一种车道保持辅助系统和车道保持辅助方法_3

文档序号:9927067阅读:来源:国知局
驶,具体的加速度传感器210用于测量整车的横向及纵向加速度,通过相关连接线路将加速度信息传递给车道保持控制模块50的输入模块510。所述横摆角速度传感器220用于检测整车的横摆角速度,通过相关连接线路将横摆角速度传递给车道保持控制模块50的输入模块510。所述四个轮速传感器658用于检测四个车轮的转速,进而计算出车速信息,通过相关连接线路将轮速、车速信息传递给车道保持控制模块50的输入模块510。
[0027]所述驾驶员驾驶状态检测模块30包括触碰传感器310、两个转向灯信号器320、车道保持按钮开关信号器330、方向盘扭矩传感器614和方向盘转角传感器615,均通过线路连接于车道保持控制模块50的输入模块510 ο所述触碰传感器310布置在方向盘617的轮缘内,用于感测驾驶员是否双手完全脱离方向盘。两个转向灯信号器320分别布置在靠近左、右转向灯的附近区域,提供转向灯处于开启状态还是关闭状态的信号,车道保持按钮开关信号器330布置在仪表板上或者换挡手柄周围便于操作的区域,用于提供车道保持辅助系统是否开启的信息,所述方向盘扭矩传感器614和方向盘转角传感器615布置于电动助力转向系统EPS控制装置610中的电动转向管柱611上。所述驾驶员驾驶状态检测模块30用于检测驾驶员的驾驶行为是否正常,是否存在引起风险的驾驶操作。具体的,所述方向盘转角传感器615用于检测车辆转向角度,进而计算出方向盘的角速度,通过相关连接线路将转向角度、角速度信息传递给车道保持控制模块50的输入模块510。所述方向盘扭矩传感器614用于检测驾驶者施加在方向盘上的扭矩,通过相关连接线路将方向盘扭矩信息传递给车道保持控制模块50的输入模块510。所述触碰传感器310用于检测驾驶员手握方向盘的情况,通过相关连接线路将驾驶员手握方向盘的信息传递给车道保持控制模块50的输入模块510。所述转向灯信号器320提供开关信号,用于确认转向灯是开启状态还是关闭状态,通过相关连接线路将转向灯开闭信号传递给车道保持控制模块50的输入模块510。所述车道保持按钮开关信号330用于确认车道保持控制模块是开启状态还是关闭状态,通过相关连接线路将车道保持控制模块开闭信号传递给车道保持控制模块50的输入模块510。
[0028]所述车辆与道路路面滚动摩擦系数检测模块40包括四个SAW轮胎传感器(表面轮廓轮胎传感器)410、接收器420及信号处理器430,四个SAW轮胎传感器(表面轮廓轮胎传感器)410分别安装在四个轮胎的花纹橡胶中,接收器420及信号处理器430设置在驾驶舱内主驾驶座椅下方区域,且四个SAW轮胎传感器410通过线路连接于接收器420,接收器420通过线路连接于信号处理器430,信号处理器430通过线路连接于车道保持控制模块50的输入模块510。所述车辆与道路路面滚动摩擦系数检测模块40用于周期性检测车辆与道路路面滚动摩擦系数。安装于四个轮胎花纹橡胶中的SAW轮胎传感器410用于实时识别四个车轮的轮胎载荷、轮胎气压、路面附着系数及其变化历程,将测得的路面附着系数等参数经过接收器420接收、信号处理器430初步处理后,通过相关连接线路传递给车道保持控制模块50的输入模块510。
[0029]所述车道保持控制模块50包括输入模块510、数据存储模块520、微处理器530及输出模块540,各模块布置在驾驶舱内前后两排座椅之间便于布置的区域,输入模块510和数据存储模块520连接于微处理器530,微处理器530连接于输出模块540,微处理器530通过输入模块510采集车道环境检测模块10、车辆状态检测模块20、驾驶员驾驶状态检测模块30和车辆与道路路面滚动摩擦系数检测模块40检测的数据信息,数据存储模块520为微处理器530的运算处理提供存储空间,输出模块540作为微处理器530的控制信号输出端,连接于车道保持执行模块60和报警系统模块70。所述车道保持控制模块50用于对各测量模块输入的信号进行计算处理,并根据计算出的结果控制车道保持执行模块60、报警系统模块70协同工作,具体的输入模块510用于将车道环境检测模块10、车辆状态检测模块20、驾驶员驾驶状态检测模块30、车辆与道路路面滚动摩擦系数检测模块40输入的各信号进行处理,转换成微处理器530能识别及便于处理的信号,数据存储模块520用于对微处理器530处理过程中的各个数据进行实时存储。微处理器530用于对输入模块510输入的信号进行详细的数据分析处理,实时判断车辆是否出现偏离车道、何时进行车道保持执行及保持执行需要的力及扭矩大小及如何分配等。输出模块540用于将微处理器530计算分析后的相关力及扭矩要求转换成车道保持执行模块60易于识别和处理的信号输出给车道保持执行模块60,并将微处理器530分析处理后的报警信号输出给报警系统模块70。
[0030]所述的车道保持执行模块60包括电动助力转向系统EPS控制装置610和电子稳定程序ESP控制装置650,进一步的所述电动助力转向系统EPS控制装置610由电动转向管柱611及机械转向器616组成,所述电动转向管柱611由机械转向管柱部分612和助力转向模块613组成。所述电动转向管柱611布置在驾驶舱内方向盘617下方区域,所述机械转向器616布置在前舱副车架上方、左右前轮胎中间区域。所述电子稳定程序ESP控制装置650由ECU651、制动助力栗652、液压控制单元653和四个制动助力器654-657组成。ECU651、液压控制单元653布置在驾驶舱副驾驶座位下方区域,制动助力栗652布置在前舱右侧靠近防火墙部位,四个制动助力器654-657分别布置在四个轮胎区域。所述车道保持执行模块60用于控制电动助力转向系统EPS控制装置610和电子稳定程序ESP控制装置650协同工作实现车道横向偏离的回正及纵向安全距离保持。具体的所述电动助力转向系统EPS控制装置610通过由电动转向管柱611及机械转向器616组成的电动助力转向模块来调整相应的转向力及方向盘转角630来实现提供第一辅助回正力矩620。所述电子稳定程序ESP控制装置650通过ECU651、制动助力栗652和液压控制单元653控制向四个制动助力器654-657输出的制动信号,从而通过制动助力器654-657按一定比例关系分别对四个车轮轮速进行调整670来实现提供第二辅助回正力矩660。第一辅助回正力矩620与第二辅助回正力矩660的设置,是为了在保证车辆行驶安全的前提下,最大程度的提高车道保持辅助系统工作时的舒适性。同时电子稳定程序ESP控制装置650还通过对四个车轮轮速进行调整670来实现车辆纵向安全距离的保持。
[0031]所述报警系统模块70的报警装置710包括报警器721、显示屏731、两个报警闪光灯732、方向盘振动传感器741、座椅振动传感器742,所述报警器721设置在显示屏731右侧区域,显示屏731设置于仪表显示区域,两个报警闪光灯732分别设置在左、右外后视镜上,所述方向盘振动传感器741设置在方向盘内侧,所述座椅振动传感器742设置在座椅内侧。所述报警系统模块70的各部件均直接连接于所述车道保持控制模块50的输出模块540,根据输出模块540输出的控制信号提供多种报警提醒,具体的所述报警系统模块70的报警方式包括声音提醒720(报警器721报警声等)、图像提醒730(显示屏731、报警闪光灯732等)及振动提醒740(方向盘振动传感器741、座椅振动传感器742等),从而在确定车辆有异常情况时,最大程度的提醒驾驶员注意。
[0032]本发明所述车道保持辅助系统通过车道环境检测模块10、车辆状态检测模块20、驾驶员驾驶状态检测模块30、车辆与道路路面滚动摩擦系数检测模块40对“人-车-路”驾驶环境的全面检测,将相应检测信号通过车道保持控制模块50进行运算处理,判断车辆是否偏离车道,并且通过车道保持直行模块60实现车道横向回正控制和纵向安全距离保持控制,同时在必要时通过报警装置710进行报警提醒。下面结合附图4至附图11具体说明这种控制车道保持控制过程。
[0033]首先如附图4所示的给出所述车道保持辅助系统的整个工作控制流程。车辆启动后首先对车速进行判断,以确定是否要启动激活车道保持辅助系统。本发明所述车道保持辅助系统优选的适用车速范围为60Km/h-120Km/h。当车速低于60Km/h时,系统未激活;当车速高于120Km/h时,系统自动关闭,并通过报警提醒驾驶员接管驾驶权限;当车速介于60Km/h-120Km/h之间时,系统激活。
[0034]当检测到车速处于60Km/h-120Km/h间时,激活所述车道保持辅助系统,然后通过对车道环境检测模块10、车辆状态检测模块20、驾驶员驾驶状态检测模块30、车辆与道路路面滚动摩擦系数检测模块40分别进行道路环境检测、车辆状态检测、驾驶行为检测和滚动摩擦系数检测,并由车道保持控制模块50对检测的数据进行分析处理,从而准确检测车辆所处的状态,并据此判定车辆是否出现车道偏离以及是否要车道保持控制操作,当判定需要进行车道保持时,系统进行车道保持控制模式,否则继续检测。
[0035]下面结合原理图和流程图详细说明所述车道保持辅助系统的各种检测功能过程以及车道保持控制功能过程。
[0036]所述车道保持辅助系统的驾驶行为检测功能如附图5所示的,包括如下过程:
首先车道保持控制模块50先通过触碰传感器310检测驾驶员手握方向盘的情况,当检测到驾驶员没有握稳方向盘时,向报警系统模块70输出报警信号,直接报警提醒驾驶员集中注意力驾驶,可选择三种报警方式之一或组合。
[0037]其次车道保持控制模块50根据车道保持按钮开关信号器330提供的信号判定车道保持辅助系统是否关闭。当检测到车道保持按钮开关信号器330处于关闭状态,则车道保持控制模块50向报警系统模块70输出报警提醒信号,通过报警提醒驾驶员系统已关闭,请求驾驶员接管车辆的驾驶权限。否则执行下述检测。
[0038]然后车道保持控制模块50对单位时间内方向盘扭矩传感器614及单位时间内方向盘转角传感器615的信号进行检测,通过方向盘扭矩传感器614在单位时间内检测驾驶员转动方向盘的扭矩Td小于等于系统设置的阈值Tt、并且连续η个单位时间内(η为检测次数,根据系统调试结果设定)均检测到驾驶员转动方向
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