CN105416298A - 一种基于线控转向系统的路面不平度预警与主动避障装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于线控转向系统的路面不平度预警与主动避障装置。所述装置包括用于监测路况的监测模块、电子控制单元模块、报警模块、线控转向系统模块转向执行组件。车载摄像头将前方路面不平度信息反映给电子控制单元模块，电子控制单元模块判断前方路面不平度信息是否需要提示给驾驶员，若不需要则继续监测前方路面不平度，若需要则通过FlexRay网络将报警指令传输给报警模块，同时通过FlexRay网络控制线控转向系统模块转向执行组件主动转向绕过不平路面，若成功绕过不平路面则结束此次主动转向，若未能成功绕过不平路面，则电子控制单元模块会控制方向盘上反映路感的转矩不引起驾驶员的不舒适感受，此装置保证了驾驶过程的稳定、安全、驾驶舒适性。

Description

一种基于线控转向系统的路面不平度预警与主动避障装置

技术领域：

本发明涉及一种基于线控转向系统的路面不平度预警与主动避障装置，用于提醒驾驶员前方路面不平度，降低驾驶员驾驶过程中的疲惫感。

背景技术：

具有线控转向系统的汽车取消了方向盘和转向车轮之间的机械连接，路感由电子控制单元根据预设的路感模拟控制策略控制路感模拟电机生成相应转矩反映在方向盘上，在此过程中反映路面不平度这一部分的信息十分重要。

目前国内外公开的专利多数仅考虑如何更好地反映车轮正在压过的路面的路感，而没有考虑通过预先监测路面不平度从而主动避障并提示驾驶员来减少驾驶过程中的颠簸，并且传统的机械式转向系统进行主动避障时会同时导致方向盘转动影响驾驶员。

因此，有必要开发基于线控转向系统的可以提前监测前方路面不平度信息，并在必要的时候按一定比例减小方向盘上反映路感的转矩、控制转向执行机构进行主动转向的系统，同时能够主动提醒驾驶员前方路面不平度信息的装置，有效降低驾驶员驾驶过程中的疲惫感并减少因驾驶员注意力不集中引发的事故。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种基于线控转向系统的路面不平度预警与主动避障装置，通过提前提醒驾驶员并主动转向绕过不平路面来减少驾驶员驾驶过程中的颠簸，通过实时监测路面不平度改变反馈在方向盘上的路感来减少反馈在方向盘上的路感对驾驶员造成的不适甚至伤害，从而优化驾驶员的驾驶感受。

为实现上述目的，本发明是按如下技术方案实现的：

一种基于线控转向系统的路面不平度预警与主动避障装置，包括用于监测前方路面不平度的监测模块、电子控制单元模块、报警模块、线控转向系统模块。

技术方案中所述的监测模块为用来监测前方路面不平度的车载摄像头，摄像头能够捕捉前方一百米内的路面信息，安装在汽车前玻璃，摄像头有白天和夜间两种工作模式，可根据驾驶环境变化自动切换两种工作模式，从而保证了夜间也能正常工作。

技术方案中所述的电子控制单元模块的输入为车载摄像头捕获的前方路面不平度信息，电子控制单元模块中有数据存储组件，数据存储组件存有需要提醒驾驶员时的路面不平度极限值，若前方路面不平度没有达到需要给驾驶员提醒的极限值，则返回继续监测前方路面不平度信息，若前方路面不平度达到需要给驾驶员提醒的极限值，电子控制单元模块则通过FlexRay网络发出必要的报警信息和主动转向指令，若成功绕过不行路面，则此轮工作结束，返回继续监测前方路面不平度信息，若主动转向或驾驶员进行转向操作后未能绕过不平路面时，若电子控制单元判断此时的路面信息通过预设的路感模拟控制组件反映到方向盘上是会引起驾驶员的不舒适甚至造成伤害，若不是，则按预设的路感模拟控制组件模拟路感，此轮工作结束，返回继续监测前方路面不平度信息，若是，则按一定的比例减小传递到方向盘上的转矩，减小比例的同时电子控制单元模块发出指令控制语音提示装置发出语音提示驾驶员此时反馈的转矩是按一定比例减小后的转矩，以防驾驶员对路面信息产生误判，此轮工作结束，返回继续监测路面不平度信息。

技术方案中所述的报警模块工作方式为路感模拟电机在接收到电子控制单元模块的报警指令时发出的能被驾驶员感知而又不会使驾驶员产生不舒适感受的方向盘转动，方向盘转动的频率和幅值的具体数值由驾驶员通过两个旋钮来分别控制，顺时针旋转旋钮则方向盘转动的频率和幅值都会增大。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1.现有的预警装置一般通过CAN网络传递信息，本发明使用FlexRay网络传递，传输速度更快可靠性也更高。

2.通过线控转向系统中的路感模拟电机控制方向盘以特定的幅值和频率转动作为报警模块，避免了新增装置，降低了实施本发明的复杂度和成本，并且传统的机械式转向系统是无法实现转动方向盘报警的，因为转动方向盘的同时车轮也会转动。

3.通过预先提醒驾驶员并主动转向绕过不平路面来减少驾驶员驾驶过程中的颠簸，从而降低驾驶员的驾驶疲惫感，减少因驾驶员注意力不集中引发的事故。

附图说明：

图1为本发明的原理方框图。

图2为本发明的工作方法示意图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的描述。

参阅图1、2，本发明所述的基于线控转向系统的主动转向与方向盘主动提醒装置包括监测模块1、电子控制单元模块2、报警模块3、线控转向系统模块中的转向执行组件4。

本发明所述的基于线控转向系统的主动转向与方向盘主动提醒装置工作过程包括以下步骤：

步骤1：监测模块捕获前方路面不平度信息，将捕获到的信息通过FlexRay网络输入给电子控制单元模块；

步骤2：电子控制单元模块判断前方路面不平度是否达到需要提醒驾驶员的范围，若输出结果为是，则执行步骤3；若输出结果为否，则返回步骤1；

步骤3：报警模块发出报警信息且发出主动转向指令控制线控转向系统模块的转向执行组件主动转向绕过不平路面，若绕过不平路面，则此轮工作过程结束，若没有绕过不平路面，则执行步骤4；

步骤4：判断前方路面不平度信息反映到方向盘时的转矩是否会引起驾驶员的不适甚至造成伤害，若是，则执行步骤5，若不是，则按预设的路感模拟控制组件反映路感，此轮工作过程结束；

步骤5：以一定的比例减小方向盘上反映路感的转矩的值，由驾驶员经多次感受后选择一个最习惯的值，减小比例的同时发出语音提示驾驶员此时反馈的转矩是按一定比例减小后的转矩，以防驾驶员对路面信息产生误判。

以上的论述仅仅是本发明的优选实施例，是为了解释和说明，并不是对本发明本身的限制。本发明并不局限于这里公开的特定实施例，而由下面的权利要求确定。另外，在前面的描述中的与特定的实施例有关的记载并不能解释为对本发明的范围或者权利要求中使用的术语的定义的限制。所公开实施例的各种其它不同的实施例和各种不同的变形对于本领域技术人员来说是显而易见的。但所有不背离本发明基本构思的这些实施例、改变和变形均在所附权利要求的范围中。

Claims (6)

1.一种基于线控转向系统的路面不平度预警与主动避障装置，其特征在于，包括监测模块、电子控制单元模块、报警模块、线控转向系统模块转向执行组件，所述监测模块与电子控制单元模块相连，所述电子控制单元模块和线控转向系统模块中的转向执行组件相连；

所述监测模块为车载摄像头，用于监测汽车行驶前方路面不平度信息并将其通过FlexRay网络发送给电子控制单元模块，此摄像头安装在汽车前保险杠上，摄像头有白天和夜间两种工作模式，可根据驾驶环境变化自动切换两种工作模式，从而保证了夜间也能正常工作；

所述电子控制单元模块的输入为车载摄像头捕获的前方路面不平度信息，电子控制单元模块中有数据存储组件，数据存储组件存有需要提醒驾驶员时的路面不平度极限值，若前方路面不平度没有达到需要给驾驶员提醒的极限值，则返回继续监测前方路面不平度信息，若前方路面不平度达到需要给驾驶员提醒的极限值，电子控制单元模块则通过FlexRay网络发出必要的报警信息和主动转向指令，若成功绕过不行路面，则此轮工作结束，返回继续监测前方路面不平度信息，若主动转向或驾驶员进行转向操作后未能绕过不平路面时，若电子控制单元判断此时的路面信息通过预设的路感模拟控制组件反映到方向盘上是会引起驾驶员的不舒适甚至造成伤害，若不是，则按预设的路感模拟控制组件模拟路感，此轮工作结束，返回继续监测前方路面不平度信息，若是，则按一定的比例减小传递到方向盘上的转矩，减小比例的同时电子控制单元模块发出指令控制语音提示装置发出语音提示驾驶员此时反馈的转矩是按一定比例减小后的转矩，以防驾驶员对路面信息产生误判，此轮工作结束，返回继续监测路面不平度信息；

所述报警模块工作方式为路感模拟电机在接收到电子控制单元模块的报警指令时发出的能被驾驶员感知而又不会使驾驶员产生不舒适感受的方向盘转动，随着危险程度的增加振动也越来越激烈。

2.根据权利要求1所述的一种基于线控转向系统的路面不平度预警与主动避障装置，当电子控制单元判断出车载雷达监测到的前方路面不平度信息需要提示给驾驶员时，电子控制单元模块通过FlexRay网络控制路感模拟电机输出转矩使方向盘转动，方向盘转动的频率和幅值的具体数值由驾驶员通过两个旋钮来分别调节，顺时针转动旋钮会使频率和幅值都增大。

3.根据权利要求2所述的一种基于线控转向系统的路面不平度预警与主动避障装置，当电子控制单元模块通过FlexRay网络控制方向盘左右转动提醒驾驶员的同时也通过FlexRay网络输出主动转向指令控制前轮转角主动绕过不平路面。

4.根据权利要求1所述的一种基于线控转向系统的路面不平度预警与主动避障装置，当主动转向后或驾驶员进行转向操作后未能成功绕过不平路面时，此时电子控制单元模块若判断出此时的路面不平度按照该车的线控转向系统预设的路感模拟控制组件反映到方向盘时会引起驾驶员的不舒适甚至对驾驶员造成伤害时，电子控制单元模块通过FlexRay网络控制路感模拟电机将障碍物引起的传递到方向盘上反映路感的转矩以一定的比例减小，此比例应保证传递到方向盘上的转矩不会引起驾驶员的不舒适。

5.根据权利要求4所述的一种基于线控转向系统的路面不平度预警与主动避障装置，方向盘上反映路感的转矩减小的比例不是固定值，可以由驾驶员经多次感受后选择一个最习惯的值，减小比例的同时发出语音提示驾驶员此时反馈的转矩是按一定比例减小后的转矩，以防驾驶员对路面信息产生误判。

6.根据权利要求1所述的一种基于线控转向系统的路面不平度预警与主动避障装置，其特征是，包括以下步骤：

实时监控前方路面不平度信息；

将路面不平度信息传递给驾驶员并将其传递给电子控制单元模块；

判断前方路面不平度达到需要给驾驶员提醒的范围时发出报警信息并进行主动转向，未能成功绕过不平路面时，且电子控制单元模块判断出此时的路面信息按照该车的线控转向系统预组设的路感反馈件反映到方向盘时会引起驾驶员的不舒适甚至对驾驶员造成伤害，电子控制单元模块通过FlexRay网络控制路感模拟电机将障碍物引起的传递到方向盘上的反映路感的转矩以一定的比例减小。