专利汇可以提供一种基于重型车辆编队的制动集成控制方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种基于重型车辆编队的 制动 集成控制方法,方法分为 信号 感知 层、决策控制层和命令执行层;根据车辆在编队中的 位置 设计 传感器 类型和制动形式,在 空气阻 力 非线性变化条件下由前车和尾车传感器测得精确车辆 载荷 ,实时估计中间车辆载荷得到更精确结果;警报系统分为车辆故障报警系统和编队插车报警系统;根据编队运行多 模式识别 结果,车载摄像头调整 角 度实现不同识别功能;针对编队车辆总量奇偶变化对制动集成控制策略进行改变;可升降浮桥制动改变 前束 角 度获得相应制动力并进行防爆胎控制;电 涡流 缓速器 制动中带有扇叶设计;根据行驶模式和故障类型采取相应容错控制和模式选择。,下面是一种基于重型车辆编队的制动集成控制方法专利的具体信息内容。
1.一种基于重型车辆编队的制动集成控制方法,其特征在于:该基于重型车辆编队的制动集成控制方法分为信号感知层、决策控制层和命令执行层三部分;信号感知层分为车辆状态感知和外部环境感知;决策控制层分为单车控制层、编队控制层和容错控制层;执行层包括传感器和制动器,其中制动形式包括发动机制动形式、电涡流缓速器制动形式、轮毂电机制动形式、可升降浮桥制动形式和电子机械式制动形式;根据车辆在编队中的不同位置设计车载传感器类型和制动形式,由前车和尾车传感器测得精确车辆载荷,在考虑非线性空气阻力变化和中间车辆制动力矩条件下实时估计中间车辆载荷可得到更精确的估计结果;控制方法中警报系统分为车辆故障报警系统和编队插车报警系统,针对编队运行中的故障和突发情况采取相应报警形式;根据编队运行多模式识别结果,车载摄像头调整角度实现不同识别功能;针对编队中单车总量奇偶变化对制动集成控制策略进行相应改变;
可升降浮桥制动形式根据实际制动情况改变前束角度获得不同制动力并设计防爆胎控制目标;电涡流缓速器制动形式中增加电机控制的扇叶,提高制动能力的同时为缓速器降温;
根据行驶模式和故障类型采取相应容错控制和模式控制方法。
2.如权利要求1所述的一种基于重型车辆编队的制动集成控制方法,其特征在于该基于重型车辆编队的制动集成控制方法适用于单车数量大于等于三辆且车型相同的重型车辆编队制动集成控制;信号感知层中车辆状态感知装置有轮速传感器、制动力矩传感器、制动减速度传感器和载荷传感器;外部环境感知装置有风速传感器、雷达和摄像头;其中风速传感器、载荷传感器和轮速传感器只安装于编队头车和尾车上,而制动力矩传感器、制动减速度传感器、雷达和摄像头感知装置为每辆编队车辆所具备;编队中头车和尾车具有功能最多的传感器且有相同制动形式和制动能力,行驶中头车出现故障或驾驶员驾驶疲劳时头车和尾车可互换位置,减少头车驾驶员的驾驶疲劳程度和提高编队系统容错控制能力;头车和尾车上轮速传感器得到编队车辆当前行驶车速,与编队中间车辆通信控制编队以相同车速行驶;安装于头车和尾车的风速传感器测量风速得到头车和尾车所受空气阻力,根据车辆在编队中的不同位置所受空气阻力不同拟合空气阻力在编队车辆中非线性函数关系,得到中间车辆所受空气阻力,制动力矩传感器和制动减速度传感器测得中间车辆制动时车轮制动力矩和制动减速度;由传感器精确得到前车和尾车的车辆载荷,在考虑非线性空气阻力变化和中间车辆制动力矩条件下实时估计中间车辆载荷可以得到更为精确的估计结果。
3.如权利要求1所述的一种基于重型车辆编队的制动集成控制方法,其特征在于该基于重型车辆编队的制动集成控制方法中外部环境感知包括交通信号识别、道路坡度估计和路面附着系数估计;编队车辆在车头上部安装有一个可上下摆动一定角度的摄像头和一个雷达,车头底部位置安装有一个雷达;安装于车头上部的雷达用于车辆间距的识别,摄像头用于识别道路附着情况和交通信号识别,安装于车头底部位置的雷达用于检测是否有插队车辆进行插队并用于进行路面附着系数和道路坡度识别;当头车摄像头检测到前方交通信号灯时,由头车发出的制动信号同步发送到其他编队车辆ECU中,后方编队车辆同时检测到制动信号,尾车首先开始制动,在编队中从后向前依次开始制动,提高编队制动响应速度并保证在编队车距下车辆能够充分制动;当车头底部雷达识别到有插队车辆出现时,ECU发出报警信号;摄像头可进行上下摆动,识别道路交通状况并进行路面附着系数识别。
4.如权利要求1所述的一种基于重型车辆编队的制动集成控制方法,其特征在于该基于重型车辆编队的制动集成控制方法的警报系统分为车辆故障报警系统和编队插车报警系统;车辆故障报警系统是编队容错控制中的部分功能;车辆故障报警系统检测到编队车辆故障时将故障位置和故障类型发送到车载显示屏,并控制报警器发出警报,在头车和尾车均安装报警器,位于头车和尾车的驾驶员根据警报信息采取措施进行处理;在编队行驶过程中,位于车头底部的雷达若检测到有非编队车辆插入编队,为降低插入车辆并行超车时间和并行距离提高行驶安全性,雷达识别编队中车辆插入位置,ECU控制编队插入位置后方车辆进行制动,使插入车辆快速插入,设置插入车辆在编队中的插车时间上限值,当插车车辆在编队中超过一定时间,编队插车报警系统将发出语音警报警示插入车辆迅速离开编队,并且插入位置后方车辆鸣笛提示插入车辆离开编队;当编队行驶中有新编队单车要插入编队,系统识别插入单车的制动能力,根据单车具有的制动能力确定单车要插入的位置,插入点前方编队车辆加速行驶,插入点后方车辆进行制动,降低新插入车辆并行插入时间和并行距离;当车辆运输中因增减货物使车辆制动能力发生改变时,车辆识别载荷并根据车辆载荷和所具有的制动能力进行编队重新排序,载荷大而制动能力较小的车辆排在编队前面,载荷小而制动能力大的车辆排在编队后方,载荷与制动能力相匹配的车辆排在编队中间位置。
5.如权利要求3所述的一种基于重型车辆编队的制动集成控制方法,其特征在于该基于重型车辆编队的制动集成控制方法根据不同路面的附着系数、道路情况和天气情况进行多模式识别,编队行驶的多模式包括根据道路情况划分的城市公路行驶模式、高速公路行驶模式、山区行驶模式和根据天气情况划分的晴天行驶模式、雾天行驶模式和雨天冰雪天气行驶模式和根据路面附着系数划分的干燥路面行驶模式和湿滑路面行驶模式;车头上方摄像头根据不同行驶模式根据角度调整的不同从而检测车辆前方不同距离下的路况;在城市公路行驶模式下,车速小且制动频繁,摄像头与行驶路面所成角度在所有行驶模式中最大,探测距离为前方50米;高速公路行驶模式下编队车速快,摄像头调整角度与行驶路面最小,摄像头可以检测到前方300米的路况;山区行驶模式下道路坡度变化大,车头摄像头调整角度与行驶路面的角度居中,通过摄像头检测车辆前方150米路况;根据天气情况划分的行驶模式下,晴天行驶模式下摄像头与地面角度在三种模式中最小,探测距离为前方300米,雾天行驶模式下摄像头与地面角度在三种模式中最大,探测距离为前方50米,雨天冰雪天气行驶模式下摄像头与地面角度居中,检测车辆前方150米路况;根据路面附着系数划分的模式中,干燥路面行驶模式下摄像头检测车辆前方150米路况,湿滑路面行驶模式下摄像头检测车辆前方150米路况。
6.如权利要求1所述的一种基于重型车辆编队的制动集成控制方法,其特征在于该基于重型车辆编队的制动集成控制方法的制动逻辑控制依托于发动机制动、电涡流缓速器制动形式、轮毂电机制动形式、可升降浮桥制动形式和电子机械式制动形式,不同位置的车辆制动系统为以上制动形式中几种或多种形式的组合,车辆所具有的制动形式越多则制动能力越大;其中编队头车和尾车具有所有制动形式,但头车制动形式只根据实际制动情况发挥部分制动形式,尾车所有制动形式在实际制动中全部发挥,头车和尾车具有最大制动能力,可进行位置互换;编队中间车辆的制动能力根据车辆在编队中的顺序从前向后呈增大趋势,当编队车辆为偶数辆单车时,中间车辆的制动形式为从前向后相邻两辆单车的制动形式和制动能力相同,并且中间车辆的制动形式和制动能力从前先后呈提高和增加的趋势;当编队车辆为奇数辆单车时,编队最中间的车辆所受空气阻力最小,最中间车辆的制动形式和制动能力与头车和尾车相同,剩余中间车辆的制动形式和制动能力与编队为偶数辆单车时的制动形式和能力相同。
7.如权利要求1所述的一种基于重型车辆编队的制动集成控制方法,其特征在于该基于重型车辆编队的制动集成控制方法中可升降浮桥制动形式对称安装于底盘中间的车架两侧,由安装有轮毂电机的车轮和两个能产生垂直运动的直线电机组成;ECU检测到制动信号时,在行驶过程中控制直线电机使浮桥下降,接触地面后浮桥车轮利用轮毂电机产生制动力并且车轮转动使轮毂电机发电,产生的电能存储后为车辆用电系统提供电能;可升降浮桥式直线电机与现有的升降浮桥控制系统相比响应迅速,在控制浮桥车轮下降的过程中,轮毂电机使车轮向内旋转一定角度形成前束,根据系统识别的制动减速度的不同而调节车轮前束角度;直线电机控制浮桥升降,制动结束后直线电机带动浮桥上升使轮胎脱离地面;出现爆胎情况时,车辆ECU自动判断发生爆胎车轮的位置,产生纵向运动的直线电机控制浮桥上的车轮向爆胎位置移动,使可升降浮桥的车轮替代爆胎的车轮,保证车辆紧急工况时的行驶稳定性。
8.如权利要求1所述的一种基于重型车辆编队的制动集成控制方法,其特征在于该基于重型车辆编队的制动集成控制方法为使缓速器制动形式中电涡流缓速器在安全工作温度下进行制动,在车辆底盘下方安装电机控制的扇叶,车辆未制动时扇叶平面平行于实时路面,当接收到制动信号时扇叶打开与地面垂直,由于空气阻力的作用使扇叶旋转,旋转的扇叶一方面利用风能为缓速器降温,另一方面扇叶的旋转也为车辆制动减速提供一部分阻力,根据两个功能的比重自动调节扇叶与地面的角度,当缓速器温度达到安全工作温度上限时,电机调整扇叶与地面角度为能提供最大风速的角度,当缓速器未达到安全工作温度上限时,电机调整扇叶角度为能产生最大制动力的角度。
9.如权利要求4所述的一种基于重型车辆编队的制动集成控制方法,其特征在于该基于重型车辆编队的制动集成控制方法的容错控制层包括单车容错控制策略和编队容错控制策略;编队车辆中只有头车和尾车上配有驾驶员,中间车辆上为无人驾驶;头车通过传感器测得的车辆行驶参数和道路参数通过无线通信技术同时传递给编队中的其他车辆;当头车出现故障时,故障信号传递到尾车中,尾车可根据实际行驶情况与头车进行位置互换,在不影响正常行驶的条件下继续保持编队行驶;当编队中间车辆制动系统出现故障时,ECU向驾驶员发出警报,故障车辆对正常工作的制动形式和故障后车辆所具有的制动能力进行评估,并按照新的制动能力进行编队车辆排序,重新排序后故障车辆的前车在允许加速行驶的情况下进行加速,故障车辆的后车进行制动,增大故障车辆前后车距,从而保障故障车辆的制动有效性;当尾车出现故障时,驾驶员识别故障类型是否影响正常编队行驶,如果不影响正常行驶则从自动驾驶模式切换到手动操作模式,如果故障影响编队行驶,则驾驶员控制故障车辆靠边停车,编队其他车辆在头车带领下继续编队行驶。
10.如权利要求5所述的一种基于重型车辆编队的制动集成控制方法,其特征在于该基于重型车辆编队的制动集成控制方法中,编队车距控制采用多模式门限值控制方法,车辆识别的道路交通情况,将编队行驶模式分为城市公路行驶模式、高速公路行驶模式和山区行驶模式;三种模式下编队车距都随车速的提高而增大;在城市公路行驶模式下,由于车速较低设置的最小安全车距最小,且在此模式下编队中不允许非编队车辆插入;在高速公路行驶模式下编队车辆车速快设置的最小安全车距最大;编队车辆在前两种行驶模式下均为等车距行驶;在山区行驶模式下,道路起伏和转弯工况频繁出现,设置编队车辆为变间距行驶,相邻两车制动能力较大时车距设置较大值,相邻两车制动能力较小时车距设置为较小值;制动过程中如果检测到目标车辆的前车距与后车距差值超过某一限值时,系统调整车辆制动力,使车辆前后车距均匀;根据天气情况划分的行驶模式下,车辆判断是否处于山区行驶模式下,如果是则编队按照变车距行驶,如果不是则按照等车距行驶,车距根据天气情况进行调整,晴天车距最小,雨天冰雪天气车距最大,雾天车距居中;根据路面附着系数划分的模式中,干燥路面行驶模式间距比湿滑路面行驶间距大。
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