CN203332109U - 一种车辆行驶状态预告装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于车辆行驶状态检测技术领域，公开了一种车辆行驶状态预告装置。这种车辆行驶状态预告装置，包括主控单元，所述主控单元分别连接油门踏板位置传感器、制动踏板行程传感器、方向盘转角传感器、角速度传感器和车速传感器；所述角速度传感器为横摆角速度传感器或惯量传感器。本实用新型的有益效果为：本实用新型结构简单，可靠性高，能够为车载辅助预警***提供可靠的数据来源。

Description

一种车辆行驶状态预告装置

技术领域

本实用新型属于车辆行驶状态检测技术领域，特别涉及一种车辆行驶状态预告装置。

背景技术

车辆行驶状态是驾驶员操作操纵输出的最直观的体现，车辆行驶状态的检测不仅能够为车载预警***的可靠性工作提供保障，而且能够对驾驶员不良的驾驶行为进行及时有效的修正，从而保障车辆的运行安全。然而，车辆在实际行驶过程中受外部环境和自身驾驶倾向性影响，车辆的运动过程极为复杂，增加了车辆行驶状态的预告难度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种车辆行驶状态预告装置。本实用新型结构简单，可靠性高，能够为车载辅助预警***提供可靠的数据来源。

为实现上述技术目的，本实用新型采用如下技术方案予以实现。

一种车辆行驶状态预告装置，包括主控单元，所述主控单元分别连接油门踏板位置传感器、制动踏板行程传感器、方向盘转角传感器、角速度传感器和车速传感器；所述角速度传感器为横摆角速度传感器或惯量传感器。

本实用新型的特点和进一步改进在于：

所述主控单元为单片机或车载电脑。

所述油门踏板位置传感器用于检测油门踏板位置，并用于将油门踏板位置信息发送至主控单元；所述制动踏板行程传感器用于检测制动踏板位置，并用于将制动踏板位置信息发送至主控单元；所述方向盘转角传感器用于测量方向盘转角，并用于将方向盘转角信息发送至主控单元；

所述车速传感器用于测量车速，并用于将车速发送至主控单元；所述角速度传感器用于测量车辆的横摆角速度，并用于将车辆的横摆角速度发送至主控单元。

所述主控单元用于获取T秒内的油门踏板位置信息、制动踏板位置信息和方向盘转角信息；用于根据获取到的油门踏板位置信息、制动踏板位置信息和方向盘转角信息，计算得出T秒内的车辆行驶速度估计值和T秒内的车辆的横摆角速度估计值；

所述主控单元用于获取T秒内的车速和车辆的横摆角速度；用于根据T秒内的车辆行驶速度估计值和T秒内的车速，得出下一个T秒的车速；用于根据T秒内的车辆的横摆角速度估计值和T秒内的车辆的横摆角速度，得出下一个T秒的的车辆的横摆角速度，0<T≤2。

所述车速传感器位于车轮上。

本实用新型的有益效果为：本实用新型结构简单，可靠性高，能够为车载辅助预警***提供可靠的数据来源。

附图说明

图1为一种车辆行驶状态预告装置的电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

参照图1，为一种车辆行驶状态预告装置的电路结构示意图。主控单元分别连接油门踏板位置传感器、制动踏板行程传感器、方向盘转角传感器、角速度传感器和车速传感器。其中，主控单元采用单片机，角速度传感器采用惯量传感器。

车速传感器安装在车轮上，其型号为HuaXiaMag-JM08-TZ，该传感器采用无触点开关，性能稳定，使用寿命长，重复定位精度高，无机械磨损，无火花，无噪音、抗振能力强。在本实用新型实施例中，车速传感器将检测到的车速发送至单片机。惯量传感器采用MARCEL-01惯量传感器，惯量传感器将检测到的车辆的横摆角速度发送至单片机。油门踏板位置传感器（安装在油门踏板上）和制动踏板行程传感器（安装在制动踏板上）的型号均为JTC，两者分别测量油门踏板位置和制动踏板位置，并将上述油门踏板位置和制动踏板位置发送至单片机。方向盘转角传感器的型号为ZLS-Pb，方向盘转角传感器将检测到的方向盘转角发送至单片机。在本实用新型实施例中，单片机采用stc12c5628单片机，该单片机主要基于8051内核，是新一代增强型单片机，指令代码完全兼容传统8051，速度比传统8051单片机快8～12倍，带有ADC、4路PWM和双串口，加密性好，抗干扰强。单片机对接收到数据信息进行处理，最终计算得出车辆下一时刻的车速和横摆角速度。

本实用新型实施例中，利用油门踏板位置传感器、制动踏板行程传感器以及方向盘转角传感器实时获取驾驶员的操作数据，将这些数据信息及时送入单片机内，在单片机内确定出驾驶员操作序列；在根据驾驶员操作序列与车辆行驶状态之间的对应关系确定出车辆行驶状态；具体地说，油门踏板位置传感器、制动踏板行程传感器和方向盘转角传感器分别采集油门踏板位置、制动踏板位置和方向盘转角，单片机根据T秒内（T秒内指当前时刻以前的T秒）接收到的油门踏板位置、制动踏板位置和方向盘转角确定驾驶员的操作序列。优选地，T取1.5。本实用新型实施例中，将驾驶行为划分为15种状态，即快速踩下制动踏板、正常踩下制动踏板、松开制动踏板、制动踏板位置保持、制动踏板无操作、正常松开加速踏板、快速松开加速踏板、踩下加速踏板、加速踏板位置保持、快速向左转动方向盘、快速向右转动方向盘、正常向左转动方向盘、正常向右转动方向盘、方向盘无操作和方向盘转角保持，然后对上述状态进行编号，编号次序依次是1到15，单片机在接收到T秒内的油门踏板位置、制动踏板位置和方向盘转角之后，与上述驾驶行为的15中状态进行比对，根据比对的相似程度确定出驾驶员的操作序列。本实用新型实施例中，在单片机中，预设有驾驶行为的状态和车辆行驶状态（主要指车速和车辆的横摆角速度）的对应关系，根据驾驶员的操作序列和该对应关系，计算出T秒内的车辆行驶速度估计值V_estimation和T秒内的车辆横摆角速度估计值w_estimation。

本实用新型实施例中，利用车速传感器实时采集车速信息，惯量传感器实时采集车辆的横摆角速度信息，将车速信息与横摆角速度信息同时送入单片机内。具体地说，车速传感器采集到的T秒内的车速为V_real，惯量传感器采集到的T秒内的车辆横摆角速度为w_real，则下一个T秒（下一个T秒指当前时刻以后的T秒）的车速V为

V=aV_estimation+bV_real                                （1）

式（1）中，a和b分别为第一权重和第二权重，设上一个T秒内（指从当前时刻前2T秒到当前时刻前T秒）驾驶员的操作序列为矩阵X；利用车速传感器测量得到的上一个T秒内的车速，利用惯量传感器测量得到的上一个T秒内的车辆的横摆角速度，根据上一个T秒内的车速和上一个T秒内的车辆的横摆角速度得出上一个T秒内的车辆行驶状态序列，此时设上一个T秒内的车辆行驶状态序列为矩阵

矩阵和矩阵

之间的转化矩阵为K；则a和b根据以下公式确定：

$a=\frac{K\stackrel{\&OverBar;}{X}\&CenterDot;\stackrel{\&OverBar;}{Y}}{\left|K\stackrel{\&OverBar;}{X}\right|\left|\stackrel{\&OverBar;}{Y}\right|}$

（2）

b=1-a

（3）

将式（2）和式（3）代入式（1）中，即可得出下一个T秒的车速V。

同样的，下一个T秒（下一个T秒指当前时刻以后的T秒）的车辆的横摆角速度w=aw_estimation+bw_real。

本实用新型充分考虑了驾驶行为的状态和车辆行驶状态的一一对应关系，能够利用真实测量值（例如，车速传感器测量得到车速，惯量传感器测量得到车辆的横摆角速度）对估计结果不断更新与修正（例如，a和b不断变化），本实用新型能够较为准确地预告车辆的行驶状态，为车载预警辅助***的工作提供保障。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种车辆行驶状态预告装置，包括主控单元，其特征在于，所述主控单元分别连接油门踏板位置传感器、制动踏板行程传感器、方向盘转角传感器、角速度传感器和车速传感器；所述角速度传感器为横摆角速度传感器或惯量传感器。

2.如权利要求1所述的一种车辆行驶状态预告装置，其特征在于，所述主控单元为单片机或车载电脑。

3.如权利要求1所述的一种车辆行驶状态预告装置，其特征在于，所述油门踏板位置传感器用于检测油门踏板位置，并用于将油门踏板位置信息发送至主控单元；所述制动踏板行程传感器用于检测制动踏板位置，并用于将制动踏板位置信息发送至主控单元；所述方向盘转角传感器用于测量方向盘转角，并用于将方向盘转角信息发送至主控单元；

所述车速传感器用于测量车速，并用于将车速发送至主控单元；所述角速度传感器用于测量车辆的横摆角速度，并用于将车辆的横摆角速度发送至主控单元。

4.如权利要求3所述的一种车辆行驶状态预告装置，其特征在于，所述主控单元用于获取T秒内的油门踏板位置信息、制动踏板位置信息和方向盘转角信息；用于根据获取到的油门踏板位置信息、制动踏板位置信息和方向盘转角信息，计算得出T秒内的车辆行驶速度估计值和T秒内的车辆的横摆角速度估计值；

所述主控单元用于获取T秒内的车速和车辆的横摆角速度；用于根据T秒内的车辆行驶速度估计值和T秒内的车速，得出下一个T秒的车速；用于根据T秒内的车辆的横摆角速度估计值和T秒内的车辆的横摆角速度，得出下一个T秒的的车辆的横摆角速度，0<T≤2。

5.如权利要求1所述的一种车辆行驶状态预告装置，其特征在于，所述车速传感器位于车轮上。

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