礙物的距離； v(k)為當(dāng)前汽車的行駛速度。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的自動剎車方法，其特征在于，根據(jù)如下公式進行計算所述再生制動安全時間
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的自動剎車方法，其特征在于，根據(jù)如下公式進行計算所述機械制動安全時間
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的自動剎車方法，其特征在于，所述智能決策模塊根據(jù)所述電動汽車與前方車輛或障礙物的追尾時間，以及再生制動安全時間和機械制動安全時間，決定是否繼續(xù)保持正常行駛或者啟動再生制動模式或者同時啟動再生制動和機械制動模式的復(fù)合制動模式進一步包括 分別比較追尾時間與再生制動安全時間和機械制動安全時間的大??； 當(dāng)追尾時間小于再生制動安全時間并小于機械制動安全時間時，向再生制動模塊輸入啟動再生制動模式的信號； 當(dāng)追尾時間小于機械制動安全時間時，同時向再生制動模塊和機械制動模塊輸入同時啟動再生制動和機械制動模式的復(fù)合制動模式信號。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的自動剎車方法，其特征在于，所述啟動再生制動模式的信號包括再生制動力矩，所述再生制動力矩采用如下公式進行計算
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的自動剎車方法，其特征在于，所述同時啟動再生制動和機械制動模式的復(fù)合制動模式信號包括所述最大的再生制動力矩Tmax和剎車踏板下壓角度，所述剎車踏板下壓角度采用如下公式進行計算
全文摘要
本發(fā)明公開一種電動汽車的防撞系統(tǒng)及自動剎車方法，包括信息采集模塊，用于實時采集電動汽車與前方車輛或障礙物之間的距離以及當(dāng)前行駛速度；信息處理模塊，用于實時計算電動汽車與前方車輛或障礙物的追尾時間，以及再生制動安全時間和機械制動安全時間；智能決策模塊，用于根據(jù)電動汽車與前方車輛或障礙物的追尾時間，以及再生制動安全時間和機械制動安全時間，決定是否繼續(xù)保持正常行駛或者啟動再生制動模式或者同時啟動再生制動和機械制動模式的復(fù)合制動模式；再生制動模塊，根據(jù)智能決策模塊所提供的啟動再生制動模式信號對電動汽車啟動再生制動；機械制動模塊，根據(jù)智能決策模塊所提供的啟動復(fù)合制動模式信號對電動汽車啟動機械制動。
文檔編號B60L7/26GK102897155SQ201210367328
公開日2013年1月30日 申請日期2012年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月27日
發(fā)明者閻鏡予, 林天麟 申請人:安科智慧城市技術(shù)(中國)有限公司