汽車主動防追尾控制系統及控制方法

2023-05-29 12:11:46 4

專利名稱：汽車主動防追尾控制系統及控制方法
技術領域：
本發明涉及汽車安全行駛技術領域，尤其涉及一種能儘量避免汽車被追尾及最大 限度地減小追尾可能造成的損害的汽車主動防追尾控制系統及控制方法。
背景技術：
隨著網絡技術、雷達探測技術、通訊技術以及電子控制技術等高新技術的不斷發 展和進步，汽車電子智能化水平在近幾年得到了快速的發展，尤其是在汽車主動安全方面， 不斷有新的技術推出，如車道偏離報警技術、車道保持技術、駕駛員疲勞檢測系統、碰撞預 防系統、防爆胎控制系統等等。但是目前這些主動安全技術的應用主要考慮了在駕駛員出 現錯誤操作或者車輛出現危險時，採取合適力度的制動及報警來確保駕駛員的安全行駛。 如中國專利文獻200810094275. O公開了 一種「汽車防撞控制方法及汽車防撞警示裝置」， 汽車防撞控制方法為測距器採集汽車與其它物體之間的距離信息，並輸送至控制器；測 速器採集汽車與其它物體之間的相對速度信息，並輸送至控制器；控制器對距離信息和相 對速度信息進行處理，並輸出控制信號至警示裝置，警示裝置進行提示或報警。這種方法只 是在檢測出有可能發生碰撞時進行報警，以提醒駕駛員作出應變處理。但是其實碰撞發生 在一瞬間，等系統檢測出有可能發生碰撞後駕駛員再作出反應，可能已經無法避免碰撞發 生了。因此，目前採取的方法很難避免汽車的被追尾，也不能最大限度地減小碰撞造成的損 害。發明內容
本發明主要解決原有汽車防撞方法採取的方式有限，很難避免汽車被追尾的碰撞 發生的技術問題；提供一種汽車主動防追尾控制系統及控制方法，其能根據前方車輛情況 在汽車有可能被追尾時進行加速控制，從而最大限度地避免發生追尾碰撞。
本發明另一目的是提供一種汽車主動防追尾控制系統及控制方法，其能在碰撞無 法避免情況下，選擇碰撞造成的損害較小的執行方案，以最大限度地減小碰撞造成的損害。
本發明又一目的是提供一種汽車主動防追尾控制系統及控制方法，其能在碰撞無 法避免情況下，提前啟動相應安全執行機構，最大限度地減小追尾碰撞造成的損害。
本發明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的本發明的汽車主動 防追尾控制系統，包括安裝於汽車上的發動機管理系統、雷達系統、防追尾控制單元、方向 盤轉角傳感器、輪速傳感器、橫擺角速度傳感器和安全氣囊控制單元，發動機管理系統、雷 達系統、方向盤轉角傳感器、輪速傳感器、橫擺角速度傳感器及安全氣囊控制單元分別和防 追尾控制單元相連，所述的發動機管理系統又和汽車上的電子油門踏板相連，所述的雷達 系統包括如向雷達和後向雷達。如向雷達和後向雷達能探測如方車輛和後方車輛的距尚以 及相對速度信息。汽車在行駛過程中，由雷達系統獲知後方車輛的車速及和本車的距離，並輸送給防追尾控制單元，方向盤轉角傳感器、輪速傳感器及橫擺角速度傳感器測得的數據 也輸送給防追尾控制單元，由防追尾控制單元經過綜合的分析和計算，判定後方車輛是否 會追尾本車，如果會發生追尾，則根據前方車輛和本車的情況發出控制信號給發動機管理 系統控制電子油門踏板，執行加速方案，以避免追尾碰撞的發生。當判斷得出通過加速也無 法避免追尾發生時，則由防追尾控制單元發出信號給安全氣囊控制單元以提前啟動安全氣 囊，力求減少碰撞造成的傷害。
作為優選，所述的汽車主動防追尾控制系統包括安全帶檢測單元和安全帶預緊控 制單元，安全帶檢測單元和安全帶預緊控制單元分別和所述的防追尾控制單元相連。通過 安全帶檢測單元檢沒汽車上哪個座椅的安全帶處於綁定狀態，並將綁定信息輸送給防追尾 控制單元，當防追尾控制單元判斷出無法避免追尾碰撞發生時，會發出信號給安全帶預緊 控制單元，預先拉緊該座椅上的安全帶，減少碰撞發生時造成的損害。
作為優選，所述的安全帶預緊控制單元包括安裝於汽車上的導軌、預緊電機和設 於導軌上的滑架，預緊電機的轉軸上連接有絲杆，絲杆和滑架相連，汽車座椅上的安全帶的 一端上連接有一個固定環，固定環和所述的滑架相連。防追尾控制單元發出信號控制預緊 電機的轉動，在絲杆的帶動下滑架在導軌上作前後移動，滑架向後移時，通過固定環將安全 帶向後拉，實現自動拉緊安全帶的操作。
作為優選，所述的車門自動落鎖控制單元和車窗自動控制單元，所述的車門自動 落鎖控制單元及車窗自動控制單元分別和所述的防追尾控制單元相連。當防追尾控制單元 判斷得出無法避免碰撞時，啟動車門自動落鎖控制單元及車窗自動控制單元，以鎖上本車 的所有車門及關上本車的所有車窗，減小碰撞時本車內人員被撞出車外的機率，以減小碰 撞造成的損傷程度。
本發明的汽車主動防追尾控制系統的控制方法，包括以下步驟a.所述的防追尾控制單元接收所述的雷達系統中的後向雷達測得的本車後方車輛的 車速及和本車之間的距離，經過分析和計算，判斷後方車輛是否有可能追尾本車，如果有可 能發生追尾，進入下一步驟，反之則仍正常行駛；b.如果後方車輛有可能追尾本車，則接著考慮能不能通過對本車加速來避免追尾發 生；防追尾控制單元接收所述的雷達系統中的前向雷達測得的本車前方車輛的車速及和本 車之間的距離，結合本車車速，經過分析和計算，作出判斷，如果本車前方沒有可加速的安 全距離，則防追尾控制單元輸出控制信號給安全氣囊控制單元以提前啟動安全氣囊；反之 防追尾控制單元根據前方車輛的車速、本車的車速及兩車的間距計算出和前方車輛不會發 生追尾的加速度值，然後輸出控制信號給發動機管理系統，由發動機管理系統發出控制信 號給電子油門踏板，由電子油門踏板以該加速度控制本車加速，既確保本車不會追尾前方 車輛，又避免後方車輛追尾本車；c.防追尾控制單元繼續通過後向雷達探測後方車輛，如果已避免後方車輛有可能發 生的追尾，則發出控制信號給發動機管理系統停止加速，使本車回到正常行駛狀態；反之重 復步驟b。
力求最大限度地避免追尾碰撞事故發生並在追尾無法避免時最大限度的減少追 尾碰撞造成的損害。
作為優選，所述的汽車主動防追尾控制系統包括和防追尾控制單元相連的安全帶檢測單元和安全帶預緊控制單元，當防追尾控制單元判斷得出通過加速也無法避免後方車 輛追尾時，防追尾控制單元通過安全帶檢測單元獲知哪個座椅的安全帶已綁定的信息，然 後輸出控制信號給連在這個座椅上的安全帶預緊控制單元，由安全帶預緊控制單元自動拉 緊該座椅上的安全帶。在追尾無法避免時進一步減少追尾碰撞造成的損害。
作為優選，所述的汽車主動防追尾控制系統包括和防追尾控制單元相連的車門自 動落鎖控制單元及車窗自動控制單元，當防追尾控制單元判斷得出通過加速也無法避免後 方車輛追尾時，防追尾控制單元輸出控制信號給車門自動落鎖控制單元及車窗自動控制單 元，以鎖上本車的所有車門及關上本車的所有車窗，減小碰撞時本車內人員被撞出車外的 機率，以減小碰撞造成的損傷程度。
作為優選，所述的步驟b中，如果防追尾控制單元判斷出本車前方沒有可加速的 安全距離，則防追尾控制單元進行進一步計算，計算出後方車輛追尾本車時的碰撞強度和 通過加速本車造成本車追尾前方車輛所產生的碰撞強度，並將這兩個碰撞強度進行比對， 選擇碰撞強度小的行駛方案；如果後方車輛追尾本車的碰撞強度小，則本車不改變行駛狀 態；如果本車追尾前方車輛的碰撞強度小，則對本車進行加速控制。在追尾碰撞無法避免情 況下，由防追尾控制單元選擇碰撞造成的損害較小的執行方案，控制本車行駛狀態，以最大 限度地減小碰撞造成的損害。
本發明的有益效果是本發明能在後方車輛可能追尾本車時，根據前方車輛和本 車的行駛情況，使本車選擇執行加速方案，從而最大限度地避免後方車輛追尾本車，提高防 撞效果。又能在追尾碰撞無法避免情況下，選擇碰撞造成的損害較小的執行方案，同時提前 啟動相關安全執行機構，以最大限度地減小碰撞造成的損害，具有很好的社會效益。


圖1是本發明汽車主動防追尾控制系統的一種系統連接結構框圖。
圖2是本發明汽車主動防追尾控制系統中安全帶預緊控制單元的一種結構示意 圖。
具體實施方式
下面通過實施例，並結合附圖，對本發明的技術方案作進一步具體的說明。
實施例本實施例的汽車主動防追尾控制系統，如圖1所示，包括安裝於汽車上的 發動機管理系統1、雷達系統2、防追尾控制單兀3、方向盤轉角傳感器4、輪速傳感器5、橫擺 角速度傳感器6、安全帶檢測單元10、安全帶預緊控制單元9、安全氣囊控制單元7、車門自 動落鎖控制單元11和車窗自動控制單元12。發動機管理系統1、雷達系統2、方向盤轉角傳 感器4、輪速傳感器5、橫擺角速度傳感器6、安全帶檢測單元10、安全帶預緊控制單元9、安 全氣囊控制單元7、車門自動落鎖控制單元11及車窗自動控制單元12分別和防追尾控制單 元3相連，防追尾控制單元3又和汽車的儀表顯示單元13相連，發動機管理系統I又和汽 車上的電子油門踏板8相連，雷達系統2包括前向雷達和後向雷達，能探測前方車輛和後方 車輛的距離以及相對速度信息，均採用汽車通用的77GHZ雷達，該雷達可以探測O. 5 160 米範圍內的行人及車輛。如圖2所示，本實施例中，安全帶預緊控制單元9包括安裝於汽車 上的導軌91、預緊電機92和滑動安裝在導軌91上的滑架93，預緊電機92的轉軸上連接有絲杆94，絲杆94的一端和滑架93相連，汽車座椅上安全帶95的安裝端連接有一個固定環 96，固定環96和滑架93相連。
上述汽車主動防追尾控制系統的控制方法，包括以下步驟a.防追尾控制單元3接收雷達系統2中的後向雷達測得的本車後方車輛的車速及和 本車之間的距離，經過分析和計算，判斷後方車輛是否有可能追尾本車，如果有可能發生追 尾，進入下一步驟，反之則仍正常行駛。
b.如果後方車輛有可能追尾本車，則接著考慮能不能通過對本車加速來避免追尾 發生；防追尾控制單元3接收雷達系統2中的前向雷達測得的本車前方車輛的車速及和本 車之間的距離，結合本車車速，經過分析和計算，作出判斷。如果本車前方沒有可加速的安 全距離，則防追尾控制單元3進行進一步計算，計算出後方車輛追尾本車時的碰撞強度和 通過加速本車造成本車追尾前方車輛所產生的碰撞強度，並將這兩個碰撞強度進行比對， 選擇碰撞強度小的行駛方案如果後方車輛追尾本車的碰撞強度小，則本車不改變行駛狀 態；如果本車追尾前方車輛的碰撞強度小，則對本車進行加速控制。同時防追尾控制單元 3通過安全帶檢測單元10獲知哪個座椅的安全帶已綁定的信息，然後輸出控制信號給連在 這個座椅上的安全帶預緊控制單元9，由安全帶預緊控制單元9自動拉緊該座椅上的安全 帶，同時防追尾控制單元3輸出控制信號給安全氣囊控制單元7以提前啟動安全氣囊，防追 尾控制單元3輸出控制信號給車門自動落鎖控制單元11及車窗自動控制單元12，以鎖上本 車的所有車門及關上本車的所有車窗，減小碰撞時本車內人員被撞出車外的機率，以減小 碰撞造成的損傷程度。反之如果本車前方有可加速的安全距離，則防追尾控制單元3根據 前方車輛的車速、本車的車速及兩車的間距計算出和前方車輛不會發生追尾的加速度值， 然後輸出控制信號給發動機管理系統1，由發動機管理系統I發出控制信號給電子油門踏 板8，由電子油門踏板8以該加速度控制本車加速，既確保本車不會追尾前方車輛，又避免 後方車輛追尾本車。
c.防追尾控制單元3繼續通過後向雷達探測後方車輛，如果已避免後方車輛有可 能發生的追尾，則發出控制信號給發動機管理系統I停止加速，使本車回到正常行駛狀態； 反之重複步驟b。
本發明中的操作控制都是系統自動完成執行，用時少、反應快，能最大限度地避免 後方車輛追尾本車，提高防撞效果，而且又能在追尾碰撞無法避免情況下，選擇碰撞造成的 損害較小的執行方案，同時提前啟動相關安全執行機構，以最大限度地減小碰撞造成的損 害，使汽車的主動保護能力大大增強。
權利要求
1.一種汽車主動防追尾控制系統，其特徵在於包括安裝於汽車上的發動機管理系統 (I)、雷達系統(2)、防追尾控制單元(3)、方向盤轉角傳感器(4)、輪速傳感器(5)、橫擺角速度傳感器(6)和安全氣囊控制單元(7)，發動機管理系統(I)、雷達系統(2)、方向盤轉角傳感器(4)、輪速傳感器(5)、橫擺角速度傳感器(6)及安全氣囊控制單元(7)分別和防追尾控制單元(3)相連，所述的發動機管理系統(I)又和汽車上的電子油門踏板(8)相連，所述的雷達系統(2)包括如向雷達和後向雷達。
2.根據權利要求1所述的汽車主動防追尾控制系統，其特徵在於包括安全帶檢測單元 (10)和安全帶預緊控制單元(9)，安全帶檢測單元(10)和安全帶預緊控制單元(9)分別和所述的防追尾控制單元(3)相連。
3.根據權利要求2所述的汽車主動防追尾控制系統，其特徵在於所述的安全帶預緊控制單元(9)包括安裝於汽車上的導軌(91)、預緊電機(92)和設於導軌(91)上的滑架(93)， 預緊電機(92)的轉軸上連接有絲杆(94)，絲杆(94)和滑架(93)相連，汽車座椅上安全帶 (95 )的安裝端連接有一個固定環(96 )，固定環(96 )和所述的滑架(93 )相連。
4.根據權利要求1或2或3所述的汽車主動防追尾控制系統，其特徵在於包括車門自動落鎖控制單元(11)和車窗自動控制單元(12)，所述的車門自動落鎖控制單元(11)及車窗自動控制單元(12 )分別和所述的防追尾控制單元(3)相連。
5.一種如權利要求1所述的汽車主動防追尾控制系統的控制方法，其特徵在於包括以下步驟a.所述的防追尾控制單元(3)接收所述的雷達系統(2)中的後向雷達測得的本車後方車輛的車速及和本車之間的距離，經過分析和計算，判斷後方車輛是否有可能追尾本車，如果有可能發生追尾，進入下一步驟，反之則仍正常行駛；b.如果後方車輛有可能追尾本車，則接著考慮能不能通過對本車加速來避免追尾發生；防追尾控制單元(3)接收所述的雷達系統(2)中的前向雷達測得的本車前方車輛的車速及和本車之間的距離，結合本車車速，經過分析和計算，作出判斷，如果本車前方沒有可加速的安全距離，則防追尾控制單元(3)輸出控制信號給安全氣囊控制單元(7)以提前啟動安全氣囊；反之防追尾控制單元(3)根據前方車輛的車速、本車的車速及兩車的間距計算出和前方車輛不會發生追尾的加速度值，然後輸出控制信號給發動機管理系統(1)，由發動機管理系統(I)發出控制信號給電子油門踏板(8)，由電子油門踏板(8)以該加速度控制本車加速，既確保本車不會追尾前方車輛，又避免後方車輛追尾本車；c.防追尾控制單元(3)繼續通過後向雷達探測後方車輛，如果已避免後方車輛有可能發生的追尾，則發出控制信號給發動機管理系統(I)停止加速，使本車回到正常行駛狀態； 反之重複步驟b。
6.根據權利要求5所述的汽車主動防追尾的控制方法，其特徵在於所述的汽車主動防追尾控制系統包括和防追尾控制單元(3)相連的安全帶檢測單元(10)和安全帶預緊控制單元(9)，當防追尾控制單元(3)判斷得出通過加速也無法避免後方車輛追尾時，防追尾控制單元(3)通過安全帶檢測單元(10)獲知哪個座椅的安全帶已綁定的信息，然後輸出控制信號給連在這個座椅上的安全帶預緊控制單元(9)，由安全帶預緊控制單元(9)自動拉緊該座椅上的安全帶。
7.根據權利要求5或6所述的汽車主動防追尾的控制方法，其特徵在於所述的汽車主動防追尾控制系統包括和防追尾控制單元(3)相連的車門自動落鎖控制單元(11)及車窗自動控制單元(12)，當防追尾控制單元(3)判斷得出通過加速也無法避免後方車輛追尾時，防追尾控制單元(3 )輸出控制信號給車門自動落鎖控制單元(11)及車窗自動控制單元(12)，以鎖上本車的所有車門及關上本車的所有車窗，減小碰撞時本車內人員被撞出車外的機率，以減小碰撞造成的損傷程度。
8.根據權利要求5所述的汽車主動防追尾的控制方法，其特徵在於所述的步驟b中，如果防追尾控制單元(3)判斷出本車前方沒有可加速的安全距離，則防追尾控制單元(3)進行進一步計算，計算出後方車輛追尾本車時的碰撞強度和通過加速本車造成本車追尾前方車輛所產生的碰撞強度，並將這兩個碰撞強度進行比對，選擇碰撞強度小的行駛方案；如果後方車輛追尾本車的碰撞強度小，則本車不改變行駛狀態；如果本車追尾前方車輛的碰撞強度小，則對本車進行加速控制。
全文摘要
本發明涉及一種汽車主動防追尾控制系統及控制方法，包括防追尾控制單元及與之相連的發動機管理系統、雷達系統、方向盤轉角傳感器、輪速傳感器、橫擺角速度傳感器、安全帶檢測單元、安全帶預緊控制單元和安全氣囊控制單元。防追尾控制單元通過雷達系統獲知後方車輛及前方車輛的車速及和本車的距離，結合本車車速進行分析和計算，向相關執行機構發送相應的指令，對本車進行加速控制以避免被後方車輛追尾。當追尾無法避免時，選擇碰撞造成的損害較小的執行方案，並提前啟動相關安全執行機構，從而最大限度地減小追尾碰撞造成的損害。
文檔編號B60W30/085GK103010210SQ201210323188
公開日2013年4月3日 申請日期2012年9月4日 優先權日2012年9月4日
發明者宋超, 江振偉, 周大永, 劉衛國, 馬芳武, 趙福全 申請人:浙江吉利汽車研究院有限公司杭州分公司, 浙江吉利汽車研究院有限公司, 浙江吉利控股集團有限公司