CN202710051U - 车载坡度动态识别系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种车载坡度动态识别系统，其包括安装在车体上用于测量车体倾角值的双轴倾角传感器、接收上述倾角测量值信号的微处理器、从整车CAN总线上采集实时车速信号并将该车速信号传输给上述微处理器进行加速度运算以及加速度引起的倾角偏差值运算的CAN总线收发器、连接在上述微处理器上并将微处理器比较倾角测量值与加速度引起的倾角偏差值而计算得出的实际坡度值进行显示的显示屏；坡度信号处理器上电连接有用于显示坡度的显示屏；微处理器上还电连接有报警装置；显示屏为LCD显示屏，且显示屏集成在车内仪表盘上。本实用新型结构简单，设计精巧，得到的坡度值精确可靠，增强了车辆的安全性能。

Description

车载坡度动态识别系统

技术领域

本实用新型涉及一种车载坡度动态识别系统。

背景技术

行车时，经常会遭遇上陡坡或下陡坡的危险路段，尤其再遇到雨雪天气时，极易引发交通事故。若能随车携带一个能够感应路面坡度的装置，将会有效避免危险的发生。另外，对于野外施工的工程机械和设备，由于作业环境恶劣，且作业对象经常是深坑、土方、矿道、山道或者戈壁等，更加需要一个能够识别坡度的装置，若是仅依靠作业人员的经验来判断能否在一个斜坡上驻车作业，或者判断能否驾驶工程机械通过一个斜坡，所受限制较多，也容易误判。

目前市场上汽车常用到一种液位式坡度仪，在带有刻度的球形壳体内装有一定量的液体，在水平面上时液面保持在零点位置，当坡度发生变化时，液面对应的刻度也发生变化，读取刻度得到坡度信息，该种坡度仪的缺点是读数不准确，精度差且显示不够直观；另外，市场上还有一种电子式倾角测量仪，该种测量仪的精度高，便于数据读取，但是其仅可以静态地测量倾角，而且还需要设置零点和更换电池，操作不方便，且其价格过高，固定不便，在动态的车上很难使用到该种测量仪。

由于行驶中的倾角测量受到车辆加速度的影响，车辆加速度又可以根据车速变化及间隔时间计算得出。对于车速信号，随着车辆的智能化控制水平的提高，车载电脑(ECU)成为车辆的固有部件，车载电脑（ECU）收集轮胎的转速信号并根据传动比和轮胎半径可计算出车速，车速信号经由整车CAN总线发送到驾驶室仪表盘上，从而方便了驾驶员得知车速信号。由上述可知，收集整车CAN总线上的车速信号即可计算得出加速度信号。

随着传感器技术的成熟，目前有一种双轴倾角传感器可以灵敏地感应水平面X、Y方向的倾斜角度，若能利用倾角传感器，并结合车辆的加速度信号，消除加速度对坡度的影响，将会得到非常精确的动态坡度信息。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种车载坡度动态识别系统，该系统通过车速信号计算出加速度，并利用双轴倾角传感器的实测倾角值信号，将加速度引起的倾角偏差去除后得到精确的坡度信号，数据准确可靠，显示方便直观且整个系统结构简单，成本低廉。

为解决上述技术问题，本实用新型的车载坡度动态识别系统，其结构特点是包括安装在车体上用于测量车体倾角值的双轴倾角传感器、接收上述倾角测量值信号的微处理器、从整车CAN总线上采集实时车速信号并将该车速信号传输给上述微处理器进行加速度运算以及加速度引起的倾角偏差值运算的CAN总线收发器、连接在上述微处理器上并将微处理器比较倾角测量值与加速度引起的倾角偏差值而计算得出的实际坡度值进行显示的显示屏。

所述微处理器上还电连接有报警装置。

所述报警装置为蜂鸣器，蜂鸣器与微处理器之间电连接有运算放大器。

所述显示屏为LCD显示屏，该显示屏集成在车内仪表盘上。

本实用新型的有益效果是：双轴倾角传感器测量实时倾角值并将该倾角测量值信号传输给微处理器，CAN总线收发器直接从整车CAN总线上采集车速信号，然后将该车速信号传输给微处理器，微处理器通过车速变化以及时间间隔计算出加速度，然后根据加速度计算出加速度引起的倾角偏差值，最后用实际的倾角测量值抵消掉加速度引起的倾角偏差值即得到了实际的路面坡度值，显示屏对得到的坡度值进行显示，驾驶员可以十分直观地读取显示屏上的坡度值，方便操控车辆，且系统利用了成本低廉的双轴倾角传感器，有效节约了成本，整个系统结构十分简单，得到的坡度数据精确可靠；增加报警装置，当坡度达到车辆的极限时，可发出报警信号，及时提醒驾驶员采取措施避免翻车事故；采用蜂鸣器报警，结构简单，成本低廉；显示屏采用LCD显示屏并集成在车内的仪表盘上，更加方便了驾驶人员读取，优化了整车的配置。本实用新型结构简单，设计精巧，得到的坡度值精确可靠，增强了车辆的安全性能。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：

图1为本实用新型电气结构原理图。

具体实施方式

参照图1，本实用新型的车载坡度动态识别系统的一种实施方式为包括安装在车体上用于测量车体倾角值的双轴倾角传感器2、接收上述倾角测量值信号的微处理器30、从整车CAN总线1上采集实时车速信号并将该车速信号传输给上述微处理器30进行加速度运算以及加速度引起的倾角偏差值运算的CAN总线收发器31、连接在上述微处理器30上并将微处理器30比较倾角测量值与加速度引起的倾角偏差值而计算得出的实际坡度值进行显示的显示屏4。其中，双轴倾角传感器2实时监测得到倾角测量值信号并将该信号传输给微处理器30。整车CAN总线1上传输有车速信号，CAN总线收发器31直接从整车CAN总线1上采集车速信号，然后将该车速信号传输给微处理器30，在微处理器30内通过车速变化以及时间间隔计算出加速度，然后根据加速度计算出加速度引起的倾角偏差值，最后用实际的倾角测量值抵消掉加速度引起的倾角偏差值即得到了实际的路面坡度值，再将该坡度值信号传输给显示屏4进行显示，驾驶员可以十分直观地读取显示屏4上的坡度值，方便操控车辆。

上述微处理器30、CAN总线收发器31以及各种常规的基本功能器件可以集成在整车的控制系统中，同时也可以集成在一块单独的功能模块上，为方便描述，该单独的功能模块称为坡度信号处理器3。本实施方式通过后一种集成方式为例进行说明，如图1所示，微处理器30、CAN总线收发器31均集成在坡度信号处理器3内，其中，双轴倾角传感器2由24V稳压电源供电，同时，坡度信号处理器3内设有电源模块32，该电源模块32也电连接至24V电源上，经电源模块32处理后可输出5V直流稳压，电源模块32用于给坡度信号处理器3供电。双轴倾角传感器2的X倾斜信号输出端和Y倾斜信号输出端与坡度信号处理器3连接，坡度信号处理器3内设有AD转换器33，AD转换器33将模拟信号转换后输出给微处理器30。从整车CAN总线1上引出两根数据线，区分CAN高和CAN低对应连接到CAN总线收发器31上，CAN总线收发器31和微处理器30之间还连接有光电耦合器和CAN控制器，保证了从CAN总线上收发数据的稳定可靠性。CAN总线收发器31将整车CAN总线1上的车速信号采集下来，在微处理器30内通过车速变化以及间隔时间计算出车辆的加速度，然后根据加速度和倾角变化关系计算出因为车辆加速度引起的倾角偏差θ。其中计算公式为：

最后将该倾角偏差值与从双轴倾角传感器2采集来的倾角测量值相加，即得到精确动态的坡度值。得到了精确的坡度值后，结合横侧倾斜角度一并发送到显示屏4上进行显示。上述微处理器30内的信号处理电路以及运算电路均为现有技术，在此不再赘述。

参照图1，微处理器30上还电连接有报警装置。其中，优选的，报警装置优选为蜂鸣器5，蜂鸣器5与微处理器30之间电连接有运算放大器34。微处理器30设置坡度警戒线，当坡度值或横侧倾斜角度低于设定的警戒线时输出一低电平信号，当坡度值超出警戒线时输出一个高电平信号激活报警装置，当横侧倾斜角度超出警戒线时也同样输出一个高电平激活报警装置报警。如图1所示，显示屏4和报警装置均电连接在运算放大器34上，运算放大器34连接在微处理器30上，其中，运算放大器34的作用是将信号放大，增加信号强度。

其中，显示屏4为LCD显示屏，该显示屏4集成在车内仪表盘上。显示屏5可集成在车内仪表盘上对坡度进行精确显示，方便驾驶员读取，增加整车的功能和安全性能。

另外，为了节约成本和简化整车控制流程，上述整个坡度信号处理器3也可集成到整车控制系统中，例如混合动力车的HCU中，增加整车的控制系统的坡度处理和显示以及报警功能。

综上所述，本实用新型不限于上述具体实施方式。本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的前提下，可做若干的更改和修饰。本实用新型的保护范围应以本实用新型的权利要求为准。 

Claims (4)

1.一种车载坡度动态识别系统，其特征是包括安装在车体上用于测量车体倾角值的双轴倾角传感器（2）、接收上述倾角测量值信号的微处理器（30）、从整车CAN总线（1）上采集实时车速信号并将该车速信号传输给上述微处理器（30）进行加速度运算以及加速度引起的倾角偏差值运算的CAN总线收发器（31）、连接在上述微处理器（30）上并将微处理器（30）比较倾角测量值与加速度引起的倾角偏差值而计算得出的实际坡度值进行显示的显示屏（4）。

2.如权利要求1所述的车载坡度动态识别系统，其特征是所述微处理器（30）上还电连接有报警装置。

3.如权利要求2所述的车载坡度动态识别系统，其特征是所述报警装置为蜂鸣器（5），蜂鸣器（5）与微处理器（30）之间电连接有运算放大器（34）。

4.如权利要求1至3中任一项所述的车载坡度动态识别系统，其特征是所述显示屏（4）为LCD显示屏，该显示屏（4）集成在车内仪表盘上。

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