[發(fā)明專利]一種分布式電驅(qū)動(dòng)汽車擁堵跟隨控制系統(tǒng)和方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910255770.3
• 申請(qǐng)日: 2019-04-01
• 公開（公告）號(hào): CN109878519A
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙又群;蔣浩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): B60W30/16
• 分類號(hào): B60W30/16;B60W30/182
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 施昊

1.一種分布式電驅(qū)動(dòng)汽車擁堵跟隨控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，用于采集汽車在行駛過(guò)程中的環(huán)境信息和汽車狀態(tài)信息，并輸入到整車控制系統(tǒng)中；

人車交互系統(tǒng)，用于感知駕駛員的駕駛操作信息，其中包括駕駛員的跟車意圖，并輸入到整車控制系統(tǒng)中；

整車控制系統(tǒng)，用于接收數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和人車交互系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，并將處理結(jié)果輸入到安全預(yù)警系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)中；

安全預(yù)警系統(tǒng)，用于接收整車控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，并據(jù)此執(zhí)行相應(yīng)的預(yù)警任務(wù)；

執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)，用于接收整車控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，并據(jù)此執(zhí)行相應(yīng)的操縱任務(wù)，實(shí)現(xiàn)分布式電驅(qū)動(dòng)汽車的主動(dòng)跟隨控制。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述分布式電驅(qū)動(dòng)汽車擁堵跟隨控制系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括環(huán)境感知系統(tǒng)和汽車狀態(tài)感知系統(tǒng)；

所述環(huán)境感知系統(tǒng)包括但不限于：

雷達(dá)傳感器，設(shè)置于汽車的兩側(cè)，用于采集相鄰車道行駛車輛的位置信息和車道邊界信息；

激光傳感器，設(shè)置于汽車的前部，用于采集自車和前方車輛的距離；

視覺(jué)識(shí)別傳感器，設(shè)置于汽車的頂部，用于采集車道線信息；

所述汽車狀態(tài)感知系統(tǒng)包括但不限于：

方向盤轉(zhuǎn)角傳感器，設(shè)置于方向盤下方，用于采集方向盤轉(zhuǎn)角信息；

四個(gè)車速傳感器，分別設(shè)置于輪轂電機(jī)的輸出端，用于采集車速信息；

陀螺儀、橫向加速度傳感器、側(cè)向加速度傳感器、橫擺角速度傳感器，均設(shè)置于車內(nèi)，依次用于采集航向角、橫向加速度、側(cè)向加速度、橫擺角速度信息。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述分布式電驅(qū)動(dòng)汽車擁堵跟隨控制系統(tǒng)，其特征在于，所述人車交互系統(tǒng)包括：

設(shè)置于方向盤下方的轉(zhuǎn)角傳感器，用于采集駕駛員的轉(zhuǎn)向輸入；

設(shè)置于中控臺(tái)上的跟隨按鈕，用于采集駕駛員的跟車意圖；

設(shè)置于加速踏板和制動(dòng)踏板下的轉(zhuǎn)角傳感器，用于采集駕駛員的加速和制動(dòng)意圖。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述分布式電驅(qū)動(dòng)汽車擁堵跟隨控制系統(tǒng)，其特征在于，所述整車控制系統(tǒng)包括上層控制系統(tǒng)和下層控制系統(tǒng)；

所述上層控制系統(tǒng)用于接收和處理數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和人車交互系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，并將處理結(jié)果傳送給安全預(yù)警系統(tǒng)和下層控制系統(tǒng)；在上層控制系統(tǒng)中設(shè)定縱向安全距離模型，根據(jù)汽車的相對(duì)距離和相對(duì)速度計(jì)算縱向安全距離；在上層控制系統(tǒng)中設(shè)定橫向安全距離模型，根據(jù)汽車的行駛狀態(tài)和環(huán)境信息計(jì)算橫向安全距離；將數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)輸入到兩個(gè)模型中，將得到結(jié)果與實(shí)際距離進(jìn)行對(duì)比，判斷是否需要預(yù)警；

所述下層控制系統(tǒng)用于控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)；當(dāng)汽車進(jìn)入跟車狀態(tài)，下層控制系統(tǒng)在保證車距不變的情況下控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)執(zhí)行跟車任務(wù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述分布式電驅(qū)動(dòng)汽車擁堵跟隨控制系統(tǒng)，其特征在于，所述安全預(yù)警系統(tǒng)包括：

語(yǔ)音告警單元，通過(guò)車內(nèi)音響輸出；

閃爍告警單元，通過(guò)車內(nèi)顯示屏輸出；

振動(dòng)告警單元，通過(guò)駕駛員座椅振動(dòng)輸出。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述分布式電驅(qū)動(dòng)汽車擁堵跟隨控制系統(tǒng)，其特征在于，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)包括縱向控制器和橫向控制器，其中，縱向控制器包括制動(dòng)執(zhí)行器和輪轂電機(jī)執(zhí)行器，橫向控制器包括轉(zhuǎn)向執(zhí)行器。

7.一種分布式電驅(qū)動(dòng)汽車擁堵跟隨控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)利用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集汽車正常行駛中的汽車狀態(tài)信息和環(huán)境信息；

(2)通過(guò)人車交互系統(tǒng)采集到駕駛員具有跟車意圖；

(3)整車控制系統(tǒng)根據(jù)汽車狀態(tài)信息和環(huán)境信息，判斷汽車是否處于安全狀態(tài)以及駕駛員是否存在跟車意圖，若判斷出汽車處于非安全狀態(tài)，整車控制系統(tǒng)控制安全預(yù)警系統(tǒng)報(bào)警；

(4)當(dāng)駕駛員存在跟車意圖，整車控制系統(tǒng)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)發(fā)出控制指令，調(diào)整汽車行駛速度、方向和驅(qū)動(dòng)模式，在保持車距不變的情況下跟車行駛，此時(shí)駕駛員能夠根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)方向盤；

(5)當(dāng)駕駛員踩下加速踏板或制動(dòng)踏板或手動(dòng)關(guān)閉跟車功能時(shí)，主動(dòng)跟隨控制解除，汽車恢復(fù)正常行駛狀態(tài)。