車輛的倒退警報系統和方法

2023-10-23 01:53:17 1

專利名稱：車輛的倒退警報系統和方法
技術領域：
本發明涉及車輛的倒退警報系統(BWS)，更具體涉及通過構造具有數 據通信功能和控制功能的傳感器單元而使車輛的電子系統進一步簡化的車 輛的倒退警報系統和方法。
背景技術：
一般來說，車輛的倒退警報系統是具有四個安裝在車輛後保險槓上的超 聲波傳感器的系統，用於在倒車或者停車模式下根據距後方障礙物的距離產 生警報，從而幫助駕駛員安全地倒車或者停車。
圖1是顯示了包括了 BWS的車輛電子系統的示意性構造的框圖。下面 是參考圖1進行的描述。
BWS的電子控制單元(ECU) 20在車輛發動機室的左側或者右側處提 供。蜂鳴器29安裝在車輛內部。四個傳感器2K 23、 25和27安裝在車輛 的後保險槓上。
隨著汽車和電子技術的發展，車輛除了所述BWS的ECU 20以外還包 括多個ECU，例如氣囊控制模塊(ACM) ECU30和發送控制單元(TCU) 40。並且，車輛包括用於給ECU提供電能的電源線以及連接ECU與控制對 象的多條控制線。
如上所述，因為許多電子系統安裝在具有有限空間的汽車上，所以存在 一個缺點，即隨著ECU數目的增加，很難確保另外安裝新的電子系統的空 間。
同樣，存在這樣的缺點，即傳統的車輛電子系統的許多線路使得車輛內 部複雜化而且使車輛的重量增加，因此造成車輛燃料效率的降低。為了提供這些缺點的解決方法，已經進行了用於將車輛電子系統的線路 數目最小化的方法的多樣性的研究。

發明內容
本發明的示例性實施方式一方面是解決至少所述問題和/或者缺點以及 提供至少下述優點。相應地，本發明的示例性實施方式一方面是提供了車輛 的倒退警報系統和方法，從而通過構造具有數據通信功能和控制功能的傳感 器單元來進一步簡化車輛的電子系統。
根據本發明的一個方面，提供一種車輛的倒退警報系統。該系統包括用 於產生警報的蜂鳴器、用於執行數據通信的數據通信單元、電子系統以及多 個傳感器單元。如果倒退警報操作的條件滿足，則所述電子系統產生並通過 數據通信單元傳送傳感器驅動消息。如果接收到響應於所述傳感器驅動消息 的包含警報級別的警報消息，則所述電子系統產生基於所述警報級別的警 報。所述傳感器單元包括傳感器和與電子系統的數據通信單元相對應的數據 通信單元。所述傳感器單元通過所述數據通信單元接收所述驅動銷息並驅動 傳感器，根據通過所述傳感器輸入的感測值產生包含警報級別值的警報消 息，並通過所述數據通信單元向所述電子系統傳送該警報消息。
根據本發明的另一個方面，提供一種車輛的倒退警報方法。該方法包括 如果倒退警報操作的條件滿足，則由電子系統產生並傳送傳感器驅動消息； 在傳感器單元中，接收所述驅動消息，驅動傳感器，根據通過所述傳感器輸 入的感測值產生包含警報級別值的警報消息，並向所述電子系統傳送該警報 消息；以及在所述電子系統中，接收所述警報消息並產生基於所述警報級別 的警報。
根據本發明的又一方面，提供一種車輛的倒退警報系統。該系統包括電 子系統和多個傳感器單元。所述傳感器單元包括傳感器和用於執行數據通信的數據通信單元。當提供了電能後，所述傳感器單元驅動所述傳感器，產生 包含與通過所述傳感器輸入的感測值相對應的警報級別值的警報消息，以及 通過所述數據通信單元傳送該警報消息。所述電子系統包括用於產生警報的 蜂鳴器和與所述數據通信單元相對應的數據通信單元。如果倒退警報操作的 條件滿足，則當通過所述數據通信單元從傳感器單元接收到包含警報級別值 的警報消息時所述電子系統產生基於該警報級別的警報。


通過以下結合附圖的詳細說明，將更清楚地理解本發明的上述和其他目 的、特徵以及優點，在附圖中
圖1是顯示了傳統的汽車電子系統的示意性構造的框圖2是顯示了根據本發明的使用了車身控制模塊(BCM)系統的倒退警 報系統的框圖3是顯示了圖2中傳感器單元的詳細構造的框圖4是顯示了根據本發明的用於執行倒退警報的BCM的操作的流程以及
圖5是顯示了根據本發明的用於執行倒退警報的傳感器單元的操作的流 程圖。
貫穿所有附圖，相同的附圖標記數字將被理解為代表相同的元件、特徵 和結構。
具體實施例方式
現在將參考附圖對本發明的示例性實施方式進行詳細描述。在下述描述 中，為了簡明，省略了對發明中結合的已知的功能和構造的詳細描述。
圖2是顯示了根據本發明的使用了車身控制模塊系統的汽車倒退警報系統的框圖。
參照圖2，所述倒退警報系統包括BCM 100和多個傳感器單元130。 所述BCM 100包括BCM ECU 101、數據通信單元103和作為警報器的 蜂鳴器105。
根據本發明，所述BCM ECU 101控制汽車車身控制的一般操作並控制 倒退警報操作。詳細地說，如果根據本發明的倒退警報操作的條件滿足，則 所述BCM ECU 101產生並通過數據通信單元103向多個傳感器單元130傳 送倒退警報傳感器驅動消息。傳送該驅動消息後，在接收到警報消息時，所 述BCM ECU 101控制蜂鳴器105產生基於包含在接收到的警報消息中的警 報級別值的警報。倒退警報操作的條件，即倒退警報系統的一般條件，代表 在這個條件下驅動器隨著發動機啟動換為倒檔(R)。用於檢測發動機是否啟 動和驅動器是否換為倒檔(R)的結構的技術在現有技術中已經眾所周知， 因此省略其說明。
所述數據通信單元103依據本地互連網絡(LIN)或者控制器區域網路 (CAN)協議執行數據通信。
所述蜂鳴器105在BCM ECU 101的控制下產生警報。
所述傳感器單元130使用專用集成電路(ASIC)製造，從而最小化大 小並執行例如測量距後方障礙物距離的控制。從BCM 100接收到倒退警報 傳感器驅動消息後，所述傳感器單元130被驅動以產生超聲波，使用超聲波 發生時間和反射接收時間來測量距後方障礙物的距離。如果距離被測量，則 所述傳感器單元130在査找表中查詢與被測距離值相對應的預定義的警報級 別值。當査詢到警報級別值，所述傳感器單元130產生並向BCM 100傳送 包含該警報級別值的警報消息。
圖3是顯示了圖2中傳感器單元130的詳細構造的框圖。參考圖3在下 面對所述傳感器單元130的詳細構造進行描述。
9所述傳感器單元130包括微控制器(MCU) 131、只讀存儲器(ROM) 132、隨機存儲器(RAM) 133、數據通信單元135以及感測單元140。
根據本發明，所述MCU 131控制傳感器單元130的一般操作。具體地 說，當通過數據通信單元135接收到傳感器驅動消息後，所述MCU 131驅 動所述感測單元140來感測距後方障礙物的距離，產生包含與所感測的距離 值相對應的警報級別值的警報消息，並通過數據通信單元135向BCM 100 傳送該警報消息。
所述ROM 132存儲用於控制傳感器單元130的操作的控制程序和定義 了根據距離值的警報級別值的查找表。
所述RAM 133臨時存儲在控制程序的操作過程中產生的數據。
所述感測單元140包括脈衝發生器141、傳感器驅動驅動器142、傳感 器143、放大器144、模數轉換器(ADC) 145和檢測器146。所述脈衝發生 器141在MCU 131的控制下產生脈衝。所述傳感器驅動驅動器142接收所 述脈衝並驅動傳感器143。在傳感器驅動驅動器142的控制下，所述傳感器 143產生並傳送超聲波，並接收反射的超聲波。所述放大器144放大接收到 的超聲波信號。所述ADC 145將放大後的超聲波信號轉換為8比特的數字 信號。所述檢測器146從8比特數位訊號中檢測感測的距離值。在本發明中 所述的傳感器143是超聲波傳感器。
所述數據通信單元135對應於BCM 100中的數據通信單元103並依據 LIN或者CAN協議執行與BCM 100中的數據通信單元103之間的數據通信。
一種情況是如圖2和圖3所示，當從BCM 100接收到倒退警告傳感器 驅動消息時，所述傳感器單元130被驅動。與此不同，在本發明的第二個示 例性實施方式中，也可以配置成當通過啟動發動機接收到電能或者通過單獨 的操作接收到電能而不是從BCM IOO接收倒退警報傳感器驅動消息時，所 述傳感器單元130被驅動。這裡，當倒退警報操作條件滿足時，所述BCM 100必須被設置為監視警報消息是否接收以及產生基於監控過程中接收到的警 報消息中包含的警報級別值的警報。
同樣地，被設置為包含定義了根據距離值的警報級別值的查找表並傳送 具有與被測距離值相對應的警報級別值的警報消息的所述傳感器單元130的 構造已經如上所述。與此不同，在本發明的第三個示例性實施方式中，也可
以設置成傳感器單元130傳送包含被測距離值的警報消息，以及BCM 100 包含定義了根據距離值的警報級別值的查找表，在査找表中査詢與警報消息 中包含的被測距離值相對應的警報級別值，並且產生基於查詢的警報級別值 的警報。
圖4是顯示了根據本發明的用於執行倒退警報的倒退警報系統中的 BCM 100的操作的流程圖。下面參考圖2和圖3進行描述。
首先，在步驟411中，所述BCMECU 101檢查倒退警報操作的條件是 否滿足。
如果在步驟411中條件滿足，則在步驟413中，所述BCMECU101產 生倒退警報傳感器驅動消息並通過數據通信單元103向傳感器單元130中的 每一個傳送該倒退警報傳感器驅動消息。
傳送所述驅動消息後，在步驟415中，所述BCMECU101檢查是否通 過數據通信單元103接收到警報消息。
接收到警報消息後，在步驟417中，所述ECU101從警報消息中檢測警 報級別並通過蜂鳴器105產生基於檢測的警報級別的警報。所述警報級別是 指音量級別或警報音發生的頻率級別。詳細地說，所述ECU 101根據警報級 別來改變聲音音量或者通過頻率調節改變發生頻率，從而使用蜂鳴器105產 生警報聲。
在本發明的第二個示例性實施方式中，步驟413可以從圖4中省略。也 就是如果在步驟411中倒退警報操作的條件滿足，則在步驟415中，BCMECU 101檢查是否通過數據通信單元103接收到警報消息。如果接收到警報 消息，則在步驟417中，所述BCMECU101產生基於警報級別的警報。
本發明的第三個示例性實施方式應該進一步包括在先前存儲的查找表 中査詢與距離值相對應的警報級別值的附加程序(圖中未表示)，因為警報 消息只包含距離值而不包含警報級別值。如果在査找表中査詢警報級別值， 則在步驟417中，所述ECU 101產生基於所查詢的警報級別值的警報。
圖5是顯示了根據本發明的用於執行倒退警報的傳感器單元的操作的流 程圖。下面參考圖3和圖5進行描述。
首先，在步驟511中，所述MCU 131檢查是否通過數據通信單元135 接收到倒退警報傳感器驅動消息。
當在步驟511中接收到驅動消息後，在步驟513中所述MCU 131驅動 感測單元140，以及在步驟515中檢查是否接收到感測值，即從檢測器146
中得到的被測距離值。
當在步驟515中接收到被測距離值後，在步驟517中所述MCU 131在 先前存儲在ROM132中的査找表中查詢與被測距離值相對應的警報級別值。
如果査詢到警報級別值，則在步驟519中所述MCU 131產生並通過數 據通信單元135向BCM 100傳送包含所查詢的警報級別值的警報消息。
在本發明的第二個示例性實施方式中，在步驟511中，MCU 131不檢査 是否接收到倒退警報傳感器驅動消息，而是確定是否接收到電能。如果提供 了電能，則圖5中步驟513之後的步驟同樣被執行。
在本發明的第三個示例性實施方式中，如果在圖5的步驟515中接收了 是感測值的距離值，則在步驟517中MCU 131不是確定警報級別，而是在 步驟519中產生並通過數據通信單元135向BCM 100傳送包含接收到的距 離值的警報消息。
如上所述，本發明通過將倒退警報系統的控制功能分散到每個傳感器上並提供由其他電子系統負責倒退警報系統的警報功能的結構，從而具有能夠 確保安裝其他另外的電子系統的空間的優點。本發明由於將功能分散和與其 他電子系統集成，而使電子線路的數目減少，所以具有能夠確保空間和減少 車輛重量的優點。
參考本發明特定的優選實施方式表示和描述本發明，本領域的技術人員 明可以理解，在不脫離附加的權利要求規定的本發明的精神和範圍基礎上， 可以做出各種形式和細節上的修改。
權利要求
1.一種車輛的倒退警報系統，所述系統包括電子系統，用於當該車輛倒車時傳送傳感器驅動消息並然後產生基於接收的警報級別的警報；以及多個傳感器單元，在接收到所述傳感器驅動消息後被驅動，感測距後方障礙物的距離，以及傳送與所感測的距離相對應的警報級別到所述電子系統。
2. 根據權利要求1所述的系統，其中所述電子系統包括 蜂鳴器，用於產生基於所述警報級別的警報； 數據通信單元，用於執行數據通信；以及電子控制單元，用於確定所述車輛是否在倒車，當該車輛倒車時通過所 述數據通信單元發送所述傳感器驅動消息，以及控制所述蜂鳴器以產生基於 通過所述數據通信單元接收到的警報級別的警報。
3. 根據權利要求2所述的系統，其中所述傳感器單元包括 數據通信單元，用於執行與所述電子系統中的所述數據通信單元之間的數據通信；感測單元，用於產生超聲波並測量距後方障礙物的距離； 只讀存儲器，用於存儲定義了對於距離的警報級別的査找表； 微控制器，用於當通過所述數據通信單元接收到所述傳感器驅動消息時 驅動所述感測單元以測量距離，在査找表中根據被測距離査詢警報級別，以 及通過所述數據通信單元向所述電子系統傳送所查詢的警報級別。
4. 根據權利要求3所述的系統，其中所述感測單元包括-傳感器，用於產生並傳送超聲波，以及接收從後方障礙物反射回來的反射超聲波；脈衝發生器，用於在所述微控制器的控制下產生脈衝； 傳感器驅動驅動器，用於接收所述脈衝並驅動所述傳感器； 放大器，用於放大從所述傳感器輸出的所述反射超聲波； 模數轉換器，用於將放大的超聲波轉換成8比特的數位訊號；以及 檢測器，用於從所述8比特數位訊號中檢測距後方障礙物的距離值。
5. 根據權利要求4所述的系統，其中所述電子系統與所述傳感器單元 中的數據通信單元依據本地互連網絡協議執行數據通信。
6. 根據權利要求4所述的系統，其中所述電子系統與所述傳感器單元 中的數據通信單元依據控制器區域網路協議執行數據通信。
7. 根據權利要求6所述的系統，其中所述電子系統是車身控制模塊。
8. 根據權利要求6所述的系統，其中所述傳感器單元是專用集成電路。
9. 一種車輛的倒退警報方法，所述方法包括如果倒退警報操作的條件滿足，則由電子系統產生並傳送傳感器驅動消息；由傳感器單元接收所述驅動消息以用於驅動，測量距後方障礙物的距 離，以及向所述電子系統傳送包含與被測距離相對應的警報級別的警報消 息；以及由所述電子系統產生基於所述警報消息的警報級別的警報。
10. —種車輛的倒退警報系統，所述系統包括多個傳感器單元，用於當提供了電能時測量距後方障礙物的距離以及產 生並傳送包含與被測距離相對應的警報級別的警報消息；以及電子系統，用於當該車輛倒車時產生基於包含在從所述傳感器單元接收 到的警報消息中的警報級別的警報。
11. 根據權利要求10所述的系統，其中所述電子系統包括 蜂鳴器，用於產生基於所述警報級別的警報； 數據通信單元，用於執行數據通信；以及電子控制單元，用於確定所述車輛是否在倒車，當該車輛倒車時，控制 所述蜂鳴器產生基於通過所述數據通信單元接收到的警報級別的警報。
12. 根據權利要求ll所述的系統，其中所述傳感器單元包括 數據通信單元，用於執行與所述電子系統的數據通信單元之間的通信； 感測單元，用於產生超聲波並測量距後方障礙物的距離； 只讀存儲器，用於存儲定義了對於距離的警報級別的查找表；以及 微控制器，用於當提供了電能且通過所述數據通信單元接收到所述傳感器驅動消息時驅動感測單元以測量距離，根據被測距離在査找表中査詢警報 級別，以及通過所述數據通信單元向所述電子系統傳送包含所查詢的警報級 別的警報消息。
13. 根據權利要求12所述的系統，其中所述感測單元包括傳感器，用於產生並傳送超聲波，以及接收從後方障礙物反射回來的反 射超聲波；脈衝發生器，用於在所述微控制器的控制下產生脈衝； 傳感器驅動驅動器，用於接收所述脈衝並驅動所述傳感器；放大器，用於放大從所述傳感器輸出的所述反射超聲波； 模數轉換器，用於將放大的超聲波轉換成8比特的數位訊號；以及 檢測器，用於從所述8比特數位訊號中檢測距後方障礙物的距離值。
14. 根據權利要求13所述的系統，其中所述電子系統與傳感器單元中 的數據通信單元依據本地互連網絡協議執行數據通信。
15. 根據權利要求13所述的系統，其中所述電子系統與傳感器單元中 的數據通信單元依據控制器區域網路協議執行數據通信。
16. 根據權利要求14所述的系統，其中所述電子系統是車身控制模塊。
17. 根據權利要求14所述的系統，其中所述傳感器單元是專用集成電路。
全文摘要
提供一種車輛的倒退警報系統和方法。該系統包括電子系統和多個傳感器單元。當所述車輛倒車時，所述電子系統傳送傳感器驅動消息，並然後產生基於接收到的警報級別的警報。所述傳感器單元當接收到所述傳感器驅動消息時被驅動，感測距後方障礙物的距離，並傳送相應於所感測距離的警報級別到所述電子系統。
文檔編號G01S15/08GK101308212SQ200810084810
公開日2008年11月19日 申請日期2008年3月18日 優先權日2007年5月18日
發明者柳再用, 金鎬卿, 閔丙培 申請人:現代奧途納特株式會社