[发明专利]一种汽车短距离辅助紧急制动系统及其制动方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车制动技术领域，具体涉及一种短距离辅助紧急制动系统及其制动方法。

背景技术

良好的制动性能是汽车安全行驶的重要保障。汽车的制动性能直接关系到交通安全，重大的交通事故往往与制动距离太长有关，而制动距离的长短取决于制动力的大小。汽车制动时所需的与行驶方向相反的外力主要是由地面和空气提供。但是从汽车开始制动到汽车停止，空气所能提供的阻力相对较小，可忽略不计，所以制动力主要是由地面制动力提供。汽车的地面制动力取决于制动器的制动力，同时受地面附着条件，即轮胎-地面摩擦系数的限制，所以只有当汽车具有足够的制动器制动力，同时提供高的轮胎与地面之间的摩擦系数时，才能保证获得足够大的地面制动力。制动过程中，当制动力矩超出地面的最大附着极限后，地面制动力将会降低。

中国专利“一种汽车短距离刹车控制装置及采用该装置的汽车短距离刹车控制方法(CN102463970 A)”公开了一种短距离刹车控制装置和短距离刹车控制方法。该装置通过降低汽车轮胎的压力，增加轮胎和地面的接触面积，进而增大地面摩擦力，从而缩短汽车的制动距离。中国专利“一种安全制动系统以及带有辅助安全制动系统的机动车(CN 104002778 A)”公开了一种安全制动系统。当机动车刹车失灵、车辆失控或者车载制动系统不能满足制动的情况下，该系统通过启动安装在汽车底盘上的伸缩式支撑机构和摩擦组件，实现强力减速制动，进而缩短制动距离。然而，这些辅助的紧急制动系统都无法突破路面附着条件，即轮胎与地面之间摩擦系数的限制。

计算机技术的广泛应用，为汽车的智能化提供了广阔的前景。近年来，世界车辆工程领域研究的热点主要集中在智能车辆研发上。智能车辆是一个集环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统，它集中运用了计算机、现代传感、信息融合、通讯、人工智能及自动控制等技术。车辆的数据处理能力将会得到质的飞跃，有用信息提取与快速有效处理将为车辆功能完善提供了有利条件。

发明内容

本发明目的在于提供一种短距离辅助紧急制动系统及其制动方法，突破轮胎与地面之间摩擦系数的限制，提高轮胎和地面之间的附着力，实现大幅缩短极端情况下汽车的制动距离，技术方案如下：

一种汽车短距离辅助紧急制动系统，主要由中央控制单元以及分别与其相连的传感器和执行器组成，所述执行器由粘结剂形成器和粘结剂喷射器组成，并集成安装在车轮前方车体上，便于粘结剂喷射器喷射出的粘结剂同时附着在轮胎与路面之间即将接触的表面上。

进一步，所述传感器包括距离传感器、加速度传感器、车速传感器以及路况传感器。

更近一步，安装在不同位置的车轮前方车体上的所述执行器，其粘结剂喷射器喷射嘴的喷嘴范围不同，安装在转向车轮的粘结剂喷射器喷嘴的喷射角范围大于安装在非转向车轮喷射器喷嘴的喷射角范围。

一种汽车短距离辅助紧急制动系统的制动方法，该方法是通过在确定车辆即将发生不可避免的严重碰撞后，命令执行器向轮胎与路面之间即将接触的表面上喷射粘结剂，进而提高轮胎与路面之间的摩擦系数，具体制动方法步骤如下：

步骤一：设定碰撞时相对车速的阈值V_th；

步骤二：判断车辆是否即将发生不可避免的严重碰撞；通过传感器检测到的信号，当车辆即将同障碍物碰撞，且通过中央控制单元的计算，准确预测出发生碰撞时相对车速V超过碰撞时相对车速的阈值V_th，中央控制单元即做出车辆即将发生不可避免的严重碰撞的判断，并向执行器发出执行指令；

步骤三：形成粘结剂；粘结剂形成器根据传感器检测到的路况信号，对粘结剂组成成分进行配比并混合，形成适合当前路况的粘结剂，并输送给粘结剂喷射器；

步骤四：喷射粘结剂；粘结剂喷射器将混合好的粘结剂喷射到轮胎与路面之间即将接触的表面上，增大轮胎与地面之间的最大摩擦系数，实现减速制动。

进一步，所述准确预测发生碰撞时相对车速V超过碰撞时相对车速的阈值V_th的方法为：

在所述步骤一中，设定预测判断所需的步长数N，且N为整数；