CN103010210A - 汽车主动防追尾控制***及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种汽车主动防追尾控制***及控制方法，包括防追尾控制单元及与之相连的发动机管理***、雷达***、方向盘转角传感器、轮速传感器、横摆角速度传感器、安全带检测单元、安全带预紧控制单元和安全气囊控制单元。防追尾控制单元通过雷达***获知后方车辆及前方车辆的车速及和本车的距离，结合本车车速进行分析和计算，向相关执行机构发送相应的指令，对本车进行加速控制以避免被后方车辆追尾。当追尾无法避免时，选择碰撞造成的损害较小的执行方案，并提前启动相关安全执行机构，从而最大限度地减小追尾碰撞造成的损害。
Description
技术领域
本发明涉及汽车安全行驶技术领域，尤其涉及一种能尽量避免汽车被追尾及最大限度地减小追尾可能造成的损害的汽车主动防追尾控制***及控制方法。
背景技术
随着网络技术、雷达探测技术、通讯技术以及电子控制技术等高新技术的不断发展和进步，汽车电子智能化水平在近几年得到了快速的发展，尤其是在汽车主动安全方面，不断有新的技术推出，如：车道偏离报警技术、车道保持技术、驾驶员疲劳检测***、碰撞预防***、防爆胎控制***等等。但是目前这些主动安全技术的应用主要考虑了在驾驶员出现错误操作或者车辆出现危险时，采取合适力度的制动及报警来确保驾驶员的安全行驶。如中国专利文献200810094275.0公开了一种“汽车防撞控制方法及汽车防撞警示装置”，汽车防撞控制方法为：测距器采集汽车与其它物体之间的距离信息，并输送至控制器；测速器采集汽车与其它物体之间的相对速度信息，并输送至控制器；控制器对距离信息和相对速度信息进行处理，并输出控制信号至警示装置，警示装置进行提示或报警。这种方法只是在检测出有可能发生碰撞时进行报警，以提醒驾驶员作出应变处理。但是其实碰撞发生在一瞬间，等***检测出有可能发生碰撞后驾驶员再作出反应，可能已经无法避免碰撞发生了。因此，目前采取的方法很难避免汽车的被追尾，也不能最大限度地减小碰撞造成的损害。
发明内容
本发明主要解决原有汽车防撞方法采取的方式有限，很难避免汽车被追尾的碰撞发生的技术问题；提供一种汽车主动防追尾控制***及控制方法，其能根据前方车辆情况在汽车有可能被追尾时进行加速控制，从而最大限度地避免发生追尾碰撞。
本发明另一目的是提供一种汽车主动防追尾控制***及控制方法，其能在碰撞无法避免情况下，选择碰撞造成的损害较小的执行方案，以最大限度地减小碰撞造成的损害。
本发明又一目的是提供一种汽车主动防追尾控制***及控制方法，其能在碰撞无法避免情况下，提前启动相应安全执行机构，最大限度地减小追尾碰撞造成的损害。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本发明的汽车主动防追尾控制***，包括安装于汽车上的发动机管理***、雷达***、防追尾控制单元、方向盘转角传感器、轮速传感器、横摆角速度传感器和安全气囊控制单元，发动机管理***、雷达***、方向盘转角传感器、轮速传感器、横摆角速度传感器及安全气囊控制单元分别和防追尾控制单元相连，所述的发动机管理***又和汽车上的电子油门踏板相连，所述的雷达***包括前向雷达和后向雷达。前向雷达和后向雷达能探测前方车辆和后方车辆的距离以及相对速度信息。汽车在行驶过程中，由雷达***获知后方车辆的车速及和本车的距离，并输送给防追尾控制单元，方向盘转角传感器、轮速传感器及横摆角速度传感器测得的数据也输送给防追尾控制单元，由防追尾控制单元经过综合的分析和计算，判定后方车辆是否会追尾本车，如果会发生追尾，则根据前方车辆和本车的情况发出控制信号给发动机管理***控制电子油门踏板，执行加速方案，以避免追尾碰撞的发生。当判断得出通过加速也无法避免追尾发生时，则由防追尾控制单元发出信号给安全气囊控制单元以提前启动安全气囊，力求减少碰撞造成的伤害。
作为优选，所述的汽车主动防追尾控制***包括安全带检测单元和安全带预紧控制单元，安全带检测单元和安全带预紧控制单元分别和所述的防追尾控制单元相连。通过安全带检测单元检没汽车上哪个座椅的安全带处于绑定状态，并将绑定信息输送给防追尾控制单元，当防追尾控制单元判断出无法避免追尾碰撞发生时，会发出信号给安全带预紧控制单元，预先拉紧该座椅上的安全带，减少碰撞发生时造成的损害。
作为优选，所述的安全带预紧控制单元包括安装于汽车上的导轨、预紧电机和设于导轨上的滑架，预紧电机的转轴上连接有丝杆，丝杆和滑架相连，汽车座椅上的安全带的一端上连接有一个固定环，固定环和所述的滑架相连。防追尾控制单元发出信号控制预紧电机的转动，在丝杆的带动下滑架在导轨上作前后移动，滑架向后移时，通过固定环将安全带向后拉，实现自动拉紧安全带的操作。
作为优选，所述的车门自动落锁控制单元和车窗自动控制单元，所述的车门自动落锁控制单元及车窗自动控制单元分别和所述的防追尾控制单元相连。当防追尾控制单元判断得出无法避免碰撞时，启动车门自动落锁控制单元及车窗自动控制单元，以锁上本车的所有车门及关上本车的所有车窗，减小碰撞时本车内人员被撞出车外的机率，以减小碰撞造成的损伤程度。
本发明的汽车主动防追尾控制***的控制方法，包括以下步骤：
a. 所述的防追尾控制单元接收所述的雷达***中的后向雷达测得的本车后方车辆的车速及和本车之间的距离，经过分析和计算，判断后方车辆是否有可能追尾本车，如果有可能发生追尾，进入下一步骤，反之则仍正常行驶；
b. 如果后方车辆有可能追尾本车，则接着考虑能不能通过对本车加速来避免追尾发生；防追尾控制单元接收所述的雷达***中的前向雷达测得的本车前方车辆的车速及和本车之间的距离，结合本车车速，经过分析和计算，作出判断，如果本车前方没有可加速的安全距离，则防追尾控制单元输出控制信号给安全气囊控制单元以提前启动安全气囊；反之防追尾控制单元根据前方车辆的车速、本车的车速及两车的间距计算出和前方车辆不会发生追尾的加速度值，然后输出控制信号给发动机管理***，由发动机管理***发出控制信号给电子油门踏板，由电子油门踏板以该加速度控制本车加速，既确保本车不会追尾前方车辆，又避免后方车辆追尾本车；
c. 防追尾控制单元继续通过后向雷达探测后方车辆，如果已避免后方车辆有可能发生的追尾，则发出控制信号给发动机管理***停止加速，使本车回到正常行驶状态；反之重复步骤b。
力求最大限度地避免追尾碰撞事故发生并在追尾无法避免时最大限度的减少追尾碰撞造成的损害。
作为优选，所述的汽车主动防追尾控制***包括和防追尾控制单元相连的安全带检测单元和安全带预紧控制单元，当防追尾控制单元判断得出通过加速也无法避免后方车辆追尾时，防追尾控制单元通过安全带检测单元获知哪个座椅的安全带已绑定的信息，然后输出控制信号给连在这个座椅上的安全带预紧控制单元，由安全带预紧控制单元自动拉紧该座椅上的安全带。在追尾无法避免时进一步减少追尾碰撞造成的损害。
作为优选，所述的汽车主动防追尾控制***包括和防追尾控制单元相连的车门自动落锁控制单元及车窗自动控制单元，当防追尾控制单元判断得出通过加速也无法避免后方车辆追尾时，防追尾控制单元输出控制信号给车门自动落锁控制单元及车窗自动控制单元，以锁上本车的所有车门及关上本车的所有车窗，减小碰撞时本车内人员被撞出车外的机率，以减小碰撞造成的损伤程度。
作为优选，所述的步骤b中，如果防追尾控制单元判断出本车前方没有可加速的安全距离，则防追尾控制单元进行进一步计算，计算出后方车辆追尾本车时的碰撞强度和通过加速本车造成本车追尾前方车辆所产生的碰撞强度，并将这两个碰撞强度进行比对，选择碰撞强度小的行驶方案；如果后方车辆追尾本车的碰撞强度小，则本车不改变行驶状态；如果本车追尾前方车辆的碰撞强度小，则对本车进行加速控制。在追尾碰撞无法避免情况下，由防追尾控制单元选择碰撞造成的损害较小的执行方案，控制本车行驶状态，以最大限度地减小碰撞造成的损害。
本发明的有益效果是：本发明能在后方车辆可能追尾本车时，根据前方车辆和本车的行驶情况，使本车选择执行加速方案，从而最大限度地避免后方车辆追尾本车，提高防撞效果。又能在追尾碰撞无法避免情况下，选择碰撞造成的损害较小的执行方案，同时提前启动相关安全执行机构，以最大限度地减小碰撞造成的损害，具有很好的社会效益。
附图说明
图1是本发明汽车主动防追尾控制***的一种***连接结构框图。
图2是本发明汽车主动防追尾控制***中安全带预紧控制单元的一种结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：本实施例的汽车主动防追尾控制***，如图1所示，包括安装于汽车上的发动机管理***1、雷达***2、防追尾控制单元3、方向盘转角传感器4、轮速传感器5、横摆角速度传感器6、安全带检测单元10、安全带预紧控制单元9、安全气囊控制单元7、车门自动落锁控制单元11和车窗自动控制单元12。发动机管理***1、雷达***2、方向盘转角传感器4、轮速传感器5、横摆角速度传感器6、安全带检测单元10、安全带预紧控制单元9、安全气囊控制单元7、车门自动落锁控制单元11及车窗自动控制单元12分别和防追尾控制单元3相连，防追尾控制单元3又和汽车的仪表显示单元13相连，发动机管理***1又和汽车上的电子油门踏板8相连，雷达***2包括前向雷达和后向雷达，能探测前方车辆和后方车辆的距离以及相对速度信息，均采用汽车通用的77GHZ雷达，该雷达可以探测0.5～160米范围内的行人及车辆。如图2所示，本实施例中，安全带预紧控制单元9包括安装于汽车上的导轨91、预紧电机92和滑动安装在导轨91上的滑架93，预紧电机92的转轴上连接有丝杆94，丝杆94的一端和滑架93相连，汽车座椅上安全带95的安装端连接有一个固定环96，固定环96和滑架93相连。
上述汽车主动防追尾控制***的控制方法，包括以下步骤：
a.防追尾控制单元3接收雷达***2中的后向雷达测得的本车后方车辆的车速及和本车之间的距离，经过分析和计算，判断后方车辆是否有可能追尾本车，如果有可能发生追尾，进入下一步骤，反之则仍正常行驶。
b.如果后方车辆有可能追尾本车，则接着考虑能不能通过对本车加速来避免追尾发生；防追尾控制单元3接收雷达***2中的前向雷达测得的本车前方车辆的车速及和本车之间的距离，结合本车车速，经过分析和计算，作出判断。如果本车前方没有可加速的安全距离，则防追尾控制单元3进行进一步计算，计算出后方车辆追尾本车时的碰撞强度和通过加速本车造成本车追尾前方车辆所产生的碰撞强度，并将这两个碰撞强度进行比对，选择碰撞强度小的行驶方案：如果后方车辆追尾本车的碰撞强度小，则本车不改变行驶状态；如果本车追尾前方车辆的碰撞强度小，则对本车进行加速控制。同时防追尾控制单元3通过安全带检测单元10获知哪个座椅的安全带已绑定的信息，然后输出控制信号给连在这个座椅上的安全带预紧控制单元9，由安全带预紧控制单元9自动拉紧该座椅上的安全带，同时防追尾控制单元3输出控制信号给安全气囊控制单元7以提前启动安全气囊，防追尾控制单元3输出控制信号给车门自动落锁控制单元11及车窗自动控制单元12，以锁上本车的所有车门及关上本车的所有车窗，减小碰撞时本车内人员被撞出车外的机率，以减小碰撞造成的损伤程度。反之如果本车前方有可加速的安全距离，则防追尾控制单元3根据前方车辆的车速、本车的车速及两车的间距计算出和前方车辆不会发生追尾的加速度值，然后输出控制信号给发动机管理***1，由发动机管理***1发出控制信号给电子油门踏板8，由电子油门踏板8以该加速度控制本车加速，既确保本车不会追尾前方车辆，又避免后方车辆追尾本车。
c.防追尾控制单元3继续通过后向雷达探测后方车辆，如果已避免后方车辆有可能发生的追尾，则发出控制信号给发动机管理***1停止加速，使本车回到正常行驶状态；反之重复步骤b。
本发明中的操作控制都是***自动完成执行，用时少、反应快，能最大限度地避免后方车辆追尾本车，提高防撞效果，而且又能在追尾碰撞无法避免情况下，选择碰撞造成的损害较小的执行方案，同时提前启动相关安全执行机构，以最大限度地减小碰撞造成的损害，使汽车的主动保护能力大大增强。
Claims (8)
1.一种汽车主动防追尾控制***，其特征在于包括安装于汽车上的发动机管理***（1）、雷达***（2）、防追尾控制单元（3）、方向盘转角传感器（4）、轮速传感器（5）、横摆角速度传感器（6）和安全气囊控制单元（7），发动机管理***（1）、雷达***（2）、方向盘转角传感器（4）、轮速传感器（5）、横摆角速度传感器（6）及安全气囊控制单元（7）分别和防追尾控制单元（3）相连，所述的发动机管理***（1）又和汽车上的电子油门踏板（8）相连，所述的雷达***（2）包括前向雷达和后向雷达。
2.根据权利要求1所述的汽车主动防追尾控制***，其特征在于包括安全带检测单元（10）和安全带预紧控制单元（9），安全带检测单元（10）和安全带预紧控制单元（9）分别和所述的防追尾控制单元（3）相连。
3.根据权利要求2所述的汽车主动防追尾控制***，其特征在于所述的安全带预紧控制单元（9）包括安装于汽车上的导轨（91）、预紧电机（92）和设于导轨（91）上的滑架（93），预紧电机（92）的转轴上连接有丝杆（94），丝杆（94）和滑架（93）相连，汽车座椅上安全带（95）的安装端连接有一个固定环（96），固定环（96）和所述的滑架（93）相连。
4.根据权利要求1或2或3所述的汽车主动防追尾控制***，其特征在于包括车门自动落锁控制单元（11）和车窗自动控制单元（12），所述的车门自动落锁控制单元（11）及车窗自动控制单元（12）分别和所述的防追尾控制单元（3）相连。
5.一种如权利要求1所述的汽车主动防追尾控制***的控制方法，其特征在于包括以下步骤：
a.所述的防追尾控制单元（3）接收所述的雷达***（2）中的后向雷达测得的本车后方车辆的车速及和本车之间的距离，经过分析和计算，判断后方车辆是否有可能追尾本车，如果有可能发生追尾，进入下一步骤，反之则仍正常行驶；
b.如果后方车辆有可能追尾本车，则接着考虑能不能通过对本车加速来避免追尾发生；防追尾控制单元（3）接收所述的雷达***（2）中的前向雷达测得的本车前方车辆的车速及和本车之间的距离，结合本车车速，经过分析和计算，作出判断，如果本车前方没有可加速的安全距离，则防追尾控制单元（3）输出控制信号给安全气囊控制单元（7）以提前启动安全气囊；反之防追尾控制单元（3）根据前方车辆的车速、本车的车速及两车的间距计算出和前方车辆不会发生追尾的加速度值，然后输出控制信号给发动机管理***（1），由发动机管理***（1）发出控制信号给电子油门踏板（8），由电子油门踏板（8）以该加速度控制本车加速，既确保本车不会追尾前方车辆，又避免后方车辆追尾本车；
c.防追尾控制单元（3）继续通过后向雷达探测后方车辆，如果已避免后方车辆有可能发生的追尾，则发出控制信号给发动机管理***（1）停止加速，使本车回到正常行驶状态；反之重复步骤b。
6.根据权利要求5所述的汽车主动防追尾的控制方法，其特征在于所述的汽车主动防追尾控制***包括和防追尾控制单元（3）相连的安全带检测单元（10）和安全带预紧控制单元（9），当防追尾控制单元（3）判断得出通过加速也无法避免后方车辆追尾时，防追尾控制单元（3）通过安全带检测单元（10）获知哪个座椅的安全带已绑定的信息，然后输出控制信号给连在这个座椅上的安全带预紧控制单元（9），由安全带预紧控制单元（9）自动拉紧该座椅上的安全带。
7.根据权利要求5或6所述的汽车主动防追尾的控制方法，其特征在于所述的汽车主动防追尾控制***包括和防追尾控制单元（3）相连的车门自动落锁控制单元（11）及车窗自动控制单元（12），当防追尾控制单元（3）判断得出通过加速也无法避免后方车辆追尾时，防追尾控制单元（3）输出控制信号给车门自动落锁控制单元（11）及车窗自动控制单元（12），以锁上本车的所有车门及关上本车的所有车窗，减小碰撞时本车内人员被撞出车外的机率，以减小碰撞造成的损伤程度。
8.根据权利要求5所述的汽车主动防追尾的控制方法，其特征在于所述的步骤b中，如果防追尾控制单元（3）判断出本车前方没有可加速的安全距离，则防追尾控制单元（3）进行进一步计算，计算出后方车辆追尾本车时的碰撞强度和通过加速本车造成本车追尾前方车辆所产生的碰撞强度，并将这两个碰撞强度进行比对，选择碰撞强度小的行驶方案；如果后方车辆追尾本车的碰撞强度小，则本车不改变行驶状态；如果本车追尾前方车辆的碰撞强度小，则对本车进行加速控制。
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