CN203372187U - 一种基于汽车安全带的主动限速装置 - Google Patents

一种基于汽车安全带的主动限速装置 Download PDF

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为了解决在引发交通事故时驾驶员不佩戴安全带的不良习惯,给人身安全带来巨大威胁的问题,本实用新型提供了一种基于汽车安全带的主动限速装置,包括带扣传感器、车速传感器、加速度传感器、主动安全控制器、刹车控制器、油门控制器和提醒器;所述带扣传感器与所述主动安全控制器连接,所述车速传感器与所述主动安全控制器连接,所述加速度传感器与所述主动安全控制器连接,所述主动安全控制器分别与所述刹车控制器、所述油门控制器和所述提醒器连接;在未系安全带的情况下,所述车速控制装置给驾驶员进行提醒,并且最大限度的保证了车辆的低速稳定行驶,在发生事故时,降低对乘客的伤害。

Description

一种基于汽车安全带的主动限速装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及汽车领域,尤其涉及一种基于汽车安全带的主动限速装置。
背景技术
[0002] 根据《中华人民共和国道路交通安全法》规定,机动车行驶时,驾驶人、乘坐人员应当按规定使用安全带。近年来的交通法规对司机没有佩戴安全带的驾驶行为处罚越来越严厉,司机驾驶过程中是否佩戴安全带将成为驾车安全性的新重点。
[0003] 由于当前驾驶员安全意识较差,佩戴安全带不舒适就不佩戴,一旦发生交通事故,安全气囊打开时的速度高达300km/h,人体头部瞬间接触冲力可高达几百公斤,对人体产生巨大的伤害。安全带作为主要的乘员约束保护装置,成为目前最有效的被动安全设备。据统计,驾驶人员正确佩戴安全带发生车祸,正面撞车可以使死亡率减少57%,侧面撞车可以使死亡率减少44%,翻车时可以减少40%。然而我国乘用车安全带使用情况却不容乐观,2005年的数据表明我国乘用车驾驶员座位安全带佩戴率仅为68%,比各发达国家乘用车安全带佩戴率都要低。
[0004] 因此在发生交通事故时,驾驶员不佩戴安全带的不良习惯,给人身安全带来巨大威胁。
实用新型内容
[0005] 为解决现有技术中在发生交通事故时,驾驶员不佩戴安全带的不良习惯,给人身安全带来巨大威胁的问题。
[0006] 一方面,本实用新型实施例提供了一种基于汽车安全带的主动限速装置,包括带扣传感器、车速传感器、加速度传感器、主动安全控制器、刹车控制器、油门控制器和提醒器;
[0007] 所述带扣传感器与所述主动安全控制器连接,用于在采集汽车安全带的带扣信息,所述汽车安全带的带扣信息包括所述汽车安全带带扣未系和所述汽车安全带带扣已系;
[0008] 所述车速传感器与所述主动安全控制器连接,用于采集汽车速度;
[0009] 所述加速度传感器与所述主动安全控制器连接,用于采集汽车加速度;
[0010] 所述主动安全控制器分别与所述刹车控制器、所述油门控制器和所述提醒器连接,用于提取所述汽车安全带的带扣信息、所述汽车速度和所述汽车加速度,并在所述汽车安全带带扣未系时,输出第一控制指令控制所述提醒器做出提醒,根据所述汽车速度控制所述刹车控制器做出减速操作,以及根据所述汽车加速度控制给所述油门控制器做出加速度限制操作。
[0011] 进一步地,本发明实施例提供的基于汽车安全带的主动限速装置中,所述主动安全控制器包括第一速度控制器和第二速度控制器;
[0012] 所述第一速度控制器分别与所述车速传感器和所述提醒器连接,用于提取所述车速传感器采集的汽车速度并判断所述汽车速度是否大于预设启动速度,若所述汽车速度大于所述预设启动速度,则输出第四控制指令控制所述提醒器做出提醒;
[0013] 所述第二速度控制器分别与所述车速传感器和所述刹车控制器连接,用于提取所述车速传感器采集的汽车速度并判断所述汽车速度是否到达预设车速阈值,若所述汽车速度到达预设车速阈值,则输出所述第二控制指令控制所述刹车控制器将所述汽车速度限制在所述车速阈值之下;
[0014] 所述预设车速阈值大于所述预设启动速度。
[0015] 进一步地,本发明实施例提供的基于汽车安全带的主动限速装置中,所述主动安全控制器还包括加速度控制器;
[0016] 所述加速度控制器分别与所述加速度传感器和所述油门控制器连接,用于提取所述加速度传感器采集的汽车加速度,并在所述汽车速度到达所述预设车速阈值时判断所述汽车加速度是否大于所述预设加速度阈值,若所述汽车加速度大于所述预设加速度阈值,则输出所述第三控制指令控制所述油门控制器将所述汽车加速度限制在所述预设加速度阈值之下,并在所述汽车加速度等于所述预设加速度阈值时输出第五控制指令控制所述提醒器做出提醒。
[0017] 进一步地,本发明实施例提供的基于汽车安全带的主动限速装置中,所述主动安全控制器还包括计时器、钳制速度指令产生器和钳制加速度指令产生器;
[0018] 所述计时器用于在所述汽车速度到达所述预设车速阈值且所述汽车具有加速度的情况下计时;
[0019] 所述钳制速度指令产生器分别与所述带扣传感器和所述刹车控制器连接,用于在预设时间到达后没有接收到所述汽车安全带带扣已系信息时,输出第六控制指令控制所述刹车控制器将所述汽车速度钳制在所述预设车速阈值之下;
[0020] 所述钳制加速度指令产生器分别与所述带扣传感器和所述油门控制器连接,用于在预设时间到达后没有接收到所述汽车安全带带扣已系信息时,输出第七控制指令控制所述油门控制器将汽车加速度钳制在所述预设加速度阈值之下。
[0021] 进一步地,本发明实施例提供的基于汽车安全带的主动限速装置中,所述提醒器包括语音提醒器和视觉提醒器,所述语音提醒器和视觉提醒器接收到指令后分别进行语音和视觉提醒。
[0022] 进一步地,本发明实施例提供的基于汽车安全带的主动限速装置中,所述预设车速阈值为10km/h〜25km/h。
[0023] 进一步地,本发明实施例提供的基于汽车安全带的主动限速装置中,所述语音提醒器接收到不同的指令时做出不同的语音提示。
[0024] 有益效果:本实用新型实施例提供的基于汽车安全带的主动限速装置在驾驶员安全带带扣未系情况下,通过提醒器给予提醒,并且利用车速传感器和主动安全控制器控制汽车速度,以及利用加速传感器和主动安全控制器控制汽车加速度,进而纠正了驾驶员的急刹车和猛加速等不安全的行为,控制车辆低速稳定行驶,在发生交通事故时,最大限度的保证乘客安全。
附图说明[0025] 图1是本实用新型实施例提供基于汽车安全带的主动限速装置框图;
[0026] 图2是本实用新型实施例提供基于汽车安全带的主动限速装置的主动安全控制器框图;
[0027] 图3是本实用新型实施例例举的基于汽车安全带的主动限速装置控制的汽车在行驶过程中的速度与加速度分布示意图。
[0028] 其中,1、带扣传感器;2、车速传感器;3、加速度传感器;4、主动安全控制器;401、第一速度控制器;402、第二速度控制器;403、加速度控制器;404、计时器;405、钳制速度指令产生器;406、钳制加速度指令产生器;5、刹车控制器;6、提醒器;7、油门控制器。
具体实施方式
[0029] 为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型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实用新型,并不用于限定本实用新型。
[0030] 需要说明的是,本实用新型中的“连接”可以是直接连接,也可以是间接连接。
[0031] 本实用新型基于汽车安全带的主动限速装置用于在汽车行驶中,利用传感器判断驾驶员的安全带带扣是否系上,在驾驶员的安全带带扣未系上时,给驾驶员做出提醒,并根据汽车速度和加速度控制刹车控制器和油门控制器,进而控制汽车速度和加速度,在出现事故时,降低对驾驶员的伤害。
[0032] 以下通过实施例对本实用新型进行进一步的说明。
[0033] 如图1所示,本实施例所述基于汽车安全带的主动限速装置包括带扣传感器1、车速传感器2、加速度传感器3、主动安全控制器4、刹车控制器5、提醒器6和油门控制器7 ;所述带扣传感器I与所述主动安全控制器4连接,用于在采集汽车安全带的带扣信息,所述汽车安全带的带扣信息包括所述汽车安全带带扣未系和所述汽车安全带带扣已系;所述车速传感器2与所述主动安全控制器4连接,用于采集汽车速度;所述加速度传感器3与所述主动安全控制器4连接,用于采集汽车加速度;所述主动安全控制器4分别与所述刹车控制器
5、所述提醒器6和所述油门控制器7连接,用于提取所述汽车安全带的带扣信息、所述汽车速度和所述汽车加速度,并在所述汽车安全带带扣未系时,输出第一控制指令给所述提醒器6做出提醒,根据所述汽车速度控制所述刹车控制器5做出减速操作,以及根据所述汽车加速度控制所述油门控制器7做出加速度限制操作。
[0034] 其中带扣传感器1、车速传感器2和加速度传感器3采集的信息可以传输到车辆的网络总线上,主动安全控制器4从网络总线上提取所述汽车安全带的带扣信息、所述汽车速度和所述汽车加速度。当然带扣传感器1、车速传感器2和加速度传感器3采集的信息也可以不经过车辆网络总线直接传输给主动安全控制器4。
[0035] 作为一种实施方式,所述主动安全控制器4根据所述汽车速度输出第二控制指令给所述刹车控制器5,以及根据所述汽车加速度输出第三控制指令给所述油门控制器7 ;所述刹车控制器5根据所述第二控制指令控制所述汽车速度在预设车速阈值Vth之下;所述油门控制器7根据所述第三控制指令控制所述汽车加速度在预设加速度阈值之下。预设车速阈值Vth —般为10km/h〜25km/h,预设车速阈值作为汽车安全标杆,本发明技术人员经过多次试验测得,在汽车速度小于预设车速阈值Vth且驾驶员没系安全带带扣的情况下,即使发生事故,对驾驶员造成的伤害也较小。
[0036] 作为一种实施方式,所述带扣传感器I安装在驾驶员安全带的带扣上,带扣传感器I可以输出O和I来表不安全带的状态,例如,安全带系上时,带扣传感器I输出1,安全带未系上时,带扣传感器I输出O。
[0037] 作为一种实施方式,所述车速传感器2可以安装在曲轴上,采集发动机的转速然后输出到车辆网络总线上,主动安全控制器从网络总线上提取发动机转速并根据转速算出汽车速度。
[0038] 如图2所示,作为一种实施方式,所述主动安全控制器4包括第一速度控制器401、第二速度控制器402和加速度控制器403,其中所述第一速度控制器401分别与所述车速传感器2和所述提醒器6连接,用于提取所述车速传感器2采集的汽车速度并判断所述汽车速度是否大于预设启动速度VI,若所述汽车速度大于所述预设启动速度VI,则输出第四控制指令控制所述提醒器6做出提醒。预设启动速度Vl为主动安全控制器内设置的,可以根据实际情况设置,一般小于25km/h。预设启动速度Vl小于预设车速阈值,汽车速度小于或等于预设启动速度Vl时,默认汽车不存在安全隐患。
[0039] 所述第二速度控制器402分别与所述车速传感器2和所述刹车控制器5连接,用于提取所述车速传感器2采集的汽车速度并判断所述汽车速度是否到达预设车速阈值Vth,若所述汽车速度到达预设车速阈值Vth,则输出所述第二控制指令控制所述刹车控制器5将所述汽车速度限制在所述车速阈值之下。
[0040] 第二速度控制器402根据汽车速度输出第二控制指令的具体过程为:当判断汽车速度到达预设车速阈值Vth时,将车速传感器2的采集的汽车速度与设定的速度先做比例调节,根据误差大小再做微分放大和积分稳态调节,若汽车速度高于设定的速度,则输出第二指令给刹车控制器5控制减速到预设车速阈值Vth以下,并将调整后的汽车速度反馈回主动安全控制器4中做比较和循环,这样可以实现即时调节,增加了对汽车速度控制的主动性和及时性。汽车速度低于预设车速阈值Vth的时候,主动安全控制器不对汽车速度进行调节,当汽车速高于预设车速阈值Vth时,通过调节使车速稳定在预设车速阈值以下行驶。主动安全控制器认定较低的车速可以最大程度的保证乘员在未系安全带情况下的行驶安全。
[0041] 所述加速度控制器403分别与所述加速度传感器3和所述油门控制器7连接,用于提取所述加速度传感器3采集的汽车加速度,并在所述汽车速度到达所述预设车速阈值Vth时判断所述汽车加速度是否大于所述预设加速度阈值,若所述汽车加速度大于所述预设加速度阈值,则输出所述第三控制指令控制所述油门控制器7将所述汽车加速度限制在所述预设加速度阈值之下,并在所述汽车加速度等于所述预设加速度阈值时输出第五控制指令给所述提醒器6 ;所述提醒器6根据所述第五控制指令做出提醒。在未系安全带的情况下,通过控制汽车加速度纠正了驾驶员猛加速和猛刹车等不安全的驾驶行为,在发生事故时,降低伤害。
[0042] 预设加速度阈值根据实际情况设定,不同汽车预设加速度阈值可不相同,并且加速度为正值时的预设加速度阈值与加速度为负值时的预设加速度阈值不相同,如图3所示,当加速度为正值时,预设加速度阈值为al ;当加速度为负值时,预设加速度阈值为a2。
[0043] 所述主动安全控制器还包括计时器404、钳制速度指令产生器405和钳制加速度指令产生器406,所述计时器404用于在所述汽车速度到达所述预设车速阈值Vth且所述汽车具有加速度的情况下计时。
[0044] 所述钳制速度指令产生器405分别与带扣传感器I和刹车控制器5连接,用于在预设时间到达后没有接收到所述汽车安全带带扣已系信息时,输出第六控制指令控制所述刹车控制器5将所述汽车速度钳制在所述预设车速阈值之下。所述钳制加速度指令产生器406分别与带扣传感器I和油门控制器7连接,用于在预设时间到达后没有接收到所述汽车安全带带扣已系信息时,输出第七控制指令控制所述油门控制器7将汽车加速度钳制在所述预设加速度阈值之下。
[0045] 在预设时间内,如果驾驶员员继续踩油门加速,为了给乘员适当的时间缓冲和适应,也避免出现车辆的运行状况和驾驶员操作相反的情况,造成驾驶员错觉,汽车会继续提升行车速度,但是提升的加速度控制在预设加速度阈值以下。若在预设时间内接收到安全带带扣已系信息,主动安全控制器4不会对汽车做出速度和加速度限制,汽车根据驾驶员的操作行驶。
[0046] 其中预设时间根据实际情况设定,这里不做限制,本领域技术人员结合实际情况可以得出。所述第六控制指令输出到刹车控制器后,不论驾驶员是否主动加速,第六控制指令都会控制刹车控制器将汽车速度及时限制在预设车速阈值以下,这样在出现事故时,车速较低,尽可能降低对乘客的伤害。
[0047] 作为一种实施方式,所述提醒器6接收到不同的指令时作出不同提醒,提醒器6包括语音提醒器和视觉提醒器,所述语音提醒器和视觉提醒器接收到指令后分别进行语音和视觉提醒。其中语音提醒器可以为蜂鸣器,视觉提醒器可以为仪表。所述蜂鸣器和仪表接收到指令后分别进行语音和视觉提醒。蜂鸣器可以通过音量大小来区别不同指令,也可以通过不同的语音来区别不同指令。仪表可以通过不同的颜色显示来区别不同的指令。
[0048] 图3所示为例举汽车行驶过程中的速度和加速度的分布示意图,其中横坐标T代表时间,纵坐标V代表车速,Vl为设定的汽车预设启动速度,Vth为预设车速阈值,Vmax为允许的最大车速,al为汽车加速度为正值时的预设加速度阈值,a2为汽车加速度为负值时的预设加速度阈值。在汽车行驶过程中,本实用新型实施例基于汽车安全带的主动限速装置利用车速传感器2和主动安全控制器4将汽车速度控制安全范围内,当汽车启动且速度到达预设车速阈值Vth时,开始计时,时间为T2,汽车开始加速,但利用加速传感器3和主动安全控制器4控制汽车加速度在al内,当汽车速度到达Vmax时,停止加速,此时的时间为T3,加速时间为T3-T2 ;然后主动安全控制器4然后汽车进行减速操作,减速时间为T4-T3,减速到Vth后,匀速行驶。进而纠正了驾驶员的急刹车和猛加速等不安全的行为,在未系安全带的情况下,最大限度的保证了车辆的低速稳定行驶,在发生事故,降低乘客的伤害。
[0049] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
[0050] 另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。此外,本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本实用新型的思想,其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

Claims (7)

1.一种基于汽车安全带的主动限速装置,其特征在于,包括带扣传感器、车速传感器、加速度传感器、主动安全控制器、刹车控制器、油门控制器和提醒器; 所述带扣传感器与所述主动安全控制器连接,用于采集汽车安全带的带扣信息,所述汽车安全带的带扣信息包括所述汽车安全带带扣未系和所述汽车安全带带扣已系; 所述车速传感器与所述主动安全控制器连接,用于采集汽车速度; 所述加速度传感器与所述主动安全控制器连接,用于采集汽车加速度; 所述主动安全控制器分别与所述刹车控制器、所述油门控制器和所述提醒器连接,用于提取所述汽车安全带的带扣信息、所述汽车速度和所述汽车加速度,并在所述汽车安全带带扣未系时,输出第一控制指令控制所述提醒器做出提醒,根据所述汽车速度控制所述刹车控制器做出减速操作,以及根据所述汽车加速度控制所述油门控制器做出加速度限制操作。
2.根据权利要求1所述基于汽车安全带的主动限速装置,其特征在于,所述主动安全控制器包括第一速度控制器和第二速度控制器; 所述第一速度控制器分别与所述车速传感器和所述提醒器连接,用于提取所述车速传感器采集的汽车速度并判断所述汽车速度是否大于预设启动速度,若所述汽车速度大于所述预设启动速度,则输出第四控制指令控制所述提醒器做出提醒; 所述第二速度控制器分别与所述车速传感器和所述刹车控制器连接,用于提取所述车速传感器采集的汽车速度并判断所述汽车速度是否到达预设车速阈值,若所述汽车速度到达预设车速阈值,则输出所述第二控制指令控制所述刹车控制器将所述汽车速度限制在所述车速阈值之下; 所述预设车速阈值大于所述预设启动速度。
3.根据权利要求2所述基于汽车安全带的主动限速装置,其特征在于,所述主动安全控制器还包括加速度控制器; 所述加速度控制器分别与所述加速度传感器和所述油门控制器连接,用于提取所述加速度传感器采集的汽车加速度,并在所述汽车速度到达所述预设车速阈值时判断所述汽车加速度是否大于所述预设加速度阈值,若所述汽车加速度大于所述预设加速度阈值,则输出所述第三控制指令控制所述油门控制器将所述汽车加速度限制在所述预设加速度阈值之下,并在所述汽车加速度等于所述预设加速度阈值时输出第五控制指令控制所述提醒器做出提醒。
4.根据权利要求3所述基于汽车安全带的主动限速装置,其特征在于,所述主动安全控制器还包括计时器、钳制 速度指令产生器和钳制加速度指令产生器; 所述计时器用于在所述汽车速度到达所述预设车速阈值且所述汽车具有加速度的情况下计时; 所述钳制速度指令产生器分别与所述带扣传感器和所述刹车控制器连接,用于在预设时间到达后没有接收到所述汽车安全带带扣已系信息时,输出第六控制指令控制所述刹车控制器将所述汽车速度钳制在所述预设车速阈值之下; 所述钳制加速度指令产生器分别与所述带扣传感器和所述油门控制器连接,用于在预设时间到达后没有接收到所述汽车安全带带扣已系信息时,输出第七控制指令控制所述油门控制器将汽车加速度钳制在所述预设加速度阈值之下。
5.根据权利要求1-4任意一项所述基于汽车安全带的主动限速装置,其特征在于,所述提醒器包括语音提醒器和视觉提醒器,所述语音提醒器和视觉提醒器接收到指令后分别进行语音和视觉提醒。
6.根据权利要求1-4任意一项所述基于汽车安全带的主动限速装置,其特征在于,所述预设车速阈值为10km/h~25km/h。
7.根据权利要求5任意一项所述基于汽车安全带的主动限速装置,其特征在于,所述语音提醒器接收到不同的指令时 做出不同的语音提示。
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