一种自适应巡航控制系统下车辆上坡自动限速的方法技术方案

本发明专利技术提供了一种自适应巡航控制系统下车辆上坡自动限速的方法，属于智能车辆驾驶辅助领域。本发明专利技术利用传感器模块得到所在道路坡度，由ACC功能控制模块得到该坡度的最大允许速度，然后比较智能车辆到达临界状态的实时行驶速度与最大允许速度的大小；当实时行驶速度小于等于最大允许速度时，车辆按照正常速度爬坡；当实时行驶速度大于最大允许速度时，ACC功能控制模块得到智能车辆的减速度，控制电机以及制动踏板，实现智能车辆减速。本发明专利技术考虑到安装ACC控制单元的车辆在到达坡顶时，可能失去跟随的常规车辆，确保爬坡安全。

【技术实现步骤摘要】
一种自适应巡航控制系统下车辆上坡自动限速的方法
本专利技术属于智能车辆驾驶辅助领域，具体涉及一种自适应巡航控制系统下车辆上坡自动限速的方法。
技术介绍
高级驾驶辅助系统(AdvancedDriverAssistanceSystems，简称ADAS)已经在城市道路行驶的车辆中普及。其中，自适应巡航控制技术(ACC，AdaptiveCruiseControl)是目前应用最广泛的一种驾驶辅助系统。自适应巡航控制系统是一种智能化的自动控制系统，它是在巡航控制技术的基础上发展而来的。在车辆行驶过程中，安装在车辆前部的车距传感器(雷达)持续扫描车辆前方道路，同时轮速传感器采集车速信号，当与前车之间的距离过小时，ACC控制单元通过与制动防抱死系统、发动机控制系统协调动作，使车轮适当制动，并使发动机的输出功率下降，使得本车与前方车辆始终保持安全距离。ACC控制单元在控制车辆制动时，通常会将制动减速度限制在不影响舒适的程度，当需要更大的减速度时，ACC控制单元会发出声光信号通知驾驶员主动采取制动操作。当与前车之间的距离增加到安全距离时，ACC控制单元控制车辆按照设定的车速行驶。然而，当驾驶员驾驶ACC车辆跟随其他车辆上坡时，ACC控制单元在到达坡顶时可能会失去目标，因目标丢失而造成危险。
技术实现思路
针对现有技术中存在不足，本专利技术提供了一种自适应巡航控制系统下车辆上坡自动限速的方法，避免目标丢失。本专利技术是通过以下技术手段实现上述技术目的的。一种自适应巡航控制系统下车辆上坡自动限速的方法，ACC功能控制模块比较智能车辆到达临界状态的实时行驶速度B与最大允许速度vmax的大小，若所述实时行驶速度B≤最大允许速度vmax，则智能车辆按照正常速度爬坡，若所述实时行驶速度B＞最大允许速度vmax，则ACC功能控制模块计算得到智能车辆的减速度，并发送给车辆速度控制模块，车辆速度控制模块向车辆控制系统发送控制指令，实现智能车辆减速。进一步的技术方案，所述最大允许速度是由传感器模块得到的当前道路坡度结合智能车辆纵向受力得到的。进一步的技术方案，所述最大允许速度与坡度满足：其中Fj为车辆纵向加速阻力，Ft为车辆纵向驱动力，Fw为空气阻力，Fψ为道路阻力，Fb为制动力，m为整车质量，和分别为4个车轮的总驱动力矩和总制动力矩，r为车轮滚动半径，ρ为空气密度，CD为空气阻力系数，A为迎风面积，fr为滚动阻力系数，δ为车辆旋转质量换算系数，且Iwi为车轮转动惯量，Imi为轮毂电机转子部分转动惯量。进一步的技术方案，所述传感器模块包括姿态传感器、数据控制器和CAN数据采集器，姿态传感器根据GPS移动站接收智能车辆E的位置，数据控制器将姿态传感器采集到的位置数据转化为CAN数据发送至CAN数据采集器，CAN数据采集器对智能车辆的位置进行解析，获取智能车辆在行驶过程中实时的三维位置坐标，从而得到智能车辆所在道路坡度。进一步的技术方案，所述ACC功能控制模块计算得到智能车辆的减速度，具体为：其中a为减速度，x为智能车辆位移，v为智能车辆实时行驶速度，ti指的是智能车辆爬坡过程中某一时刻。进一步的技术方案，所述智能车辆的减速度通过通信模块和车辆CAN网络发送给车辆速度控制模块。一种智能驾驶辅助系统，包括车载智能设备和车身控制单元，车载智能设备包括传感器模块和毫米波雷达模块，毫米波雷达模块包括供电模块、天线模块、ACC功能控制模块和通信模块，ACC功能控制模块根据天线模块接收的反射电磁波信息，获取智能车辆到达临界状态的实时行驶速度B；ACC功能控制模块同时接收CAN数据采集器输出的道路坡度，获取最大允许速度vmax；ACC功能控制模块比较所述实时行驶速度B与最大允许速度vmax的大小，确定安全爬坡的车速。上述技术方案中，所述车身控制单元包括车辆CAN网络和车辆速度控制模块，车辆CAN网络对通信模块发送的信息进行交互，发送给车辆速度控制模块。本专利技术的有益效果为：本专利技术考虑到安装ACC控制单元的车辆在到达坡顶时，可能失去跟随的常规车辆，利用传感器模块得到所在道路坡度，由ACC功能控制模块得到该坡度的最大允许速度，然后比较智能车辆到达临界状态的实时行驶速度与最大允许速度的大小，当实时行驶速度大于最大允许速度时，ACC功能控制模块得到智能车辆的减速度，通过车辆速度控制模块向车辆控制系统中的电机以及制动踏板发送控制指令，调整智能车辆及时减速，保证爬坡安全。附图说明图1为本专利技术所述车辆上坡自动限速的方法应用场景示意图；图2为本专利技术所述智能驾驶辅助系统示意图；图3为本专利技术所述车辆上坡自动限速的方法流程图；图中：1-天线模块、2-ACC功能控制模块、3-通信模块、4-供电模块、5-姿态传感器、6-数据控制器、7-CAN数据采集器、8-车辆CAN网络、9-车辆速度控制模块。具体实施方式下面结合附图以及具体实施例对本专利技术作进一步的说明，但本专利技术的保护范围并不限于此。如图1所示，以常规车辆F和智能车辆E(安装ACC控制单元的车辆)为例，展示智能车辆E跟随常规车辆F到达上坡时的场景。现就本专利技术方法所涉及到的相关量作如下说明：(1)方位关系：从左至右依次为：智能车辆E(图1所示为智能轿车E跟随常规车辆F上坡行驶时，毫米波雷达模块R检测不到前方车辆，失去目标的临界位置)和常规车辆F。(2)车载设备：智能车辆E上搭载的毫米波雷达模块R和传感器模块V。(3)毫米波雷达模块R探测范围：通过天线模块1发射76GHz频段的毫米波来检测目标，在远距离100m的检测范围内，毫米波雷达模块R左右方向的识别角为±10°；在近距离50m的检测范围内，毫米波雷达模块R左右方向的识别角为±45°；毫米波束利用9频道天线以电气方式进行扫描。(4)术语定义：当前道路坡度θ为智能车辆E行驶方向与水平地面的夹角，即当前道路的坡度；vmax为最大允许速度，即确保车辆爬坡安全的前提下，允许智能车辆E行驶的最大速度。如图2所示，本专利技术方法基于智能驾驶辅助系统来实现应用，智能驾驶辅助系统包括车载智能设备和车身控制单元两大部分。车载智能设备包括传感器模块V和毫米波雷达模块R。毫米波雷达模块R包括供电模块4、天线模块1、ACC功能控制模块2以及通信模块3，供电模块4从车载12V电瓶取电，分别给天线模块1、ACC功能控制模块2以及通信模块3供电，天线模块1向前发射电磁波和接收反射电磁波信息，并将接收的信息发送给ACC功能控制模块2，ACC功能控制模块2获取智能车辆E到达临界状态的实时行驶速度B；ACC功能控制模块2同时接收CAN数据采集器7输出的道路坡度，获取最大允许速度vmax；ACC功能控制模块2对智能车辆E到达临界状态的实时行驶速度B与最大允许速度vmax进行比较，确定安全爬坡的车速，通过通信模块3发送给车辆CAN网络8。传感器模块V包括姿态传感器5、数据控制器6和CAN数据采集器7，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自适应巡航控制系统下车辆上坡自动限速的方法，其特征在于，ACC功能控制模块比较智能车辆到达临界状态的实时行驶速度B与最大允许速度v

【技术特征摘要】
1.一种自适应巡航控制系统下车辆上坡自动限速的方法，其特征在于，ACC功能控制模块比较智能车辆到达临界状态的实时行驶速度B与最大允许速度vmax的大小，若所述实时行驶速度B≤最大允许速度vmax，则智能车辆按照正常速度爬坡，若所述实时行驶速度B＞最大允许速度vmax，则ACC功能控制模块计算得到智能车辆的减速度，并发送给车辆速度控制模块，车辆速度控制模块向车辆控制系统发送控制指令，实现智能车辆减速。


2.根据权利要求1所述的自适应巡航控制系统下车辆上坡自动限速的方法，其特征在于，所述最大允许速度是由传感器模块得到的当前道路坡度结合智能车辆纵向受力得到的。


3.根据权利要求2所述的自适应巡航控制系统下车辆上坡自动限速的方法，其特征在于，所述最大允许速度与坡度满足：



其中Fj为车辆纵向加速阻力，Ft为车辆纵向驱动力，Fw为空气阻力，Fψ为道路阻力，Fb为制动力，m为整车质量，和分别为4个车轮的总驱动力矩和总制动力矩，r为车轮滚动半径，ρ为空气密度，CD为空气阻力系数，A为迎风面积，fr为滚动阻力系数，δ为车辆旋转质量换算系数，且Iwi为车轮转动惯量，Imi为轮毂电机转子部分转动惯量。


4.根据权利要求2所述的自适应巡航控制系统下车辆上坡自动限速的方法，其特征在于，所述传感器模块包括姿态传感器、数据控制器和CAN数据采集器，姿态传感器根据GPS移动站接收智能车辆E的位置，数据控制器将姿态传感器采集到的位置数...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈燎，朱雅晶，盘朝奉，梁军，袁朝春，张厚忠，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32