一種車輛防追尾系統(tǒng)及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種車輛主動安全防護領(lǐng)域，特別涉及一種車輛防追尾系統(tǒng)及其方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著經(jīng)濟的發(fā)展與汽車科學(xué)技術(shù)的進步，公路交通呈現(xiàn)出行駛高速化、車流密集 化和駕駛員非職業(yè)化的趨勢。同時，隨著汽車工業(yè)的飛速發(fā)展，汽車的產(chǎn)量和保有量都在 急劇增加。在我國，汽車的產(chǎn)量和保有量逐年增加，但公路發(fā)展、交通管理卻相對落后，導(dǎo)致 車禍連年上升。在這些車禍當(dāng)中，追尾事故占其中很大部分，其往往造成后排乘坐人員極大 的損失。
[0003] 在過去20~30年中，人們主要把精力集中于汽車的被動安全性方面，例如，在汽 車的前部或后部安裝保險杠、在車內(nèi)相關(guān)部位安裝各種形式的安全帶及安全氣囊等等，以 減輕汽車碰撞帶來的危害。所有這些被動安全措施僅依靠后面的防撞桿對后排乘客進行保 護，在高速公路上或者是在霧霾天氣，如果發(fā)生追尾事故，不能夠有效減少沖擊對后排乘客 造成的損傷，會造成很大的人員傷亡，不能從根本上解決汽車在行駛中發(fā)生碰撞造成破壞 的問題。從預(yù)防撞車事故發(fā)生的角度著眼，研宄一種主動的安全防護系統(tǒng)，在夜間、霧霾天 氣、地面附著系數(shù)較低的情況下，有效減少追尾事故的發(fā)生，保護后排乘客的安全，是非常 有必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種主動防護的車輛防追尾系統(tǒng)及其方法，能 夠有效減少在夜間、霧霾、地面附著系數(shù)較低等能見度較低的天氣下發(fā)生汽車追尾事故的 概率，極大的保護后排乘客的安全。
[0005] 本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：一種車輛防追尾系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集單元、防追尾 等級選擇單元、ECU中央控制單元和警示單元；
[0006] 所述防追尾等級選擇單元與所述ECU中央控制單元連接，用于選擇不同的防追尾 等級；
[0007] 所述數(shù)據(jù)采集單元包括車載雷達和自車傳感器；所述車載雷達安裝在汽車尾部中 間位置，用于測得后方車輛的相對速度，相對加速度及相對距離，所述車載雷達將采集到的 數(shù)據(jù)傳送到所述ECU中央控制單元；所述自車傳感器用于測的自車的速度和加速度；
[0008] 所述ECU中央控制單元與所述警示單元連接，所述ECU中央控制單元能夠?qū)崟r對 傳遞的數(shù)據(jù)進行計算和判斷，并產(chǎn)生車輛的控制變化數(shù)據(jù)指示所述警示單元執(zhí)行相應(yīng)的指 令；
[0009] 所述警示單元包括燈光顯示裝置、聲音報警裝置和防撞緩沖裝置，所述燈光顯示 裝置用于引起后方車輛的注意；所述聲音報警裝置用于提醒駕駛員注意后面車輛；所述防 撞緩沖裝置安裝在汽車尾部底盤一可容納空間內(nèi)，用于減少后方車輛對自車的沖擊。
[0010] 上述方案中，所述防撞緩沖裝置包括防撞桿套、彈簧、防撞桿縱桿、電磁開關(guān)和防 撞桿橫桿；所述防撞桿縱桿套在所述防撞桿套內(nèi)，所述防撞桿縱桿一端固定在所述防撞桿 橫桿上，另一端通過所述彈簧與所述防撞桿套底部連接；所述電磁開關(guān)固定在所述防撞桿 縱桿上，所述電磁開關(guān)上固定有限位鎖緊塊，所述防撞桿套上設(shè)有限位鎖緊孔，所述限位鎖 緊塊卡在所述限位鎖緊孔當(dāng)中。
[0011] 進一步的，所述防撞桿縱桿為吸能材料做的緩沖桿。
[0012] 進一步的，所述彈簧為勢能彈簧。
[0013] 上述方案中，所述防追尾等級分為高等級、中等級和低等級。
[0014] 上述方案中，所述車載雷達為毫米波雷達，具有較強的距離探測能力，以及一定的 穿透能力，能夠在能見度較低的情況下，檢測到后方車輛。
[0015] 上述方案中，所述自車傳感器型號為MEAS 52。
[0016] 上述方案中，所述E⑶中央控制單元型號為碟虎X8S。
[0017] 上述方案中，所述燈光顯示裝置為汽車尾部高位制動燈。
[0018] 本發(fā)明還提供一種車輛防追尾系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟：
[0019] ⑴首先駕駛員根據(jù)車外的能見度，天氣情況，以及路面潮濕度等情況設(shè)置所述防 追尾等級，當(dāng)下雨、下雪、霧霾等天氣時，將選擇高等級；當(dāng)天氣一般，但是路面不錯，或者路 面潮濕，但是天氣好時選擇中等級；當(dāng)天氣晴朗，能見度較高的時選擇低等級；
[0020] (2)通過所述車載波雷達來實時檢測后方車輛的相對速度、相對加速度和相對距 離并且通過計算，得出自車防追尾的安全等級，所述警示單元根據(jù)不同的安全等級執(zhí)行不 同的指令。
[0021] 上述方案中，所述步驟（2)具體包括以下步驟：
[0022] ①通過所述車載雷達監(jiān)測出后方物體的相對速度vMl、相對加速度aMl和相對距離 s，通過傳感器測出自車現(xiàn)有的速度V、加速度a，計算出前方物體的絕對速度Vj，Vj= v+vral， 和絕對加速度a』=a+a μ1;
[0023] ②若ν」< v，則自車沒有被追尾的危險，屬于安全狀態(tài)；
[0024] ③若Vj彡v，a > a」，其中：
[0025] S0= [vX (v_v』）/ (a-aj)+l/2XaX (v-Vj)2/ (a_aj)2]_Vj X (v-Vj)/ (a-aj)-1/2 X aj X (v-Vj-)2/ (a-aj)2
[0026] sQ為v』彡v，a > a』情況下一級危險的安全距離；
[0027] 若s > Stl，則自車屬于安全狀態(tài)，沒有被后車追尾的危險，并繼續(xù)監(jiān)測實時的兩車 相對距離、相對速度和相對加速度；
[0028] 若s < Stl，則自車屬于一級危險，有被后車追尾的危險，所述燈光顯示裝置將自動 閃爍，提醒后車注意；
[0029] 在v，a > a /倩況下，當(dāng)所述燈光顯示裝置閃爍之后，后車仍舊不采取減速措 施，此時所述車載雷達監(jiān)測的實時后車相對于前車的相對距離為s，S 1為該情況下二級危險 的安全距離，
[0030] S1= v(t +t J 2)+Y2/2^^ A1
[0031] 其中：
[0032] ta:制動力協(xié)調(diào)時間；
[0033] ts:制動力增長時間s ;
[0034] a1:汽車在路面上最大加速度；
[0035] d1:兩車停止時的相對距離；
[0036] 若s > S1時，則自車屬于安全狀態(tài)，沒有被后車追尾的危險，并繼續(xù)監(jiān)測實時的兩 車相對距離、相對速度和相對加速度；
[0037] 若s < S1時，自動啟動所述聲音報警裝置，提醒駕駛員注意后方車輛，采取必要的 加速措施；
[0038] 在v，a > a』中，若駕駛員在所述聲音報警裝置提示之后，任然沒有采取必要 措施，此時所述車載雷達監(jiān)測的實時后車相對于前車的相對距離為s，S 2為該情況下三級危 險的安全距離，若s < S2，自車自動彈出所述防撞緩沖裝置，來減少追尾車輛對后排乘客的 沖擊，最大限度的保護后排乘客的安全。
[0039] ④Vj彡v，a彡a」，巧表示該情況下一級危險的安全距離；
[0040] = v(trj^ta + ts / 2) + v~ / - Vj (ta +1s / 2) - vj / 2〇j +
[0041] 其中：
[0042] 駕駛員反應(yīng)時間；
[0043] ta:制動力協(xié)調(diào)時間；
[0044] ts:制動力增長時間；
[0045] a1:汽車在路面上最大加速度；
[0046] d1:兩車停止時的相對距離；
[0047] 所述車載雷達實時檢測的后車與前車的相對距離為s，若s > S3，則自車沒有被追 尾的危險，屬于安全狀態(tài)；
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