CN111775691A - 车辆辅助控制系统、车辆和车辆辅助控制方法 - Google Patents

车辆辅助控制系统、车辆和车辆辅助控制方法 Download PDF

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Abstract

一种车辆辅助控制系统、车辆和车辆辅助控制方法，其中车辆辅助控制系统，包括油量检测部、倾角检测部和控制部；油量检测部设置在车辆的油箱内并与控制部电连接，用于检测油箱内的油量；倾角检测部设置在车辆上并与控制部电连接，用于检测油箱的倾斜角度；控制部接收油量检测部和倾角检测部的反馈，判断是否发出警报信号。通过够检测车辆的剩余油量和倾角，判断车辆的供油是否存在中断的风险，并在发生供油中断之前发出警报信号，以防止事故发生。

Description

车辆辅助控制系统、车辆和车辆辅助控制方法
技术领域
本发明涉及车辆设备领域，具体而言，涉及一种车辆辅助控制系统、车辆和车辆辅助控制方法。
背景技术
燃油是车辆运行的燃料，因此稳定地供油决定了车辆的安全性和可靠性。若在车辆工作过程中，发生供油中断，不仅会造成动力中断，还有可能由于发动机吸入空气而发生气蚀，导致发动机受到损伤。
由于燃油是液体，因此会在油箱内流动，当车辆在爬坡过程中，会相对水平面倾斜，油箱内的燃油会流动到油箱的一侧，若燃油过少且倾角足够大，就有可能造成燃油无法被吸油口吸取，发生供油中断。
挖掘机等工程车辆的工作环境恶略，经常需要爬坡，若发生供油中断，则可能导致事故发生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种车辆辅助控制系统，其能够检测车辆的剩余油量和倾角，并在发生供油中断之前发出警报信号。
本发明的另一目的在于提供一种车辆，其能够在发生供油中断之前发出警报信号，防止事故发生。
本发明的另一目的在于提供一种车辆辅助控制方法。
本发明是这样实现的：
一种车辆辅助控制系统，包括油量检测部、倾角检测部和控制部；油量检测部设置在车辆的油箱内并与控制部电连接，用于检测油箱内的油量；倾角检测部设置在车辆上并与控制部电连接，用于检测油箱的倾斜角度；控制部接收油量检测部和倾角检测部的反馈，判断是否发出警报信号。
在本发明较佳的实施例中，上述油量检测部包括液位传感器，液位传感器用于设置在油箱内。
在本发明较佳的实施例中，上述倾角检测部包括姿态传感器，姿态传感器用于设置在车辆的车架上。
在本发明较佳的实施例中，上述车辆辅助控制系统还包括警报装置，警报装置与控制部电连接，警报装置根据从控制部发出的警报信号，向车辆的驾驶员发出光信号和/或声音信号。
在本发明较佳的实施例中，上述车辆辅助控制系统还包括显示装置，显示装置与控制部电连接，控制部通过油量检测部的反馈计算得到车辆的安全倾角，显示装置用于显示车辆的安全倾角。
在本发明较佳的实施例中，上述控制部还通过倾角检测部的反馈得到车辆的实际倾角，显示装置还用于显示车辆的实际倾角。
一种车辆，包括车辆本体和上述的车辆辅助控制系统，车辆辅助控制系统的油量检测部设置在车辆本体的油箱内，车辆辅助控制系统的倾角检测部设置在车辆本体上。
一种车辆辅助控制方法，其包括：检测车辆的油箱内的油量；根据检测到的油量，计算车辆的安全倾角；检测车辆的实际倾角；比较实际倾角和安全倾角，并在实际倾角大于安全倾角时，发出警报信号。
一种车辆辅助控制方法，其包括：检测车辆的倾角；根据检测到的倾角，计算车辆的油箱内的安全油量；检测车辆的油箱内的实际油量；比较实际油量和安全油量，并在实际油量小于安全油量时，发出警报信号。
本发明实施例的有益效果主要在于：通过够检测车辆的剩余油量和倾角，判断车辆的供油是否存在中断的风险，并在发生供油中断之前发出警报信号，以防止事故发生。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明的车辆处于爬坡状态的示意图；
图2为本发明的车辆处于爬坡状态时油箱的示意图；
图3为本发明的车辆辅助控制方法的一种实施例的逻辑流程图；
图4为本发明的车辆辅助控制方法的另一种实施例的逻辑流程图。
图中：
10、液位传感器；20、姿态传感器；100、油箱；110、供油口；200、车架。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明提供了一种车辆辅助控制系统，如图1和图2所示，其包括油量检测部、倾角检测部和控制部；油量检测部用于设置在车辆的油箱100内，油量检测部与控制部电连接，以检测油箱100内的油量；倾角检测部用于设置在车辆上，倾角检测部与控制部电连接，以检测油箱100的倾斜角度；控制部接收油量检测部和倾角检测部的反馈，判断是否发出警报信号。
如图1所示，车辆在爬坡过程中，会产生倾角，此时油箱100的状态如图2所示，油箱100内的燃油会向低位流动，油量和倾角的关系达到一定阈值时，燃油就无法到达供油口110，无法被吸入供油管路，导致供油中断。
供油中断发生后，发动机工作会收到影响，具体表现在马力波动等，严重时会导致发动机熄火，这对于处于坡道上的车辆是非常危险的，尤其是对于挖掘机等工程车辆，有可能导致事故发生。
此外，供油中断还有可能导致空气通过供油管路被吸入发动机中，严重时会发生气蚀现象，损坏发动机。
因此，本发明的车辆辅助控制系统通过油量检测部检测油箱100内的油量，通过倾角检测部检测油箱100的倾斜角度，通过计算判断是否存在断油风险，若判断存在断油风险，则发出警报信号，提供驾驶员及时作出预防操作。
如图1所示，倾角检测部包括姿态传感器20，姿态传感器20用于设置在车辆的车架200上。
由于油箱100与车架200之间的连接关系为固定连接，因此设置在车架200上的姿态传感器20能够检测出油箱的倾角。即图2中油箱100的倾角θ与图1中车辆的爬坡角度α相同。
姿态传感器一种高性能三维运动姿态测量装置，它包含三轴陀螺仪、三轴加速度计和三轴电子罗盘等运动传感器，通过内嵌的处理器得到车辆的倾角等姿态信息。某些姿态传感器还设置有温度补偿模块，以获得更精确的姿态信息。
如图2所示，油量检测部包括液位传感器10，液位传感器10用于设置在油箱100内。
油箱的长度为a，宽度为b，高度为c，供油口110位于油箱100的底部中心位置，当油箱100处于水平状态时，油量检测部检测到油箱内的燃油液面高度为H，油箱内的油量L通过以下公式计算得出：
L＝abH；
燃油流向油箱100的一侧，让燃油的液面低于供油口110时，就会发生断油。图2中燃油的液面处于供油口110的极限位置，油箱内的油量L通过以下公式表示：
Figure BDA0002579606540000061
此时油箱100的倾角为θ，满足以下公式：
Figure BDA0002579606540000062
结合上述公式，即能够得到倾角θ的值，为：
Figure BDA0002579606540000063
因此，当油箱100处于水平状态时燃油液面高度低于H，车辆的倾角大于θ时，就会发生供油中断。
控制器判断燃油液面高度H和车辆倾角θ之间的关系，当二者之间的关系接近上述公式时，发出报警。
为了避免系统误差影响和给予安全阈值，因此设定安全倾角θ0，θ0＝1.2θ。
当车辆倾角θ大于或等于安全倾角θ0时，控制部发出报警信号，此时燃油液面高度H和车辆倾角θ之间的关系满足以下公式：
Figure BDA0002579606540000064
同理，车辆辅助控制系统还可以通过监测车辆的倾角，来计算油箱100内剩余油量的安全油量，计算原理与上述方案相同。
当剩余油量小于或等于安全油量时，控制部发出报警信号。
车辆辅助控制系统还包括警报装置，警报装置与控制部电连接，警报装置根据从控制部发出的警报信号，向车辆的驾驶员发出光信号和/或声音信号。
警报装置设置在驾驶室内，包括警报灯和警报铃，可以向驾驶员发出声、光警报，提醒驾驶员及时作出调整操作。
车辆辅助控制系统还包括显示装置，显示装置与控制部电连接，控制部通过油量检测部的反馈计算得到车辆的安全倾角，显示装置用于显示车辆的安全倾角。
控制部还通过倾角检测部的反馈得到车辆的实际倾角，显示装置还用于显示车辆的实际倾角。
显示装置可以为显示器，显示器实时显示车辆的实际倾角与安全倾角，并且可以根据是否接近危险而改变显示颜色，距离危险数值较接近时，显示器可以通过红色等警示色提醒驾驶员，使得驾驶员提前做出操作。
本发明还提供一种车辆，其包括车辆本体和上述的车辆辅助控制系统，车辆辅助控制系统的油量检测部设置在车辆本体的油箱100内，车辆辅助控制系统的倾角检测部设置在车辆本体上。
通过安装本发明的车辆辅助控制系统，车辆可以避免在爬坡过程中发生供油中断，提高了车辆的可靠性，降低了事故发生的几率。
车辆包括刹车系统，刹车系统与车辆辅助控制系统的控制部电连接，控制部根据油量检测部和倾角检测部的反馈，向刹车系统发出刹车信号。
当控制部发出警报信号且未检测到驾驶员进行相关避险操作时，控制部可以直接向车辆的刹车系统发出刹车信号，避免事故的发生。
本发明的车辆优选地为挖掘机、推土机等工程车辆，工程车辆的工作环境复杂，经常需要大倾角的爬坡和下坡，因此更容易发生供油中断，若在施工过程中发生供油中断导致动力不足，还可能引发严重的事故。因此本发明的车辆辅助控制系统适于应用于这些工程车辆中，保障车辆的连续供油，提高车辆的安全性能。
本发明还提供一种车辆辅助控制方法，包括多个实施例。
第一实施例，如图3所示，车辆辅助控制方法包括：检测车辆的油箱内的油量；根据检测到的油量，计算车辆的安全倾角；检测车辆的实际倾角；比较实际倾角和安全倾角，并在实际倾角大于或等于安全倾角时，发出警报信号。
其中安全倾角的计算方法如下，油箱的长度为a，宽度为b，高度为c，供油口110位于油箱100的底部中心位置，当油箱100处于水平状态时，油量检测部检测到油箱内的燃油液面高度为H，油箱内的油量L通过以下公式计算得出：
L＝abH
燃油流向油箱100的一侧，让燃油的液面低于供油口110时，就会发生断油。图2中燃油的液面处于供油口110的极限位置，油箱内的油量L通过以下公式表示：
Figure BDA0002579606540000081
此时油箱100的倾角为θ，满足以下公式：
Figure BDA0002579606540000082
结合上述公式，即能够得到倾角θ的值，为：
Figure BDA0002579606540000083
因此，当油箱100处于水平状态时燃油液面高度低于H，车辆的倾角大于θ时，就会发生供油中断。
控制器判断燃油液面高度H和车辆倾角θ之间的关系，当二者之间的关系接近上述公式时，发出报警。
为了避免系统误差影响和给予安全阈值，因此设定安全倾角θ0，θ0＝1.2θ。
当车辆倾角θ大于或等于安全倾角θ0时，控制部发出报警信号，此时燃油液面高度H和车辆倾角θ之间的关系满足以下公式：
Figure BDA0002579606540000091
进一步的，当控制部发出警报信号且未检测到驾驶员进行相关避险操作时，控制部可以直接向车辆的刹车系统发出刹车信号，避免事故的发生。
本实施例适用于车辆从水平状态驶入坡道的过程中，此时油量变化较小，但倾角变化较大。
第二实施例，如图4所示，车辆辅助控制方法包括：检测车辆的倾角；根据检测到的倾角，计算车辆的油箱内的安全油量；检测车辆的油箱内的实际油量；比较实际油量和安全油量，并在实际油量小于或等于安全油量时，发出警报信号。
其中安全油量的计算方法参考安全倾角的计算方法，二者原理相同。
进一步的，当控制部发出警报信号且未检测到驾驶员进行相关避险操作时，控制部可以直接向车辆的刹车系统发出刹车信号，避免事故的发生。
本实施例适用于车辆停在坡道上，并持续作业的状态，此时车辆的倾角变化较小，但一直消耗燃油，燃油余量变化较大。
第三实施例，为第一实施例和第二实施例的逻辑或连接，即同时采用第一实施例和第二实施例的方法，当第一实施例和第二实施例中任一方法的逻辑关系成立，就发出报警信号。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车辆辅助控制系统，其特征在于，包括油量检测部、倾角检测部和控制部；所述油量检测部用于设置在车辆的油箱(100)内，所述油量检测部与所述控制部电连接，以检测所述油箱(100)内的油量；所述倾角检测部用于设置在车辆上，所述倾角检测部与所述控制部电连接，以检测所述油箱(100)的倾斜角度；所述控制部接收所述油量检测部和所述倾角检测部的反馈，判断是否发出警报信号。
2.根据权利要求1所述的车辆辅助控制系统，其特征在于，所述油量检测部包括液位传感器(10)，所述液位传感器(10)用于设置在所述油箱(100)内。
3.根据权利要求1所述的车辆辅助控制系统，其特征在于，所述倾角检测部包括姿态传感器(20)，所述姿态传感器(20)用于设置在车辆的车架(200)上。
4.根据权利要求1所述的车辆辅助控制系统，其特征在于，所述车辆辅助控制系统还包括警报装置，所述警报装置与所述控制部电连接，所述警报装置根据从所述控制部发出的警报信号，向车辆的驾驶员发出光信号和/或声音信号。
5.根据权利要求1所述的车辆辅助控制系统，其特征在于，所述车辆辅助控制系统还包括显示装置，所述显示装置与所述控制部电连接，所述控制部通过所述油量检测部的反馈计算得到车辆的安全倾角，所述显示装置用于显示所述车辆的安全倾角。
6.根据权利要求5所述的车辆辅助控制系统，其特征在于，所述控制部还通过所述倾角检测部的反馈得到所述车辆的实际倾角，所述显示装置还用于显示所述车辆的实际倾角。
7.一种车辆，其特征在于，包括车辆本体和如权利要求1至6中任一项所述的车辆辅助控制系统，所述车辆辅助控制系统的油量检测部设置在所述车辆本体的油箱(100)内，所述车辆辅助控制系统的倾角检测部设置在所述车辆本体上。
8.根据权利要求7所述的车辆，其特征在于，所述车辆包括刹车系统，所述刹车系统与所述车辆辅助控制系统的控制部电连接，所述控制部根据所述油量检测部和所述倾角检测部的反馈，向所述刹车系统发出刹车信号。
9.一种车辆辅助控制方法，其特征在于，包括：
检测车辆的油箱内的油量；
根据检测到的油量，计算车辆的安全倾角；
检测车辆的实际倾角；
比较所述实际倾角和所述安全倾角，并在所述实际倾角大于或等于所述安全倾角时，发出警报信号。
10.一种车辆辅助控制方法，其特征在于，包括：
检测车辆的倾角；
根据检测到的倾角，计算车辆的油箱内的安全油量；
检测车辆的油箱内的实际油量；
比较所述实际油量和所述安全油量，并在所述实际油量小于或等于所述安全油量时，发出警报信号。
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