CN112440865A - 一种智能车辆换道辅助系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能车辆换道辅助系统及其控制方法，包括汽车中控ECU单元，与汽车中控ECU单元分别线路连接有转向传感器、车辆前端左右两侧的两个毫米波雷达传感器、车辆后端左右两侧的两个毫米波雷达传感器、左转向灯信号发送器、右转向灯信号发送器、转向灯开关控制器、制动踏板控制电机、方向盘控制电机及语音警报模块，所述转向灯开关控制器线路连接有转向灯开关，方向盘控制电机与方向盘相连，制动踏板控制电机与制动踏板相连。本发明能够保证车辆换道时提醒驾驶员后方车辆是否会有撞击本车的危险，同时纠正本车驾驶员的错误操作，提醒后方车辆本车的实际换道方向，从而提高了车辆换道的安全性。

Description

一种智能车辆换道辅助系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及车辆安全控制技术领域，尤其是一种智能车辆换道辅助系统及其控制方法。

背景技术

据统计，由变道引起的交通事故约占总交通事故的4％～10％，换道事故中人为原因造成的约占75％，由换道引起的交通延误占交通事故总延误时间的10％，近年来对于提高车辆换道安全性的技术开发呼声越来越高。其中公告号为CN211032357U的专利公开了一种车辆换道危险预警的功能，但却不能纠正驾驶员的错误操作，所能达到的安全性较低。公告号为CN210133060U的专利提供的技术虽然能够实现对车辆的安全换道时间进行预测和提示，但是却无法提醒后车本车的实际换道方向，实际使用中可能会因为后车司机的误判导致撞击。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术中之不足，本发明提供一种智能车辆换道辅助系统及其控制方法，以达到纠正本车驾驶员的错误操作，提醒驾驶员换道是否有被后车撞击的危险，提醒后方车辆驾驶员本车的实际换道方向等目的。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种智能车辆换道辅助系统，包括汽车中控ECU单元、转向传感器、左转向灯信号发送器及右转向灯信号发送器，汽车中控ECU单元接收转向传感器、左转向灯信号发送器及右转向灯信号发送器所传送的信息，所述的汽车中控ECU单元线路连接有左前毫米波雷达传感器、右前毫米波雷达传感器以接收换入车道内前方车辆与本车的距离信息，汽车中控ECU单元线路连接有左后毫米波雷达传感器、右后毫米波雷达传感器以接收后车距离信号，所述的汽车中控ECU单元分别线路连接有转向灯开关控制器、控制车辆的方向盘回正的方向盘控制电机、控制车辆的制动踏板下压实现车辆制动的制动踏板控制电机及换道危险时发出语音警示的语音警报模块。

具体说，所述的转向灯开关控制器连接有转向灯开关，转向灯开关分别线路连接左转向灯、右转向灯，所述转向灯开关上设有磁极N级，磁极N级旁侧设有直线滑槽，直线滑槽内设有磁极S级，磁极S级在直线滑槽内移动并吸引磁极N级移动从而实现左转向灯、右转向灯的开闭。

进一步地，为更好地感知方向盘的转动方向和角度大小，所述的转向传感器设置在方向盘下方的转向管柱内发送信号至汽车中控ECU单元。

一种采用上述智能车辆换道辅助系统的控制方法，具有以下步骤：

S1、通过左后毫米波雷达传感器、右后毫米波雷达传感器获得后车距离信号，判定将要换入的车道是否安全，若存在危险不能换道时，语音警报模块发出语音警报提醒驾驶员，若驾驶员在一秒内没有采取任何措施，则方向盘控制电机控制方向盘回正；

S2、通过左前毫米波雷达传感器、右前毫米波雷达传感器判定所换入车道内的前方车辆与本车的距离，若距离过近且驾驶员又未采取制动措施，则通过制动踏板控制电机控制制动踏板下压，主动刹车以避免撞击前方车辆；

S3、通过转向灯开关控制器，在本车驾驶员打错转向灯的情况下控制转向灯的开启与关闭，以便后方车辆驾驶员准确识别本车的换道方向。

本发明的有益效果是：本发明能够保证车辆换道时提醒驾驶员后方车辆是否会有撞击本车的危险，同时纠正本车驾驶员的错误操作，提醒后方车辆本车的实际换道方向，从而提高了车辆换道的安全性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的系统结构框图。

图2是本发明所述转向灯开关控制转向灯的电路图。

图3是本发明所述转向灯开关控制器的结构示意图。

图4是本发明所述四个毫米波雷达传感器安装位置示意图。

图5是本发明所述控制方法实施例一的控制流程图。

图6是本发明所述控制方法实施例二的控制流程图。

图7是本发明所述控制方法实施例三的控制流程图。

图中：100.汽车中控ECU单元，101.左前毫米波雷达传感器，102.左后毫米波雷达传感器，103.右前毫米波雷达传感器，104.右后毫米波雷达传感器，105.转向传感器，106.左转向灯信号发送器，107.右转向灯信号发送器，201.制动踏板控制电机，202.方向盘控制电机，203.语音警报模块，204.转向灯开关控制器，301.制动踏板，302.方向盘，303.转向灯开关，401.左转向灯，402.右转向灯，5.磁极N级，6.直线滑槽，7.磁极S级。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示的一种智能车辆换道辅助系统，包括汽车中控ECU单元100、左转向灯401、转向灯开关303、转向灯开关控制器204、左转向灯信号发送器106、右转向灯402、右转向灯信号发送器107、转向传感器105、左前毫米波雷达传感器101、右前毫米波雷达传感器103、左后毫米波雷达传感器102、右后毫米波雷达传感器104、语音警报模块203、制动踏板控制电机201、制动踏板301、方向盘控制电机202及方向盘302。

汽车中控ECU单元100与转向传感器105相连，所述转向传感器105位于方向盘302下方的转向管柱内，可以检测到方向盘302的转动方向和角度大小，并发送信号至汽车中控ECU单元100。

所述汽车中控ECU单元100与左转向灯信号发送器106、右转向灯信号发送器107相连。汽车左转向灯401点亮时，左转向灯信号发送器106可以发送信号到汽车中控ECU单元100，告知汽车中控ECU单元100车辆将要左打方向；汽车右转向灯402点亮时，右转向灯信号发送器107可以发送信号到汽车中控ECU单元101，告知汽车中控ECU单元100车辆将要右打方向。

所述汽车中控ECU单元100与转向灯开关控制器204相连，根据需要汽车中控ECU单元100可以向转向灯开关控制器204发送指令。所述转向灯开关控制器204与转向灯开关303相连。当接收到汽车中控ECU单元100“关闭左转向灯401，开启右转向灯402”的指令时，转向灯开关控制器204会控制转向灯开关303的移动，从而关闭左转向灯401，开启右转向灯402；当接收到汽车中控ECU单元100“关闭右转向灯402，开启左转向灯401”的指令时，转向灯开关控制器204会控制转向灯开关303的移动，从而关闭右转向灯402，开启左转向灯401。

如图2为转向灯开关控制器204控制转向灯开关303的原理图。现以转向灯开关303起始位置在左转向灯401处加以说明：如图3所示，所述转向灯开关303上带有磁极N级5，右侧的直线滑槽6上有上段、中段及下段三个位置，上段、中段及下段三个位置分别对应开启左转向灯401、关闭转向灯及开启右转向灯402位置。

所述直线滑槽6内设有磁极S级7，并且磁极S级7会根据需要在上段、中段及下段内移动，移动到任何一段就会被固定；当转向灯开关303位于左转向灯401位置时，若转向灯开关控制器204收到“关闭左转向灯401”指令时，磁极S级7会移动到中段位置，由于磁极S级7固定，磁极S级7便吸引转向灯开关303上的磁极N级5移动到关闭转向灯的位置；当转向灯开关303位于左转向灯401位置时，若转向灯开关控制器204收到“关闭左转向灯401，打开右转向灯402”指令时，磁极S级7会先移动到中段位置，由于磁极S级7固定，磁极S级便吸引转向灯开关303上的磁极N级5移动到关闭转向灯的位置，然后磁极S级7会移动到下段位置，由于磁极S级7固定，磁极S级7便吸引转向灯开关303上的磁极N级5移动到打开右转向灯402的位置。

汽车中控ECU单元100分别与左前毫米波雷达传感器101、右前毫米波雷达传感器103、左后毫米波雷达传感器102、右后毫米波雷达传感器104线路相连，以获得本车与后方车辆、前方车辆的距离信号。本发明使用毫米波雷达传感器的原因，是考虑到汽车在高速公路换道时，因为车速都较快，需要探测较远距离的后方车辆，而常规的超声波雷达探测距离有限，无法满足使用要求。

如图4所示，所述的左前毫米波雷达传感器101、右前毫米波雷达传感器103分别设在车辆前端的左右两侧边缘，左后毫米波雷达传感器102、右后毫米波雷达传感器104分别设在车辆后端的左右两侧边缘，便于更好地探测旁边车道内的车辆。所述的左前毫米波雷达传感器101、右前毫米波雷达传感器103、左后毫米波雷达传感器102及右后毫米波雷达传感器104选用英飞凌的24GHz的毫米波雷达传感器。

所述汽车中控ECU单元100与制动踏板控制电机201相连，所述制动踏板控制电机201与制动踏板301相连。当制动踏板控制电机201接收到“立刻制动”的指令时，可以控制制动踏板301下压，从而达到车辆制动的目的。

所述汽车中控ECU单元100与方向盘控制电机202相连，所述方向盘控制电机202与方向盘302相连。当方向盘控制电机202接收到“停止换道，立刻回正”的指令时，可以控制方向盘302回正。

所述汽车中控ECU单元100与语音警报模块203相连，根据需要汽车中控ECU单元100可以向语音警报模块203发送指令，语音警报模块203将会发出“换道危险，请停止换道”的语音警示，提醒车主。

实施例一，一种上述智能换道辅助系统的控制方法，如图5所示，避免所换入车道内后方车辆撞击本车的控制流程图(以换入左侧车道为例)，具有以下步骤：

S101、驾驶员左打方向盘302或者驾驶员打左转向灯401，此时转向传感器105或左转向灯信号发送器106发送信号至汽车中控ECU单元100；

S102、汽车中控ECU单元100接收左后毫米波雷达传感器102发送的后车距离信号，若市区道路行驶时，实际距离值B大于设定阈值A1值(10m)，若高速公路行驶时，实际距离值B大于设定阈值A2值(30m)，则执行步骤S103-1；若市区道路行驶时，实际距离值B小于等于设定阈值A1值(10m)，若高速公路行驶时，实际距离值B小于等于设定阈值A2值(30m)，则执行步骤S103-2；

S103、执行步骤S103-1(汽车中控ECU单元100不向语音警报模块203发送警报指令)后，执行S104；执行S103-2(汽车中控ECU单元100向语音警报模块203发送警报指令)后，若驾驶员在一秒内接受指令，将方向盘302回正，则已停止换道。驾驶员超过一秒时间，并未停止换道行为，则执行步骤S105；

S104、驾驶员可顺利且安全的完成换道。

S105、汽车中控ECU单元100向方向盘控制电机202发送指令，方向盘控制电机202控制方向盘302回正；汽车中控ECU单元100向转向灯开关控制器204发送指令,转向灯开关控制器204控制转向灯开关303，关闭左转向灯401；最终停止换道。

实施例二，一种上述智能换道辅助系统的控制方法，如图6所示，避免撞击所换入车道内前方车辆的控制流程图(以换入左侧车道为例)，具有以下步骤：

S201、左转向灯信号发送器106发送左转向灯401关闭的信号或转向传感器105发送方向盘302回正的信号至汽车中控ECU单元100；

S202、汽车中控ECU单元100接收左前毫米波雷达传感器101发送的本车距离前车的距离信号。若市区道路行驶，实际距离值D大于设定阈值C1值(3m)，若高速公路行驶，实际距离值D大于设定阈值C2值(10m)，则驾驶员可正常行驶，系统不介入。若市区道路行驶，实际距离值D小于等于设定阈值C1值(3m)，若高速公路行驶，实际距离值D小于等于设定阈值C2值(10m)，则执行步骤S203；

S203、汽车中控ECU单元100发送“立刻制动”指令到制动踏板控制电机201；

S204、制动踏板控制电机201控制制动踏板301下压，车辆紧急制动，从而避免撞击所换入车道内的前方车辆。

实施例三，一种上述智能换道辅助系统的控制方法，如图7所示，系统纠正本车驾驶员错误操作的控制流程图(以驾驶员打左转向灯，实际向右换道为例)。具有以下步骤：

S301、左转向灯信号发送器106发送左转向灯401开启的信号至汽车中控ECU单元，而转向传感器105发送车辆右打方向盘信号至汽车中控ECU单元100；

S302、系统判定车主存在“实际向右换道，却打了左转向灯”的错误操作，此时汽车中控ECU单元100发送“关闭左转向灯，打开右转向灯”指令到转向灯开关控制器204。

S303、转向灯开关控制器204控制转向灯开关303关闭左转向灯401，打开右转向灯402，以便后方车辆驾驶员能够准确识别本车的换道方向，避免撞击事故的发生。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (4)

1.一种智能车辆换道辅助系统，包括汽车中控ECU单元、转向传感器、左转向灯信号发送器及右转向灯信号发送器，汽车中控ECU单元接收转向传感器、左转向灯信号发送器及右转向灯信号发送器所传送的信息，其特征是：所述的汽车中控ECU单元线路连接有左前毫米波雷达传感器、右前毫米波雷达传感器以接收换入车道内前方车辆与本车的距离信息，汽车中控ECU单元线路连接有左后毫米波雷达传感器、右后毫米波雷达传感器以接收后车距离信号，所述的汽车中控ECU单元分别线路连接有转向灯开关控制器、控制车辆的方向盘回正的方向盘控制电机、控制车辆的制动踏板下压实现车辆制动的制动踏板控制电机及换道危险时发出语音警示的语音警报模块。

2.如权利要求1所述的智能车辆换道辅助系统，其特征是：所述的转向灯开关控制器连接有转向灯开关，转向灯开关分别线路连接左转向灯、右转向灯，所述转向灯开关上设有磁极N级，磁极N级旁侧设有直线滑槽，直线滑槽内设有磁极S级，磁极S级在直线滑槽内移动并吸引磁极N级移动从而实现左转向灯、右转向灯的开闭。

3.如权利要求1所述的智能车辆换道辅助系统，其特征是：所述的转向传感器设置在方向盘下方的转向管柱内以检测方向盘的转动方向和角度大小、并发送信号至汽车中控ECU单元。

4.一种如权利要求1所述的智能车辆换道辅助系统的控制方法，其特征是：具有以下步骤：

S1、通过左后毫米波雷达传感器、右后毫米波雷达传感器获得后车距离信号，判定将要换入的车道是否安全，若存在危险不能换道时，语音警报模块发出语音警报提醒驾驶员，若驾驶员在一秒内没有采取任何措施，则方向盘控制电机控制方向盘回正；

S2、通过左前毫米波雷达传感器、右前毫米波雷达传感器判定所换入车道内的前方车辆与本车的距离，若距离过近且驾驶员又未采取制动措施，则通过制动踏板控制电机控制制动踏板下压，主动刹车以避免撞击前方车辆；

S3、通过转向灯开关控制器，在本车驾驶员打错转向灯的情况下控制转向灯的开启与关闭，以便后方车辆驾驶员准确识别本车的换道方向。

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