一種用于汽車上坡時的輔助系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于車輛控制技術領域，具體涉及一種用于汽車上坡時的輔助系統(tǒng)。
【背景技術】
[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人員的操作失誤而導致的，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]有研究表明應用主動避撞系統(tǒng)可以有效的降低追尾或交叉碰撞事故率，所以研究主動避撞系統(tǒng)是必要的。目前用于前進方向上的主動避撞系統(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，對于安全狀態(tài)判別的準確率卻大大降低了。
[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，而且上坡時會造成汽車的前保險杠與地面接觸，對汽車造成損壞，所以設計一種用于上坡過程中的主動避撞系統(tǒng)是有必要的。本實用新型設計了一款專門用于汽車上坡過程中預警，并減少由于視野盲區(qū)而導致的事故發(fā)生可能性的輔助系統(tǒng)及其控制方法。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]為克服汽車在上坡過程中由于盲區(qū)擴大從而導致事故的發(fā)生，本實用新型提供了一種汽車上坡過程時輔助系統(tǒng)。
[0006]所述的一種用于汽車上坡時的輔助系統(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)采集的信號計算出自車與障礙物的相對距離、自車車速和自車車身俯仰角，通過計算結果判斷車輛是否處于安全狀態(tài)，并將危險狀態(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、電動剎車制動系統(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，當自車處于安全狀態(tài)時，控制系統(tǒng)不作出反應;當自車處于危險狀態(tài)時，控制系統(tǒng)啟動輔助干預模式，顯示裝置顯示電動剎車制動系統(tǒng)和節(jié)氣門控制系統(tǒng)的干預操作，方便駕駛員判斷，同時給駕駛員提供參考；
[0010]所述系統(tǒng)初始化按鈕可使該輔助系統(tǒng)復原到初始狀態(tài)，即關閉系統(tǒng)前一次的執(zhí)行;長按初始化按鈕5s則可關閉輔助系統(tǒng)。
[0011 ]進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，設定安全速度為50Km/h，不設定安全距離;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，車載雷達裝置、車速傳感器和垂直陀螺儀傳感器會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)，若不安全則啟動電動剎車，控制節(jié)氣門關閉并開啟警示裝置。
[0015]本實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、大坡度和危險四種坡度上坡過程中的哪一種，同時結合車速傳感器測得的自車車速，系統(tǒng)作出相應的控制動作，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、對于前進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、右三個位置的車載雷達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)車載雷達探測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)判定是否作出動作;如果自車與前方障礙物的距離小于設定的安全距離，汽車可以進行主動避撞，有效地避免了由于事故導致的人員損傷以及經(jīng)濟損失。
【附圖說明】
[0018]圖1是用于汽車上坡時的輔助系統(tǒng)的結構框圖；
[0019]圖2是本實用新型的車載雷達位置圖；其中圖2(a)是車載雷達位置側視圖，其中圖2(b)是車載雷達位置俯視圖；
[0020]圖3是本實用新型在上坡過程中的實例簡圖。
【具體實施方式】
[0021]為方便對本實用新型的理解，下面結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。
[0022]如圖1所示，一種用于汽車上坡時的輔助系統(tǒng)結構框圖，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)包括車載雷達裝置(3個)、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)對信息采集系統(tǒng)獲取的信息進行處理，得到前方障礙物的相對距離、自車車速及自車車身俯仰角；
[0025]控制系統(tǒng)對信息處理系統(tǒng)得到的數(shù)據(jù)進一步處理，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，則啟動電動剎車制動系統(tǒng)，同時關閉節(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]顯示裝置顯示電動剎車制動系統(tǒng)和節(jié)氣門控制系統(tǒng)的干預操作；
[0027]初始化按鈕是用來終止該系統(tǒng)操作進程解除系統(tǒng)下達的命令，即當電動剎車啟動，節(jié)氣門失去加速能力時，汽車停止，此時按下初始化按鈕，電動剎車解除制動，節(jié)氣門恢復加速能力，輔助系統(tǒng)恢復到初始狀態(tài)；當不需要輔助系統(tǒng)時，長按5s關閉系統(tǒng)，系統(tǒng)會在下一次汽車啟動時自動開啟。
[0028]如圖2所示，三個車載雷達分別位于車身底盤前端的左側1、中間2、右側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是本實用新型在上坡過程中的實例簡圖，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；此時通過車速傳感器測得自車車速，如果車速大于50km/h，啟動電動剎車進行減速，如果車速小于50km/h，汽車照常前行；由于未設定安全距離，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；此時通過車速傳感器測得自車車速，如果車速大于30km/h，啟動電動剎車進行減速，如果車速小于30km/h，汽車照常前行；同時如果車載雷達探測到自車與前方障礙物距離小于10m，啟動電動剎車制動系統(tǒng)并使節(jié)氣門失去加速能力，從而使汽車減速直至停止；當按下初始化按鈕時，電動剎車解除制動，節(jié)氣門恢復加速能力，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；此時通過車速傳感器測得自車車速，如果車速大于10km/h，啟動電動剎車進行減速，如果車速小于10km/h，汽車照常前行；同時如果雷達探測到自車與前方障礙物距離小于2.5m時，啟動電動剎車制動系統(tǒng)并使節(jié)氣門失去加速能力，從而使汽車減速直至停止；當按下初始化按鈕時，電動剎車解除制動，節(jié)氣門恢復加速能力，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)判定汽車處于危險坡度上坡過程中，警示燈常亮并啟動電動剎車制動系統(tǒng)進行剎車。
【主權項】
1.一種用于汽車上坡時的輔助系統(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)包括車載雷達裝置、車速傳感器以及垂直陀螺儀傳感器； 所述車載雷達裝置安裝在汽車車身底盤最前端的左、中、右三個位置，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)采集的信號計算出自車與障礙物的相對距離、自車車速和自車車身俯仰角，通過計算結果判斷車輛是否處于安全狀態(tài)，并將危險狀態(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、電動剎車制動系統(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，當自車處于安全狀態(tài)時，控制系統(tǒng)不作出反應;當自車處于危險狀態(tài)時，控制系統(tǒng)啟動輔助干預模式，顯示裝置顯示電動剎車制動系統(tǒng)和節(jié)氣門控制系統(tǒng)的干預操作； 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)恢復到初始狀態(tài)。2.根據(jù)權利要求1所述的一種用于汽車上坡時的輔助系統(tǒng)，其特征在于:所述的顯示裝置為LED顯示屏。3.根據(jù)權利要求1所述的一種用于汽車上坡時的輔助系統(tǒng)，其特征在于:所述警示裝置采用紅色警示燈。4.根據(jù)權利要求1所述的一種用于汽車上坡時的輔助系統(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行比較。
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于汽車上坡時的輔助系統(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)計算出自車與障礙物的相對距離、自車車速和自車車身俯仰角，并通過計算結果判斷車輛是否處于安全狀態(tài)，將判斷結果發(fā)送給控制系統(tǒng)；控制系統(tǒng)根據(jù)自車的安全狀態(tài),決定是否啟動輔助干預模式；初始化按鈕可使該輔助系統(tǒng)恢復到初始狀態(tài)。本實用新型可以提高駕駛者在駕駛過程中的舒適度；對于前進方向上駕駛者視野盲區(qū)內(nèi)的物體，汽車可以進行主動避撞，有效減輕人員損傷及經(jīng)濟損失。
【IPC分類】B60K28/14, B60Q9/00
【公開號】CN205256019
【申請?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
【申請人】江蘇大學
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2015年11月27日