自动泊车纵向控制系统、车辆和控制方法与流程

1.本发明涉及车辆技术领域，具体涉及一种自动泊车纵向控制系统、车辆和控制方法。


背景技术：

2.随着自动化驾驶技术的日益发展，自适应巡航、自动泊车、低速蠕行等功能不断提升。新能源车辆应用较多的自动驾驶技术，传统燃油车辆或轻混车辆也在逐渐应用自动驾驶技术。然而，燃油车辆动力系统的控制难度比新能源车辆的动力系统控制难度大。
3.通常，制动控制系统对车辆的纵向控制包括动力加速控制和制动减速控制。制动系统的工作介质是制动液，制动液依靠制动管路传递液压，执行装置是制动卡钳。制动液压与制动力矩及制动减速度的关系简单，且制动系统受环境影响较弱，该系统控制算法易实现，若要实现目标制动减速度，计算制动液压即可。在新能源车辆的泊车控制过程中，能够精确的控制车辆的驱动力和制动力，驱动系统和制动系统能进行有效的信息交互。
4.而传统燃油车辆，特别是带有自动液力变矩器的自动挡车辆，动力加速控制的难度较大。发动机飞轮端扭矩受环境，如海拔、温度和湿度等影响较大，用于减速增扭的液力变矩器受温度影响较大，变速箱和驱动桥的传递效率同样受温度影响较大，并且与车辆行驶速度存在强相关性。计算车辆轮端的驱动扭矩存在较多困难和不确定性因素，实现车辆动力加速控制和车辆纵向控制变得非常困难。


技术实现要素：

5.本发明实施例要解决的技术问题是燃油车难以获得精确的车辆驱动力，驱动系统和制动系统无法进行有效的信息交互，无法实现对车辆精准地纵向控制，影响驾驶体验和车辆的安全性。
6.有鉴于此，本发明提供一种自动泊车纵向控制系统。
7.本发明又提供一种具有上述自动泊车纵向控制系统的车辆。
8.本发明还提供一种自动泊车纵向控制方法。
9.为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
10.根据本发明第一方面实施例的自动泊车纵向控制系统包括：
11.检测模块，所述检测模块用于获取车辆的轮速、加速度和液压压力；
12.制动控制模块，所述制动控制模块根据所述检测模块获取的所述轮速、所述加速度和所述液压压力计算所述车辆的速度、减速度和制动距离，并设置制动力参数；
13.制动系统，所述制动系统根据所述制动力参数施加制动力以控制所述车辆的速度。
14.根据本发明实施例的自动泊车纵向控制系统还可以包括以下技术特征：
15.进一步地，所述检测模块包括：
16.轮速传感器，所述轮速传感器用于获取所述轮速；
17.加速度传感器，所述加速度传感器用于获取所述加速度；
18.液压传感器，所述液压传感器用于获取所述液压压力。
19.进一步地，所述制动系统包括：
20.电子助力器和主缸，所述电子助力器与所述制动控制模块相连，所述电子助力器用于接收所述制动力参数以推动所述主缸，所述主缸建立高压制动液；
21.制动器，所述高压制动液推动所述制动器的活塞移动以产生制动力。
22.根据本发明第二方面实施例的车辆包括上述实施例所述的自动泊车纵向控制系统。
23.根据本发明第三方面实施例的自动泊车纵向控制方法包括以下步骤：
24.通过检测模块获取车辆的轮速、加速度和液压压力；
25.制动控制模块根据所述轮速、所述加速度和所述液压压力计算所述车辆的速度、减速度和制动距离；
26.制动控制模块根据所述速度、所述减速度和所述制动距离设置制动力参数；
27.所述制动系统根据所述制动力参数施加制动力以控制所述车辆的速度。
28.进一步地，在所述通过检测模块获取车辆的轮速、加速度和液压压力步骤中，通过轮速传感器获取所述轮速，通过加速度传感器获取所述加速度，通过液压传感器获取所述液压压力。
29.本发明的上述技术方案至少具有以下技术效果：
30.根据本发明实施例的自动泊车纵向控制系统，能够有效监控动力系统对车轮的驱动力，对制动系统实施精准的制动力控制，从而实现车辆低速纵向控制，保证泊车效果、行车舒适性和安全性。
附图说明
31.图1为现有技术中新能源车辆速度的控制策略；
32.图2为现有技术中传统燃油车辆速度的控制策略；
33.图3为根据本发明实施例的自动泊车纵向控制系统的结构示意图；
34.图4为根据本发明实施例的自动泊车纵向控制方法的流程图；
35.图5为根据本发明实施例的自动泊车纵向控制系统的控制原理图；
36.图6为根据本发明实施例的自动泊车纵向控制系统反馈机制原理图。
37.附图标记
38.自动泊车纵向控制系统100；检测模块10；制动控制模块20；制动系统30；电子助力器31；主缸32；制动器33。
具体实施方式
39.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
40.在现有技术中，自动泊车技术在新能源车上应用比较多。如图1所示，新能源车型
的动力系统采用驱动电机，驱动电机的驱动扭矩控制精度较高。制动系统大多采用电子助力器，电子助力器能够实现制动能量回收。当电动机的反拖力矩能满足制动减速需求时，制动时所需制动力全部由电动机反拖制动提供。当电动机的反拖力矩不能满足制动减速需求时，制动时所需制动力由电动机反拖制动和摩擦制动同时提供。在车辆进行回收制动时，控制目标是保持踏板力与理论制动液压不变，在泊车过程中，车辆的加速、匀速、减速行驶都能得到非常精准的控制。
41.然而，传统燃油乘用车的动力系统包括发动机、离合器、变速箱及传动系统等，如图2所示，结构较为复杂，且受到环境影响较大，若要对轮端扭矩实施精确控制，控制难度较大。即便制动系统采用电子助力器，能够精确、准确的控制车辆的制动力，在泊车过程中，动力系统和制动系统不能实现信息交互，车辆速度和减速度不能实现闭环控制，无法做到精准控制。
42.基于传统燃油车自动泊车的纵向控制存在的问题，本技术的申请人提出一种自动泊车纵向控制系统100。
43.下面首先结合附图具体描述根据本发明实施例的自动泊车纵向控制系统100。
44.如图3所示，根据本发明实施例的自动泊车纵向控制系统100包括检测模块10、制动控制模块20和制动系统30。
45.具体而言，检测模块10用于获取车辆的轮速、加速度和液压压力，制动控制模块20根据检测模块10获取的轮速、加速度和液压压力计算车辆的速度、减速度和制动距离，并设置制动力参数，制动系统30根据制动力参数施加制动力以控制车辆的速度。
46.也就是说，根据本发明实施例的自动泊车纵向控制系统100，通过检测模块10测量车辆的轮速、加速度和液压压力等参数，制动控制模块20对发动机扭矩进行监控，并对车辆速度、减速度及行驶距离进行计算和评估。如图4所示，在泊车过程中，由制动系统30实施制动力，对车辆的加速、匀速及减速等行驶状态进行控制，保证车辆的速度可控、减速度平稳，提升车辆的驾乘体验和车辆的制动安全。
47.由此，根据本发明实施例的自动泊车纵向控制系统100，能够有效监控动力系统对车轮的驱动力，对制动系统30实施精准的制动力控制，从而实现车辆低速纵向控制，保证泊车效果、行车舒适性和安全性。
48.在本发明的一个实施例中，检测模块10包括轮速传感器、加速度传感器和液压传感器等装置。
49.具体而言，轮速传感器用于获取轮速，加速度传感器用于获取加速度，液压传感器用于获取液压压力。
50.具体地，根据本发明实施例的自动泊车纵向控制系统100以车辆的速度、减速度和行驶距离为控制目标，通过轮速传感器、加速度传感器、液压传感器等装置监控车辆的轮速脉冲、车辆加速度和液压压力等，计算和评估车辆的速度、减速度、制动力及制动盘温等，通过控制制动液压实现对车辆加速、匀速、减速的行驶状态控制，实现对纵向控制结果的跟踪和反馈，保证车辆安全性。
51.在本发明的一个实施例中，制动系统30包括电子助力器31、主缸32和制动器33。
52.具体地，电子助力器31与制动控制模块20相连，电子助力器31用于接收制动力参数以推动主缸32，主缸32建立高压制动液，高压制动液推动制动器33的活塞移动以产生制
动力。
53.换言之，制动控制模块20接收和计算各个参数，并向电子助力器31输入目标制动力参数，电子助力器31负责执行。电子助力器31推动主缸32以建立高压制动液，高压制动液推动制动器33活塞移动，使液压转换为摩擦片和制动盘之间的压力，进而产生摩擦制动力。
54.总而言之，根据本发明实施例的自动泊车纵向控制系统100，能够有效监控动力系统对车轮的驱动力，对制动系统30实施精准的制动力控制，从而实现车辆低速纵向控制，保证泊车效果、行车舒适性和安全性。
55.根据本发明第二方面实施例的车辆包括根据上述实施例的自动泊车纵向控制系统100，由于根据本发明上述实施例的自动泊车纵向控制系统100具有上述技术效果，因此，根据本发明实施例的车辆也具有相应的技术效果，即能够有效监控动力系统对车轮的驱动力，对制动系统30实施精准的制动力控制，从而实现车辆低速纵向控制，保证泊车效果、行车舒适性和安全性。
56.根据本发明实施例的车辆的其他结构和操作对于本领域技术人员而言都是可以理解并且容易实现的，因此不再详细描述。
57.根据本发明第三方面实施例的自动泊车纵向控制方法包括以下步骤，如图5所示：
58.s10、通过检测模块10获取车辆的轮速、加速度和液压压力；
59.s20、制动控制模块20根据轮速、加速度和液压压力计算车辆的速度、减速度和制动距离；
60.s30、制动控制模块20根据速度、减速度和制动距离设置制动力参数；
61.s40、制动系统30根据制动力参数施加制动力以控制车辆的速度。
62.具体地，根据本发明实施例的自动泊车纵向控制方法不再对轮端扭矩进行精确的计算和分析，而是以车辆的速度、减速度和制动距离为控制目标，以车辆制动液压为控制要素。通过检测模块10分别获取车辆的轮速、加速度和液压压力，根据获取的各项参数，制动控制模块20计算车辆的速度、减速度和制动距离，并向制动系统30输入制动力参数，制动系统30控制制动液压，进而控制车辆的速度。
63.由此，根据本发明实施例的自动泊车纵向控制方法，通过对制动力、车辆速度和减速度等进行计算和评估，如图6所示，建立制动液压-减速度的反馈控制机制以及制动液压-速度的反馈控制机制，通过对车辆的行驶状态(加速、减速或匀速)和行驶距离进行计算和评估，建立纵向控制的安全监控模型，以保证车辆行驶安全性和舒适性。
64.在步骤s10中，通过轮速传感器获取轮速，通过加速度传感器(或雷达)获取加速度，通过液压传感器获取液压压力。
65.优选地，在步骤s20中，通过轮速传感器和加速度传感器等装置，对车辆的速度进行计算和评估；通过车辆纵向加速度传感器或雷达等装置，对车辆的减速进行计算和评估；通过轮速传感器、加速度传感器、液压传感器等装置，对车辆的制动力进行计算和评估；通过统计制动踩踏次数和持续时间，对制动盘的温度进行计算和评估，并通过摩擦片摩擦系数-温度的关系，获取与温度相应的摩擦系数，用于摩擦制动力的计算和评估；通过轮速传感器，对车辆的行驶状态和行驶距离进行计算和评估。
66.具体地，通过车辆的速度辅以加速度传感器获得车辆的减速度，通过车辆的速度积分运算获得车辆的制动距离，通过轮速传感器获取车轮转动的速度和车辆行驶速度。其
中，车辆的减速度和行驶距离公式如下：
[0067][0068]
s＝∫vdt
ꢀꢀ
(2)
[0069]
其中，v为车辆速度；a为车辆减速度；s为车辆行驶距离。
[0070]
需要说明的是，现有的车辆减速度的控制方式属于前馈控制方式，表现公式如下：
[0071]
mb＝f(p)＝p*(πd
12
/4*u1*2*r1+πd
22
/4*u2*2*r2ꢀꢀ
(3)
[0072]
a＝(mb+mm)*r/m
ꢀꢀ
(4)
[0073]
其中，mm为驱动轮端扭矩；mb为制动轮端扭矩；mw为轮端扭矩；d1、d2分别为前后卡钳的活塞直径；u1、u2分别为前后摩擦片的摩擦系数；r1、r2分别为前后有效制半径；p为制动液压；r为轮胎滚动半径；m为车辆重量。
[0074]
现有新能源车的精确控制轮端扭矩，不适用于目前的传统燃油汽车。在传统的燃油汽车中，能够准确的获得制动轮端扭矩mb，无法准确的获得动力系统的驱动轮端扭矩mm，所以无法获得轮端扭矩mw，进而无法准确的对车辆的速度、加速度和距离进行控制。
[0075]
根据本发明实施例的车辆减速度的控制公式，属于反馈控制方式。驱动轮端扭矩被视为干扰因素，在该控制方法中，仅仅对制动液压进行控制，对车辆速度、减速度和距离进行偏差测量。具体表现公式如下：
[0076]a1-a0＝f(p1)-f(p2)
ꢀꢀ
(5)
[0077]
da＝d(f(p))
ꢀꢀ
(6)
[0078]
其中，a0、a1、和a为减速度；p1、p2、p为制动液压。
[0079]
总而言之，根据本发明实施例的自动泊车纵向控制方法，以车辆的速度、减速度和行驶距离为控制目标，通过计算车辆的行驶状态和行驶距离，对纵向控制的结果进行跟踪和反馈，能够保证车辆行驶的安全性。
[0080]
除非另作定义，本发明中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。
[0081]
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种自动泊车纵向控制系统，其特征在于，包括：检测模块，所述检测模块用于获取车辆的轮速、加速度和液压压力；制动控制模块，所述制动控制模块根据所述检测模块获取的所述轮速、所述加速度和所述液压压力计算所述车辆的速度、减速度和制动距离，并设置制动力参数；制动系统，所述制动系统根据所述制动力参数施加制动力以控制所述车辆的速度。2.根据权利要求1所述的自动泊车纵向控制系统，其特征在于，所述检测模块包括：轮速传感器，所述轮速传感器用于获取所述轮速；加速度传感器，所述加速度传感器用于获取所述加速度；液压传感器，所述液压传感器用于获取所述液压压力。3.根据权利要求1所述的自动泊车纵向控制系统，其特征在于，所述制动系统包括：电子助力器和主缸，所述电子助力器与所述制动控制模块相连，所述电子助力器用于接收所述制动力参数以推动所述主缸，所述主缸建立高压制动液；制动器，所述高压制动液推动所述制动器的活塞移动以产生制动力。4.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-3中任一项所述的自动泊车纵向控制系统。5.一种自动泊车纵向控制方法，其特征在于，包括以下步骤：通过检测模块获取车辆的轮速、加速度和液压压力；制动控制模块根据所述轮速、所述加速度和所述液压压力计算所述车辆的速度、减速度和制动距离；制动控制模块根据所述速度、所述减速度和所述制动距离设置制动力参数；所述制动系统根据所述制动力参数施加制动力以控制所述车辆的速度。6.根据权利要求5所述的自动泊车纵向控制方法，其特征在于，在所述通过检测模块获取车辆的轮速、加速度和液压压力步骤中，通过轮速传感器获取所述轮速，通过加速度传感器获取所述加速度，通过液压传感器获取所述液压压力。

技术总结
本发明提供一种自动泊车纵向控制系统、车辆和控制方法，自动泊车纵向控制系统包括：检测模块，所述检测模块用于获取车辆的轮速、加速度和液压压力；制动控制模块，所述制动控制模块根据所述检测模块获取的所述轮速、所述加速度和所述液压压力计算所述车辆的速度、减速度和制动距离，并设置制动力参数；制动系统，所述制动系统根据所述制动力参数施加制动力以控制所述车辆的速度。根据本发明实施例的自动泊车纵向控制系统，能够有效监控动力系统对车轮的驱动力，对制动系统实施精准的制动力控制，从而实现车辆低速纵向控制，保证泊车效果、行车舒适性和安全性。行车舒适性和安全性。行车舒适性和安全性。


技术研发人员：王磊 赵利伟 王华拓 张春广
受保护的技术使用者：北京汽车集团越野车有限公司
技术研发日：2023.03.03
技术公布日：2023/6/28