用于下穿式立交的純電動汽車涉水預(yù)警系統(tǒng)及預(yù)警方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于機動車主動安全技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種用于下穿式立交的純電動汽 車設(shè)水預(yù)警系統(tǒng)及預(yù)警方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著城市建設(shè)的深入，下穿式立交在城市立交中越來越普遍，由于此類立交橋本 身的特點，在遇到強降雨時，下穿式立交底部就會產(chǎn)生積水，另外部分城市的管網(wǎng)建設(shè)不健 全，加重了積水現(xiàn)象。純電動汽車作為新能源汽車，近年來得到了良好的普及，對于純電動 汽車，其動力電池位于底盤上，電壓高達數(shù)百伏，另外隨著人們對車輛操控性動力性要求的 不斷提高，汽車底盤高度也不斷降低，如果此時有純電動汽車經(jīng)過積水，當車輛底盤高度低 于水面高度，動力電池將浸泡在水中，會對動力電池的安全性造成影響，一旦漏電或者短路 將嚴重威脅到車上乘客和駕駛員的安全。當水面高度處于車輛底盤高度的臨界狀態(tài)時，駕 駛員又無法遠距離觀測到，因此很難判斷車輛能否安全通過，增加了行駛的危險性。因此純 電動汽車急需設(shè)水行駛預(yù)警。
[0003] 目前，針對汽車使用的設(shè)水預(yù)警裝置，通常是在車輛已經(jīng)行駛進水中后，利用安裝 在車身四周的傳感器來測量車輛設(shè)水高度，之后再對車輛進行控制，此類預(yù)警裝置并不能 在車輛未駛?cè)胨星皩︸{駛員進行預(yù)警，當車輛駛?cè)胨泻?，極有可能在系統(tǒng)做出響應(yīng)時 已經(jīng)對車輛和人員造成危險，同時在一定的水位深度時，底盤較高的車輛是可W順利通過 的，但由于目前現(xiàn)有的設(shè)水預(yù)警裝置的闊值是固定的，因此不能對底盤高度不同的汽車給 予相應(yīng)的警示。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明目的在于，提供一種用于下穿式立交的純電動 汽車設(shè)水預(yù)警系統(tǒng)及預(yù)警方法，該方法能夠?qū)τ诓煌妆P高度的汽車給予相應(yīng)的警示，保 證行車安全。
[0005] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予W實現(xiàn)：
[0006] 用于下穿式立交的純電動汽車設(shè)水預(yù)警系統(tǒng)，包括設(shè)置在下穿式立交下用于監(jiān)測 水位的水位監(jiān)測模塊，與水位監(jiān)測模塊相連的預(yù)警裝置，W及與預(yù)警裝置相連且用于發(fā)出 預(yù)警的危險預(yù)警模塊，所述水位監(jiān)測模塊包括設(shè)置在下穿式立交橋底部路面兩側(cè)的水位監(jiān) 測筒，水位監(jiān)測筒上設(shè)置有反光板，水位監(jiān)測筒上部設(shè)置有用于測量反光板所處高度的第 一紅外測距傳感器。
[0007] 所述水位監(jiān)測筒的側(cè)壁上開設(shè)有豎直槽，豎直槽內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)軌，反光板設(shè)置在導(dǎo) 軌上。
[0008] 所述水位監(jiān)測模塊包括設(shè)置在下穿式立交橋底部路面兩側(cè)的水位監(jiān)測筒，水位監(jiān) 測筒的側(cè)壁上開設(shè)有豎直槽，豎直槽內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上設(shè)置有反光板，水位監(jiān)測筒上部 設(shè)置有用于測量反光板所處高度的第一紅外測距傳感器。
[0009] 所述豎直槽的最高處設(shè)有用于防止反光板滑出的限位裝置。
[0010] 所述第一紅外測距傳感器安裝在水位監(jiān)測筒上方20cm處。
[0011] 所述預(yù)警裝置包括第一單片機、第二單片機、無線傳輸模塊、第一紅外測距傳感 器、安裝在純電動汽車上用于采集純電動汽車底盤高度的第二紅外測距傳感器W及用于實 時監(jiān)測車身姿態(tài)的巧螺儀，第一紅外測距傳感器與無線傳輸模塊相連，無線傳輸模塊經(jīng)第 一單片機與第二單片機相連，第二紅外測距傳感器與第二單片機相連，巧螺儀與第二單片 機相連。
[0012] 所述危險預(yù)警模塊包括安裝在駕駛艙內(nèi)儀表板上的警示燈、安裝在車后部的雙閃 燈、第一繼電器、第二繼電器、第Ξ繼電器W及接觸器；純電動汽車的低壓電池經(jīng)過雙閃燈 開關(guān)與雙閃燈連接，在雙閃燈開關(guān)上并聯(lián)有第二繼電器的常閉觸點，低壓電池經(jīng)過第一繼 電器的常開觸點與警示燈相連，第Ξ繼電器的常閉觸點與接觸器線圈相連，第一繼電器、第 二繼電器W及第Ξ繼電器的線圈正極與5V電源相連，負極與第二單片機輸出的故障信號 相連。
[0013] 用于下穿式立交的純電動汽車設(shè)水預(yù)警方法，第一紅外測距傳感器將檢測到的水 位信號通過無線傳輸模塊發(fā)送到行駛在此立交橋附近的各純電動汽車，各純電動汽車通過 車載的無線傳輸設(shè)備接收水位信號并將接收到的水位信號的發(fā)送給第二單片機；安裝在 純電動汽車底盤上第二紅外測距傳感器采集當前純電動汽車底盤高度，并發(fā)送給第二單片 機，第二單片機通過比較水位信號和當前純電動汽車底盤高度，判斷該純電動汽車是否能 夠安全通過積水路段；
[0014] 如果不能安全通過積水路段，通過巧螺儀實時監(jiān)測車身姿態(tài)，到達時間闊值時，若 純電動汽車垂直方向與巧螺儀的Z軸的夾角C= 0,或汽車沿巧螺儀的X軸速度V= 0,則 判定駕駛員采取了措施，否則判定駕駛員未采取措施，此時觸發(fā)危險預(yù)警模塊，危險預(yù)警模 塊將自動斷開汽車的動力系統(tǒng)，并打開雙閃燈，保證汽車安全，并警示后車；其中，純電動汽 車垂直方向為與車輛底盤平面垂直方向；巧螺儀水平安裝在汽車底盤上，巧螺儀的Z軸與 水平地面垂直，X軸指向汽車正前方，Y軸指向正右側(cè)。
[0015] 設(shè)在未接收到水位信號前巧螺儀采集到的單位時間ti內(nèi)汽車繞Z軸的角速度為 ωι，此時純電動汽車垂直方向與Z軸的夾角C為
'
[0016] 如果從判定不能安全通過積水路段開始，點亮駕駛艙內(nèi)的警示燈，到達時間闊值 之前，單位時間X軸的加速度為3ι，則任意時刻汽車沿X軸速度V為
> 如果V不斷減 小直至為零，則判定駕駛員采取了相應(yīng)措施。
[0017] 所述時間闊值通過W下方法計算：
[0018] 設(shè)下穿式立交限速為vi(km/h)，無線傳輸模塊的接收距離為2虹1，則時間闊值
[0019] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果：本發(fā)明通過設(shè)置水位監(jiān)測模塊、預(yù)警裝 置和危險預(yù)警模塊，與傳統(tǒng)的車輛設(shè)水預(yù)警裝置相比，可W在車輛距離積水點較遠時就向 車輛發(fā)出水深信息，確保車輛經(jīng)過下穿式立交時安全，并能根據(jù)各車底盤高度具體情況不 同做出不同響應(yīng)。本發(fā)明設(shè)計簡單、可靠性高，安裝要求低，而且不需要對現(xiàn)有純電動汽車 進行過多改裝，適用范圍廣。
[0020] 進一步的，當下穿式立交下部出現(xiàn)積水情況時，由于水位監(jiān)測筒兩側(cè)開有槽，因此 雨水可W進入監(jiān)測筒內(nèi)，筒兩側(cè)安裝有導(dǎo)軌，使得安裝在其上的反光板能夠隨著水位的變 化上下移動，此時紅外測距傳感器檢測到的其與反光板的距離也是不斷變化的，因此可W 實時監(jiān)測橋底水位。將檢測到的水位信號通過無線傳輸模塊發(fā)送到行駛在此立交橋附近 的各車輛，純電動汽車通過車載的無線傳輸設(shè)備接收水位信號，并與車輛自身底盤高度進 行對比，判斷本車是否能夠安全通過積水路段，如果不能安全通過，則點亮駕駛艙內(nèi)的警示 燈。
[0021] 當車輛通過下穿式立交時，第一紅外測距傳感器將檢測到的水位信號通過無線傳 輸模塊發(fā)送到行駛在此立交橋附近的各車輛，各純電動汽車通過車載的無線傳輸設(shè)備接收 水位信號并將接收到的水位信號的發(fā)送給第二單片機；安裝在車輛底盤上第二紅外測距傳 感器采集當前車輛底盤高度，第二單片機通過比較水位信號和當前車輛底盤高度，判斷該 車輛是否能夠安全通過積水路段，當水位高于車輛底盤高度時，則認為車輛不能安全通過 積水路段；如果不能安全通過。巧螺儀實時監(jiān)測車身姿態(tài)，若純電動汽車垂直方向與巧螺儀 的Z軸的夾角C= 0,或汽車沿巧螺儀的X軸速度V= 0,則判定駕駛員采取了相應(yīng)措施，否 則判定駕駛員未采取措施，車輛繼續(xù)保持原有方向行駛，此時觸發(fā)危險預(yù)警模塊，危險預(yù)警 模塊將自動斷開汽車的動力系統(tǒng)，并打開雙閃燈，保證汽車安全，并警示后車。
[0022] 進一步的，如果從判定不能安全通過積水路段開始，到達時間闊值之前，單位時間 X軸的加速度為曰1，則任意時刻汽車沿X軸速度V為
如果V不斷減小直至為零，則判 定駕駛員采取了相應(yīng)措施，即正確措施，然后可W將車輛駛出立交橋。
【附圖說明】
[0023] 圖1為用于下穿式立交的純電動汽車設(shè)水預(yù)警裝置示意圖。
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