一种汽车长下坡控制系统的制作方法

本实用新型属于汽车控制领域，具体涉及一种汽车长下坡控制系统。

背景技术：

随着我国交通建设事业的飞速发展，道路建设日益增多。但由于国家地形、地貌、地质等条件的限制，在一些特殊路段无法避免的采用了连续长下坡的设计。长下坡作为特殊路段，尤其是处在山区多山地段的，汽车由于重力和惯性的作用，速度会越来越快，制动距离比一般平坦道路更长。存在的安全风险更多，对驾驶员的经验和操作技能、车辆的技术条件提出了更高的要求。应用高科技产品辅助，能够有效地减少驾驶安全隐患，降低对人民群众生命的伤害和财产的损失。

目前的长下坡安全控制系统主要考虑制动系统，在车辆连续下坡阶段实时监测制动系统的性能，以保证长下坡时制动系统的正常工作，没有感知坡体的信息及设定安全速度的范围。目前的系统存在一定的局限性，对长下坡安全控制保障有限。

技术实现要素：

针对目前汽车长下坡情况下并无可靠的控制系统，本实用新型提供了一种汽车长下坡控制系统，以克服现有的汽车控制系统无法提供下坡过程中安全速度。

为此，本实用新型的技术方案如下：

一种汽车长下坡控制系统，其特征在于，包括：

惯性测量单元，用于感知长下坡的坡体角度信息，并将该坡体角度信息反馈至数据处理单元；

数据处理单元，处理所述惯性测量单元发送的坡体角度信息，结合电子地图设备输出的坡体长度信息得到下坡时汽车的合适车速信息，并将该合适车速信息反馈至车速控制单元；

车速控制单元，接收所述合适车速信息，结合该汽车的制动信息得到汽车下坡时的合理速度信息，并输出至语音提醒单元；

语音提醒单元，接收并播报所述合理速度信息。

优选地，所述惯性测量单元安装在汽车底盘上。

优选地，所述惯性测量单元的型号为IMU5250B_A。

优选地，所述数据处理单元包括型号为ADuC845的处理器。

优选地，所述车速控制单元包括型号为TMS320VC33的数字信号处理器。

优选地，所述电子地图设备用于把长下坡的坡体长度信息反馈至数据处理单元，所述数据处理单元还用于接收并处理坡体角度信息和坡体长度信息，得到下坡时汽车的合适车速信息。

优选地，还包括实时监测汽车制动性能的制动监测设备，该制动监测设备将汽车的制动数据反馈至车速控制单元。

优选地，所述制动监测设备包括刹车传感器、与该刹车传感器连接的刹车分析器，所述刹车传感器用于监测制动时汽车的刹车信息，并将该刹车信息传送至刹车分析器，所述刹车分析器对刹车信息分析后得出汽车的制动数据。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的惯性测量单元可以感知长坡的角度，并将相关信息反馈至数据处理单元。数据处理单元结合电子地图信息可以评估当前合适车速，并将速度信息反馈至车速控制单元，车速控制单元结合速度信息及刹车系统评估情况给出合理车速，并通过语音提醒单元进行语音安全提示。本实用新型原理简单，易于实现，可以对不同坡度情况下的车速进行有效提示，从而使汽车更顺利、更安全地经过长下坡路段。

以下将结合附图及实施例对本实用新型做进一步详细说明。

附图说明

图1是汽车长下坡控制系统的框图。

具体实施方式

为进一步阐述本实用新型达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本实用新型的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。

参照图1，本实施例提供了一种汽车长下坡控制系统，包括安装在汽车底盘上的惯性测量单元、数据处理单元、车速控制单元、语音提醒单元、电子地图设备以及制动监测设备，其中，惯性测量单元，用于感知长下坡的坡体角度信息，并将该坡体角度信息反馈至数据处理单元；

数据处理单元，处理惯性测量单元发送的坡体角度信息，结合电子地图设备输出的坡体长度信息得到下坡时汽车的合适车速信息，并将该合适车速信息反馈至车速控制单元；

车速控制单元，接收合适车速信息，结合该汽车的制动信息得到汽车下坡时的合理速度信息，并输出至语音提醒单元；

语音提醒单元，接收并播报合理速度信息；

电子地图设备可将长下坡的坡体长度信息反馈至数据处理单元，数据处理单元接收并处理坡体角度信息和坡体长度信息，得到下坡时汽车的合适车速信息；

制动监测设备用于实时监测汽车制动性能，并将汽车的制动数据反馈至车速控制单元；作为优选，制动监测设备包括刹车传感器、与该刹车传感器连接的刹车分析器，刹车传感器用于监测制动时汽车的刹车信息，并将该刹车信息传送至刹车分析器，刹车分析器对刹车信息分析后得出汽车的制动数据。

如图1所示，惯性测量单元的输出端、电子地图设备的输出端分别与数据处理单元的输入端连接(在实际使用中，惯性测量单元和电子地图设备输出的数据先经过A/D转换器转换成数字信号后再发送至数据处理单元)，数据处理单元的输出端、制动监测设备的输出端分别与车速控制单元的输入端连接，车速控制单元的输出端与语音提醒单元的输入端连接。在制动监测设备中，刹车传感器的输出端与刹车分析器的输入端连接，刹车分析器的输出端与车速控制单元的输入端连接。作为优选，本实施例数据处理单元和车速控制单元可以双向通信。

需要说明的是，数据处理单元应包括车辆不同坡度的安全行驶车速，该安全行驶车速可以是国家相关标准限制速度和安全经验值的结合。电子地图设备中存储当前道路的相关信息，电子地图结合GPS或北斗，可以给出车辆行驶的相关信息，比如长度，弯度等。电子地图设备的处理器通过A/D转换模块将当前坡体的长度信息或弯度信息转换成数字信号后输出至数据处理单元，供数据处理单元处理。本实施例的电子地图设备可以是车载GPS导航仪，也可以是中控导航一体机。

在本实施例中，惯性测量单元可以选用XW-IMU5250，XW-IMU5250是北京星网宇达科技股份有限公司采用MSMS惯性器件、自行研制的高精度六自由度惯性测量单元。该产品可靠性高、性能稳定、结构紧凑。XW-IMU5250内部包含三个采用微机械技术加工的角速率陀螺、三个高性能的加速度计和高速数字信号处理电路。可在全温范围(-40～75℃)内，对各传感器进行降噪、温度补偿、非线性校正和交叉耦合补偿。该产品具有性价比高、体积小、抗冲击震动、性能稳定、结构紧凑等诸多优点。当然，本实施例的惯性测量单元也可以优选星展测控科技股份有限公司自行开发的IMU5250B_A产品，IMU5250B_A目前已经对外销售，选用自己公司的产品可以较大幅度的降低生产成本。

数据处理单元优选包括型号为ADuC84的处理器以及外网电路，ADuC845处理器是ADI公司新推出的嵌有单指令周期8052闪存MCU、带两路24位Δ-∑A/D、双12位D/A以及两个灵活脉宽调制输出的高性能24位数据采集与处理系统芯片。该芯片内部集成有两个高分辨率的Δ-∑ADC、10/8通道输入多路复用器、一个8位MCU和程序/数据闪速/电擦除存储器。同时可提供62k字节的闪速/电擦除程序存储器，4k字节闪速/电擦除数据存储器和2304字节的数据RAM。ADuC845可通过一个片内锁存环PLL产生一个12.58MHz的高频时钟，以使之运行于32kHz外部晶振。

车速控制单元优选包括型号为TMS320VC33的数字信号处理器以及外网电路。TMS320VC33数字信号处理器是TI公司推出的TMS320VC3X系列新一代浮点DSP。它是在原来的TMS320C31浮点DSP的基础上开发一个价格更低的版本(15US$)，该产品以高速、低功耗、低成本、易于开发为显著特点。由于它采用了内部1.8V、外部3.3V供电，因而功耗比原有型号降低了大约一个数量级，而且能支持高达150M/FLOPS的运行速率，是需浮点运行的便携式产品应用场合中的一种理想的DSP器件。TMS320VC33采用144脚LQFP四边形封装，具有高速的浮点运算能力，其中TMS320VC33-150型在13ns单周期指令执行时间时为150MFLOPS和75MIPS；而TMS320VC33-120型在17ns单周期指令执行时间时为120MFLOPS；60MIPS、带有34k×32位(1.1M位)的片内双静态RAM，分为2个16k×32位块和2个1k×32位块、内含5倍频的锁相环(PLL)时钟发生器、低功耗，在150MFLOPS下运行时，功耗低于200mW、可进行16/32位整数和32/40位的浮点操作、片内存储器可映射外设，其中包括一个串行口、2个32位定时器和一个DMA、用144管脚LQFP封装、带有2个地址发生器、8个辅助寄存器和2个辅助寄存器算术单元等等。

鉴于本实施例的核心是汽车长下坡控制系统各单元之间的逻辑控制关系，因而，本实施例中不再详细描述外围电路。

本实施例的制动监测设备可以选用专利号为201520278137.3、名称为一种汽车智能刹车系统中的主控制器；也可以选用专利号为201620241270.6、名称为一种电子刹车系统的控制器，对本领域技术人员来说，制动监测设备可以认为是一项成熟的技术，当然刹车传感器、刹车分析器可以直接在市面上购买得到，因而本实施例不再赘述。

需指出，本实施例的惯性测量单元、数据处理单元、车速控制单元、语音提醒单元、电子地图设备以及制动监测设备之间的信息交互可以采取多种通信方式，优选采用串行通信连接。

本实施例的惯性测量单元可以感知长坡的角度，并将相关信息反馈至数据处理单元。数据处理单元结合电子地图信息可以评估当前合适车速，并将速度信息反馈至车速控制单元，车速控制单元结合速度信息及刹车系统评估情况给出合理车速，并通过语音提醒单元进行语音安全提示。本实施例原理简单，易于实现，可以对不同坡度情况下的车速进行有效提示，从而使汽车更顺利、更安全地经过长下坡路段。

需要说明的是，本实施例的汽车长下坡控制系统，数据处理单元的输出端还可以连接显示单元，显示单元可以对当前的道路信息、车辆位置、当前车速、合适车速、合理车速进行可视化显示，另外，由可视化系统显示车辆在坡体中的位置信息。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。