CN114771451B - 一种电动汽车涉水动态监测方法与监测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车涉水动态监测方法，包括以下步骤：在电动汽车后视镜下方均设置水位监测装置，通过水位监测装置采集得到后视镜到下方水位距离H2并发送至控制器；控制器根据后视镜到下方水位距离计算得到风险区距同侧后视镜最远端水位，当风险区距同侧后视镜最远端水位与车顶端水位的差值小于危险水位阈值时，控制器发出警报。本发明能解决车辆在行驶过程中经过水域而无法得知水域深度以及车辆进水风险的问题，本发明能够对车辆水深进行动态监测，以及在水深过大时发出警报和采取对应措施。

Description

一种电动汽车涉水动态监测方法与监测系统
技术领域
本发明属于车辆控制技术领域，具体涉及一种电动汽车涉水动态监测方法与监测系统。
背景技术
汽车在户外越野或雨天行驶时，经常遇到路面积水，如果无法探知水面深度容易发生未知危险，目前很少越野车型有涉水深度检测功能，且功能只能大致的对水深情况进行示意，或者对停放车辆的涉水情况进行报警。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种电动汽车涉水动态监测方法与监测系统，解决车辆在行驶过程中经过水域而无法得知水域深度以及车辆进水风险的问题，本发明能够对车辆水深进行动态监测，以及在水深过大时发出警报和采取对应措施。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种电动汽车涉水动态监测方法，包括以下步骤：
在电动汽车后视镜下方均设置水位监测装置，通过水位监测装置采集得到后视镜到下方水位距离H2并发送至控制器；
控制器根据后视镜到下方水位距离计算得到风险区距同侧后视镜最远端水位，当风险区距同侧后视镜最远端水位与车顶端水位的差值小于危险水位阈值时，控制器发出警报。
风险区包括设置于车辆侧面前端的蓄电池模块和小三电模块以及车辆侧面后端的充电口区域，其中蓄电池模块与小三电模块分别设置于车辆的左侧和右侧。
根据后视镜到下方水位距离H2和后视镜距地面高度H1计算得到后视镜下方水深H，即H＝H1-H2；其中，H1随车辆的行驶模式、悬架行程和胎压变化。
行驶模式至少包括正常模式和越野模式，当车辆处于正常模式时，行驶模式修正值h1为0。
悬架行程包括左侧悬架行程和右侧悬架行程，其中左侧悬架行程修正值h4＝(h2+h3)(L/(L1+L2))，其中h2为左侧前轮悬架抬升高度，h3为左侧后轮悬架抬升高度，L1为左侧后视镜与车辆前端风险区距左侧后视镜最远端的水平距离，L2为左侧后视镜与车辆后端风险区距左侧后视镜最远端的水平距离；L取L1或L2，当计算前端左侧悬架行程修正值时取L1，当计算后端左侧悬架行程修正值时取L2；右侧悬架行程修正值参照左侧悬架行程修正值计算。
胎压修正值根据轮胎变化值进行计算，胎压包括左侧胎压和右侧胎压，其中左侧胎压修正值h7＝(h5+h6)(L/(L1+L2))，其中h5为左侧前轮半径变化值，h6为左侧后轮半径变化值；L取L1或L2，当计算前端左侧胎压修正值时取L1，当计算后端左侧胎压修正值时取L2；右侧胎压修正值参照左侧胎压修正值计算。
后视镜到下方水位距离H2受浪涌影响，浪涌修正值h8随车辆速度变化。
当控制器发出警报后，悬架将会自动升高。
当控制器发出警报后，车窗会自动解锁并开启。
还提供一种电动汽车涉水动态监测系统，包括：
水位监测装置，设置于后视镜下方，用于采集得到后视镜到下方水位距离H2并发送至控制器；
控制器，用于根据后视镜到下方水位距离计算得到风险区距同侧后视镜最远端水位，当风险区距同侧后视镜最远端水位与车顶端水位的差值小于危险水位阈值时，发出警报。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明能够解决车辆在行驶过程中经过水域而无法得知水域深度以及车辆进水风险的问题，本发明能够对车辆水深进行动态监测，以及在水深过大时发出警报和采取对应措施。
附图说明
图1为本发明实施例的流程示意图；
图2为本发明实施例中超声波雷达的安装位置示意图；
图3为本发明实施例中车辆的左视图；
图4为本发明实施例中车辆的右视图；
图5为本发明实施例中车辆由前端涉水的示意图；
图6为本发明实施例中车辆由后端涉水的示意图；
图中，1-超声波雷达，2-蓄电池模块，3-小三电模块，4-充电口区域。
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，以下结合附图及实施例，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。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本发明提供一种电动汽车涉水动态监测的方法，具体实施方法如下：
电动汽车左右后视镜的底座安装有超声波雷达1(即水位监测装置)，如图2所示，雷达对称布置，探头朝向地面，可以探测后视镜到下方障碍物距离。
由于电动汽车不需要进气口，因此前格栅都是封闭状态，汽车在涉水时不用考虑前格栅进水问题，只用考虑车身内部进水后会产生风险的涉水敏感点，在水位逐渐升高的过程整车涉水敏感点主要有以下几个：如图3和图4，前舱左侧蓄电池模块2、前舱右侧小三电模块3、车尾左侧充电口区域4，将这几个涉水敏感点作为风险区域进行标记。
汽车在行驶进入水域时通常会以下坡的姿态入水，如图5，图中虚线为水位线，位于后视镜下方的雷达通过测量雷达到水面的距离H2，由后视镜距离地面的高度H1减去H2后得到后视镜下方水深H，再由左侧后视镜距离左侧涉水敏感点蓄电池最前端的距离L1、俯仰角传感器得到的车身俯仰角度θ通过H3＝H+L1tanθ计算得到蓄电池最前端的水深H3，与其最下端的距地面高度H3max相比可以分析出蓄电池的涉水风险，如果HL与H3max之间的差值小于某个阈值时可输出报警信号提醒驾驶员前方水域危险。右侧涉水敏感点小三电也采用此逻辑方法进行预警。
如图6，汽车在倒车入水时也是同样探测逻辑，位于后视镜下方的雷达通过测量雷达到水面的距离H2，由后视镜距离地面的高度H1减去H2后得到后视镜下方水深H，再由后视镜距离后方涉水敏感点最后端的距离L2、俯仰角传感器得到的车身俯仰角θ通过H4＝H+L2tanθ计算得到后方涉水敏感点充电口区域最后端的水深H4，与其最下端的距地面高度H4max相比可以分析出充电口区域的涉水风险，如果HL与H4max之间的差值小于某个阈值时可输出报警信号提醒驾驶员后方水域危险。
需要注意的是后视镜距离地面的高度H1并不是一个恒定值，它受行驶模式、悬架行程、胎压等因素的影响。
行驶模式：汽车不同的行驶模式对应的悬架抬升高度h1不同，例如越野模式下悬架抬升高度大，正常模式下悬架抬升高度小，需要将抬升高度h1作为修正值H1中，系统计算可以根据对应的行驶模式来输出抬升高度h1，一般h1的变化值在±80mm；
以图5为例，悬架行程：汽车在复杂路面上行驶四个轮胎为适应地面抬升的高度会不一致，因此会导致H1也会实时变化。由悬架行程传感器可以得到四个轮胎的实时行程，将左侧的前后轮悬架抬升高度h2、h3通过h4＝(h2+h3)(L1/(L1+L2))计算得到前端左侧悬架行程修正值h4，右侧与左侧相同方式进行修正，四个轮胎悬架抬升的高度h2、h3的抬升范围一般在±150mm；
以图5为例，胎压：汽车行驶途中胎压的不同会带来轮胎的半径的变化，由此带来H1的变化。首先对汽车胎压值进行标定，得出不同胎压值下轮胎的半径变化值，将其作为修正的数据库，行驶过程中将控制器发出的四个轮胎的胎压信号转换为轮胎的半径变化值，将左侧的前后轮胎半径变化值h5、h6通过h7＝(h5+h6)(L1/(L1+L2))计算得到前端左侧胎压修正值h7，右侧与左侧相同方式进行修正，轮胎胎压变化引起的轮胎半径的变化值h5、h6的范围一般在±20mm。
雷达探测的后视镜下方至水面的距离H2会受浪涌的影响。
浪涌：汽车在行驶进入水中时，车头处水面向两侧拨开，车身周围会产生浪涌，导致后视镜下方水位比实际水位要低，且浪涌大小随车速的变化而变化，由此导致H2的测量结果偏大。首先对汽车在不同车速时后视镜正下方的浪涌高度进行标定，将其作为修正的数据库，行驶过程中将控制器发出的车速信号转换为对应的浪涌值h8，然后带入H2中进行数据修正，车速在10km/h以下时浪涌h8的范围在0～80mm。
如图1是电动汽车水深动态监测的探测逻辑图，该功能开启后，系统输出水深的报警信号和后视镜正下方水深值，车内控制器根据报警信号的级别对驾驶员发出相应的报警提示；车机可以根据后视镜正下方水深值与俯仰角可以在车机屏幕上显示电动汽车的动态水深，能够准确的反映车身周围水深情况。
汽车涉水深度超过涉水敏感点时，汽车控制器接收到报警信号后采取一定的保护策略；
悬架升高：当检测到水深已经超过涉水敏感点时，通过进一步的提升悬架高度来提高整车高度，从而保证涉水敏感点设备的安全；
车窗自动解锁并打开：水深超过涉水敏感点意味着电子设备会有进水风险，导致整车电源短路，车辆无法行驶，电源如果突然切断，车窗以及车门还是闭锁状态，此时乘客无法逃出车外，采取车窗自动解锁并打开的策略可以进一步的保护乘客的安全。
本领域的技术人员容易理解，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 (5)

1.一种电动汽车涉水动态监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
在电动汽车后视镜下方均设置水位监测装置，通过水位监测装置采集得到后视镜到下方水位距离H2并发送至控制器；
控制器根据后视镜到下方水位距离计算得到风险区距同侧后视镜最远端水位，当风险区距同侧后视镜最远端水位与车顶端水位的差值小于危险水位阈值时，控制器发出警报；
风险区包括设置于车辆侧面前端的蓄电池模块和小三电模块以及车辆侧面后端的充电口区域，其中蓄电池模块与小三电模块分别设置于车辆的左侧和右侧；
根据后视镜到下方水位距离H2和后视镜距地面高度H1计算得到后视镜下方水深H，即H＝H1-H2；其中，H1随车辆的行驶模式、悬架行程和胎压变化；
行驶模式至少包括正常模式和越野模式，当车辆处于正常模式时，行驶模式修正值h1为0；
悬架行程包括左侧悬架行程和右侧悬架行程，其中左侧悬架行程修正值h4＝(h2+h3)(L/(L1+L2))，其中h2为左侧前轮悬架抬升高度，h3为左侧后轮悬架抬升高度，L1为左侧后视镜与车辆前端风险区距左侧后视镜最远端的水平距离，L2为左侧后视镜与车辆后端风险区距左侧后视镜最远端的水平距离；L取L1或L2，当计算前端左侧悬架行程修正值时取L1，当计算后端左侧悬架行程修正值时取L2；右侧悬架行程修正值参照左侧悬架行程修正值计算；
胎压修正值根据轮胎变化值进行计算，胎压包括左侧胎压和右侧胎压，其中左侧胎压修正值h7＝(h5+h6)(L/(L1+L2))，其中h5为左侧前轮半径变化值，h6为左侧后轮半径变化值；L取L1或L2，当计算前端左侧胎压修正值时取L1，当计算后端左侧胎压修正值时取L2；右侧胎压修正值参照左侧胎压修正值计算。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车涉水动态监测方法，其特征在于，后视镜到下方水位距离H2受浪涌影响，浪涌修正值h8随车辆速度变化。
3.根据权利要求1所述的一种电动汽车涉水动态监测方法，其特征在于，当控制器发出警报后，悬架将会自动升高。
4.根据权利要求1所述的一种电动汽车涉水动态监测方法，其特征在于，当控制器发出警报后，车窗会自动解锁并开启。
5.一种使用如权利要求1所述的一种电动汽车涉水动态监测方法的监测系统，包括：
水位监测装置，设置于后视镜下方，用于采集得到后视镜到下方水位距离H2并发送至控制器；
控制器，用于根据后视镜到下方水位距离计算得到风险区距同侧后视镜最远端水位，当风险区距同侧后视镜最远端水位与车顶端水位的差值小于危险水位阈值时，发出警报。
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