CN107571792A - 一种电动车低速提示音系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动车低速提示音系统，其通过24GHz毫米波雷达装置、速度传感器、加速度传感器、档位传感器、分别采集障碍物距离、电动车速度、加速度、档位的信息，并传送给控制器ECU,所述控制器ECU通过对信息的处理和判断来调用不同的工况提示音。本发明可在电动车低速行驶时，根据电动车的具体工作状况来发出不同警报声的问题，便于道路其他使用者辨别。

Description

一种电动车低速提示音系统及控制方法

技术领域

本发明涉及一种车辆提示音系统，尤其涉及一种纯电动车低速提示音系统。

背景技术

相对于传统的内燃机车辆，纯电动汽车在低速行驶时较为安静。相关研究表明，低速行驶时，电动汽车较内燃车辆而言，平均车外噪声要低10Db左右。这将导致道路的其他使用者，如自行车、行人特别是盲人和有视觉障碍的人不容易察觉纯电动汽车。针对安静行驶车辆安全性问题，欧美及日本已经起草相关法律法规。我国在GB/T28382-2012《纯电动乘用车技术条件》中，，对电动车配备低速提示音系统进行了定性要求：“4.4安全条件……车辆在设计时应考虑车辆启动、车速低于20km/h时，能够给车外人员发出适当的提示性声响。”

现阶段针对车辆低速提示音领域，相关人士有一定的研究。例如：专利号CN105905028A，专利名称为《一种纯电动车的行人警示系统和方法》，该专利通过雷达探头识别障碍物信息，并根据车辆当前行驶状况发出声音警示，但是该发明只是根据障碍物信息和车况信息笼统的发出警示音，并没有根据车况的不同发出不同的警示音，无法使道路的其他使用者准确的判断车辆行驶状况；专利号CN102358235A，专利名称为《一种纯电动车用提示音装置的控制方法》，该专利在车辆倒车或静止时扬声器并不发声，但由于电动车在怠速时的声音较内燃机汽车小的多，如果扬声器不发声则会留下很大的隐患；专利号CN205930488U，专利名称为《一种纯电动车低速行驶声音提醒系统》，在该专利中，该系统在电动车正常启动后即进入工作状态，没有考虑当驾驶员认为不需要扬声器发出提示音时的手动开关。

发明内容

本发明针对目前技术存在的不足之处，提供了一种电动车低速提示音系统，以克服现有技术无法根据电动车的具体工作状况来发出不同警报声的问题。

本发明的另一个技术目的是，根据不同的车况，确定不同的声音分贝。

本发明提供的技术方案为：提供一种电动车低速提示音系统，包括

24GHz毫米波雷达装置，其在水平和竖直两方向自由度可微调地设置在前后保险杠及车两侧，用于探测障碍物距离L信息，且可减小24GHz毫米波雷达实际安装位置与理论设计安装位置的误差；

速度传感器，其采集速度V信息；

加速度传感器，其采集加速度a信息；

档位传感器，其采集档位信息；

控制器ECU，其识别所述的速度、加速度、档位及障碍物距离信息，控制扬声器。

优选的是，所述24GHz毫米波雷达装置包括：

支架底座，其通过四个对角上的固定螺栓固定在车身，所述支架底座表面中心设有凸台，所述凸台中间沿水平方向设有第一凹槽，所述第一凹槽内设有条状凸起的底座滑槽；

方形上盖，其一表面的凸台上沿竖直方向设有第二凹槽，所述第二凹槽内设有条状凸起的上盖滑槽，所述上盖的另一表面上沿相对边线设有一对上盖螺钉孔；

球形限位滚珠，其表面设有两个相互垂直的内凹卡槽，且分别可滑动地套设在所述底座滑槽和所述上盖滑槽上；

所述24GHz毫米波雷达，其两侧通过雷达固定螺钉固设在所述上盖螺钉孔上。

优选的是，所述限位滚珠上卡槽宽度沿表面到球心方向逐渐增大。

优选的是，底座滑槽销，其可滑动插入所述限位滚珠的水平卡槽底部；

上盖滑槽销，其可滑动插入所述限位滚珠的竖直卡槽底部。

优选的是，还包括：

Can总线，其将所述速度信息、加速度信息、档位信息传入所述控制器控制器ECU中进行识别。

优选的是，倒车工况提示音、匀速工况提示音、减速工况提示音、加速工况提示音均存储在所述控制器ECU内，由所述控制器ECU调用和控制其大小。

优选的是，所述的系统的电动车低速提示音的控制方法，其特征在于，包括：

步骤一：判断所述速度V和障碍物距离L和鸣笛按钮，出现0≤V＜20km/h，且L＜20m，鸣笛按钮关闭时，启动所述扬声器，接着判断档位情况进行下列不同操作；

步骤二：所述档位为前进挡，所述控制器ECU根据加速度a与速度的大小调用不同提示音；

步骤三：所述档位为倒挡，则发出倒车工况提示音；

步骤四：所述档位为空挡，若V＜0，则发出减速工况提示音，若V＝0，该系统停止运行。

优选的是，所述步骤二的具体方法为：

当a＝0，V＝0时，所述系统停止运行；

当a＝0，V＞0时，所述控制器ECU调用所述匀速工况提示音；

当a＜0，V＞0时，所述控制器ECU调用所述调用减速工况提示音；

当a＞0，V≥0时，所述控制器ECU调用所述调用加速工况提示音。

优选的是，还包括：

当所述低速提示音系统工作而且驾驶员按下鸣笛按钮时，所述低速提示音系统停止工作，扬声器发出鸣笛音。

优选的是，所述扬声器发出的加速提示音和减速提示音大小是根据具体的车况而变化的，声音的分贝N的大小为：

其中，V为所述速度，a为所述加速度，L为所述障碍物距离，ξ为加速度校正系数，α为距离校正系数。

本发明所述的有益效果：

1)本发明采用24GHz毫米波雷达探测获得障碍物信息，探测距可达30m；2)本发明仅在时速小于20Km/h且车辆的行驶会对道路的其他使用者产生潜在的威胁时起作用，减少了扬声器持续发生对环境噪声的污染以及能源的浪费；3)本发明所用扬声器可代替车用喇叭，符合相应标准喇叭的正常工作，减少了部件；4)本发明可以根据电动车的不同工况模仿对应工况的内燃机车辆的车外声音，这种声音更加容易使人们判断电动车的行驶工况以及做出相应的反应；5)本发明发出提示音的工况有匀速、加速、减速工况，还包括倒车、空挡滑行、起步等工况；6)本发明各工况所使用的模仿声音为经过处理内燃机车辆对应工况的车外声音，保有内燃机车辆车外声音特点的同时减小对环境的影响；7)提示音响度会在一定范围内跟随速度、加速度和障碍物信息的变化而变化，便于道路其他使用者辨别。

附图说明

图1为本发明所述的电动车低速提示音系统的控制方法流程图。

图2为本发明所述的电动车低速提示音系统的示意图。

图3为本发明所述的24GHz毫米波雷达装置示意图。

图4为本发明所述的24GHz毫米波雷达装置的部件分解图。

图5为本发明所述的上盖的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

在本实施例中，如图2所示，本发明的电动车低速提示音系统包括了24GHz毫米波雷达、车速传感器、加速度传感器、汽车档位传感器、控制器ECU、扬声器。24GHz毫米波雷达装置布置在前后保险杠及车两侧，用于检测障碍物距离L的信息；车速传感器用以采集电动车的速度V的信息；加速度传感器用以采集电动车的加速度a的信息、汽车档位传感器用于采集电动车的档位信息。障碍物距离信息、速度信息、加速度信息以及由档位由can总线传入到控制器ECU中进行识别处理。同时，控制器ECU根据收集到的信息，处理分析后控制着扬声器的工作状况。

由于实际安装位置与理论设计安装位置存在误差，故设计一种可以实现二自由度微调的24GHz毫米波雷达装置。如图3-5所示，24GHz毫米波雷达装置包括方形底座1，其通过四角的底座固定螺栓孔2固定在车身。其表面中心有一凸台，凸台中心沿水平轴设有一条状第一凹槽，第一凹槽内设有条状的底座滑槽3。方形的上盖9，其一个表面的凸台上设有沿垂直方向的第二凹槽，内设有条状的上盖滑槽13。球形的限位滚珠10，其表面设有互相垂直的两内凹卡槽，且分别可滑动地套设在底座滑槽3和上盖滑槽13上。限位滚珠开槽方向分别与底座滑槽3和上盖滑槽13开槽方向相吻合能够自由的在其上滑动，且5上的槽为内大外小，能够有效的防止脱落。调节到合适位置时分别插入4、底座滑槽销和12、上盖滑槽销以固定位置，同时使支架底座1、和上盖9紧密结合。上盖9的另一面对边上分别安装有一组上盖螺钉孔8和缓冲支撑垫10。24GHz毫米波雷达7，其两侧通过雷达固定螺钉11固设在上盖9的螺钉孔8上。

用24GHz毫米波雷达装置作为探测障碍物信息装置，其抗环境干扰能力强，可以满足车辆对全天气候的适应性的要求。并且毫米波本身的特性，决定了毫米波雷达传感器器件尺寸小、重量轻等特性，弥补了摄像头等传感器的缺点。该雷达探测距离可达到30m，本系统距离阈值为20m，满足系统使用要求。24GHz毫米波雷达装置可在水平和竖直方向两个自由度微调。

在本实施例中，当驾驶员在驾驶电动车过程中，认为需要提示音时，打开手动开关，仪表盘上该系统工作指示灯开启。如图1所示，此时系统的操作步骤如下：

步骤一：控制器ECU根据速度信号和障碍物距离信号判断是否满足0≤V＜20km/h，且L＜20m，鸣笛按钮关闭情况，如果两者有一个或都不在该范围内则不启动扬声器，若都满足，则启动本提示音系统，并根据档位信息做以下步骤的操作；

步骤二：如果是前进挡，再根据加速度传感器和速度传感器采集的加速度和速度信号进行判断，控制器ECU根据信息的处理结果调用不同的提示音；

步骤三：如果是倒挡，则控制器ECU调用存储在其中的模仿内燃机车辆的倒车工况提示音；

步骤四：如果是空挡，而且加速度和速度都等于0，说明汽车停止，不需要该系统工作，故系统停止运行；如果加速度小于0而且速度不为0，说明电动车处于空档滑行，属于减速运动，所以控制器ECU调用存储在其中的模仿内燃机车辆的减速工况提示音，提示音响度在一定范围内随车速减小而减小。

更具体地，本具体实施例中，步骤二的具体分为以下情况：

1)如果加速度等于0而且速度也等于0，说明车辆处于静止状态，所以系统停止运行；

2)如果加速度等于0，而速度不等于0，则说明电动车处于匀速行驶工况，所以控制器ECU调用存储在其中的模仿内燃机车辆的匀速工况提示音，提示音响度在一定范围内随车速增大而增大；

3)如果加速度小于0，而且速度不等于0，说明电动车处于减速工况，所以控制器ECU调用存储在其中的模仿内燃机车辆的减速工况提示音，提示音响度在一定范围内随车速减小而减小；

4)如果加速度大于0且速度不等于0，说明电动车处于加速工况，如果加速度大于0且车速等于0，说明电动车处于起步工况，无论电动车处于加速工况还是起步工况，都为加速运动，所以控制器ECU调用存储在其中的模仿内燃机车辆的加速工况提示音。

当低速提示音系统工作而且驾驶员按下鸣笛按钮时，该系统停止工作，扬声器发出鸣笛音。

所述扬声器发出的加速提示音和减速提示音大小是根据具体的车况而变化的，声音的分贝N的大小为：

其中，V为所述速度，单位为km/h；a为所述加速度，单位为km/h²；L为所述障碍物距离，单位为kmm；ξ为加速度校正系数，单位为h²，取值为1.3；α为距离校正系数，取值0.98。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种电动车低速提示音系统，其特征在于，包括：

24GHz毫米波雷达装置，其在水平和竖直两方向自由度可微调地设置在前后保险杠及车两侧，用于探测障碍物距离L信息；

速度传感器，其采集速度V信息；

加速度传感器，其采集加速度a信息；

档位传感器，其采集档位信息；

控制器ECU，其识别所述的速度、加速度、档位及障碍物距离信息，控制扬声器。

2.根据权利要求1所述的电动车低速提示音系统，其特征在于，所述24GHz毫米波雷达装置包括：

支架底座，其通过四个对角上的固定螺栓固定在车身，所述支架底座表面中心设有凸台，所述凸台中间沿水平方向设有第一凹槽，所述第一凹槽内设有条状凸起的底座滑槽；

方形上盖，其一表面的凸台上沿竖直方向设有第二凹槽，所述第二凹槽内设有条状凸起的上盖滑槽，所述上盖的另一表面上沿相对边线设有一对上盖螺钉孔；

球形限位滚珠，其表面设有两个相互垂直的内凹卡槽，且分别可滑动地套设在所述底座滑槽和所述上盖滑槽上；

所述24GHz毫米波雷达，其两侧通过雷达固定螺钉固设在所述上盖螺钉孔上。

3.根据权利要求2所述的电动车低速提示音系统，其特征在于：

所述限位滚珠上卡槽宽度沿表面到球心方向逐渐增大。

4.根据权利要求2所述的电动车低速提示音系统，其特征在于：

底座滑槽销，其可滑动插入所述限位滚珠的水平卡槽底部；

上盖滑槽销，其可滑动插入所述限位滚珠的竖直卡槽底部。

5.根据权利要求1所述的电动车低速提示音系统，其特征在于，还包括：

Can总线，其将所述速度信息、加速度信息、档位信息传入所述控制器ECU中进行识别。

6.根据权利要求1所述的电动车低速提示音系统，其特征在于：

倒车工况提示音、匀速工况提示音、减速工况提示音、加速工况提示音均存储在所述控制器ECU内，由所述控制器ECU调用和控制其大小。

7.基于权利要求1-5中任一权利要求所述的系统的电动车低速提示音的控制方法，其特征在于，包括：

步骤一：判断所述速度V和障碍物距离L和鸣笛按钮，出现0≤V＜20km/h，且L＜20m，鸣笛按钮关闭时，启动所述扬声器，接着判断档位情况进行下列不同操作；

步骤二：所述档位为前进挡，所述控制器ECU根据加速度a与速度的大小调用不同提示音；

步骤三：所述档位为倒挡，则发出倒车工况提示音；

步骤四：所述档位为空挡，若V＜0，则发出减速工况提示音，若V＝0，该系统停止运行。

8.根据权利要求7所述的电动车低速提示音系统的控制方法，其特征在于，所述步骤二的具体方法为：

当a＝0，V＝0时，所述系统停止运行；

当a＝0，V＞0时，所述控制器ECU调用匀速工况提示音；

当a＜0，V＞0时，所述控制器ECU调用所述调用减速工况提示音；

当a＞0，V≥0时，所述控制器ECU调用所述调用加速工况提示音。

9.根据权利要求7所述的电动车低速提示音系统的控制方法，其特征在于，还包括：

当所述低速提示音系统工作而且驾驶员按下鸣笛按钮时，所述低速提示音系统停止工作，扬声器发出鸣笛音。

10.根据权利要求7所述的电动车低速提示音系统的控制方法，其特征在于，还包括：

所述扬声器发出的加速提示音和减速提示音大小是根据具体的车况而变化的，声音的分贝N的大小为：

<mrow> <mi>N</mi> <mo>=</mo> <mn>30</mn> <mo>&amp;times;</mo> <mi>lg</mi> <mo>&amp;lsqb;</mo> <mfrac> <mrow> <mfrac> <mrow> <mn>1000</mn> <mo>&amp;times;</mo> <msup> <mi>V</mi> <mn>2</mn> </msup> </mrow> <mi>a</mi> </mfrac> <mo>+</mo> <mfrac> <mrow> <mi>a</mi> <mo>&amp;times;</mo> <mi>&amp;xi;</mi> </mrow> <mn>360</mn> </mfrac> </mrow> <mrow> <mo>(</mo> <mi>&amp;alpha;</mi> <mo>+</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> <mo>&amp;times;</mo> <mi>L</mi> </mrow> </mfrac> <mo>+</mo> <mn>100</mn> <mo>&amp;rsqb;</mo> </mrow>

其中，V为所述速度，a为所述加速度，L为所述障碍物距离，ξ为加速度校正系数，α为距离校正系数。