[發明專利]一種智能車輛油門剎車自動切換控制系統及方法

有效

• 申請號: 201310360276.6
• 申請日: 2013-08-18
• 公開（公告）號: CN103407445A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 段建民;姚俊琴;鄭凱華
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: B60W10/06
• 分類號: B60W10/06;B60W10/18;B60W40/105;B60W40/10;B60T7/12;B60K26/00
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

1.一種智能車輛油門剎車自動切換控制系統，其特征在于包括：采集模塊、決策模塊、通信模塊、油門控制模塊、制動控制模塊；采集模塊包括里程計、慣性導航、濾波電路、A/D轉化電路和采集MCU，里程計安裝于車輛后輪處，慣性導航緊貼于駕駛員座位后側安裝，濾波電路、A/D轉化電路和采集MCU同集成在一塊電路板上與里程計、慣導電氣連接；決策模塊為一臺上位機，通過USB轉RS232串口數據線與通信MCU連接；通信模塊包括通信MCU、RS232串口通信數據線、CAN總線，該模塊是上位機與采集模塊、油門控制模塊或制動控制模塊之間的橋梁，實現數據傳送和指令通信；油門控制模塊包括油門踏板、鋼絲繩、牽引電機、油門控制器；油門MCU的PWM產生電路與牽引電機相連接，鋼絲繩纏繞在由牽引電機驅動的繩輪上，繩輪與牽引電機之間通過電磁離合器連接，鋼絲繩牽引油門踏板調整油門開度；制動MCU的PWM產生電路與牽引電機相連接，鋼絲繩纏繞在由牽引電機驅動的繩輪上，繩輪與牽引電機之間通過電磁離合器連接，鋼絲繩牽引制動踏板調整制動開度；并設計了急停按鈕，急停按鈕直接與CAN總線連接，緊急情況下向制動MCU發送最大制動命令。

2.應用權利要求1所述的一種智能車輛油門剎車自動切換控制系統的方法，其特征在于包含以下步驟：

1)初始化各個微控制器MCU及其端口；

2)采集單片機接收到檢測裝置傳來的速度信息，將數據進行濾波處理，并經A/D轉化，轉化成數字量傳給CAN總線；

3)CAN總線同時接收來自急停按鈕的緊急制動信號和來自采集單片機的信息，之后將信息傳輸給通信MCU，通信MCU再通過串口將信息發送給上位機進行相應的決策處理；

4)上位機首先檢查是否具有緊急制動信號，若有緊急制動信號，立即以最大制動量傳送給制動電機，直流電機以最大轉速拉動制動踏板緊急停車；

5)上位機若沒有收到緊急制動信號，則根據濾波后的速度和加速度信息，通過切換規則，決策出選擇油門控制模塊還是制動控制模塊，切換規則如下：

a.當e(k)>0且a(k)<0時，選擇油門控制模塊；

b.當e(k)<0且a(k)≥0時，選擇制動控制模塊；

c.其他情況時，退出選擇，并保持原來的控制器選擇不變；

6)當選擇油門控制器時，油門控制MCU通過自身帶的CAN網絡濾波器濾除其他CAN總線ID信息，接收到其對應的油門控制量，并經過運算換算成電機標定值，通過PWM波控制電機轉動來拉動油門踏板，獲得期望的油門開度值；當選擇制動控制器時同樣原理，制動MCU解碼成對應的PWM占空比，通過電機驅動模塊來控制電機拉動制動踏板，獲得期望的制動開度；

7)返回步驟2)，不斷采集速度和加速度信息，在控制周期范圍內下發命令來控制油門電機和制動電機，以實現對車速的平穩控制。