CN109747633A - 营运车辆高速状态下异常转向主动控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于载运工具运用工程领域，公开了一种营运车辆高速状态下异常转向主动控制系统及控制方法，利用车载检测器采集当前车速、车距以及车辆方向盘转动情况并判断车辆是否出现异常转向；当营运车辆出现异常转向情况时，根据该系统内集成的危险状况判别方法，以包含且不限于语音提示等方式警告驾驶员，同时启动异常转向控制装置，限制方向盘转动幅度和转动速度；并利用车载紧急制动系统对车辆进行紧急制动，使车辆最终停止在原车道上，避免因异常转向而导致车辆出现侧翻、前撞和车道偏离等危险情况。本发明可防止因驾驶员错误操作或车辆失去操作造成车辆异常转向，降低异常转向事故发生率，减少公众财产损失。

Description

营运车辆高速状态下异常转向主动控制系统及控制方法

技术领域

本发明属于载运工具运用工程领域，尤其涉及一种营运车辆高速状态下异常转向主动控制系统及控制方法。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：

近年来，由于驾驶员突发疾病、乘客恶意侵扰、驾驶员操作失误等原因引起的大型营运车辆事故频发，其造成的人员伤亡和财产损失之大，造成的社会影响之严重，日益引起政府相关部门及社会公众的极大关注。

对近几年营运车辆事故调查分析，发现在事故中车辆通常会出现方向盘转角过大或角速度过大等异常转向，从而导致营运车辆出现侧翻、碰撞和车道偏离等危险状态。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)现有技术中，营运车辆驾驶员需完全掌控车辆，不能在驾驶员错误操作或驾驶员突发疾病、乘客恶意侵扰而使车辆失去操作时，避免事故的发生或降低事故的发生率。

(2)《营运客车安全技术条件》(JT/T 1094-2016)规定范围内的营运客车所装置的车道偏离预警系统及自动紧急制动系统，只能警告或警示驾驶员及报警，而不能主动控制车辆避免危险状态。

(3)现有自动驾驶系统能够完成特定交通场景下的某些驾驶任务，但驾驶员需要实时监控驾驶环境，完成剩余部分，并随时进行接管，而当驾驶员错误操作或对车辆失去控制时，现有自动驾驶系统不能实现对车辆的安全控制。

解决上述技术问题的难度：在当前车辆技术条件及现行营运车辆安全技术相关法规和标准要求下，要求驾驶员掌控车辆，而驾驶员在行车中受突发疾病/伤害、乘客恶意侵扰、或操作失误，车辆失去驾驶员掌控时，如何保证乘客生命安全。

解决上述技术问题的意义：

当营运车辆在行车中，驾驶员错误操或失去对车辆控制而出现异常转向情况时，根据该系统内集成的危险状况判别方法，以包含且不限于语音提示等方式警告驾驶员，同时启动异常转向控制装置，限制方向盘转动幅度和转动速度；并利用车载紧急制动系统对车辆进行紧急制动，使车辆最终停止在原车道上，避免因异常转向而导致车辆出现侧翻、碰撞和车道偏离等危险情况，避免事故发生或降低事故发生率，减少人员及财产损失。同时，使营运客车辅助驾驶技术在无人驾驶L1级技术上实现特定交通场景下的自动驾驶，提以升交通运输安全技术水平。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种营运车辆高速状态下异常转向主动控制系统及控制方法。

本发明是这样实现的，一种营运车辆高速状态下异常转向主动控制方法包括：

步骤一：利用车载检测器采集当前车速、车距以及车辆方向盘转动情况。其中，车速信号通过车辆的车速传感器获取，车距通过车辆已安装的符合《营运车辆行驶危险预警系统技术要求和试验方法》(JT/T 883-2014)的自动紧急制动系统获取，车辆方向盘转动情况以方向盘转角和角速度为判定参数，利用方向盘转角传感器对其进行实时监测；

步骤二：根据车载检测器采集的车辆车速、车距、方向盘转动情况由系统内集成的危险状况判别方法判断车辆是否出现异常转向；

步骤三：当车辆出现方向盘转角过大或角速度过大等异常转向情况时，系统ECU根据危险状况判别结果发出控制信号，以包含但不限于语音提示等方式警告驾驶员；同时启动异常转向控制装置，限制方向盘转动幅度和转动速度，对车辆进行紧急制动，使车辆最终停止在原车道上。

本发明的另一目的在于提供一种营运车辆高速状态下异常转向主动控制系统包括：主动安全智能防控终端、车载检测模块、GPS定位模块、转向异常控制模块、紧急制动模块、应急反应模块；

主动安全智能防控终端，与车载检测模块、GPS定位模块、转向异常控制模块、紧急制动模块、应急反应模块连接，用于通过单片机控制各模块正常工作；

车载检测模块：与主动安全智能防控终端连接，用于检测当前车速、车距以及车辆方向盘转动情况，并判断是否出现转向异常；车速信号通过车辆的车速传感器获取，车距通过车辆已安装的自动紧急制动系统获取，车辆方向盘转动情况以方向盘转角和角速度为判定参数，利用方向盘转角传感器进行实时监测；

GPS定位模块，与主动安全智能防控终端连接，用于车辆定位监控及向营运监控平台报警；

转向异常控制模块，与主动安全智能防控终端连接，用于限制方向盘转动幅度和转动速度；对营运车辆现有转向助力系统进行改进实现，针对不同的助力系统，控制策略不同。针对液压转向助力系统，需将机械式换向阀换成电磁阀，通过系统ECU对电磁阀的控制来实现对助力油路的控制，从而增大转向阻力；针对电动转向助力系统，可通过系统ECU控制助力电机阻力矩，来抑制方向盘的转角和角速度，达到限制方向盘的目的；

紧急制动模块：与主动安全智能防控终端连接，用于对车辆进行紧急制动，它是利用车辆安装的符合《营运客车安全技术条件》(JT/T 1094-2016)的自动紧急制动系统；

应急反应模块：与主动安全智能防控终端连接，用于在转向异常情况下，并以包含且不限于语音提示等方式警告驾驶员，同时通过车载GPS监控系统向营运监控平台报警

本发明的另一目的在于提供一种实施所述营运车辆高速状态下异常转向主动控制方法的营运车辆。

综上所述，本发明的优点及积极效果为：

本发明提供的异常转向主动控制系统可防止因驾驶员错误操作或车辆失去操作造成车辆异常转向，降低异常转向事故发生率，保证乘客生命安全、减少公众财产损失，因而具有很强的社会现实意义；

本发明在当前车辆技术条件及现行营运车辆安全技术相关法规和标准要求下，通过技术整合，将转向助力系统、自动紧急制动系统、GPS监控系统等有效结合，实现在特定交通场景下的自动驾驶，在技术和经济上具有可行性。

本发明对我国营运车辆主动安全性及辅助驾驶安全技术将有很大的升级，大大提升车辆的安全性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的异常转向主动控制系统方法流程图；

图2是本发明实施例提供的营运车辆高速状态下异常转向主动控制系统结构示意图；

图3是本发明实施例提供的系统结构图；

图4是本发明实施例提供的系统技术路线图；

图中：1、主动安全智能防控终端；2、车载检测模块；3、GPS定位模块；4、转向异常控制模块；5、紧急制动模块；6、应急反应模块。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

现有技术中，在驾驶错误操作或车辆失去操作而车辆异常转向时，不能降低事故发生率，不能减少公众生命财产损失。

为解决上述技术问题，下面结合方案对本发明作详细描述。

如图1所示，本发明实施例提供的营运车辆高速状态下异常转向主动控制方法包括：

S101：利用车载检测器采集当前车速、车距以及车辆方向盘转动情况，利用GPS对车辆进行实时定位。

S102：根据车载检测器采集的车辆车速、车距、方向盘转动情况判断车辆是否出现异常转向。

S103：当车辆出现异常转向情况时，根据集成的危险状况判别方法以包含但不限于语音提示等方式警告驾驶员；同时启动异常转向控制装置，限制方向盘转动幅度和转动速度，对车辆进行紧急制动，使车辆最终停止在原车道上。

如图2所示，本发明实施例提供的营运车辆高速状态下异常转向主动控制系统包括：主动安全智能防控终端1、车载检测模块2、GPS定位模块3、转向异常控制模块4、紧急制动模块5、应急反应模块6；

主动安全智能防控终端1：与车载检测模块2、GPS定位模块3、转向异常控制模块4、紧急制动模块5、应急反应模块6连接，用于通过单片机控制各模块正常工作。

车载检测模块2：与主动安全智能防控终端1连接，用于检测当前车速、车距以及车辆方向盘转动情况，并判断是否出现转向异常；其中，车速信号通过车辆的车速传感器获取，车距通过车辆已安装的符合《营运车辆行驶危险预警系统技术要求和试验方法》(JT/T883-2014)的自动紧急制动系统获取，车辆方向盘转动情况以方向盘转角和角速度为判定参数，利用方向盘转角传感器对其进行实时监测。

GPS定位模块3：与主动安全智能防控终端1连接，用于车辆定位监控及向营运监控平台报警。

转向异常控制模块4：与主动安全智能防控终端1连接，用于限制方向盘转动幅度和转动速度；它是对营运车辆现有转向助力系统进行改进实现的，针对不同的助力系统，控制策略不同。针对液压转向助力系统，需将机械式换向阀换成电磁阀，通过系统ECU对电磁阀的控制来实现对助力油路的控制，从而增大转向阻力；针对电动转向助力系统，可通过系统ECU控制助力电机阻力矩，来抑制方向盘的转角和角速度，达到限制方向盘的目的。

紧急制动模块5：与主动安全智能防控终端1连接，用于对车辆进行紧急制动，它是利用车辆安装的符合《营运客车安全技术条件》(JT/T 1094-2016)的自动紧急制动系统。

应急反应模块6：与主动安全智能防控终端1连接，用于在转向异常情况下，并以包含且不限于语音提示等方式警告驾驶员，同时通过车载GPS监控系统向营运监控平台报警。

本发明实施例在营运车辆行驶过程中，利用车载检测模块2的车载检测器采集当前车速、车距以及车辆方向盘转动情况并判断车辆是否出现异常转向；当营运车辆出现异常转向情况时，根据车道偏离预警辅助驾驶模块6内集成的危险状况判别方法，以包含且不限于语音提示等方式警告驾驶员，同时启动转向异常控制模块4的异常转向控制装置，限制方向盘转动幅度和转动速度；并利用紧急制动模块5对车辆进行紧急制动，使车辆最终停止在原车道上，避免因异常转向而导致车辆出现侧翻、前撞和车道偏离危险情况；利用GPS定位模块3全程对车辆进行定位，并将位置传送至主动安全智能防控终端1。

下面结合具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。

实施例：

在营运车辆行驶过程中，本发明利用车载检测器采集当前车速、车距以及车辆方向盘转动情况。当营运车辆出现异常转向情况时，根据预警系统内集成的危险状况判别方法，以包含且不限于语音提示等方式警告驾驶员，同时启动异常转向控制装置，限制方向盘转动幅度和转动速度，对车辆进行紧急制动，使车辆最终停止在原车道上，避免因异常转向而导致车辆出现侧翻、前撞和车道偏离危险情况。系统结构原理框图如图3所示。

如图4所示，首先对高速状态下营运车辆异常转向事故进行调查分析和对现有驾驶辅助系统进行分析。在此基础上，对高速行驶异常转向判定方法进行研究，再对高速状态下营运车辆异常转向主动控制系统的功能和原理进行设计，同时，通过技术整合，使转向助力技术、紧急制动技术，辅助驾驶技术等技术有效结合，完成系统结构设计。最后根据以上设计成果，完成该系统应用设计。

本发明通过对异常转向事故进行分析，了解当前营运车辆行业运行标准，同时了解目前已研发的车辆控制装置的目的和功能，从而可以结合相关的控制技术、软件等来研制高速状态下营运车辆异常转向控制系统。

本发明通过对营运车辆异常转向时方向盘数据、车速的采集，结合营运车辆安全驾驶条件，建立数学模型，对方向盘转角和角速度进行限制，以及制动减速系统和车道偏移系统对车辆控制的数量关系进行分析。

本发明运用系统论方法，对该系统内各控制装置作为一个整体进行合理运用，并对其结构和功能进行数学描述。同时采用控制论方法，运用信息、反馈等概念，对系统进行调节和控制。

本发明可防止因驾驶员错误操作或车辆失去操作造成车辆异常转向，降低异常转向事故发生率，减少公众财产损失，因而具有很强的社会现实意义。本发明该基于目前已有的一些相对较完善的系统及技术进行研制。如转向助力系统、自动紧急制动系统制动等辅助驾驶系统；同时汽车方向盘转动角度检测装置也早有研究，因此在技术上具有可行性。本系统通过技术整合，可以将转向助力系统、自动紧急制动系统、GPS监控系统等有效结合，研制出营运车辆高速状态下异常转向主动控制系统，装置在经济上具有可行性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种营运车辆高速状态下异常转向主动控制方法，其特征在于，所述营运车辆高速状态下异常转向主动控制方法包括：

步骤一，采集当前车速、车距以及车辆方向盘转角和角速度信息并进行实时监测；

步骤二，根据车载检测器采集的车辆车速、车距、方向盘转动信息由系统内集成的危险状况判别方法判断车辆是否出现异常转向；

步骤三，当车辆出现方向盘转角过大或角速度过大异常转向，系统ECU根据危险状况判别结果发出控制信号，通过语音提示方式进行警告；同时启动异常转向控制装置，限制方向盘转动幅度和转动速度，对车辆进行紧急制动，使车辆最终停止在原车道上。

2.一种实施权利要求1所述营运车辆高速状态下异常转向主动控制方法的营运车辆高速状态下异常转向主动控制系统，其特征在于，所述营运车辆高速状态下异常转向主动控制系统包括：

主动安全智能防控终端，与车载检测模块、GPS定位模块、转向异常控制模块、紧急制动模块、应急反应模块连接，用于通过单片机控制各模块正常工作；

车载检测模块：与主动安全智能防控终端连接，用于检测当前车速、车距以及车辆方向盘转动情况，并判断是否出现转向异常；车速信号通过车辆的车速传感器获取，车距通过车辆已安装的自动紧急制动系统获取，车辆方向盘转动情况以方向盘转角和角速度为判定参数，利用方向盘转角传感器进行实时监测；

GPS定位模块，与主动安全智能防控终端连接，用于车辆定位监控及向营运监控平台报警；

转向异常控制模块，与主动安全智能防控终端连接，用于限制方向盘转动幅度和转动速度；

紧急制动模块：与主动安全智能防控终端连接，它是利用车辆已安装的自动紧急制动系统，用于对车辆进行紧急制动；

应急反应模块：与主动安全智能防控终端连接，用于在转向异常情况下，通过语音提示方式进行警告，同时通过车载GPS监控系统向营运监控平台报警。

3.一种实施权利要求1所述营运车辆高速状态下异常转向主动控制方法的营运车辆。