CN108859951B - 一种汽车转向系的转向预警系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种汽车转向系的转向预警系统，其特征在于包含车道线传感器(1)、霍尔速度传感器(2)、转向角度传感器(3)、蜂鸣报警器(4)、电机(5)、中央处理器(6)、汽车转向器(7)。所述中央处理器(6)将所述车道线传感器(1)采集的车轮到路边的距离、所述霍尔速度传感器(2)采集的汽车速度、所述转向角度传感器(3)采集的方向盘转角进行信号分析处理，并将报警控制信号传递给所述蜂鸣报警器(4)。若在安全时间范围内，驾驶员没有及时做出反应，所述中央处理器(6)能将电机控制信号传递给所述电机(5)，所述电机(5)通过所述汽车转向器(7)带动转向轴适度转向。与现有技术相比，本发明可以提高车辆行驶的安全性。

Description

一种汽车转向系的转向预警系统
技术领域
本发明涉及汽车安全领域，具体的说涉及一种汽车转向系的转向预警系统。
背景技术
目前，为了提高车辆在转向系统上的主动安全性，基于各种传感器发展，实现了车辆在转向过程中的预警。部分高端汽车的车型上已经采用了预警系统。对于预警系统而言，其两个重要的指标是有效率和误报率，有效率表示系统进行识别并且干预的准确性，误报率表示在没有危险的情况下，系统却进行干预的错误率。有效率越高且误报率越低，表明该预警系统的适用性越强，并且更加具备防止意外发生的能力。然而，由于预警系统的成本高，技术不成熟，预警系统在车辆中的应用很少，适用性不高。开展基于汽车转向安全性的研究，可以得到汽车转向时转向轮在不同速度下的转角幅值，为汽车转向安全性的改进提供数据支持且具有现实意义。因此，设计出一个能够满足转向控制和预警能力的系统，非常符合要求。它可以更好地的协调转向轻便性和路感，这些都具有很大的意义。
发明内容
为了解决现有技术问题，本发明提出了一种汽车转向系的转向预警系统。
本发明的方案为一种汽车转向系的转向预警系统，其特征在于，包括车道线传感器(1)、霍尔速度传感器(2)、转向角度传感器(3)、蜂鸣报警器(4)、电机(5)、中央处理器(6)、汽车转向器(7)；所述中央处理器(6)与所述车道线传感器(1)通过导线连接；所述中央处理器(6)与所述霍尔速度传感器(2)通过导线连接；所述中央处理器(6)与所述转向角度传感器(3)通过导线连接；所述中央处理器(6)与所述蜂鸣报警器(4)通过导线连接；所述中央处理器(6)与所述电机(5)通过导线连接；所述电机(5)与所述汽车转向器(7)通过导线连接。
作为优选，所述的车道线传感器(1)安装在汽车四个轮胎中，用来实时测量车轮与公路边的距离及车轮与公路中心交通车道线的距离，并将车轮与公路边的距离及车轮与公路中心交通车道线的距离传输至所述中央处理器(6)；所述的霍尔速度传感器(2)用来测量载重汽车的行驶速度，并将载重汽车的行驶速度传输至所述中央处理器(6)；所述的转向角度传感器(3)用来测量转向轴的转角，将转向轴的转角传输至所述中央处理器(6)；所述中央处理器(6)将所述车道线传感器(1)采集的车轮与公路边交通车道线的距离以及车轮与公路中心交通车道线的距离、所述霍尔速度传感器(2)采集的载重汽车的行驶速度、所述转向角度传感器(3)采集的转向轴的转角，所述中央处理器(6)判断若车轮与公路边交通车道线的距离小于安全距离阈值或者车轮与公路中心交通车道线的距离小于安全距离阈值时则产生危险信号，通过危险信号产生蜂鸣器控制信号传输至所述蜂鸣报警器(4)；所述中央处理器(6)产生危险信号时通过转向轴的转角得到载重汽车的行驶方向，若载重汽车的行驶方向为左转则向所述电机(5)传输右转控制信号，若载重汽车的行驶方向为右转则向所述电机(5)传输左转控制信号；所述蜂鸣报警器(4)能接受所述中央处理器(6)的蜂鸣器控制信号，发出声音警报提醒驾驶员作出反应；若在危险信号消除之前驾驶员没有做出反应，当所述中央处理器(6)将左转控制信号传输至所述电机(5)则所述电机(5)通过汽车转向器(7)而带动转向轴适度左转，当所述中央处理器(6)将右转控制信号传输至所述电机(5)则所述电机(5)通过汽车转向器(7)而带动转向轴适度右转，以改变车辆行驶方向保护驾驶员。
与现有技术相比，本发明能在汽车转向时通过传感器自动探测汽车转向的角度，速度及汽车距离路边车道线的距离，并且判断汽车转向是否存在危险，如果认为存在危险，将给驾驶员给出警示，提醒驾驶员做出反应，若驾驶员没有及时反应，系统将自动进行转向干预。
附图说明
图1：本发明的系统原理框图；
图2：本发明的系统结构简图；
图3：本发明的系统控制电路图。
具体实施方式
为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
图1为本发明的系统原理框图，图2为本发明的本发明的系统结构简，图2中(7)为汽车转向器。本发明的技术方案为一种汽车转向系的转向预警系统，其特征在于，包括车道线传感器(1)、霍尔速度传感器(2)、转向角度传感器(3)、蜂鸣报警器(4)、电机(5)、中央处理器(6)；所述中央处理器(6)与所述车道线传感器(1)通过导线连接；所述中央处理器(6)与所述霍尔速度传感器(2)通过导线连接；所述中央处理器(6)与所述转向角度传感器(3)通过导线连接；所述中央处理器(6)与所述蜂鸣报警器(4)通过导线连接；所述中央处理器(6)与所述电机(5)通过导线连接。
所述的车道线传感器(1)安装在汽车四个轮胎中，用来实时测量车轮与公路边的距离及车轮与公路中心交通车道线的距离，并将车轮与公路边的距离及车轮与公路中心交通车道线的距离传输至所述中央处理器(6)；所述的霍尔速度传感器(2)用来测量载重汽车的行驶速度，并将载重汽车的行驶速度传输至所述中央处理器(6)；所述的转向角度传感器(3)用来测量转向轴的转角，将转向轴的转角传输至所述中央处理器(6)；所述中央处理器(6)将所述车道线传感器(1)采集的车轮与公路边交通车道线的距离以及车轮与公路中心交通车道线的距离、所述霍尔速度传感器(2)采集的载重汽车的行驶速度、所述转向角度传感器(3)采集的转向轴的转角，所述中央处理器(6)判断若车轮与公路边交通车道线的距离小于安全距离阈值或者车轮与公路中心交通车道线的距离小于安全距离阈值时则产生危险信号，通过危险信号产生蜂鸣器控制信号传输至所述蜂鸣报警器(4)；所述中央处理器(6)产生危险信号时通过转向轴的转角得到载重汽车的行驶方向，若载重汽车的行驶方向为左转则向所述电机(5)传输右转控制信号，若载重汽车的行驶方向为右转则向所述电机(5)传输左转控制信号；所述蜂鸣报警器(4)能接受所述中央处理器(6)的蜂鸣器控制信号，发出声音警报提醒驾驶员作出反应；若在危险信号消除之前驾驶员没有做出反应，当所述中央处理器(6)将左转控制信号传输至所述电机(5)则所述电机(5)通过汽车转向器(7)而带动转向轴适度左转，当所述中央处理器(6)将右转控制信号传输至所述电机(5)则所述电机(5)通过汽车转向器(7)而带动转向轴适度右转，以改变车辆行驶方向保护驾驶员。
进一步的，所述的车道线传感器为RCWL-0801型车道线传感器，且安装在汽车车轮轮毂的外缘。
进一步的，所述的霍尔速度传感器为HCH-M14-C43T型霍尔速度传感器，且安装在汽车车门上。
进一步的，所述的转向角度传感器为AS5055A型转向角度传感器，且安装在汽车方向盘下端的转向轴中部。
进一步的，所述的蜂鸣报警器为SFM-27-DC3-24型蜂鸣报警器。
进一步的，所述的电机为Y型三相PMSM电机，且电机的输出端与蜗轮蜗杆传动装置相连接。
进一步的，所述的中央处理器为MC9S12XS128MAL型处理器。
下面结合图1至图3介绍本发明的实施方式。本发明安装在汽车上，即将车道线传感器(1)安装在汽车车轮中心，霍尔速度传感器(2)安装在汽车车门上，将转向角度传感器(3)安装在汽车方向盘下端的转向轴中部，将蜂鸣报警器(4)安装在汽车方向盘，将电机(5)安装在汽车转向轴的一侧并且电机(5)的输出端与汽车转向器(7)相连接。当驾驶员驾驶汽车在高速公路弯道上行驶时，转动方向盘，此时装在汽车方向盘下端的转向轴中部的转向角度传感器(3)接收转角信号，将信号传递至中央处理器(6)，中央处理器(6)控制转向预警系统开始工作。在转向的过程中，装在四个车轮轮毂的外缘的车道线传感器(1)开始工作，车道线传感器(1)能识别车轮与公路边的距离及车轮与公路中心交通车道线的距离并传输至中央处理器(6)。中央处理器(6)判断若车轮与公路边交通车道线的距离小于安全距离阈值或者车轮与公路中心交通车道线的距离小于安全距离阈值时,中央处理器(6)对信号进行处理后产生危险信号，将蜂鸣器控制信号传递给蜂鸣报警器(4)。随即，蜂鸣报警器(4)发出声音提醒驾驶员采取相应的措施，以保证车辆不出现过多转向和不足转向的情况，最终保证汽车在公路上转向行驶的安全性。若驾驶员在安全时间范围内未做出反应，中央处理器(6)继续工作，所述中央处理器(6)通过转向轴的转角得到载重汽车的行驶方向，若载重汽车的行驶方向为左转则向所述电机(5)传输右转控制信号，若载重汽车的行驶方向为右转则向所述电机(5)传输左转控制信号；若在危险信号消除之前驾驶员没有做出反应，当所述中央处理器(6)将左转控制信号传输至所述电机(5)则所述电机(5)通过汽车转向器(7)而带动转向轴适度左转，当所述中央处理器(6)将右转控制信号传输至所述电机(5)则所述电机(5)通过汽车转向器(7)而带动转向轴适度右转，使汽车自动进行转向，从而避免危险的发生。转向预警系统中装在车门的霍尔速度传感器(2)能测出汽车行驶的车速，并将车速信息传递至中央处理器(6)进行分析，从而在各个工况下能够有效的完成转向预警系统的工作。
尽管本说明书较多地使用了车道线传感器(1)、霍尔速度传感器(2)、转向角度传感器(3)、蜂鸣报警器(4)、电机(5)、中央处理器(6)、汽车转向器(7)等术语，但并不排除使用其他术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便的描述本发明的本质，把它们解释成任何二种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。
应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换或变形，均落入本发明的保护范围之内，本发明的请求保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种汽车转向系的转向预警系统，其特征在于，包括：车道线传感器(1)、霍尔速度传感器(2)、转向角度传感器(3)、蜂鸣报警器(4)、电机(5)、中央处理器(6)、汽车转向器(7)；所述中央处理器(6)与所述车道线传感器(1)通过导线连接；所述中央处理器(6)与所述霍尔速度传感器(2)通过导线连接；所述中央处理器(6)与所述转向角度传感器(3)通过导线连接；所述中央处理器(6)与所述蜂鸣报警器(4)通过导线连接；所述中央处理器(6)与所述电机(5)通过导线连接；所述电机(5)与所述汽车转向器(7)通过导线连接；
所述的车道线传感器(1)安装在汽车四个轮胎中，用来实时测量车轮与公路边的距离及车轮与公路中心交通车道线的距离，并将车轮与公路边的距离及车轮与公路中心交通车道线的距离传输至所述中央处理器(6)；所述的霍尔速度传感器(2)用来测量载重汽车的行驶速度，并将载重汽车的行驶速度传输至所述中央处理器(6)；所述的转向角度传感器(3)用来测量转向轴的转角，将转向轴的转角传输至所述中央处理器(6)；所述中央处理器(6)将所述车道线传感器(1)采集的车轮与公路边交通车道线的距离以及车轮与公路中心交通车道线的距离、所述霍尔速度传感器(2)采集的载重汽车的行驶速度、所述转向角度传感器(3)采集的转向轴的转角，所述中央处理器(6)判断若车轮与公路边交通车道线的距离小于安全距离阈值或者车轮与公路中心交通车道线的距离小于安全距离阈值时则产生危险信号，通过危险信号产生蜂鸣器控制信号传输至所述蜂鸣报警器(4)；所述中央处理器(6)产生危险信号时通过转向轴的转角得到载重汽车的行驶方向，若载重汽车的行驶方向为左转则向所述电机(5)传输右转控制信号，若载重汽车的行驶方向为右转则向所述电机(5)传输左转控制信号；所述蜂鸣报警器(4)能接受所述中央处理器(6)的蜂鸣器控制信号，发出声音警报提醒驾驶员作出反应；若在危险信号消除之前驾驶员没有做出反应，当所述中央处理器(6)将左转控制信号传输至所述电机(5)则所述电机(5)通过汽车转向器(7)而带动转向轴适度左转，当所述中央处理器(6)将右转控制信号传输至所述电机(5)则所述电机(5)通过汽车转向器(7)而带动转向轴适度右转，以改变车辆行驶方向保护驾驶员。
2.根据权利要求1所述的汽车转向系的转向预警系统，其特征在于，所述车道线传感器(1)为RCWL-0801型车道线传感器，且安装在汽车车轮轮毂的外缘。
3.根据权利要求1所述的汽车转向系的转向预警系统，其特征在于，所述霍尔速度传感器(2)为HCH-M14-C43T型霍尔速度传感器，且安装在汽车车门上。
4.根据权利要求1所述的汽车转向系的转向预警系统，其特征在于，所述转向角度传感器(3)为AS5055A型转向角度传感器，且安装在汽车方向盘下端的转向轴中部。
5.根据权利要求1所述的汽车转向系的转向预警系统，其特征在于，所述蜂鸣报警器(4)为SFM-27-DC3-24型蜂鸣报警器。
6.根据权利要求1所述的汽车转向系的转向预警系统，其特征在于，所述电机(5)为Y型三相PMSM电机，且电机的输出端与蜗轮蜗杆传动装置相连接。
7.根据权利要求1所述的汽车转向系的转向预警系统，其特征在于，所述中央处理器(6)为MC9S12XS128 MAL型处理器。
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