CN109733358B - 一种基于接近传感器的汽车安全驾驶***及其驾驶方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于接近传感器的汽车安全驾驶***，涉及安全驾驶技术领域，包括接近传感器、空压机、储气罐、主控制器以及盘式制动器，本发明借助于接近传感器来采集与前车的距离，进而判断是否采用制动措施以及采用何种制动措施，同时将空气制动与盘式制动相结合，并辅以一定的触发条件，使得其能够在恰当的车速和车距情况下，实施恰当的制动措施，以辅助驾驶员进行自动驾驶，减轻了驾驶员的工作量，减缓了驾驶疲劳，也保证了驾驶的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及安全驾驶技术领域，具体涉及一种采用接近传感器进行距离数据采集并将其反馈至制动***以在低速行驶状态下确保驾驶安全性的汽车安全驾驶***。
背景技术
目前的车辆大多都依赖于通过液压、气动、空气、机械等制动***来实现汽车的制动。但所有这些制动***都直接从驾驶员接收信号并做出判断，因此完全由人工操作。当驾驶员在驾驶车辆前方看到障碍物或任何车辆时，他会变得烦躁或困惑。由于这个原因，驾驶员不能恰当的应用相应的制动器，容易产生驾驶风险，司机也可能无法在夜间旅行中集中注意。
在城市道路行驶的过程中，车速一般不高，与前车的距离也较近，驾驶员需要频繁采取制动措施来确保在各种需要减速的情况下能够及时制动，当遇到堵车时，这种操作会更加频繁，驾驶员易于产生疲劳，因此很容易发生事故。事故发生后，车辆有很多损坏的可能性。在目前使用的车辆中，通常使用的保险杠是刚性类型的。这些保险杠具有特定的容量，并且当意外力的范围非常高时，保险杠被损坏并且这些力被传递给驾驶员或乘客。因此，在这个***中，没有机会减少车辆和乘客的损害。
中国专利公开号为CN 107067753A公开了一种基于行车安全距离的跟车自动驾驶方法，包括以下步骤：(A)采集目标车辆的静态运行参数；(B)采集目标车辆及前方车辆的动态运行参数；(C)根据目标车辆、前方车辆的行驶速度，确定目标车辆的安全行车距离；(D)结合车辆的实际行车距离、安全行车距离，确定目标车辆的操作参数；(E)根据推荐的目标车辆操作参数，确定目标车辆运行参数。采用该***，车辆能够快速、准确的判断与前车相对运动关系，分析得出不同运行状态下对目标车辆的推荐操作参数，实现对车辆的自动驾驶。
中国专利公开号为CN107284450A公开了一种驾驶安全防护***，包括监测单元、控制单元和执行单元，所述控制单元依次与监测单元、执行单元连接，且所述控制单元包括控制中心，所述监测单元包括驾驶状态监测模块、驾驶速度监测模块和距离监测模块；所述控制中心用于接收监测单元发出的监测信息，并对各项监测信息进行分析处理，根据分析处理的结果向执行单元发送相应的指令；所述执行单元用于接收控制中心发送的指令并执行，避免交通事故的发生，提高驾驶安全性；所述执行单元设有警示器和通讯装置，所述通讯装置与移动通讯设备信号连接。该***提高了驾驶过程中的行车安全系数，降低发生交通事故的几率。
上述两种***均提供了自动判断和自动驾驶的方法，但是均属于概念上的阐述，没有一个具体化的方案或者说贴合实际的方案，且采用的制动方法也不明确，导致实施起来较为困难。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于接近传感器的汽车安全驾驶***，以解决现有技术中导致的上述缺陷。
一种基于接近传感器的汽车安全驾驶***，包括
接近传感器，所述接近传感器安装于汽车的前保险杠上并用于检测汽车前方是否有障碍物并检测与障碍物之间的距离，具体可以采用超声波测距传感器或其他类似功能的测距传感器；
空压机，所述空压机与发动机连接并用于产生压缩空气；
储气罐，所述储气罐与空压机连接并接收、储存来自空压机的压缩空气；
限位开关，所述限位开关连接有两个电磁阀，分别为第一电磁阀和第二电磁阀，第一电磁阀和第二电磁阀的输入端均连接至储气罐，另外，第一电磁阀的输出端连接至汽车的制动室，第二电磁阀的输出端连接至大气；
主控制器，所述主控制器分别与接近传感器、空压机、限位开关连接，其接收来自接近传感器发来的信号并判断是否实施制动，其制动方式是通过限位开关打开储气罐的排气阀，同时打开第一电磁阀以使得制动室内获得制动用的压缩空气从而实施空气制动，其制动解除是通过限位开关关闭储气罐的排气阀，同时打开第二电磁阀以使得制动室内缺少制动用的压缩空气；
盘式制动器，所述盘式制动器连接有气缸，气缸连接有继电器，继电器通过控制气缸伸出并将盘式制动器推至工作位来实施盘式制动；
所述接近传感器和继电器均连接至制动判断及选择模块，制动判断及选择模块连接至主控制器，制动判断及选择模块还连接至车速传感器，所述制动判断及选择模块用于判断当前车速及距离下是否实施空气制动和盘式制动，其是通过以下方式实现的，其中车速由V表示，距离由L表示：
若0km/h＜V≤10km/h，L＜3m，则主控制器会将该信息传递给制动判断及选择模块，制动判断及选择模块判断为短时制动，只实施空气制动；
若10km/h＜V≤40km/h，8m≤L＜10m，则主控制器会将该信息传递给制动判断及选择模块，制动判断及选择模块判断为短时制动，只实施空气制动，若L＜8m，则同时实施空气制动和盘式制动；
若40km/h＜V≤60km/h，12m≤L＜15m，则主控制器会将该信息传递给制动判断及选择模块，制动判断及选择模块判断为短时制动，只实施空气制动，若L＜12m，则同时实施空气制动和盘式制动；
若V＞60km/h，则主控制器不工作，由驾驶员自主驾驶。
优选的，还包括紧急开关，所述紧急开关与主控制器连接并用于在紧急情况下解除空气制动和盘式制动。
优选的，所述主控制器还连接至主驾驶位的安全带检测传感器，该安全带检测传感器用于检测安全带是否系上。
优选的，所述主控制器还连接有信号提示模块，该信号提示模块用于在主驾驶位的安全带未系上的情况下发出2-3s的提示信息以提示驾驶员未系安全带。
优选的，所述信号提示模块为蜂鸣器或警示灯，所述提示信息对应为蜂鸣器发出的声音或警示灯发出的闪烁光。
一种利用上述的基于接近传感器的汽车安全驾驶***进行自动安全驾驶的方法，具体如下:
接近传感器通过获取与前车的距离数据并传递给主控制器，主控制器再将该信号发送给制动判断及选择模块，同时制动判断及选择模块还获取了汽车的车速数据，接着制动判断及选择模块对前述两项数据进行分析，并判断是否实施制动，具体如下：
若0km/h＜V≤10km/h，L＜3m，则主控制器会将该信息传递给制动判断及选择模块，制动判断及选择模块判断为短时制动，只实施空气制动；
若10km/h＜V≤40km/h，8m≤L＜10m，则主控制器会将该信息传递给制动判断及选择模块，制动判断及选择模块判断为短时制动，只实施空气制动，若L＜8m，则同时实施空气制动和盘式制动；
若40km/h＜V≤60km/h，12m≤L＜15m，则主控制器会将该信息传递给制动判断及选择模块，制动判断及选择模块判断为短时制动，只实施空气制动，若L＜12m，则同时实施空气制动和盘式制动；
若V＞60km/h，则主控制器不工作，由驾驶员自主驾驶；
其中，V为当前实时车速，L本汽车与前车的距离，且V≤60km/h时，驾驶员无需手动制动。
本发明的优点在于：
(1)本发明借助于接近传感器来采集与前车的距离，进而判断是否采用制动措施以及采用何种制动措施，以确保在低速行驶的过程中，汽车能够始终保持在安全状态下，减少因为碰撞造成的损失；
(2)本发明中将空气制动与盘式制动相结合，并辅以一定的触发条件，使得其能够在恰当的车速和车距情况下，实施恰当的制动措施，以辅助驾驶员进行自动驾驶，减轻了驾驶员的工作量，减缓了驾驶疲劳，也保证了驾驶的安全性；
(3)本发明中还加入了安全带未系提示，以提醒驾驶员解开了安全带，确保驾驶的安全性。
附图说明
图1为本发明的原理框图。
图2为本发明的***布置图。
图3为本发明所述方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图3所示，一种基于接近传感器的汽车安全驾驶***，一种基于接近传感器的汽车安全驾驶***，包括
接近传感器，所述接近传感器安装于汽车的前保险杠上并用于检测汽车前方是否有障碍物并检测与障碍物之间的距离，具体可以采用超声波测距传感器或其他类似功能的测距传感器；
空压机，所述空压机与发动机连接并用于产生压缩空气，它的开启由汽车本身自带的控制***去判断和执行；
储气罐，所述储气罐与空压机连接并接收、储存来自空压机的压缩空气；
限位开关，所述限位开关连接有两个电磁阀，分别为第一电磁阀和第二电磁阀，第一电磁阀和第二电磁阀的输入端均连接至储气罐，另外，第一电磁阀的输出端连接至汽车的制动室，第二电磁阀的输出端连接至大气；
主控制器，所述主控制器分别与接近传感器、空压机、限位开关连接，其接收来自接近传感器发来的信号并判断是否实施制动，其制动方式是通过限位开关打开储气罐的排气阀，同时打开第一电磁阀以使得制动室内获得制动用的压缩空气从而实施空气制动，其制动解除是通过限位开关关闭储气罐的排气阀，同时打开第二电磁阀以使得制动室内缺少制动用的压缩空气；
盘式制动器，所述盘式制动器连接有气缸，气缸连接有继电器，继电器通过控制气缸伸出并将盘式制动器推至工作位来实施盘式制动；
所述接近传感器和继电器均连接至制动判断及选择模块，制动判断及选择模块连接至主控制器，制动判断及选择模块还连接至车速传感器，所述制动判断及选择模块用于判断当前车速及距离下是否实施空气制动和盘式制动，其是通过以下方式实现的，其中车速由V表示，距离由L表示：
若0km/h＜V≤10km/h，L＜3m，则主控制器会将该信息传递给制动判断及选择模块，制动判断及选择模块判断为短时制动，只实施空气制动；
若10km/h＜V≤40km/h，8m≤L＜10m，则主控制器会将该信息传递给制动判断及选择模块，制动判断及选择模块判断为短时制动，只实施空气制动，若L＜8m，则同时实施空气制动和盘式制动；
若40km/h＜V≤60km/h，12m≤L＜15m，则主控制器会将该信息传递给制动判断及选择模块，制动判断及选择模块判断为短时制动，只实施空气制动，若L＜12m，则同时实施空气制动和盘式制动；
若V＞60km/h，则主控制器不工作，由驾驶员自主驾驶。
在本实施例中，还包括紧急开关，所述紧急开关与主控制器连接并用于在紧急情况下解除空气制动和盘式制动。
在本实施例中，所述主控制器还连接至主驾驶位的安全带检测传感器，该安全带检测传感器用于检测安全带是否系上。一般采用安装于安全带插口内的压力传感器来实现，也可将主控制器直接与带有安全带未系提示的检测模块连接，目前市场上也有很多此类车型。
在本实施例中，所述主控制器还连接有信号提示模块，该信号提示模块用于在主驾驶位的安全带未系上的情况下发出2-3s的提示信息以提示驾驶员未系安全带，所述信号提示模块为蜂鸣器或警示灯，所述提示信息对应为蜂鸣器发出的声音或警示灯发出的闪烁光。本实施例中优选采用蜂鸣器，提示效果更好，驾驶员容易感知到。
一种利用上述的基于接近传感器的汽车安全驾驶***进行自动安全驾驶的方法，具体如下:
接近传感器通过获取与前车的距离数据并传递给主控制器，主控制器再将该信号发送给制动判断及选择模块，同时制动判断及选择模块还获取了汽车的车速数据，接着制动判断及选择模块对前述两项数据进行分析，并判断是否实施制动，具体如下：
若0km/h＜V≤10km/h，L＜3m，则主控制器会将该信息传递给制动判断及选择模块，制动判断及选择模块判断为短时制动，只实施空气制动；
若10km/h＜V≤40km/h，8m≤L＜10m，则主控制器会将该信息传递给制动判断及选择模块，制动判断及选择模块判断为短时制动，只实施空气制动，若L＜8m，则同时实施空气制动和盘式制动；
若40km/h＜V≤60km/h，12m≤L＜15m，则主控制器会将该信息传递给制动判断及选择模块，制动判断及选择模块判断为短时制动，只实施空气制动，若L＜12m，则同时实施空气制动和盘式制动；
若V＞60km/h，则主控制器不工作，由驾驶员自主驾驶；
其中，V为当前实时车速，L本汽车与前车的距离，且V≤60km/h时，驾驶员无需手动制动。
上述几个条件和对应的参数能够很好地保证行车的安全性，为了验证上述方法的可行性，选取了某型轿车进行了实地测试，测试结果表明，在不同条件下，汽车均能够及时制动，并始终与前车保持一个较为安全的距离，没有发生碰撞的情况出现。
上述方法中列举了不同条件下采取的制动措施，其适用于目前市场上的大部分家用轿车车型，对于其他较大的车型，可以根据需要更改部分参数，如增加L的数值范围，已获得一定的刹车提前量，确保行驶的安全性。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。
Claims (6)
1.一种基于接近传感器的汽车安全驾驶***，其特征在于，包括
接近传感器，所述接近传感器安装于汽车的前保险杠上并用于检测汽车前方是否有障碍物并检测与障碍物之间的距离；
空压机，所述空压机与发动机连接并用于产生压缩空气；
储气罐，所述储气罐与空压机连接并接收、储存来自空压机的压缩空气；
限位开关，所述限位开关连接有两个电磁阀，分别为第一电磁阀和第二电磁阀，第一电磁阀和第二电磁阀的输入端均连接至储气罐，另外，第一电磁阀的输出端连接至汽车的制动室，第二电磁阀的输出端连接至大气；
主控制器，所述主控制器分别与接近传感器、空压机、限位开关连接，其接收来自接近传感器发来的信号并判断是否实施制动，其制动方式是通过限位开关打开储气罐的排气阀，同时打开第一电磁阀以使得制动室内获得制动用的压缩空气从而实施空气制动，其制动解除是通过限位开关关闭储气罐的排气阀，同时打开第二电磁阀以使得制动室内缺少制动用的压缩空气；
盘式制动器，所述盘式制动器连接有气缸，气缸连接有继电器，继电器通过控制气缸伸出并将盘式制动器推至工作位来实施盘式制动；
所述接近传感器和继电器均连接至制动判断及选择模块，制动判断及选择模块连接至主控制器，制动判断及选择模块还连接至车速传感器，所述制动判断及选择模块用于判断当前车速及距离下是否实施空气制动和盘式制动，其是通过以下方式实现的，其中车速由V表示，距离由L表示：
若0km/h＜V≤10km/h，L＜3m，则主控制器会将该信息传递给制动判断及选择模块，制动判断及选择模块判断为短时制动，只实施空气制动；
若10km/h＜V≤40km/h，8m≤L＜10m，则主控制器会将该信息传递给制动判断及选择模块，制动判断及选择模块判断为短时制动，只实施空气制动，若L＜8m，则同时实施空气制动和盘式制动；
若40km/h＜V≤60km/h，12m≤L＜15m，则主控制器会将该信息传递给制动判断及选择模块，制动判断及选择模块判断为短时制动，只实施空气制动，若L＜12m，则同时实施空气制动和盘式制动；
若V＞60km/h，则主控制器不工作，由驾驶员自主驾驶。
2.根据权利要求1所述的一种基于接近传感器的汽车安全驾驶***，其特征在于：还包括紧急开关，所述紧急开关与主控制器连接并用于在紧急情况下解除空气制动和盘式制动。
3.根据权利要求1所述的一种基于接近传感器的汽车安全驾驶***，其特征在于：所述主控制器还连接至主驾驶位的安全带检测传感器，该安全带检测传感器用于检测安全带是否系上。
4.根据权利要求3所述的一种基于接近传感器的汽车安全驾驶***，其特征在于：所述主控制器还连接有信号提示模块，该信号提示模块用于在主驾驶位的安全带未系上的情况下发出2-3s的提示信息以提示驾驶员未系安全带。
5.根据权利要求4所述的一种基于接近传感器的汽车安全驾驶***，其特征在于：所述信号提示模块为蜂鸣器或警示灯，所述提示信息对应为蜂鸣器发出的声音或警示灯发出的闪烁光。
6.一种利用权利要求1所述的基于接近传感器的汽车安全驾驶***进行自动安全驾驶的方法，其特征在于，具体如下:
接近传感器通过获取与前车的距离数据并传递给主控制器，主控制器再将该信号发送给制动判断及选择模块，同时制动判断及选择模块还获取了汽车的车速数据，接着制动判断及选择模块对前述两项数据进行分析，并判断是否实施制动，具体如下：
若0km/h＜V≤10km/h，L＜3m，则主控制器会将该信息传递给制动判断及选择模块，制动判断及选择模块判断为短时制动，只实施空气制动；
若10km/h＜V≤40km/h，8m≤L＜10m，则主控制器会将该信息传递给制动判断及选择模块，制动判断及选择模块判断为短时制动，只实施空气制动，若L＜8m，则同时实施空气制动和盘式制动；
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Effective date of registration: 20210413 Address after: 241000 room 3f319, block A4, Wanjiang Fortune Plaza, Ruixiang Road, Jiujiang District, Wuhu City, Anhui Province Applicant after: WUHU YIZE SMALL AND MEDIUM ENTERPRISE PUBLIC SERVICE Co.,Ltd. Address before: 241000 Service Outsourcing Industrial Park of Wuhu high tech Zone, Anhui Province ( Phase I ) B16 - Building 1 Applicant before: WUHU XINXIN MICROELECTRONICS Co.,Ltd. |
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
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Effective date of registration: 20230423 Address after: 1217, Building 1, Liansheng International Commercial Plaza, Jinghu District, Wuhu City, Anhui Province, 241000 Patentee after: Anhui Ruiguang Automobile Service Co.,Ltd. Address before: 241000 room 3f319, block A4, Wanjiang Fortune Plaza, Ruixiang Road, Jiujiang District, Wuhu City, Anhui Province Patentee before: WUHU YIZE SMALL AND MEDIUM ENTERPRISE PUBLIC SERVICE Co.,Ltd. |
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Denomination of invention: A Vehicle Safety Driving System and Driving Method Based on Proximity Sensors Effective date of registration: 20230606 Granted publication date: 20210430 Pledgee: Wuhu Renmin Road sub branch of Huishang Bank Co.,Ltd. Pledgor: Anhui Ruiguang Automobile Service Co.,Ltd. Registration number: Y2023980043007 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Granted publication date: 20210430 Pledgee: Wuhu Renmin Road sub branch of Huishang Bank Co.,Ltd. Pledgor: Anhui Ruiguang Automobile Service Co.,Ltd. Registration number: Y2023980043007 |