基于方向盤回正提示的倒車輔助方法

王湃 常歡 柳穎睿

摘要：倒車泊車為日常汽車駕駛中的高頻場(chǎng)景之一，倒車輔助功能為駕駛員提供更好駕駛體驗(yàn)。在停車過(guò)程中，不少駕駛員并沒(méi)有完全將方向盤回正，提醒駕駛員方向盤是否回正能功能可以提升駕駛員倒車的停車效率，規(guī)范駕駛員正確停車，保護(hù)整車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、懸掛系統(tǒng)及汽車輪胎，進(jìn)而保障整車安全。本文基于分析方向盤角度信號(hào)以及汽車檔位信號(hào)等，結(jié)合汽車車機(jī)及儀表提醒功能，提出一種基于提醒駕駛員在停車全場(chǎng)景過(guò)程中方向盤回正的倒車輔助方法

關(guān)鍵字：方向盤;停車;倒車輔助

駕駛員在倒車時(shí)未能精準(zhǔn)了解方向盤旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)，進(jìn)而不能判斷車輪的轉(zhuǎn)彎角度，停車效率低。此外不少駕駛員在停車后未將方向盤打正，熄火下車時(shí)方向盤不正，這將導(dǎo)致車輛存在以下幾種隱患：1、影響損壞整車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，如果泊車方向盤位置不回正，轉(zhuǎn)向拉桿會(huì)被車輪拖曳導(dǎo)致無(wú)法回正位，而且轉(zhuǎn)向拉桿和方向盤的齒輪會(huì)一直處于受力的狀態(tài)，進(jìn)而影響齒輪壽命。2、影響懸架系統(tǒng)，如果方向盤在停車時(shí)未回正，車輛車輪會(huì)出現(xiàn)傾角，進(jìn)而導(dǎo)致懸架系統(tǒng)就向一個(gè)方向傾斜，懸架中的彈性支柱部分、橡膠封套，橡膠減震墊將會(huì)受到一個(gè)應(yīng)力。長(zhǎng)此以往，它們無(wú)法正?；匚唬瑥亩斐蓱壹芟到y(tǒng)內(nèi)的減震橡膠老化，懸架的擺臂和連桿的連接處會(huì)出現(xiàn)框量，框量越大磨損得就越厲害形成惡性循環(huán)。3、對(duì)輪胎壽命的影響，如果方向盤沒(méi)回正，因?yàn)榇嬖谥麂N傾角以及現(xiàn)在大部分車輛采用外傾設(shè)計(jì)，所以輪胎不是完全貼合地面，而是受力點(diǎn)在胎肩和一部分胎面。這樣輪胎的側(cè)壁壓力將會(huì)比較大的，而通常輪的胎側(cè)壁面比較薄，如果輪胎經(jīng)常不平衡受力，會(huì)加快輪胎側(cè)壁的老化以及變形，長(zhǎng)期可能會(huì)引起漏氣或爆胎的情況發(fā)生。因此泊車方向盤回正輔助不僅可以提高倒車效率，也可以通過(guò)提醒回正方向盤進(jìn)而保護(hù)車輛壽命。

1、技術(shù)現(xiàn)狀及方案構(gòu)思

目前汽車倒車輔助系統(tǒng)已經(jīng)有倒車輔助線顯示，倒車后視顯示，方向盤也有行駛中也具有自動(dòng)回正功能，目前也有方向盤回正提示，但是針對(duì)停車過(guò)程中方向盤回正提示功能并不完善，不能覆蓋儀表系統(tǒng)和中控多媒體娛樂(lè)系統(tǒng)在倒車全程中和駕駛員的全場(chǎng)景交互。

本研究利用倒車輔助攝像頭、汽車轉(zhuǎn)向角傳感器、車速監(jiān)測(cè)以及主機(jī)儀表顯示以及報(bào)警提示功能，實(shí)現(xiàn)一種提醒駕駛員在停車過(guò)程中方向盤回正的方法。該應(yīng)用主要針對(duì)兩個(gè)倒車場(chǎng)景：倒車過(guò)程及倒車后車輛停下的場(chǎng)景。其中倒車過(guò)程中方向盤回正功能主要是為了輔助駕駛員在倒車過(guò)程中隨時(shí)知道方向盤是否回正，提高泊車效率;倒車結(jié)束后，方向盤回正的作用主要是為了保護(hù)整車以下系統(tǒng)：1、汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。2、汽車懸掛系統(tǒng)。3、輪胎。本應(yīng)用能夠提升駕駛員日常倒車場(chǎng)景中的駕駛輔助性，規(guī)范駕駛員正確停車，保護(hù)整車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、懸掛系統(tǒng)及汽車輪胎，進(jìn)而保障整車安全。

2、方案設(shè)計(jì)步驟及原理

利用倒車后視輔助線，檔位信號(hào)，以及汽車轉(zhuǎn)向角判斷方向盤是否回正。該方案主要針對(duì)于兩個(gè)場(chǎng)景：

1、當(dāng)駕駛員掛入R倒車檔位進(jìn)行倒車時(shí)，在監(jiān)測(cè)到車速低于5km/h，車機(jī)系統(tǒng)會(huì)判斷倒車輔助線以及汽車轉(zhuǎn)向角是否回正，在中控屏幕上顯示一個(gè)方向盤圖標(biāo)。當(dāng)方向盤圖標(biāo)顯示為紅色時(shí)，此時(shí)方向盤未打正，當(dāng)方向盤打正時(shí)，圖標(biāo)顯示為綠色，駕駛員在倒車過(guò)程中可以根據(jù)主機(jī)屏幕上顯示的圖標(biāo)來(lái)判斷方向盤是否打正。

2、當(dāng)駕駛員掛入P檔時(shí)，此時(shí)車輛靜止，如此時(shí)方向盤并未打正，主機(jī)屏幕會(huì)提箱駕駛員未把方向盤打正，提醒駕駛員重新把方向盤打正停好車。若駕駛員未將方向盤打正，便直接熄火下電，報(bào)警音則會(huì)由儀表發(fā)出蜂鳴器提醒。此功能也可通過(guò)車機(jī)的設(shè)置項(xiàng)供用戶設(shè)置，決定是否需要設(shè)置使用此功能。

該技術(shù)方案主要為以下步驟：

1.采集BCM電源檔位信息，判斷整車是否熄火。如未熄火，則從儀表采集車速信息。如已熄火，則采集方向盤角度傳感器信息，如方向盤此時(shí)未回正，則主機(jī)發(fā)送信號(hào)給儀表，由儀表蜂鳴器發(fā)出報(bào)警提示駕駛員回正方向盤，若方向盤已回正，則取消儀表報(bào)警。

2.若發(fā)動(dòng)機(jī)未熄火，變速箱檔位信號(hào)采集檔位信息，如汽車檔位處于R倒車檔位，則從儀表采集車速信息，若車速傳感器反饋當(dāng)前車速低于20km/h。此時(shí)將采集方向盤角度信息，如此時(shí)方向盤未回正，主機(jī)接收到信號(hào)后會(huì)在中控屏幕顯示一個(gè)方形盤并未回正的圖標(biāo)。該圖標(biāo)為紅色表示此時(shí)方向盤未回正。如方向盤已經(jīng)回正，該圖標(biāo)則顯示為綠色圖標(biāo)。

3.若發(fā)動(dòng)機(jī)未熄火，變速箱檔位信號(hào)采集檔位信息，若汽車檔位處于P檔。此時(shí)方向盤角度傳感器會(huì)采集信息，如此時(shí)方向盤未回正，主機(jī)接收到信號(hào)后會(huì)在中控屏幕顯示文字：方向盤未回正。若方向盤已經(jīng)回正，則中控屏幕顯示文字：方向盤已回正。

各步驟條件及參數(shù)：

1.車身控制模塊電源檔位信號(hào)，方向盤角度信號(hào)，儀表車速信號(hào)。

2.變速箱檔位信號(hào)，儀表車速信號(hào)，方向盤角度信號(hào)。

3.變速箱檔位信號(hào)，方向盤角度信號(hào)。

該方法詳細(xì)工作原理：

各相關(guān)節(jié)點(diǎn)基于CAN通訊協(xié)議將相關(guān)信息編碼并發(fā)送到整車總線上。本發(fā)明的ECU在工作狀況下，接收各節(jié)點(diǎn)發(fā)送的各種Event或Periodic報(bào)文，將報(bào)文中的相關(guān)信息解碼提取，并通過(guò)判斷邏輯對(duì)信息進(jìn)行有效且的反饋。

從停車過(guò)程到車輛停下來(lái)的過(guò)程中，全程使用顯示及儀表提示功能使駕駛員實(shí)時(shí)了解方向盤是否回正，輔助駕駛員更高效停車，以及在駕駛員原地掛P檔休息或熄火停車離開兩個(gè)場(chǎng)景時(shí)，能夠有效提醒駕駛員方向盤是否回正，養(yǎng)成良好的停車習(xí)慣，保護(hù)了汽車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、懸架及輪胎，避免對(duì)整車造成傷害，降低車輛的維護(hù)成本，保護(hù)了汽車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、懸架及輪胎，避免對(duì)整車造成傷害，降低維護(hù)成本。

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