一种汽车预瞄型驾驶员控制工作系统技术方案

本发明专利技术公开了一种汽车预瞄型驾驶员控制工作系统，包括：预瞄输入模块，用于根据车辆的当前车速，计算获得车辆距离预瞄点的预瞄时间、预瞄车速、预瞄坡度，然后输出至预瞄转矩计算模块；预瞄转矩计算模块，与预瞄输入模块相连接，用于计算出车辆的整车需求转矩，然后发送至加速踏板信号模块和制动踏板信号模块；加速踏板信号模块，用于获得对应的加速踏板信号并向车辆上的加速踏板输出；制动踏板信号模块，用于获得对应的制动踏板信号并向车辆上的制动踏板输出。本发明专利技术设计科学，能够根据车辆当前行驶状态，来预测车辆行驶到预瞄点时车辆的整车需求转矩，进而得到相对应的加速信号和制动信号，从而安全、可靠地实现对车辆实际行驶路径的调节。驶路径的调节。驶路径的调节。

【技术实现步骤摘要】
一种汽车预瞄型驾驶员控制工作系统


[0001]本专利技术涉及汽车驾驶
，特别是涉及一种汽车预瞄型驾驶员控制工作系统。

技术介绍

[0002]驾驶员模型是对驾驶员操纵行为特性进行描述的数学模型，它能够描述真实驾驶员在各种驾驶工况下的驾驶行为。
[0003]汽车的行驶，受到驾驶员的指令动作、汽车本身的响应和道路对驾驶员的影响三个方面因素的限制。驾驶员驾驶汽车的安全性，不仅与汽车本身的性能品质有关，而且与汽车驾驶员的操作行为特性有关。驾驶员驾驶汽车的过程，是汽车、驾驶员和道路交通环境相互作用的过程。
[0004]因此，无论是对汽车本身性能品质的优化设计，还是对由“人
‑
车
‑
路”所组成的闭环系统的研究以及汽车的安全性和其他系统的可靠性，目前都需要构建一个科学准确的驾驶员模型。
[0005]但是，目前还没有一种技术，能够构建科学准确的驾驶员模型，在车辆的行驶过程中，安全、可靠地实现对车辆实际行驶路径的实时调节。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是针对现有技术存在的技术缺陷，提供一种汽车预瞄型驾驶员控制工作系统。
[0007]为此，本专利技术提供了一种汽车预瞄型驾驶员控制工作系统，其特征在于，包括预瞄输入模块、预瞄转矩计算模块、加速踏板信号模块和制动踏板信号模块，其中：
[0008]预瞄输入模块，用于根据外部输入的车辆的当前车速，计算获得车辆距离预瞄点的预瞄时间、预瞄车速、预瞄坡度，然后输出至预瞄转矩计算模块；
[0009]预瞄转矩计算模块，与预瞄输入模块相连接，用于根据所述预瞄输入模块发来的预瞄时间、预瞄车速和预瞄坡度以及外部输入的车辆的当前车速，计算出车辆的整车需求转矩，然后发送至加速踏板信号模块和制动踏板信号模块；
[0010]加速踏板信号模块，与预瞄转矩计算模块相连接，用于根据所述预瞄转矩计算模块发来的车辆的整车需求转矩，以及根据外部输入的车辆的当前车速，获得对应的加速踏板信号并向车辆上的加速踏板输出；
[0011]制动踏板信号模块，与预瞄转矩计算模块相连接，用于根据所述预瞄转矩计算模块发来的车辆的整车需求转矩，以及根据外部输入的车辆的当前车速，获得对应的制动踏板信号并向车辆上的制动踏板输出。
[0012]由以上本专利技术提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本专利技术提供了一种汽车预瞄型驾驶员控制工作系统，其设计科学，能够有效地根据车辆当前行驶状态，来预测车辆行驶到预瞄点时车辆的整车需求转矩，进而得到相对应的加速信号和制动信号，即能够构
建科学准确的驾驶员预瞄模型，从而在车辆的行驶过程中，安全、可靠地实现对车辆实际行驶路径的调节，具有重大的实践意义。
附图说明
[0013]图1是本专利技术提供的一种汽车预瞄型驾驶员控制工作系统的整体结构示意图；
[0014]图2是本专利技术提供的一种汽车预瞄型驾驶员控制工作系统中预瞄输入模块的示意图；
[0015]图3是本专利技术提供的一种汽车预瞄型驾驶员控制工作系统中预瞄转矩计算模块的整体示意图；
[0016]图4是本专利技术提供的一种汽车预瞄型驾驶员控制工作系统中滚动阻力矩计算模块的计算原理示意图；
[0017]图5是本专利技术提供的一种汽车预瞄型驾驶员控制工作系统中空气阻力矩计算模块的计算原理示意图；
[0018]图6是本专利技术提供的一种汽车预瞄型驾驶员控制工作系统中坡道阻力矩计算模块的计算原理示意图；
[0019]图7是本专利技术提供的一种汽车预瞄型驾驶员控制工作系统中加速阻力矩计算模块的计算原理示意图；
[0020]图8是本专利技术提供的一种汽车预瞄型驾驶员控制工作系统中加速踏板信号模块的工作原理示意图；
[0021]图9是本专利技术提供的一种汽车预瞄型驾驶员控制工作系统中制动踏板信号模块的工作原理示意图。
具体实施方式
[0022]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面结合附图和实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。
[0023]参见图1至图9，本专利技术提供了一种汽车预瞄型驾驶员控制工作系统，用于通过构建驾驶员预瞄模型，对车辆的当前行驶状态进行控制，具体包括预瞄输入模块、预瞄转矩计算模块、加速踏板信号模块和制动踏板信号模块，其中：
[0024]预瞄输入模块，用于根据外部输入的车辆的当前车速v0，计算获得车辆距离预瞄点的预瞄时间t、预瞄车速v、预瞄坡度θ，然后输出至预瞄转矩计算模块；
[0025]其中需要说明的是，预瞄时间t是车辆当前位置到达预瞄点所需要的时间，主要作用是计算车辆到预瞄点的加速阻力矩；预瞄车速v是车辆当前位置到达预瞄点这一过程的车速，主要作用是计算车辆到预瞄点的滚动阻力矩、空气阻力矩和加速阻力矩；预瞄坡度θ是车辆当前位置到达预瞄点这一过程中道路的坡度，主要作用是计算车辆到预瞄点的滚动阻力矩和坡度阻力矩。
[0026]预瞄转矩计算模块，与预瞄输入模块相连接，用于根据所述预瞄输入模块发来的预瞄时间t、预瞄车速v和预瞄坡度θ以及外部输入的车辆的当前车速v0，计算出车辆的整车需求转矩T
Req
，然后发送至加速踏板信号模块和制动踏板信号模块；
[0027]其中需要说明的是，车辆的整车需求转矩T
Req
是车辆从当前位置行驶至预瞄点这
一过程中整车所需要的转矩，主要反映了车辆对动力需求的大小。
[0028]加速踏板信号模块，与预瞄转矩计算模块相连接，用于根据所述预瞄转矩计算模块发来的车辆的整车需求转矩T
Req
，以及根据外部输入的车辆的当前车速v0，获得对应的加速踏板信号A并向车辆上的加速踏板(即油门踏板)输出；
[0029]其中需要说明的是，加速踏板信号A是车辆在行驶过程当有加速需求时，通过车辆的电子控制单元(ECU)给加速踏板所输入的加速信号，主要反映了车辆的加速需求。
[0030]还需要说明的是，加速踏板(即油门踏板)，具体执行加速踏板信号A，控制汽车发动机的动力输出；
[0031]制动踏板信号模块，与预瞄转矩计算模块相连接，用于根据所述预瞄转矩计算模块发来的车辆的整车需求转矩T
Req
，以及根据外部输入的车辆的当前车速v0，获得对应的制动踏板信号B并向车辆上的制动踏板(即刹车踏板)输出。
[0032]其中需要说明的是，制动踏板信号B是车辆在行驶过程当有制动减速需求时，通过车辆的电子控制单元(ECU)给制动踏板所输入的制动减速信号，主要反映了车辆的制动需求。
[0033]需要说明的是，制动踏板(即刹车踏板)，用于执行制动踏板信号B，限制汽车的动力输出，控制汽车的减速以及停车。
[0034]需要说明的是，对于本专利技术，通过加速踏板信号模块和制动踏板信号模块，分别向车辆上的加速踏板(即油门踏板)输出加速踏板信号，以及车辆上的制动踏板(即刹车踏板)输出制动踏板信号，从而可以实时控制车辆的行驶状态，实现对车辆实际行驶路径的调节。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种汽车预瞄型驾驶员控制工作系统，其特征在于，包括预瞄输入模块、预瞄转矩计算模块、加速踏板信号模块和制动踏板信号模块，其中：预瞄输入模块，用于根据外部输入的车辆的当前车速v0，计算获得车辆距离预瞄点的预瞄时间t、预瞄车速v、预瞄坡度θ，然后输出至预瞄转矩计算模块；预瞄转矩计算模块，与预瞄输入模块相连接，用于根据所述预瞄输入模块发来的预瞄时间t、预瞄车速v和预瞄坡度θ以及外部输入的车辆的当前车速v0，计算出车辆的整车需求转矩T
Req
，然后发送至加速踏板信号模块和制动踏板信号模块；加速踏板信号模块，与预瞄转矩计算模块相连接，用于根据所述预瞄转矩计算模块发来的车辆的整车需求转矩T
Req
，以及根据外部输入的车辆的当前车速v0，获得对应的加速踏板信号A并向车辆上的加速踏板输出；制动踏板信号模块，与预瞄转矩计算模块相连接，用于根据所述预瞄转矩计算模块发来的车辆的整车需求转矩T
Req
，以及根据外部输入的车辆的当前车速v0，获得对应的制动踏板信号B并向车辆上的制动踏板输出。2.如权利要求1所述的汽车预瞄型驾驶员控制工作系统，其特征在于，预瞄输入模块、预瞄转矩计算模块、加速踏板信号模块和制动踏板信号模块，分别与车辆的电子控制单元ECU相连接；车辆的电子控制单元ECU，用于分别向预瞄输入模块、预瞄转矩计算模块、加速踏板信号模块和制动踏板信号模块，输入车辆的当前车速v0。3.如权利要求1所述的汽车预瞄型驾驶员控制工作系统，其特征在于，预瞄输入模块，包括预瞄时间获取模块、预瞄车速获取模块和预瞄坡度获取模块；预瞄时间获取模块，用于根据车辆的当前车速v0，判断此时车辆的工作状态，所述车辆的工作状态为行驶状态或停止状态，然后将驾驶员针对该工作状态输入的多个预瞄时间中的最小值作为当前状态下车辆距离预瞄点的预瞄时间t，然后发送至预瞄车速获取模块；预瞄车速获取模块，与预瞄时间获取模块相连接，用于根据所述预瞄时间获取模块发来的预瞄时间t，从预先建立的预瞄车速表中查询获得当前预瞄时间t下车辆距离预瞄点的预瞄车速v；其中，预瞄车速表包含预瞄时间t和预瞄车速v之间的对应关系；预瞄坡度获取模块，与预瞄时间获取模块相连接，用于根据所述预瞄时间获取模块发来的预瞄时间t，从预先建立的预瞄坡度表中查询获得当前预瞄时间t下车辆距离预瞄点的预瞄坡度θ；其中，预瞄坡度表包含预瞄时间t和预瞄坡度θ之间的对应关系。4.如权利要求1所述的汽车预瞄型驾驶员控制工作系统，其特征在于，预瞄转矩计算模块，包括滚动阻力矩计算模块、空气阻力矩计算模块、坡度阻力矩计算模块和加速阻力矩计算模块，以及包括整车需求转矩计算模块；其中，滚动阻力矩计算模块，用于根据预设的公式，计算获得滚动阻力矩T
Roll
；空气阻力矩计算模块，用于根据预设的公式，计算获得空气阻力矩T
Air
；坡度阻力矩计算模块，用于根据预设的公式，计算获得坡度阻力矩T
Grade
；加速阻力矩计算模块，用于根据预设的公式，计算获得加速阻力矩T
ACC
；整车需求转矩计算模块，分别与滚动阻力矩计算模块、空气阻力矩计算模块、坡度阻力
矩计算模块和加速阻力矩计算模块相连接，用于根据预设的公式，计算获得整车需求转矩T
Req
。5.如权利要求4所述的汽车预瞄型驾驶员控制工作系统，其特征在于，滚动阻力矩T
Roll
的计算公式如下：T
Roll
＝MgfcosθR，公式(1)；式中，T
Roll
为滚动阻力矩，M为整车质量，g为重力加速度，f为滚动阻力系数，θ为预瞄坡度，R为车轮半径；滚动阻力系数f的计算方式如下：f＝min(f0,20vf0)+vf1+v2f2+v3f3，公式(2)；式中，f0为0阶滚动阻力系数，f1为1阶滚动阻力系数，f2为2阶滚动阻力系数，f3为3阶滚动阻力系数；v为预瞄车速；和/或，空气阻力矩T
Air
的计算公式如下：式中，T
Air
为空气阻力矩，C
D
为空气阻力系数，ρ为空气密度，A为迎风面积，v为预瞄车速，R为车轮半径；和/或，坡度阻力矩T
Grade
的计算公式如下：T
Grade
＝MgsinθR，公式(4)；式中，T
Grade
为坡度阻力矩，M为整车质量，g为重力加速度，θ为预瞄坡度，R为车轮半径；和/或，加速阻力矩T
ACC
的计算公式如下：T
ACC
＝...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，曲辅凡，吴利广，李文博，李鑫，梅铮，方茂东，雷斌，吴淑霞，石攀，王辉，陈小辰，王云川，孟庆宇，
申请(专利权)人：中汽研汽车检验中心天津有限公司，
类型：发明
国别省市：