一種用于汽車上坡時(shí)的輔助系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于車輛控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于汽車上坡時(shí)的輔助系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著汽車保有量的不斷攀升，汽車駕駛安全問題已經(jīng)越來越受到人們的重視。有資料顯示70%?90%的交通事故都是由駕駛?cè)藛T的操作失誤而導(dǎo)致的，其中只有3%左右的事故是由汽車自身的原因?qū)е碌摹?br>[0003]有研究表明應(yīng)用主動(dòng)避撞系統(tǒng)可以有效的降低追尾或交叉碰撞事故率，所以研究主動(dòng)避撞系統(tǒng)是必要的。目前用于前進(jìn)方向上的主動(dòng)避撞系統(tǒng)有CWS、ACC，汽車在上坡是的輔助系統(tǒng)多數(shù)用來輔助起步，但是這些系統(tǒng)在一些特殊工況下，對(duì)于安全狀態(tài)判別的準(zhǔn)確率卻大大降低了。
[0004]汽車在上坡過程中，如果坡度過大，駕駛者有可能看不見前方幾米內(nèi)的物體，而且上坡時(shí)會(huì)造成汽車的前保險(xiǎn)杠與地面接觸，對(duì)汽車造成損壞，所以設(shè)計(jì)一種用于上坡過程中的主動(dòng)避撞系統(tǒng)是有必要的。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一款專門用于汽車上坡過程中預(yù)警，并減少由于視野盲區(qū)而導(dǎo)致的事故發(fā)生可能性的輔助系統(tǒng)及其控制方法。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]為克服汽車在上坡過程中由于盲區(qū)擴(kuò)大從而導(dǎo)致事故的發(fā)生，本實(shí)用新型提供了一種汽車上坡過程時(shí)輔助系統(tǒng)。
[0006]所述的一種用于汽車上坡時(shí)的輔助系統(tǒng)，包括信息采集系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、初始化按鈕。
[0007]所述信息采集系統(tǒng)包括車載雷達(dá)裝置、車速傳感器以及垂直陀螺儀傳感器;安裝在汽車車身底盤最前端的左、中、右三個(gè)位置，用于采集自車與前方障礙物的距離信息，所述車速傳感器用于采集自車車速信息，所述垂直陀螺儀傳感器用于采集自車車身俯仰角信息:
[0008]所述信息處理系統(tǒng)(ECU)的輸入端與信息采集系統(tǒng)的輸出端相連，根據(jù)信息采集系統(tǒng)采集的信號(hào)計(jì)算出自車與障礙物的相對(duì)距離、自車車速和自車車身俯仰角，通過計(jì)算結(jié)果判斷車輛是否處于安全狀態(tài)，并將危險(xiǎn)狀態(tài)信息發(fā)送給控制系統(tǒng)；
[0009]所述控制系統(tǒng)包括顯示裝置、警示裝置、電動(dòng)剎車制動(dòng)系統(tǒng)及節(jié)氣門控制系統(tǒng);所述控制系統(tǒng)的輸入端與信息處理系統(tǒng)的輸出端相連，當(dāng)自車處于安全狀態(tài)時(shí)，控制系統(tǒng)不作出反應(yīng);當(dāng)自車處于危險(xiǎn)狀態(tài)時(shí)，控制系統(tǒng)啟動(dòng)輔助干預(yù)模式，顯示裝置顯示電動(dòng)剎車制動(dòng)系統(tǒng)和節(jié)氣門控制系統(tǒng)的干預(yù)操作，方便駕駛員判斷，同時(shí)給駕駛員提供參考；
[0010]所述系統(tǒng)初始化按鈕可使該輔助系統(tǒng)復(fù)原到初始狀態(tài)，即關(guān)閉系統(tǒng)前一次的執(zhí)行;長按初始化按鈕5s則可關(guān)閉輔助系統(tǒng)。
[0011 ]進(jìn)一步所述的顯示裝置為LED顯示屏;所述警示裝置采用紅色警示燈。
[0012]進(jìn)一步垂直陀螺儀傳感器每隔0.05s收集一次車身俯仰角信息，并將相鄰0.15s內(nèi)的三次俯仰角信息進(jìn)行比較，如果在相鄰的0.15s內(nèi)收集的俯仰角信息均大于6°，那么系統(tǒng)就判斷汽車處于上坡過程中。
[0013]進(jìn)一步在上坡過程中，如果在0.15s內(nèi)收集的俯仰角度介于6°?10°，系統(tǒng)判定汽車處于輕微坡度上坡過程中，設(shè)定安全速度為50Km/h，不設(shè)定安全距離;如果在0.15s內(nèi)收集的俯仰角度介于10°?20°，系統(tǒng)判定汽車處于中度坡度上坡過程中，設(shè)定安全速度為30Km/h，安全距離1m;如果在0.15s內(nèi)收集的俯仰角度介于20°?30°，系統(tǒng)判定汽車處于大坡度上坡過程中，設(shè)定安全速度為10Km/h，安全距離2.5m，警示燈閃爍;如果在0.15s內(nèi)收集的俯仰角度大于30°，系統(tǒng)判定汽車處于危險(xiǎn)坡度上坡過程中，警示燈常亮并剎車。
[0014]在汽車行車方向上，車載雷達(dá)裝置、車速傳感器和垂直陀螺儀傳感器會(huì)分別獲取自車與障礙物的距離、自車車速以及自車車身俯仰角，控制車速并判斷汽車是否處于安全距離范圍內(nèi)，若不安全則啟動(dòng)電動(dòng)剎車，控制節(jié)氣門關(guān)閉并開啟警示裝置。
[0015]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0016]1、信息采集系統(tǒng)中的垂直陀螺儀傳感器每隔0.05s收集一次車身俯仰角信息，并將相鄰0.15s內(nèi)的三次俯仰角信息進(jìn)行比較，在上坡過程中，根據(jù)0.15s內(nèi)收集的俯仰角度，系統(tǒng)判定汽車是處于輕微、中度、大坡度和危險(xiǎn)四種坡度上坡過程中的哪一種，同時(shí)結(jié)合車速傳感器測(cè)得的自車車速，系統(tǒng)作出相應(yīng)的控制動(dòng)作，可使汽車以平穩(wěn)安全的速度駛過上坡路，提高駕駛者在駕駛過程中的舒適度。
[0017]2、對(duì)于前進(jìn)方向上駕駛者視野盲區(qū)內(nèi)的物體，安裝在汽車車身底盤最前端的左、中、右三個(gè)位置的車載雷達(dá)裝置采集自車與前方障礙物的距離信息，并傳送給信息處理系統(tǒng);信息處理系統(tǒng)根據(jù)車載雷達(dá)探測(cè)到自車與前方障礙物的距離，判定自車的安全狀態(tài)，控制系統(tǒng)根據(jù)自車的安全狀態(tài)判定是否作出動(dòng)作;如果自車與前方障礙物的距離小于設(shè)定的安全距離，汽車可以進(jìn)行主動(dòng)避撞，有效地避免了由于事故導(dǎo)致的人員損傷以及經(jīng)濟(jì)損失。
【附圖說明】
[0018]圖1是用于汽車上坡時(shí)的輔助系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0019]圖2是本實(shí)用新型的車載雷達(dá)位置圖；其中圖2(a)是車載雷達(dá)位置側(cè)視圖，其中圖2(b)是車載雷達(dá)位置俯視圖；
[0020]圖3是本實(shí)用新型在上坡過程中的實(shí)例簡(jiǎn)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]為方便對(duì)本實(shí)用新型的理解，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0022]如圖1所示，一種用于汽車上坡時(shí)的輔助系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖，該系統(tǒng)包括信息采集系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和初始化按鈕；
[0023]信息采集系統(tǒng)包括車載雷達(dá)裝置(3個(gè))、車速傳感器和垂直陀螺儀傳感器;信息采集系統(tǒng)用于獲取自車與前方障礙物的距離信息、自車車速信息以及自車車身俯仰角信息，并將采集到的信息傳送給信息處理系統(tǒng)；
[0024]信息處理系統(tǒng)對(duì)信息采集系統(tǒng)獲取的信息進(jìn)行處理，得到前方障礙物的相對(duì)距離、自車車速及自車車身俯仰角；
[0025]控制系統(tǒng)對(duì)信息處理系統(tǒng)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)一步處理，分析出自車與障礙物的距離是否處于安全狀態(tài)，如果危險(xiǎn)，則啟動(dòng)電動(dòng)剎車制動(dòng)系統(tǒng)，同時(shí)關(guān)閉節(jié)氣門控制系統(tǒng)的節(jié)氣門，使節(jié)氣門失去加速能力，警示裝置開啟；
[0026]顯示裝置顯示電動(dòng)剎車制動(dòng)系統(tǒng)和節(jié)氣門控制系統(tǒng)的干預(yù)操作；
[0027]初始化按鈕是用來終止該系統(tǒng)操作進(jìn)程解除系統(tǒng)下達(dá)的命令，即當(dāng)電動(dòng)剎車啟動(dòng)，節(jié)氣門失去加速能力時(shí)，汽車停止，此時(shí)按下初始化按鈕，電動(dòng)剎車解除制動(dòng)，節(jié)氣門恢復(fù)加速能力，輔助系統(tǒng)恢復(fù)到初始狀態(tài)；當(dāng)不需要輔助系統(tǒng)時(shí)，長按5s關(guān)閉系統(tǒng)，系統(tǒng)會(huì)在下一次汽車啟動(dòng)時(shí)自動(dòng)開啟。
[0028]如圖2所示，三個(gè)車載雷達(dá)分別位于車身底盤前端的左側(cè)1、中間2、右側(cè)3，用來探索前方是否有障礙物以及與障礙物的距離信息，并將采集到的信息傳送給信息處理系統(tǒng)。圖3是本實(shí)用新型在上坡過程中的實(shí)例簡(jiǎn)圖，首先垂直陀螺儀傳感器每隔0.05s收集一次自車車身俯仰角信息，并將相鄰0.15s內(nèi)的三次俯仰角信息進(jìn)行比較，如果在相鄰的0.15s內(nèi)收集的俯仰角信息均大于6°，系統(tǒng)就判定汽車處于上坡過程中。而在上坡過程中，若在
0.15s內(nèi)收集的俯仰角度介于6°?10°，系統(tǒng)判定汽車處于輕微坡度上坡過程中；此時(shí)通過車速傳感器測(cè)得自車車速，如果車速大于50km/h，啟動(dòng)電動(dòng)剎車進(jìn)行減速，如果車速小于50km/h，汽車照常前行；由于未設(shè)定安全距離，系統(tǒng)判定安全，汽車平穩(wěn)駛過上坡路。若在
0.15s內(nèi)收集的俯仰角度介于10°?20°，系統(tǒng)判定汽車處于中度坡度上坡過程中；此時(shí)通過車速傳感器測(cè)得自車車速，如果車速大于30km/h，啟動(dòng)電動(dòng)剎車進(jìn)行減速，如果車速小于30km/h，汽車照常前行；同時(shí)如果車載雷達(dá)探測(cè)到自車與前方障礙物距離小于10m，啟動(dòng)電動(dòng)剎車制動(dòng)系統(tǒng)并使節(jié)氣門失去加速能力，從而使汽車減速直至停止；當(dāng)按下初始化按鈕時(shí)，電動(dòng)剎車解除制動(dòng)，節(jié)氣門恢復(fù)加速能力，汽車平穩(wěn)駛過上坡路。若在0.15s內(nèi)收集的俯仰角度介于20°?30°，系統(tǒng)判定汽車處于大坡度上坡過程中；此時(shí)通過車速傳感器測(cè)得自車車速，如果車速大于10km/h，啟動(dòng)電動(dòng)剎車進(jìn)行減速，如果車速小于10km/h，汽車照常前行；同時(shí)如果雷達(dá)探測(cè)到自車與前方障礙物距離小于2.5m時(shí)，啟動(dòng)電動(dòng)剎車制動(dòng)系統(tǒng)并使節(jié)氣門失去加速能力，從而使汽車減速直至停止；當(dāng)按下初始化按鈕時(shí)，電動(dòng)剎車解除制動(dòng)，節(jié)氣門恢復(fù)加速能力，汽車平穩(wěn)駛過上坡路。若在0.15s內(nèi)收集的俯仰角度大于30°，系統(tǒng)判定汽車處于危險(xiǎn)坡度上坡過程中，警示燈常亮并啟動(dòng)電動(dòng)剎車制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行剎車。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于汽車上坡時(shí)的輔助系統(tǒng)，其特征在于:包括信息采集系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和初始化按鈕； 所述信息采集系統(tǒng)包括車載雷達(dá)裝置、車速傳感器以及垂直陀螺儀傳感器； 所述車載雷達(dá)裝置安裝在汽車車身底盤最前端的左、中、右三個(gè)位置，用于采集自車與前方障礙物的距離信息，所述車速傳感器用于采集自車車速信息，所述垂直陀螺儀傳感器用于采集自車車身俯仰角信息: 所述信息處理系統(tǒng)的輸入端與信息采集系統(tǒng)的輸出端相連，根據(jù)信息采集系統(tǒng)采集的信號(hào)計(jì)算出自車與障礙物的相對(duì)距離、自車車速和自車車身俯仰角，通過計(jì)算結(jié)果判斷車輛是否處于安全狀態(tài)，并將危險(xiǎn)狀態(tài)信息發(fā)送給控制系統(tǒng)； 所述控制系統(tǒng)包括顯示裝置、警示裝置、電動(dòng)剎車制動(dòng)系統(tǒng)及節(jié)氣門控制系統(tǒng);所述控制系統(tǒng)的輸入端與信息處理系統(tǒng)的輸出端相連，當(dāng)自車處于安全狀態(tài)時(shí)，控制系統(tǒng)不作出反應(yīng);當(dāng)自車處于危險(xiǎn)狀態(tài)時(shí)，控制系統(tǒng)啟動(dòng)輔助干預(yù)模式，顯示裝置顯示電動(dòng)剎車制動(dòng)系統(tǒng)和節(jié)氣門控制系統(tǒng)的干預(yù)操作； 所述初始化按鈕安裝在所述控制系統(tǒng)的輸出端，可使該輔助系統(tǒng)恢復(fù)到初始狀態(tài)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于汽車上坡時(shí)的輔助系統(tǒng)，其特征在于:所述的顯示裝置為LED顯示屏。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于汽車上坡時(shí)的輔助系統(tǒng)，其特征在于:所述警示裝置采用紅色警示燈。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于汽車上坡時(shí)的輔助系統(tǒng)，其特征在于:所述垂直陀螺儀傳感器每隔0.05s收集一次自車車身俯仰角信息，并將相鄰0.15s內(nèi)的三次俯仰角信息進(jìn)行比較。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種用于汽車上坡時(shí)的輔助系統(tǒng)，包括信息采集系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和初始化按鈕；信息采集系統(tǒng)將采集的自車與前方障礙物的距離、自車車速和車身俯仰角信息傳送給信息處理系統(tǒng)；信息處理系統(tǒng)計(jì)算出自車與障礙物的相對(duì)距離、自車車速和自車車身俯仰角，并通過計(jì)算結(jié)果判斷車輛是否處于安全狀態(tài)，將判斷結(jié)果發(fā)送給控制系統(tǒng)；控制系統(tǒng)根據(jù)自車的安全狀態(tài),決定是否啟動(dòng)輔助干預(yù)模式；初始化按鈕可使該輔助系統(tǒng)恢復(fù)到初始狀態(tài)。本實(shí)用新型可以提高駕駛者在駕駛過程中的舒適度；對(duì)于前進(jìn)方向上駕駛者視野盲區(qū)內(nèi)的物體，汽車可以進(jìn)行主動(dòng)避撞，有效減輕人員損傷及經(jīng)濟(jì)損失。
【IPC分類】B60K28/14, B60Q9/00
【公開號(hào)】CN205256019
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520965307
【發(fā)明人】張龍飛, 袁朝春, 吳飛, 高澤宇, 申小敏, 王冰健
【申請(qǐng)人】江蘇大學(xué)
【公開日】2016年5月25日
【申請(qǐng)日】2015年11月27日