CN105818734B - 一种车辆转弯过程中转向灯辅助控制装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆转弯过程中转向灯辅助控制装置及方法，包括：转向灯开关、方向盘转角传感器、距离传感器、惯性传感器、转向灯控制器、GPS导航系统；转向灯开关、方向盘转角传感器、距离传感器、惯性传感器以及GPS导航系统均与转向灯控制器连接；转向灯开关安装在方向盘下方，用于向转向灯控制器发出开启转向灯信号；方向盘转角传感器安装在方向盘下方的方向柱内，用于获取方向盘转角度；距离传感器和惯性传感器用于记录车辆持续行驶距离和测量车辆航向；GPS导航系统用于检测车辆所处的路段和转弯道路的夹角；转向灯控制器由车载ECU实现，转向灯控制器根据惯性传感器、距离传感器、方向盘转矩传感器以及GPS导航系统提供的信息，控制转向灯明灭。

Description

一种车辆转弯过程中转向灯辅助控制装置及方法

技术领域

本发明属于汽车技术领域，具体涉及一种车辆转弯过程中转向灯辅助控制装置及方法。

背景技术

目前，汽车对促进社会进步，提高物质生活水平，改善人们生活方式都起了非常重要的作用。但随着汽车工业的不断发展，车辆拥有量不断增加，使得行驶汽车安全不断受到人们的关注。其中，汽车灯光的使用与行车安全有着直接的关系，正确使用汽车灯光不仅可以保护自身的安全，同时还可以营造出一种井然有序的交通环境。

汽车灯包括照明类和信号类灯具，这两种都是最为重要的汽车主动安全部件。转弯、并线、起步、停车、超车或躲避等使驾驶员打轮，导致车辆离开原来车道，必须提前开启信号灯，即转向灯，这是安全驾驶的基本原则。转向灯不仅提醒自己目前车辆所处状态，也提醒周边行人或车辆，该车的驾驶状态和行驶动向，从而减少交通事故的发生。

然而，现在存在汽车转向过程中，特殊情况下回打方向盘自动熄灭转向灯而没有完成转向的一种安全隐患，这种隐患容易让行人不知，造成交通事故。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种车辆转弯过程中转向灯辅助控制装置及方法，采用如下技术方案：

一种车辆转弯过程中转向灯辅助控制装置，包括：转向灯开关、方向盘转角传感器、距离传感器、惯性传感器、转向灯控制器、GPS导航系统；所述转向灯开关、所述方向盘转角传感器、所述距离传感器、所述惯性传感器以及所述GPS导航系统均与所述转向灯控制器电性连接；

所述转向灯开关安装在方向盘下方，用于向转向灯控制器发出开启转向灯信号；所述方向盘转角传感器安装在方向盘下方的方向柱内，用于获取方向盘转角度；距离传感器和惯性传感器分别用于记录车辆持续行驶距离和测量车辆航向；所述GPS导航系统用于检测车辆所处的路段和转弯道路的夹角；所述转向灯控制器由车载ECU实现，转向灯控制器根据惯性传感器、距离传感器、方向盘转角传感器以及GPS导航系统提供的信息，控制转向灯明灭。

根据上述的车辆转弯过程中转向灯辅助控制装置，本发明还提出了一种车辆转弯过程中转向灯辅助控制方法，包括如下步骤：

1)，由转向灯开关发出信号给转向灯控制器，开启转向灯；

2)，由GPS导航系统判断车辆所处的路段情况；

3)，转向灯控制器再根据车辆的航向角H，方向盘的转角和转弯道路的夹角β以及持续直行距离判断车辆的具体操作，根据车辆具体操作控制转向灯明灭。

进一步，所述步骤2)中所述的路段情况包括：转弯路口、直行路段。

进一步，所述步骤3)中所述车辆的具体操作分以下情况：

情况1：在步骤2)中的路段情况为转弯路口时，车辆具体操作为转弯或调头；

情况2：在步骤2)中的路段情况为直行路段时，车辆具体操作为变道或调头。

进一步，在情况1时，所述步骤3)中控制转向灯明灭的过程包括：

3-1)转向灯控制器向GPS导航系统发送请求，获取当前转弯道路的夹角β信息；

3-2)判断航向角H是否为正角度、负角度，或者一开始就趋于正180度；

3-3)判断方向盘的转角是否在正负α范围内，若超出范围，则判定车辆在转弯状态；

若航向角H一开始趋于正180度，并且方向盘转角逐渐达到最大，然后又慢慢回打方向盘变到最小时，则判定车辆在调头状态；

3-4)在步骤3-3)中的转弯状态中，转向灯控制器实时检测车身的航向角H是否小于转弯道路的夹角β，如果小于β，则不会发出信号熄灭转向灯，即使出现转向灯开关回位的情况，也不会熄灭转向灯；

在步骤3-3)中的整个调头状态中，即使出现转向灯开关回位的情况，转向灯控制器也不会发出信号熄灭转向灯；

3-5)通过惯性传感器判断航向角H是否等于0或接近于0，若是，再通过方向盘转角传感器判断方向盘转角是否在正负α范围内，若是，再通过距离传感器判断车辆是否持续直行一段距离m，若是，转向灯控制器发出信号熄灭转向灯。

进一步，所述步骤3-4)中出现转向灯开关回位的情况包括如下：

a，在转弯中途过程中，受到干扰需要改变路线时，驾驶员回打方向盘导致转向灯开关回位；

b，驾驶员手不注意碰到转向灯开关，导致转向灯开关回位。

进一步，所述步骤3-4)还包括：在转弯状态中，若驾驶员不想转弯了，并且向相反的方向推动转向灯开关，则转向灯控制器会发出信号开启另一边的转向灯，并通过距离感器检测车辆行驶一段距离t后，发出信号关闭原来打开的转向灯。

进一步，在情况2时，所述步骤3)中控制转向灯明灭的过程包括：

3.1)若检测到航向角趋于正180度，并且方向盘转角逐渐达到最大，然后又慢慢变到最小时，则认为车辆是在调头状态；

若检测到航向角H为正角度或者负角度，变化较小，紧接着就接近于0度，并且与此同时，方向盘转角在一开始接近于45度，紧接着慢慢回正，则认为车辆是在变道状态；

在所述调头状态和变道状态过程中，转向灯控制器不会发出信号熄灭转向灯；

3.2)通过惯性传感器判断航向角H是否等于0或接近于0，若是，再通过方向盘转角传感器判断方向盘转角是否在正负α范围内，若是，再通过距离传感器判断车辆是否持续直行一段距离m，若是，转向灯控制器发出信号熄灭转向灯。

进一步，所述α为30度至40度，m为5米。

进一步，所述t＝3米。

本发明的有益效果是：

1.本发明所述装置可以在不改变车体外形的情况下，为车辆转弯提供正确转向灯使用操作，指明车辆当前目的。

2.本发明所述装置实现了车辆转弯操作的完善化、全面化。纠正了汽车转弯过程中，转向灯错误熄灭的问题，同时实现了多单元共同控制转向灯状态。

附图说明

图1是应用于车辆转弯过程中转向灯辅助控制装置的整体设计结构组成图；

图2是应用于车辆转弯过程中转向灯辅助控制装置的电路图；

图3是车辆在转弯路口出现不同情况的示意图；

图4是车辆方向盘转角规定示意图。

图中标记，1-转向灯开关，2-方向盘转角传感器，3-距离传感器，4-惯性传感器，5-转向灯控制器，6-GPS导航系统，7-前右转向灯，8-后右转向灯，9-前左转向灯，10-后左转向灯。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

本实施例中可以选用任意车辆作为参照车型。如附图1、2所示，本发明用于车辆转弯过程中转向灯辅助控制装置包括转向灯开关1、方向盘转角传感器2、距离传感器3、惯性传感器4、转向灯控制器5、GPS导航系统6、转向灯；其中转向灯包括前左转向灯9、后左转向灯10、前右转向灯7、后右转向灯8。转向灯开关1安装在方向盘下方，在本装置中用于发出信号给转向灯控制器5，开启转向灯(向上开启前、后右转向灯，向下开启前、后左转向灯)。方向盘转角传感器2安装在方向盘下方的方向柱内，在本装置中用于记录方向盘转角度数(初始角度为0，也就是方向盘在回正的情况)，以便判断车辆所处状态。距离传感器3和惯性传感器4安装在转向灯控制器附近，与转向灯控制器相连，在本装置中分别用于记录车辆持续行驶距离和辅助导航系统以及测量车辆航向。GPS导航系统6用于检测车辆所处的路段和转弯道路的夹角β。

所述转向灯开关1、所述方向盘转角传感器2、所述距离传感器3、所述惯性传感器4以及所述GPS导航系统6均与所述转向灯控制器5电性连接。转向灯控制器根据距离传感器、惯性传感器、方向盘转角传感器以及GPS导航系统提供的信息，控制转向灯明灭。通过这些装置可以更加精确控制转向灯的明灭。所述转向灯控制器由车载ECU实现。

整个装置的原理：首先由转向灯开关1发出信号给转向灯控制器5开启转向灯(前左转向灯9、后左转向灯10或者前右转向灯7、后右转向灯8)。因为车辆处于不同的路段，可能会做出不同的操作。由GPS导航系统6判断车辆所处的路段，如果被GPS导航系统6判定处于转弯路口，则有可能是转弯和调头两种情况需要开启转向灯。如果被判定处于直行路段，则有可能是变道和调头两种情况需要开启转向灯。最后转向灯控制器5再根据车辆的航向角，方向盘转角和转弯道路夹角等判断车辆具体在做什么操作，并控制转向灯明灭。

本发明应用于车辆转弯过程中转向灯辅助控制装置的工作过程：

1.转向灯开关1发出开启转向灯信号给转向灯控制器5，开启相应的转向灯，同时也向GPS导航系统6发出请求检测当前车辆所处路段，判断车辆处于转弯路口还是直行路段，并将结果信息实时返回给转向灯控制器5。然后，由航向传感单元中的惯性传感器4记录当前车辆航向角，初始角度为0度。也就是车辆与中心线接近于平行的状态，如果车辆航向往左偏，视为正角度；如果车辆航向往右偏，视为负角度。

2.惯性传感器4不断感应实时航向，并回传至转向灯控制器5，计算出航向角H。

3.当GPS导航系统6检测出车辆所处的路段是转弯路口时，控制转向灯明灭的过程为：

(1)转向灯控制器5向GPS导航系统6发送请求，获取当前转弯道路的夹角β信息。例如为80度。

(2)当航向角H为正角度或者负角度时，这时就需要判断方向盘的转角，以方向盘的回正状态为初始值0度，向左打方向盘视为正转角，向右打方向盘视为负转角，如图4所示。判断车辆是否转向的依据为：当前方向盘转角值在正负α角度范围内时，α可以是30度到40度，判定为未转向，反之判定车辆在转弯状态。

但是，中途行车路线过程中(例如转弯转到一半时)，可能会受到干扰，需要改变路线，驾驶员会回打方向盘，导致转向灯开关1回位。如图3所示，丁车正在转弯过马路，突然碰到甲车往马路对面行驶，这时候丁车需要回打方向盘绕过甲车；除此之外，驾驶员手不注意碰到转向灯开关1，也可能致使它回位。转向灯控制器5检测此时车身的航向角H是否小于β，如果小于β，则不会发出信号熄灭转向灯。

还有一种情况，车辆在转弯状态中，驾驶员突然不想转弯了，向相反的方向推动转向灯开关1，则转向灯控制器5会发出信号开启另一边转向灯，由距离传感器3感测车辆行驶一段距离，本实施例中设为3米，并将信息实时返回给转向灯控制器5，转向灯控制器5收到信息后，发出信号只关闭原来一边的转向灯。

如果一开始检测到车辆航向角H无限趋于正180度，并且方向盘转角逐渐达到最大，然后又慢慢变到最小时，则认为车辆此过程是在做调头操作。如图3中丙车所示。在调头操作快要完成的时候，驾驶员会逐渐回打方向盘，导致转向灯开关1回位。在此过程中，直到符合接下来所述(3)情况之前，转向灯控制器5都不会发出信号熄灭转向灯。

(3)当车辆航向角H无限接近于0度时，由方向盘转角传感器2感应方向盘转角度数是否在正负α范围内。如果当前方向盘转角值在正负α范围内时，则距离传感器3开始去感应车辆是否持续直行一定的距离m，本实施例中设为5米。如果是，由转向灯控制器5发出信号，灭转向灯。并认为此过程车辆已经完成转弯或调头操作。如图3中的乙、丙、丁所示。

当GPS导航系统6检测出车辆所处的路段是直行路段时，控制转向灯明灭的过程为：

(1)当车辆航向角H无限趋于正180度时，并且方向盘转角逐渐达到最大，然后又慢慢变到最小时，则认为车辆此过程是在做调头操作。在调头操作快要完成的时候，驾驶员会逐渐回打方向盘，导致转向灯开关1回位。在此过程中，直到符合接下来所述(3)情况之前，转向灯控制器5都不会发出信号熄灭转向灯。

(2)当航向角H为正角度或者负角度时，但变化很小，紧接着就无限接近于0度。与此同时，方向盘转角在一开始也无限接近于45度，紧接着也慢慢回正。转向灯控制器则认为此过程是直行路段的变道操作，不会发出信号熄灭转向灯，直到符合接下来所述(3)情况。

(3)当航向角H无限接近于0度时，由方向盘转角传感器2感应方向盘转角度数是否在正负α范围内。如果当前方向盘转角值在正负α范围内时，则距离传感器3开始去感应车辆是否持续直行一定的距离m，本实施例中为5米。如果是，由转向灯控制器5发出信号，灭转向灯。并认为此过程车辆已完成调头操作或者是已经完成变道操作。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.车辆转弯过程中转向灯辅助控制方法，包括：转向灯开关(1)、方向盘转角传感器(2)、距离传感器(3)、惯性传感器(4)、转向灯控制器(5)、GPS导航系统(6)；所述转向灯开关(1)、所述方向盘转角传感器(2)、所述距离传感器(3)、所述惯性传感器(4)以及所述GPS导航系统(6)均与所述转向灯控制器(5)电性连接；

所述转向灯开关(1)安装在方向盘下方，用于向转向灯控制器(5)发出开启转向灯信号；所述方向盘转角传感器(2)安装在方向盘下方的方向柱内，用于获取方向盘转角度；所述距离传感器(3)和惯性传感器(4)分别用于记录车辆持续行驶距离和测量车辆航向；所述GPS导航系统(6)用于检测车辆所处的路段和转弯道路的夹角；所述转向灯控制器由车载ECU实现，转向灯控制器(5)根据惯性传感器(4)、距离传感器(3)、方向盘转角传感器(2)以及GPS导航系统(6)提供的信息，控制转向灯明灭；其特征在于，包括如下步骤：

1)，由转向灯开关发出信号给转向灯控制器，开启转向灯；

2)，由GPS导航系统判断车辆所处的路段情况；

3)，转向灯控制器再根据车辆的航向角H，方向盘的转角和转弯道路的夹角β以及持续直行距离判断车辆的具体操作，根据车辆具体操作控制转向灯明灭。

2.根据权利要求1所述的车辆转弯过程中转向灯辅助控制方法，其特征在于，所述步骤2)中所述的路段情况包括：转弯路口、直行路段。

3.根据权利要求2所述的车辆转弯过程中转向灯辅助控制方法，其特征在于，所述步骤3)中所述车辆的具体操作分以下情况：

情况1：在步骤2)中的路段情况为转弯路口时，车辆具体操作为转弯或调头；

情况2：在步骤2)中的路段情况为直行路段时，车辆具体操作为变道或调头。

4.根据权利要求3所述的车辆转弯过程中转向灯辅助控制方法，其特征在于，在情况1时，所述步骤3)中控制转向灯明灭的过程包括：

3-1)转向灯控制器向GPS导航系统发送请求，获取当前转弯道路的夹角β信息；

3-2)判断航向角H是否为正角度、负角度，或者一开始就趋于正180度；

3-3)判断方向盘的转角是否在正负α范围内，若超出范围，则判定车辆在转弯状态；

若航向角H一开始趋于正180度，并且方向盘转角逐渐达到最大，然后又慢慢回打方向盘变到最小时，则判定车辆在调头状态；

3-4)在步骤3-3)中的转弯状态中，转向灯控制器实时检测车身的航向角H是否小于转弯道路的夹角β，如果小于β，则不会发出信号熄灭转向灯，即使出现转向灯开关回位的情况，也不会熄灭转向灯；

在步骤3-3)中的整个调头状态中，即使出现转向灯开关回位的情况，转向灯控制器也不会发出信号熄灭转向灯；

3-5)通过惯性传感器判断航向角H是否等于0或接近于0，若是，再通过方向盘转角传感器判断方向盘转角是否在正负α范围内，若是，再通过距离传感器判断车辆是否持续直行一段距离m，若是，转向灯控制器发出信号熄灭转向灯。

5.根据权利要求4所述的车辆转弯过程中转向灯辅助控制方法，其特征在于，所述步骤3-4)中出现转向灯开关回位的情况包括如下：

a，在转弯中途过程中，受到干扰需要改变路线时，驾驶员回打方向盘导致转向灯开关回位；

b，驾驶员手不注意碰到转向灯开关，导致转向灯开关回位。

6.根据权利要求4所述的车辆转弯过程中转向灯辅助控制方法，其特征在于，所述步骤3-4)还包括：在转弯状态中，若驾驶员不想转弯了，并且向相反的方向推动转向灯开关，则转向灯控制器会发出信号开启另一边的转向灯，并通过距离感器检测车辆行驶一段距离t后，发出信号关闭原来打开的转向灯。

7.根据权利要求3所述的车辆转弯过程中转向灯辅助控制方法，其特征在于，在情况2时，所述步骤3)中控制转向灯明灭的过程包括：

3.1)若检测到航向角趋于正180度，并且方向盘转角逐渐达到最大，然后又慢慢变到最小时，则认为车辆是在调头状态；

若检测到航向角H为正角度或者负角度，变化较小，紧接着就接近于0度，并且与此同时，方向盘转角在一开始接近于45度，紧接着慢慢回正，则认为车辆是在变道状态；

在所述调头状态和变道状态过程中，转向灯控制器不会发出信号熄灭转向灯；

3.2)通过惯性传感器判断航向角H是否等于0或接近于0，若是，再通过方向盘转角传感器判断方向盘转角是否在正负α范围内，若是，再通过距离传感器判断车辆是否持续直行一段距离m，若是，转向灯控制器发出信号熄灭转向灯。

8.根据权利要求4或7所述的车辆转弯过程中转向灯辅助控制方法，其特征在于，所述α为30度至40度，m＝5米。

9.根据权利要求6所述的车辆转弯过程中转向灯辅助控制方法，其特征在于，所述t＝3米。