CN218431226U - 一种智能商用车行车辅助*** - Google Patents

一种智能商用车行车辅助*** Download PDF

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闫扬
武健
王帅
韩文通
刘鑫
唐新宇
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Inner Mongolia Weiyuan Technology Co.,Ltd.
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Liaocheng University
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Abstract

本实用新型公开了一种智能商用车行车辅助***,包括道路曲率及车辆检测装置、转角检测装置、压力检测装置、线控转向及线控制动***ECU、线控转向及线控制动***执行装置和预警装置,道路曲率及车辆检测装置检测到车道曲率半径与周车的车速、位置信息,转角检测装置检测到方向盘转角信息,压力检测装置检测到车辆的车轮制动压力信息,上述信息发送给线控转向及线控制动***ECU,后者做出是否转向及制动决策并通过线控制动***执行装置转向制动或控制预警装报警警示。本实用新型可避免由驾驶员误操作,防止及减少事故的发生;可迅速感应驾驶疲劳,提高驾驶员行驶可靠性;对经验少的驾驶员进行合理安全提示。

Description

一种智能商用车行车辅助***
技术领域
本实用新型涉及汽车安全驾驶控制***,确切地说是一种智能商用车行车辅助***。
背景技术
随着人们对汽车综合性要求的不断提高,车辆的主动安全性日益受到人们的重视。乘用车智能化的研究起步于二十世纪五十年代,并于现阶段取得了***的研究成果。相比而言,商用车在此方面的研究起步较晚。由于商用车的驾驶环境相比于乘用车较为恶劣,车身高,体积大,驾驶舱较高导致商用车前方近端容易产生较大盲区,且商用车经常需要在乡镇山区路况下行车,当遇到雨雾、凝冻天气后路况更差,导致驾驶者十分容易产生误操作发生交通事故,或是在平坦的高速路面行车,导致多数驾驶者在不经意间就会进入疲劳驾驶状态,影响自身的安全的同时还会对道路中其他行人车辆造成危害。
现有的行车辅助***往往只是对危险工况进行预警,且只能在危险发生前起作用,无法对车辆介入控制,进行主动避障。且本专利相关技术中减轻了驾驶员的劳动力,无需驾驶者实时对周围环境及车辆进行监控,避免驾驶者的疲劳驾驶,提高车辆的安全性。
实用新型内容
有鉴于此,本实用新型的目的是提供一种智能商用车行车辅助***,通过检测方向盘转角,车轮的制动压力信息,结合所在道路及周围车辆信息,判断驾驶员的反应是否在合理范围内,从而有效检测驾驶员是否有误操作,是否处于疲劳驾驶,或对路况有错误判断,从而决定是否通过蜂鸣警报,方向盘振动方式对驾驶员进行预警,较危险工况介入车辆控制,触发合理的转向及制动决策。
为解决上述技术问题,本实用新型采用如下技术手段:
一种智能商用车行车辅助***,包括道路曲率及车辆检测装置、转角检测装置、压力检测装置、线控转向及线控制动***ECU、线控转向及线控制动***执行装置和预警装置,所述的道路曲率及车辆检测装置、转角检测装置、压力检测装置、线控转向及线控制动执行装置和预警装置分别与线控转向及线控制动***ECU电连接,道路曲率及车辆检测装置检测到车道曲率半径与周车的车速、位置信息,道路曲率及车辆检测装置将车道曲率半径与周车的车速、位置信息输送给线控转向及线控制动***ECU,转角检测装置检测到方向盘转角信息,转角检测装置将方向盘转角信息发送给线控转向及线控制动***ECU,压力检测装置检测到车辆的车轮制动压力信息,压力检测装置将车辆的车轮制动压力信息发送给线控转向及线控制动***ECU,线控转向及线控制动***ECU根据接收到的信息向线控转向及线控制动执行装置发出合理的转向与制动的决策信息,线控转向及线控制动***ECU向预警装置发送预警信息,预警装置根据收到的预警信息发出报警警示。
本***的工作原理如下:
工作时首先道路曲率及车辆检测装置检测到道路曲率半径及周车的车速、位置信息,道路曲率及车辆检测装置将道路曲率半径和周车的车速、位置信息发送给线控转向及线控制动***ECU,转角检测装置检测到方向盘转角信息,转角检测装置将方向盘转角信息发送给线控转向及线控制动***ECU,压力检测装置将车辆的车轮制动压力信息发送给线控转向及线控制动***ECU,线控转向及线控制动***ECU根据接受到的信息向线控转向及线控制动执行装置发出合理的转向与制动的决策信息,线控转向及线控制动***ECU向预警装置发送预警信息,预警装置根据收到的预警信息发出预警警示。
本实用新型的工作过程如下:
首先,道路曲率及车辆检测装置检测到道路曲率半径和周车的车速、位置信息,线控转向及线控制动***ECU根据曲率半径和周车的车速、位置信息设定方向盘转角的安全阈值δf *和制动车轮的制动压力安全阈值BMP *,根据驾驶者的驾驶车辆、驾驶风格及安全性考虑综合设定线控转向及线控制动***ECU决策阈值kδ0、kδ1、kδ2、kB0、kB1、kB2,转角传感器检测到方向盘实际转角δf信息,轮缸压力传感器检测车辆的车轮实际制动压力信息BMP
(1)当方向盘实际转角满足:(1-kδ0f *<δf<(1+kδ0f *,且车轮实际制动压力满足:(1-kB0)BMP *<BMP<(1+kB0)BMP *,此时线控转向及线控制动***ECU默认驾驶员为安全驾驶状态,线控转向及线控制动***ECU不触发,不会产生转向或制动决策信号,不会产生预警信号,线控转向及线控制动***执行装置不工作,预警装置不工作。
(2)当方向盘实际转角满足:(1-kδ0f *<δf<(1+kδ0f *,而车轮实际制动压力为:(1-kB1)BMP *<BMP<(1-kB0)BMP *或(1+kB0)BMP *<BMP<(1+kB1)BMP *,此时线控转向及线控制动***ECU判断驾驶员为轻微误操作或刚进入疲劳驾驶状态,线控转向及线控制动***ECU不产生转向或制动决策信号,向预警装置输送预警信号,线控转向及线控制动***执行装置不工作,预警装置开始工作。
(3)当方向盘实际转角满足:(1-kδ0f *<δf<(1+kδ0f *,而车轮实际制动压力为:(1-kB2)BMP *<BMP<(1-kB1)BMP *或(1+kB1)BMP *<BMP<(1+kB2)BMP *,此时线控转向及线控制动***ECU判断驾驶员为严重误操作或进入深度疲劳驾驶状态,线控转向及线控制动***ECU介入车辆控制,向线控转向及线控制动***执行装置发送合理的制动压力信号决策,并向预警装置输送预警信号,线控转向及线控制动***执行装置开始工作,预警装置开始工作。
(4)当方向盘实际转角满足:(1-kδ1f *<δf<(1-kδ0f *或(1+kδ0f *<δf<(1+kδ1f *,而车轮实际制动压力为:(1-kB0)BMP *<BMP<(1+kB0)BMP *,此时线控转向及线控制动***ECU判断驾驶员为轻微误操作或刚进入疲劳驾驶状态,线控转向及线控制动***ECU不产生转向或制动决策信号,向预警装置输送预警信号,线控转向及线控制动***执行装置不工作,预警装置开始工作。
(5)当方向盘实际转角满足:(1-kδ1f *<δf<(1-kδ0f *或(1+kδ0f *<δf<(1+kδ1f *,而车轮实际制动压力为:(1-kB1)BMP *<BMP<(1-kB0)BMP *或(1+kB0)BMP *<BMP<(1+kB1)BMP *,此时线控转向及线控制动***ECU判断驾驶员为轻微误操作或刚进入疲劳驾驶状态,线控转向及线控制动***ECU不产生转向或制动决策信号,向预警装置输送预警信号,线控转向及线控制动***执行装置不工作,预警装置开始工作。
(6)当方向盘实际转角满足:(1-kδ1f *<δf<(1-kδ0f *或(1+kδ0f *<δf<(1+kδ1f *,而车轮实际制动压力为:(1-kB2)BMP *<BMP<(1-kB1)BMP *或(1+kB1)BMP *<BMP<(1+kB2)BMP *,此时线控转向及线控制动***ECU判断驾驶员为误操作或进入深度疲劳驾驶状态,线控转向及线控制动***ECU介入车辆控制,向线控转向及线控制动***执行装置发送合理的制动压力信号决策信号,向预警装置输送预警信号,线控转向及线控制动***执行装置开始工作,预警装置开始工作。
(7)当方向盘实际转角满足:(1-kδ2f *<δf<(1-kδ1f *或(1+kδ1f *<δf<(1+kδ2f *,而车轮实际制动压力为:(1-kB0)BMP *<BMP<(1+kB0)BMP *,此时线控转向及线控制动***ECU判断驾驶员为误操作或进入深度疲劳驾驶状态,线控转向及线控制动***ECU介入车辆控制,向线控转向及线控制动***执行装置发送合理的转向决策信号,向预警装置输送预警信号,线控转向及线控制动***执行装置开始工作,预警装置开始工作。
(8)当方向盘实际转角满足:(1-kδ2f *<δf<(1-kδ1f *或(1+kδ1f *<δf<(1+kδ2f *,而车轮实际制动压力为:(1-kB1)BMP *<BMP<(1-kB0)BMP *或(1+kB0)BMP *<BMP<(1+kB1)BMP *,此时线控转向及线控制动***ECU判断驾驶员为误操作或进入深度疲劳驾驶状态,线控转向及线控制动***ECU介入车辆控制,向线控转向及线控制动***执行装置发送合理的转向决策信号,向预警装置输送预警信号,线控转向及线控制动***执行装置开始工作,预警装置开始工作。
(9)当方向盘实际转角满足:(1-kδ2f *<δf<(1-kδ1f *或(1+kδ1f *<δf<(1+kδ2f *,而车轮实际制动压力为:(1-kB2)BMP *<BMP<(1-kB1)BMP *或(1+kB1)BMP *<BMP<(1+kB2)BMP *,此时线控转向及线控制动***ECU判断驾驶员为误操作或进入深度疲劳驾驶状态,线控转向及线控制动***ECU介入车辆控制,向线控转向及线控制动***执行装置发送合理的转向及制动压力决策信号,向预警装置输送预警信号,线控转向及线控制动***执行装置开始工作,预警装置开始工作。
与现有技术相比,其突出的特点是:该***通过检测道路及周车的车速、位置信息,计算出正确的方向盘转角及轮缸制动压力,同时对驾驶员方向盘转角和车轮的轮缸压力进行监控,从而判断驾驶员的反应是否在合理范围之内,有效检测驾驶员是否为误操作或处于疲劳驾驶,并根据误操作或疲劳驾驶的程度决定是否介入车辆控制,是否进行预警,从而进行更合理的转向制动决策,保证行车安全。
进一步的优选技术方案如下:
所述的道路曲率及车辆检测装置设有毫米波雷达与视觉传感器,毫米波雷达采用Delphi ESR型号毫米波雷达,视觉传感器采用基恩士的CV-X150A型号视觉传感器,毫米波雷达与视觉传感器通过CAN通信与线控转向及线控制动***ECU电连接。四个毫米波雷达分别安装于车身前部、后部、左侧及右侧,视觉传感器安装于车头前方。
所述的转角检测装置设有转角传感器,转角传感器通过CAN通信与线控转向及线控制动***ECU电连接。
所述的压力检测装置设有轮缸压力传感器,轮缸压力传感器通过CAN通讯与线控转向及线控制动***ECU电连接。
所述的线控转向及线控制动***ECU采用型号MPC5744为主芯片的控制板,安装在中控台下部。
所述的线控转向及线控制动***执行装置采用德尔股份的电动助力转向电机(640W)及WABCO公司9730110250型号比例继动阀。
所述的预警装置设有蜂鸣警报器和方向盘振动器,蜂鸣警报器安装在仪表盘上方,方向盘振动器安装在方向盘上。。
附图说明
图1是本实用新型的框架结构示意图。
图2是本实用新型的工作流程图。
图3是本实用新型的工作流程图。
附图标记说明:1-道路曲率及车辆检测装置;2-转角检测装置;3-压力检测装置;4-线控转向及线控制动***ECU;5-预警装置;6-线控转向及线控制动***执行装置;11-毫米波雷达;12-视觉传感器;21-转角传感器;31-轮缸压力传感器;61-蜂鸣警报器;62-方向盘振动器;61-电动助力转向电机;62-比例继动阀。
具体实施方式
下面结合实施例,进一步说明本实用新型。
结合图1、图2、图3可知,本实用新型的一种智能商用车行车辅助***,由道路曲率及车辆检测装置1、转角检测装置2、压力检测装置3、线控转向及线控制动***ECU4、预警装置5及线控转向及线控制动***执行装置6组成,道路曲率及车辆检测装置1、转角检测装置2、压力检测装置3、线控转向及线控制动***执行装置6及预警装置5分别与线控转向及线控制动***ECU4电连接,道路曲率及车辆检测装置1检测到车道曲率半径及周车的车速、位置信息,道路曲率及车辆检测装置1将车道曲率半径和周车的车速、位置信息发送给线控转向及线控制动***ECU4,转角检测装置2检测到车辆的转角信息,转角检测装置2将转角信息发送给线控转向及线控制动***ECU4,压力检测装置3检测到车辆的车轮制动压力信息,压力检测装置3将车辆的车轮制动压力信息发送给线控转向及线控制动***ECU4,线控转向及线控制动***ECU4根据接收到的信息向线控转向及线控制动***执行装置6发送转向制动决策信号,并向预警装置5发送预警信息,线控转向及线控制动***执行装置6根据收到的信号进行转向制动决策,预警装置5根据收到的预警信息发出报警警示。
道路曲率及车辆检测装置1设有毫米波雷达11和视觉传感器12,毫米波雷达11采用Delphi ESR型号毫米波雷达可以更加准确检测到周车的车辆信息,视觉传感器12采用基恩士的CV-X150A型号视觉传感器可以方便的采集曲率半径信息,然后通过CAN通信将道路曲率半径信息和周车的信息发送给线控转向及线控制动***ECU4。
转角检测装置2设有转角传感器21,转角传感器21采用BOSCH公司的9812009380型号转角传感器可以方便的采集转角信息,然后通过CAN通信将转角信息发送给线控转向及线控制动***ECU4。
压力检测装置3设有轮缸压力传感器31,轮缸压力传感器31采用KELLER公司的PA-21Y型号压力传感器可以方便的采集轮缸制动压力,然后通过CAN通讯将轮缸制动压力信息发送给线控转向及线控制动***ECU 4.
线控转向及线控制动***ECU 4采用型号MPC5744为主芯片的控制板有较高的运算速度和控制精度,安装在中控台下部。
预警装置5设有蜂鸣警报器51和方向盘振动器52,蜂鸣警报器51安装在仪表盘上方,方向盘振动器52安装在方向盘上,通过设置蜂鸣警报器51和方向盘振动器52,便于发出警报信息,提示驾驶员。
所述的线控转向及线控制动***执行装置6采用德尔股份的电动助力转向电机(640W)及WABCO公司9730110250型号比例继动阀。
本***的工作原理如下:
工作时首先道路曲率及车辆检测装置1检测到道路曲率半径及周车的车速、位置信息,道路曲率及车辆检测装置1将道路曲率半径和周车的车速、位置信息发送给线控转向及线控制动***ECU 4,转角检测装置2检测到方向盘转角信息,转角检测装置2将方向盘转角信息发送给线控转向及线控制动***ECU 4,压力检测装置3将车辆的车轮制动压力信息发送给线控转向及线控制动***ECU 4,线控转向及线控制动***ECU 4根据接受到的信息向线控转向及线控制动执行装置6发出合理的转向与制动的决策信息,并向预警装置5发送预警信息,预警装置根据收到的预警信息发出预警警示。
本实用新型的工作过程如下:
道路曲率及车辆检测装置1检测到道路曲率半径和周车的车速、位置信息,线控转向及线控制动***ECU4根据曲率半径和周车的车速、位置信息设定方向盘转角的安全阈值δf *和制动车轮的制动压力安全阈值BMP *,根据驾驶者的驾驶车辆、驾驶风格及安全性考虑综合设定线控转向及线控制动***ECU4决策阈值kδ0、kδ1、kδ2、kB0、kB1、kB2,转角传感器21检测到方向盘实际转角δf信息,轮缸压力传感器31检测车辆的车轮实际制动压力信息BMP
(1)当方向盘实际转角满足:(1-kδ0f *<δf<(1+kδ0f *,且车轮实际制动压力满足:(1-kB0)BMP *<BMP<(1+kB0)BMP *,此时线控转向及线控制动***ECU4默认驾驶员为安全驾驶状态,线控转向及线控制动***ECU4不触发,不会产生转向或制动决策信号,不会产生预警信号,线控转向及线控制动***执行装置6不工作,预警装置5不工作。
(2)当方向盘实际转角满足:(1-kδ0f *<δf<(1+kδ0f *,而车轮实际制动压力为:(1-kB1)BMP *<BMP<(1-kB0)BMP *或(1+kB0)BMP *<BMP<(1+kB1)BMP *,此时线控转向及线控制动***ECU4判断驾驶员为轻微误操作或刚进入疲劳驾驶状态,线控转向及线控制动***ECU4不产生转向或制动决策信号,向预警装置5输送预警信号,线控转向及线控制动***执行装置6不工作,预警装置5开始工作。
(3)当方向盘实际转角满足:(1-kδ0f *<δf<(1+kδ0f *,而车轮实际制动压力为:(1-kB2)BMP *<BMP<(1-kB1)BMP *或(1+kB1)BMP *<BMP<(1+kB2)BMP *,此时线控转向及线控制动***ECU4判断驾驶员为严重误操作或进入深度疲劳驾驶状态,线控转向及线控制动***ECU4介入车辆控制,向线控转向及线控制动***执行装置6发送合理的制动压力信号决策,并向预警装置5输送预警信号,线控转向及线控制动***执行装置6开始工作,预警装置5开始工作。
(4)当方向盘实际转角满足:(1-kδ1f *<δf<(1-kδ0f *或(1+kδ0f *<δf<(1+kδ1f *,而车轮实际制动压力为:(1-kB0)BMP *<BMP<(1+kB0)BMP *,此时线控转向及线控制动***ECU4判断驾驶员为轻微误操作或刚进入疲劳驾驶状态,线控转向及线控制动***ECU4不产生转向或制动决策信号,向预警装置5输送预警信号,线控转向及线控制动***执行装置6不工作,预警装置5开始工作。
(5)当方向盘实际转角满足:(1-kδ1f *<δf<(1-kδ0f *或(1+kδ0f *<δf<(1+kδ1f *,而车轮实际制动压力为:(1-kB1)BMP *<BMP<(1-kB0)BMP *或(1+kB0)BMP *<BMP<(1+kB1)BMP *,此时线控转向及线控制动***ECU判断驾驶员为轻微误操作或刚进入疲劳驾驶状态,线控转向及线控制动***ECU不产生转向或制动决策信号,向预警装置输送预警信号,线控转向及线控制动***执行装置不工作,预警装置开始工作。
(6)当方向盘实际转角满足:(1-kδ1f *<δf<(1-kδ0f *或(1+kδ0f *<δf<(1+kδ1f *,而车轮实际制动压力为:(1-kB2)BMP *<BMP<(1-kB1)BMP *或(1+kB1)BMP *<BMP<(1+kB2)BMP *,此时线控转向及线控制动***ECU4判断驾驶员为误操作或进入深度疲劳驾驶状态,线控转向及线控制动***ECU4介入车辆控制,向线控转向及线控制动***执行装置6发送合理的制动压力信号决策信号,向预警装置5输送预警信号,线控转向及线控制动***执行装置6开始工作,预警装置5开始工作。
(7)当方向盘实际转角满足:(1-kδ2f *<δf<(1-kδ1f *或(1+kδ1f *<δf<(1+kδ2f *,而车轮实际制动压力为:(1-kB0)BMP *<BMP<(1+kB0)BMP *,此时线控转向及线控制动***ECU4判断驾驶员为误操作或进入深度疲劳驾驶状态,线控转向及线控制动***ECU4介入车辆控制,向线控转向及线控制动***执行装置6发送合理的转向决策信号,向预警装置5输送预警信号,线控转向及线控制动***执行装置6开始工作,预警装置5开始工作。
(8)当方向盘实际转角满足:(1-kδ2f *<δf<(1-kδ1f *或(1+kδ1f *<δf<(1+kδ2f *,而车轮实际制动压力为:(1-kB1)BMP *<BMP<(1-kB0)BMP *或(1+kB0)BMP *<BMP<(1+kB1)BMP *,此时线控转向及线控制动***ECU4判断驾驶员为误操作或进入深度疲劳驾驶状态,线控转向及线控制动***ECU4介入车辆控制,向线控转向及线控制动***执行装置6发送合理的转向决策信号,向预警装置5输送预警信号,线控转向及线控制动***执行装置6开始工作,预警装置5开始工作。
(9)当方向盘实际转角满足:(1-kδ2f *<δf<(1-kδ1f *或(1+kδ1f *<δf<(1+kδ2f *,而车轮实际制动压力为:(1-kB2)BMP *<BMP<(1-kB1)BMP *或(1+kB1)BMP *<BMP<(1+kB2)BMP *,此时线控转向及线控制动***ECU4判断驾驶员为误操作或进入深度疲劳驾驶状态,线控转向及线控制动***ECU4介入车辆控制,向线控转向及线控制动***执行装置6发送合理的转向及制动压力决策信号,向预警装置5输送预警信号,线控转向及线控制动***执行装置6开始工作,预警装置5开始工作。
上述实施为本实用新型较佳的实施方式,但本实用新型的实施方式并不受所述实施例的限制,其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为效的置换方式,都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种智能商用车行车辅助***,包括道路曲率及车辆检测装置、转角检测装置、压力检测装置、线控转向及线控制动***ECU、线控转向及线控制动***执行装置和预警装置,其特征在于:所述的道路曲率及车辆检测装置、转角检测装置、压力检测装置、线控转向及线控制动***执行装置和预警装置分别与线控转向及线控制动***ECU电连接,道路曲率及车辆检测装置检测到车道曲率半径信息及周车的车速、位置信息,道路曲率及车辆检测装置将车道曲率半径、周车的车速和位置信息输送给线控转向及线控制动***ECU,转角检测装置检测到方向盘转角信息,转角检测装置将方向盘转角信息输送给线控转向及线控制动***ECU,压力检测装置检测到车辆的车轮制动压力信息,压力检测装置将车辆的车轮制动压力信息输送给线控转向及线控制动***ECU,线控转向及线控制动***ECU根据接收到的信息做出合理转向及制动决策信息,并向线控转向及线控制动***执行装置发送合理转向及制动决策信息,线控转向及线控制动***ECU向预警装置发送预警信息,预警装置根据收到的预警信息发出报警警示。
2.根据权利要求1所述的智能商用车行车辅助***,其特征在于:所述的道路曲率及车辆检测装置设有视觉传感器和毫米波雷达,视觉传感器和毫米波雷达通过CAN通讯将道路曲率半径及周车的车速、位置信息输送给线控转向及线控制动***ECU。
3.根据权利要求2所述的智能商用车行车辅助***,其特征在于:所述的视觉传感器采用基恩士的CV-X150A型号视觉传感器,视觉传感器安装于车头前方,毫米波雷达采用Delphi ESR型号毫米波雷达,4个毫米波雷达分别安装于车身前部、后部、左侧及右侧。
4.根据权利要求1所述的智能商用车行车辅助***,其特征在于:所述的转角检测装置设置有转角传感器,转角传感器采用BOSCH公司的9812009380型号转角传感器,转角传感器通过CAN通讯将方向盘转角信息发送给线控转向及线控制动***ECU。
5.根据权利要求1所述的智能商用车行车辅助***,其特征在于:所述的压力检测装置设置有轮缸压力传感器,轮缸压力传感器采用KELLER公司的PA-21Y型号压力传感器,轮缸压力传感器通过CAN通讯将车辆的车轮制动压力信息发送给线控转向及线控制动***ECU。
6.根据权利要求1所述的智能商用车行车辅助***,其特征在于:所述的线控转向及线控制动***ECU采用型号MPC5744为主芯片的控制板,安装在中控台下部。
7.根据权利要求1所述的智能商用车行车辅助***,其特征在于:所述的线控转向及线控制动***执行机构采用德尔股份的电动助力转向电机及WABCO公司9730110250型号比例继动阀。
8.根据权利要求1所述的智能商用车行车辅助***,其特征在于:所述的预警装置设置有蜂鸣警报器和方向盘振动器,蜂鸣警报器安装在仪表盘上,方向盘振动器安装在方向盘上。
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