《一種車輛防追尾系統及方法》是北汽福田汽車股份有限公司於2012年7月4日申請的專利，該專利的公布號為CN103522972A，申請公布日為2014年1月22日，發明人是于海興、徐偉。該發明涉及汽車電子領域。
《一種車輛防追尾系統及方法》所述系統中，防追尾電子控制單元（5），用於根據向前方車輛傳送的探測信號和接收到的從前方車輛返回的探測信號得到車輛自身與前方車輛之間的距離，並比較車輛自身與前方車輛之間的距離與前方車輛的剎車距離之和與車輛自身的剎車距離，得到比較結果；當所述比較結果為車輛自身的剎車距離大於車輛自身與前方車輛之間的距離與前方車輛的剎車距離之和時，向發動機電子控制單元（4）發出降速指令或降扭指令，或向所述車身電子穩定系統電子控制單元（3）發出制動指令。該發明在車輛的2012年7月之前的配置上添加距離感知器和防追尾電子控制單元，可以針對駕駛中的不安全狀況採取降速、降扭或制動，以達到防追尾的目的。
2017年12月11日，《一種車輛防追尾系統及方法》獲得第十九屆中國專利優秀獎。
（概述圖為《一種車輛防追尾系統及方法》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：一種車輛防追尾系統及方法
- 申請人：北汽福田汽車股份有限公司
- 申請日：2012年7月4日
- 申請號：2012102304996
- 公布號：CN103522972A
- 公布日：2014年1月22日
- 發明人：于海興、徐偉
- 地址：北京市昌平區沙河鎮沙陽路
- 分類號：B60R21/0134(2006.01)I、B60T7/12(2006.01)I
- 代理機構：北京潤平智慧財產權代理有限公司
- 代理人：肖冰濱、南毅寧
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
隨著汽車保有量的大幅提升，新手越來越多，而追尾事故更是層出不窮。有數據顯示，一半以上的追尾事故都是因為駕駛員反應慢來不及剎車造成的。所以怎樣有效地保持車距，而不僅僅只是依靠駕駛員便能夠有效防止追尾事故的發生，保證乘車安全已成了衡量汽車安全性的標準之一。
2012年前的市場上能夠見到的防追尾設備多是一種閃爍燈，這種閃爍燈光雖然能使司機的反應時間縮短，但仍然是依靠駕駛員的反應，不能可靠地保持車距。
還有一種是在車輛上追加超音波等距離檢測裝置，當其測定的距離小於安全距離就報警以提醒駕駛員。但是從報警到駕駛員動作再到車輛進行有效制動之間，總是存在有時間差，而這種時間差往往會是致命的。
還有在現在擁擠的城市交通網中，特別是上下班的高峰時期，車輛往往都是在緩緩地移動的。在這期間需要不斷地確保車距，而如果稍有不慎超過了前面所述的安全距離，所發生的報警往往會造成駕駛員的心理壓力，反而不利於安全駕駛，影響駕駛的舒適感。
發明內容
專利目的
《一種車輛防追尾系統及方法》所要解決的問題是提供一種車輛防追尾系統，該系統能夠根據車輛配置不同最大限度的調用2012年7月之前的資源，以最少的成本實現車輛防追尾。
技術方案
《一種車輛防追尾系統及方法》該車輛防追尾系統還包括距離感知器以及防追尾電子控制單元；所述距離感知器，用於向前方車輛傳送探測信號並接收從前方車輛返回的探測信號；所述防追尾電子控制單元，用於根據向前方車輛傳送的探測信號和接收到的從前方車輛返回的探測信號得到車輛自身與前方車輛之間的距離，並比較車輛自身與前方車輛之間的距離與前方車輛的剎車距離之和與車輛自身的剎車距離，得到比較結果；當所述比較結果為車輛自身的剎車距離大於車輛自身與前方車輛之間的距離與前方車輛的剎車距離之和時，向發動機電子控制單元發出降速指令或降扭指令，或向車身電子穩定系統電子控制單元發出制動指令。
優選地，所述防追尾電子控制單元還用於執行以下至少一者：當所述比較結果為車輛自身的剎車距離小於車輛自身與前方車輛之間的距離與前方車輛的剎車距離之和，向距離感知器發出休眠指令；當所述比較結果為車輛自身的剎車距離等於車輛自身與前方車輛之間的距離與前方車輛的剎車距離之和，並且車輛自身的速度大於前方車輛的速度時，向發動機電子控制單元發出降速指令或降扭指令，或向所述車身電子穩定系統電子控制單元發出制動指令。
優選地，車輛自身的剎車距離根據車輛自身的速度和車輛自身的減速度得到，車輛自身的速度由所述車身電子穩定系統電子控制單元提供給所述防追尾電子控制單元。優選地，前方車輛的剎車距離根據前方車輛的速度以及前方車輛的最大減速度得到；前方車輛的速度根據向前方車輛傳送的探測信號和接收到的從前方車輛返回的探測信號以及車輛自身的速度得到。優選地，所述探測信號為電磁波信號。優選地，所述車身電子穩定系統電子控制單元、所述發動機電子控制單元、所述距離感知器以及所述防追尾電子控制單元通過控制器區域網路相連。
該發明提供了一種車輛防追尾方法，其特徵在於，該車輛防追尾方法包括：向前方車輛傳送探測信號並接收從前方車輛返回的探測信號；根據向前方車輛傳送的探測信號和接收到的從前方車輛返回的探測信號得到車輛自身與前方車輛之間的距離，並比較車輛自身與前方車輛之間的距離與前方車輛的剎車距離之和與車輛自身的剎車距離，得到比較結果；當所述比較結果為車輛自身的剎車距離大於車輛自身與前方車輛之間的距離與前方車輛的剎車距離之和時，向發動機電子控制單元發出降速指令或降扭指令，或向車身電子穩定系統電子控制單元發出制動指令。
優選地，該方法還包括以下至少一者：當所述比較結果為車輛自身的剎車距離小於車輛自身與前方車輛之間的距離與前方車輛的剎車距離之和，向距離感知器發出休眠指令；當所述比較結果為車輛自身的剎車距離等於車輛自身與前方車輛之間的距離與前方車輛的剎車距離之和，並且車輛自身的速度大於前方車輛的速度時，向發動機電子控制單元發出降速指令或降扭指令，或向所述車身電子穩定系統電子控制單元發出制動指令。
優選地，車輛自身的剎車距離根據車輛自身的速度和車輛自身的減速度得到，車輛自身的速度由所述車身電子穩定系統電子控制單元提供。優選地，前方車輛的剎車距離根據前方車輛的速度以及前方車輛的最大減速度得到；前方車輛的速度根據向前方車輛傳送的探測信號和接收到的從前方車輛返回的探測信號以及車輛自身的速度得到。
改善效果
通過《一種車輛防追尾系統及方法》上述技術方案，僅需要在車輛的2012年7月之前的配置上添加距離感知器和防追尾電子控制單元，就可以針對駕駛中的不安全狀況採取降速、降扭或制動，以達到防追尾的目的。
附圖說明
圖1是根據該發明一個實施方式的一種車輛防追尾系統的框圖；
圖2為根據該發明一個實施方式的一種車輛防追尾的方法的流程圖。
附圖示記說明：1CAN、2距離感知器、3ESPECU、4發動機ECU、5防追尾ECU、6變速箱ECU。
附圖說明
權利要求
1.一種車輛防追尾系統，其特徵在於，該車輛防追尾系統包括距離感知器（2）以及防追尾電子控制單元（5）；所述距離感知器（2），用於向前方車輛傳送探測信號並接收從前方車輛返回的探測信號；所述防追尾電子控制單元（5），用於根據向前方車輛傳送的探測信號和接收到的從前方車輛返回的探測信號得到車輛自身與前方車輛之間的距離，並比較車輛自身與前方車輛之間的距離與前方車輛的剎車距離之和與車輛自身的剎車距離，得到比較結果；當所述比較結果為車輛自身的剎車距離大於車輛自身與前方車輛之間的距離與前方車輛的剎車距離之和時，向發動機電子控制單元（4）發出降速指令或降扭指令，或向車身電子穩定系統電子控制單元（3）發出制動指令。
2.根據權利要求1所述的車輛防追尾系統，其特徵在於，所述防追尾電子控制單元（5）還用於執行以下至少一者：當所述比較結果為車輛自身的剎車距離小於車輛自身與前方車輛之間的距離與前方車輛的剎車距離之和，向距離感知器（2）發出休眠指令；當所述比較結果為車輛自身的剎車距離等於車輛自身與前方車輛之間的距離與前方車輛的剎車距離之和，並且車輛自身的速度大於前方車輛的速度時，向發動機電子控制單元（4）發出降速指令或降扭指令，或向所述車身電子穩定系統電子控制單元（3）發出制動指令。
3.根據權利要求1或2所述的車輛防追尾系統，其特徵在於，車輛自身的剎車距離根據車輛自身的速度和車輛自身的減速度得到，車輛自身的速度由所述車身電子穩定系統電子控制單元（3）提供給所述防追尾電子控制單元（5）。
4.根據權利要求1或2所述的車輛防追尾系統，其特徵在於，前方車輛的剎車距離根據前方車輛的速度以及前方車輛的最大減速度得到；前方車輛的速度根據向前方車輛傳送的探測信號和接收到的從前方車輛返回的探測信號以及車輛自身的速度得到。
5.根據權利要求1或2所述的車輛防追尾系統，其特徵在於，所述探測信號為電磁波信號。
6.根據權利要求1或2所述的車輛防追尾系統，其特徵在於，所述車身電子穩定系統電子控制單元（3）、所述發動機電子控制單元（4）、所述距離感知器（2）以及所述防追尾電子控制單元（5）通過控制器區域網路（1）相連。
7.一種車輛防追尾方法，其特徵在於，該車輛防追尾方法包括：向前方車輛傳送探測信號並接收從前方車輛返回的探測信號；根據向前方車輛傳送的探測信號和接收到的從前方車輛返回的探測信號得到車輛自身與前方車輛之間的距離，並比較車輛自身與前方車輛之間的距離與前方車輛的剎車距離之和與車輛自身的剎車距離，得到比較結果；當所述比較結果為車輛自身的剎車距離大於車輛自身與前方車輛之間的距離與前方車輛的剎車距離之和時，向發動機電子控制單元（4）發出降速指令或降扭指令，或向車身電子穩定系統電子控制單元（3）發出制動指令。
8.根據權利要求7所述的車輛防追尾方法，其特徵在於，該方法還包括以下至少一者：當所述比較結果為車輛自身的剎車距離小於車輛自身與前方車輛之間的距離與前方車輛的剎車距離之和，向距離感知器（2）發出休眠指令；當所述比較結果為車輛自身的剎車距離等於車輛自身與前方車輛之間的距離與前方車輛的剎車距離之和，並且車輛自身的速度大於前方車輛的速度時，向發動機電子控制單元（4）發出降速指令或降扭指令，或向所述車身電子穩定系統電子控制單元（3）發出制動指令。
9.根據權利要求7或8所述的車輛防追尾方法，其特徵在於，車輛自身的剎車距離根據車輛自身的速度和車輛自身的減速度得到，車輛自身的速度由所述車身電子穩定系統電子控制單元（3）提供。
10.根據權利要求7或8所述的車輛防追尾方法，其特徵在於，前方車輛的剎車距離根據前方車輛的速度以及前方車輛的最大減速度得到；前方車輛的速度根據向前方車輛傳送的探測信號和接收到的從前方車輛返回的探測信號以及車輛自身的速度得到。
實施方式
在對汽車安全性的要求越來越高，越來越多的汽車配備了ESP（車身電子穩定系統）、CAN（控制器區域網路）等。該發明充分利用2012年7月之前的條件，僅通過增加距離感知器和防追尾ECU（電子控制單元），能夠實現為避免車輛追尾的發生而進行全面有效的立體管理。為了便於理解，以下對作為2012年7月之前技術的電氣元件的功能結合其在該發明中的具體套用進行說明。
距離感知器，作為被廣泛使用的一種電氣元件，其原理與構成是一種公知常識，在這裡不再做描述。在該發明中，滿足能夠測量得出兩車之間距離S的距離感測器均屬於該發明中使用的距離感知器。舉例說明如，紅外線感測器、雷射感測器、超音波感測器、微波感測器、視頻系統等。根據其採用的測量介質不同而具有不同的特點，但隨著科技的進步，其套用領域也在不斷變化、發展。
控制器區域網路，一般稱其為CAN數據匯流排，簡稱為CAN。CAN被設計作為汽車環境中的微控制器通訊，在車載各電子控制裝置ECU之間交換信息，形成汽車電子控制網路。在該發明中，主要用於接收距離感知器、ESPECU及發動機ECU等的信號，並將相關信號傳送給防追尾ECU；同時接收防追尾ECU傳送過來的指令（信號），並將接收來的相關指令（信號）傳送給距離感知器、ESPECU及發動機ECU等。
ESP，包含了ABS、ASR等全面的主動安全配置，集成眾多主動安全措施為使用者提供了全方位的主動安全保障。這樣的主動安全包相比單獨運行的主動安全措施，有著互通有無、協同聯動的優勢。在該發明中ESP用於向CAN傳送由車速感測器得到的車速信號，同時接收防追尾ECU通過CAN傳送來的制動指令（信號），並指揮相應的制動系統實施制動。
發動機ECU，即發動機電子控制單元。用於向CAN傳送表示發動機工況的轉速、扭矩等信號，同時接收防追尾ECU通過CAN傳送來的信號，並指揮發動機對自身的工作狀態作出例如降扭等的適當調整。防追尾ECU，即防追尾電子控制單元。通過CAN接收距離感知器、ESP-ECU及發動機ECU等傳送來的信號，並對這些信號進行運算、判斷，作出處理，然後通過CAN向距離感知器、ESP-ECU及發動機ECU發出指令（信號）。該發明充分地利用了汽車硬體上的功能，提供了一種經濟實用的車輛防追尾系統，同時提供了一種能夠套用於該車輛防追尾系統的方法。
下面結合圖1對該發明的系統進行說明。該發明提供了一種車輛防追尾系統，包括控制器區域網路1、車身電子穩定系統電子控制單元3以及發動機電子控制單元4、距離感知器2以及防追尾電子控制單元5，還可以包括變速箱電子控制單元和/或分動器電子控制單元。距離感知器2、防追尾電子控制單元5、車身電子穩定系統電子控制單元3以及發動機電子控制單元4分別接入控制器區域網路1；變速箱電子控制單元和/或分動器電子控制單元也可以接入控制器區域網路1。需要說明的是，該發明並不限於控制器區域網路的使用，上述距離感知器與控制單元亦可通過其他方式進行通信。
距離感知器2，利用電磁波向前方車輛傳送探測信號並接收從前方車輛返回的探測信號；通過傳送和接收電磁波的時間間隔以及電磁波的速度可以測得車距，通過兩次測量車距，可以根據車輛自身的速度以及兩次測量車距的時間間隔計算出前方車輛的速度。
防追尾電子控制單元5，根據向前方車輛傳送的探測信號和接收到的從前方車輛返回的探測信號得到車輛自身與前方車輛之間的距離，並比較車輛自身與前方車輛之間的距離與前方車輛的剎車距離之和與車輛自身的剎車距離，得到比較結果；當所述比較結果為車輛自身的剎車距離大於車輛自身與前方車輛之間的距離與前方車輛的剎車距離之和時，向發動機電子控制單元發出降速指令或降扭指令，或向所述車身電子穩定系統電子控制單元3發出制動指令。
此外，當所述比較結果為車輛自身的剎車距離小於車輛自身與前方車輛之間的距離與前方車輛的剎車距離之和，向距離感知器2發出休眠指令；當所述比較結果為車輛自身的剎車距離等於車輛自身與前方車輛之間的距離與前方車輛的剎車距離之和，並且車輛自身的速度大於前方車輛的速度時，向發動機電子控制單元4發出降速指令或降扭指令，或向所述車身電子穩定系統電子控制單元3發出制動指令；當所述比較結果為車輛自身的剎車距離等於車輛自身與前方車輛之間的距離與前方車輛的剎車距離之和，並且車輛自身的速度小於或等於前方車輛的速度時，根據向前方車輛傳送的探測信號和接收到的從前方車輛返回的探測信號得到車輛自身與前方車輛之間的距離，並比較車輛自身與前方車輛之間的距離與前方車輛的剎車距離之和與車輛自身的剎車距離，得到比較結果。車輛自身的剎車距離根據車輛自身的速度和車輛自身的減速度得到，車輛自身的速度由車身電子穩定系統電子控制單元3提供給防追尾電子控制單元5。前方車輛的剎車距離根據前方車輛的速度以及前方車輛的最大減速度得到（這個可以是理論上車輛的最大減速度）；前方車輛的速度根據向前方車輛傳送的探測信號和接收到的從前方車輛返回的探測信號以及車輛自身的速度得到。
防追尾電子控制單元5向距離感知器2發出休眠指令後，距離感知器2根據該指令休眠一段時間。休眠的時間可以是預定的一段時間（例如0.5秒或1秒），也可以通過計算得到，例如車輛自身的剎車距離小於車輛自身與前方車輛之間的距離與前方車輛的剎車距離之和就一直休眠，直到車輛自身的剎車距離等於車輛自身與前方車輛之間的距離與前方車輛的剎車距離之和重新開始探測。
防追尾電子控制單元5，可以向發動機ECU傳送降速指令或降扭指令使其降速或降扭，甚至向ESPECU傳送制動指令使其對車輪制動。具體來說，可以根據車輛自身與前方車輛之間的距離與前方車輛的剎車距離之和與車輛自身的剎車距離的差來進行降速、降扭或制動，例如車輛自身與前方車輛之間的距離與前方車輛的剎車距離之和與車輛自身的剎車距離的差為10米則進行制動；車輛自身與前方車輛之間的距離與前方車輛的剎車距離之和與車輛自身的剎車距離的差為30米則進行降扭；車輛自身與前方車輛之間的距離與前方車輛的剎車距離之和與車輛自身的剎車距離的差為50米則進行降速。具體的實現可以根據用戶對安全性的要求進行設定，甚至可以根據車輛自身的速度動態地調整。
當所述比較結果為車輛自身的剎車距離等於車輛自身與前方車輛之間的距離與前方車輛的剎車距離之和，並且車輛自身的速度小於或等於前方車輛的速度時，防追尾電子控制單元5可以繼續跟蹤距離感知器2以及ESPECU的信號，實施判定車輛自身與前方車輛之間的距離與前方車輛的剎車距離之和與車輛自身剎車距離之間的關係，而不向距離感知器、ESPECU、發動機ECU等單元傳送指令。
該發明提供了車輛防追尾方法，如圖2所示，具體包括：
步驟201，向前方車輛傳送探測信號並接收從前方車輛返回的探測信號。
步驟202，根據向前方車輛傳送的探測信號和接收到的從前方車輛返回的探測信號得到車輛自身與前方車輛之間的距離，並得到車輛自身的速度以及前方車輛速度。
步驟203，計算車輛自身與前方車輛之間的距離與前方車輛的剎車距離之和以及車輛自身的剎車距離。
步驟204，判定車輛自身與前方車輛之間的距離與前方車輛的剎車距離之和與車輛自身的剎車距離之間的關係；如果車輛自身與前方車輛之間的距離與前方車輛的剎車距離之和大於車輛自身的剎車距離，進行步驟205；如果車輛自身與前方車輛之間的距離與前方車輛的剎車距離之和等於車輛自身的剎車距離，進行步驟206；如果車輛自身與前方車輛之間的距離與前方車輛的剎車距離之和小於車輛自身的剎車距離，進行步驟207。
步驟205，此時防追尾電子控制單元5可以向距離感知器2發出休眠指令，距離感知器2根據該指令休眠一段時間。休眠的時間可以是預定的一段時間，也可以通過計算得到，例如車輛自身的剎車距離小於車輛自身與前方車輛之間的距離與前方車輛的剎車距離之和就一直休眠，直到車輛自身的剎車距離等於車輛自身與前方車輛之間的距離與前方車輛的剎車距離之和重新開始探測。
步驟206，判定車輛自身的速度和前方車輛的速度之間的關係。如果車輛自身的速度大於前方車輛的速度，進行步驟207；如果車輛自身的速度小於或等於前方車輛的速度，進行步驟202；
步驟207，可以向發動機ECU傳送降速、降扭指令使其降速、降扭，甚至向ESPECU傳送制動指令使其對車輪制動。
榮譽表彰
2017年12月11日，《一種車輛防追尾系統及方法》獲得第十九屆中國專利優秀獎。
