一種車路協同的汽車自動起停控制系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種車路協同的汽車自動起停控制系統。所述系統由路側單元和車載單元組成；路側單元用于向配置有車載單元的車輛發送道路交叉口地理位置信息、交通信號燈相位狀態和周期時間信息；車載單元用于獲取車輛的當前車速、車輛與前方車輛的距離信息、車輛與道路交叉口之間的距離信息以及交通信號燈相位狀態和周期時間信息；根據車輛起停控制邏輯，主控模塊經運算處理判斷：在當前車速下，車輛與前方車輛之間的距離是否大于安全車距以及車輛是否能夠不停車直接通過道路交叉口，以發出減速、停車或起動車輛的指令，實現對車輛的自動起停控制。本實用新型優點在于縮短車輛在道路交叉口的滯留時間，若大規模使用，將使交通系統排放和能耗顯著下降。
【專利說明】
一種車路協同的汽車自動起停控制系統
技術領域
[0001]本實用新型屬于車輛工程領域，涉及一種車輛通過有信號控制的道路交叉口時，車路協同的車輛自動起停控制系統。
【背景技術】
[0002]隨著汽車保有量的快速增長，城市道路交叉口處交通擁堵現象頻發，在造成道路通行能力下降的同時，還使汽車怠速工況時間增長，不僅導致燃油消耗量的增多，還加重了環境的污染程度。因此，使汽車高效、安全的通過道路交叉口的技術方法一直是人們關注的問題。目前，已有的汽車自動起停控制技術，是以計算機控制汽車自動起停。起停控制單元以獲取車輛相關狀態信息為基礎，按照規定的汽車起動或停車控制邏輯，經起停控制單元對采集的信息處理后，完成對汽車的自動起停控制。例如，汽車在道路交叉路口遇紅燈信號禁止通過時，駕駛員踩下制動踏板并摘擋時，起停控制單元自動檢測制動踏板狀態、變速器擋位、車輪轉速狀態等信息；當滿足制動踏板已踩下、變速器擋位為空擋以及車輪轉速為零等條件時，起停控制單元使發動機自動停止轉動并使車輛停止運行;而當信號燈變綠后，駕駛員踩下離合器，隨即就可以自動起動發動機并在駕駛員掛擋及踩加速踏板時使車輛前進。實際應用結果表明，上述技術方法在一般路況條件下可以節約燃油5%，而在擁堵路段中最尚可以節約燃油達到15%左右。
[0003]上述汽車自動起停控制技術存在的不足主要是:采用這種汽車自動起停控制方式的車輛，在通過有信號控制的道路交叉口時，仍需要駕駛員對交叉口的通行信號狀態進行準確判斷，在規定的相關操作動作基礎上，觸發控制單元使車輛進入自動起停控制狀態。所以，這些技術方式還與駕駛員的認知判斷和操作過程相關，即仍與人的因素有關。特別是，由于駕駛員與交通信號之間的協調一致反應還有延遲滯后現象存在，其技術方法所具有的節能潛力還沒有得到充分的發揮。
【發明內容】
[0004]本實用新型的目的在于提供一種利用車路信息交互通訊方式，將道路交叉口交通信號狀態信息直接傳送到要通過道路交叉口的車輛內，由車載控制單元在對相關信息處理的基礎上進行車輛自動起停控制的系統。
[0005]本實用新型采用的技術方案是:一種車路協同的汽車自動起停控制系統由路側單元和車載單元組成;路側單元裝在道路交叉口交通信號控制機內，由讀取道路交叉口各交通信號燈相位狀態和周期時間信息的交通控制信號讀取模塊以及與車載單元進行信息交互的路側通訊模塊構成;車載單元安裝在車輛內，由主控模塊、與路側單元進行信息交互換的車載通訊模塊、讀取車輛運行方向和位置信息的定位模塊、檢測車輛與前方車輛距離的車間距檢測模塊、監測轉向信號狀態的轉向監測模塊、檢測車輛行駛速度的車速檢測模塊、對車輛進行自動起停控制的起停控制模塊、顯示交通信號燈相位狀態和周期時間信息的顯示模塊構成
[0006]本實用新型采用技術方案的工作原理是:所述路側單元中的交通控制信號讀取模塊讀取道路交叉口各交通信號燈相位狀態和周期時間，并將此信息輸出至路側通訊模塊；所述路側通訊模塊以廣播的方式，除向車載單元發送交叉口地理位置信息外，還發送道路交叉口各交通信號燈相位狀態和周期時間，如:直行、左轉車道的交通信號燈相位狀態和周期時間。
[0007]所述車載單元中的車載通訊模塊與主控模塊相連，主控模塊與定位模塊、車間距檢測模塊、轉向監測模塊、車速檢測模塊、起停控制模塊、顯示模塊相連;根據車輛起停控制邏輯，主控模塊經運算處理判斷:在當前車速下，車輛與前方車輛之間的距離是否大于安全車距以及車輛是否能夠不停車直接通過道路交叉口；根據判斷結果，主控模塊發出減速、停車或起動車輛的指令，并輸出至起停控制模塊，實現對車輛的自動起停控制。
[0008]本實用新型有益的技術效果為:(I)本實用新型的應用可使配置有車載單元的車輛通過道路交叉口時，減少駕駛員對車輛的起停操作次數，降低駕駛強度；(2)本實用新型的應用可以實現車輛在道路交叉口起步時的快速響應，縮短起步時間，從而有效降低車輛在通過道路交叉口時的能耗和排放污染，并有利于提升道路交叉口的通行效率及駕駛安全性。
【附圖說明】
[0009]圖1是本實用新型所述系統在道路交叉口構成示意圖；
[0010]圖2是本實用新型所述路側單元物理結構示意圖；
[0011 ]圖3是本實用新型所述車載單元物理結構示意圖；
[0012]圖4是本實用新型的控制邏輯工作流程示意圖；
[0013]圖中，I為交通信號燈;2為路側單元;3為交通信號控制機;4為車載單元;5為前方車輛;6為車載單元;7為車輛;8為交通信號讀取模塊;9為路側通訊模塊；10為主控模塊；11為起停控制模塊；12為顯示模塊；13為車速檢測模塊；14為轉向監測模塊；15為車間距檢測模塊;16為定位模塊;17為車載通訊模塊。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖，說明本實用新型的【具體實施方式】。
[0015]如圖1所示，一種車路協同的汽車自動起停控制系統由路側單元2和車載單元6組成;路側單元2安裝在道路交叉口交通信號控制機3內，由讀取道路交叉口各交通信號燈I相位狀態和周期時間信息的交通控制信號讀取模塊8(見圖2)以及與車載單元6進行信息交互的路側通訊模塊9(見圖2)構成，用于向配置有車載單元6(見圖3)的車輛7發送道路交叉口地理位置信息、交通信號燈I相位狀態和周期時間信息；車載單元6安裝在車輛7內，用于獲取車輛7的當前車速、車輛7與前方車輛5的距離信息、車輛7與道路交叉口之間的距離信息以及交通信號燈I相位狀態和周期時間信息;根據車輛起停控制邏輯(見圖4)，主控模塊10(見圖3)經運算處理判斷:在當前車速下，車輛7與前方車輛5之間的距離是否大于安全車距以及車輛7是否能夠不停車直接通過道路交叉口；根據判斷結果，主控模塊10發出減速、停車或起動車輛的指令，并輸出至起停控制模塊11 (見圖3)，實現對車輛7的自動起停控制。
[0016]如圖2所示，路側單元2由讀取道路交叉口各交通信號燈11相位狀態和周期時間信息的交通控制信號讀取模塊8、與車載單元6進行信息交換的路側通訊模塊9構成;交通控制信號讀取模塊8以單片機CPU為核心控制單元，其I/O數據線與交通信號控制機3的信號控制線相連，讀取交通信號控制機3發出的道路交叉口各交通信號燈I相位狀態和周期時間信息;道路交叉口地理位置信息固化在交通控制信號讀取模塊8的單片機存儲單元內，用于車輛7判斷與交叉口之間距離的基準信息;交通控制信號讀取模塊8以單片機的并行數據線與路側通訊模塊9相連，將道路交叉口地理位置信息、交通信號燈I相位狀態和周期時間信息傳輸到路側通訊模塊9;交通控制信號讀取模塊8的單片機按道路交叉口各交通信號燈全部相位狀態和周期時間控制路側通訊模塊9以廣播模式向將通過道路交叉口的配置有車載單元6的車輛7發送信息。
[0017]如圖3所示，車載單元6安裝在車輛7上，由主控模塊10、車載通訊模塊17、定位模塊16、車間距檢測模塊15、轉向監測模塊14、車速檢測模塊13、顯示模塊12和起停控制模塊11構成。
[0018]所述的主控模塊1以單片機CP U為核心控制單元，與車載通訊模塊17、定位模塊
16、車間距檢測模塊15和顯示模塊14分別通過數據鎖存器由并行數據線相連接，轉向監測模塊13、車速檢測模塊12及起停控制模塊11由I/O數據線相連。
[0019]所述的車載通訊模塊17與主控模塊10之間經過鎖存器由并行數據線相連接，用于接收來自路側單元2發送的交叉口地理位置信息、交通信號燈I相位狀態和周期時間信息，并在片選信號的控制下傳送至主控模塊10。
[0020]所述的定位模塊16與主控模塊10之間經過鎖存器由并行數據線相連接，定位模塊16以GPS單元為核心，檢測車輛7當前所處位置的地理位置信息，并在片選信號的控制下傳送至主控模塊10。
[0021]所述的車間距檢測模塊15與主控模塊10之間經過鎖存器由并行數據線相連接，車間距檢測模塊15采用超聲波測距傳感器檢測車輛7與車輛5之間的車距，即檢測本車與前車之間的行駛安全距離，并在片選信號的控制下傳送至主控模塊10。
[0022]所述的轉向監測模塊14與主控模塊10由I/O數據線相連，轉向監測模塊14檢測車輛轉向燈的狀態信息，并經I/O數據線傳送至主控模塊10。
[0023]所述的車速檢測模塊13與主控模塊10由I/O數據線相連，車速檢測模塊13檢測到的車輛21當前車速信息經I/O數據線傳送至主控模塊1。
[0024]所述的起停控制模塊11與主控模塊10由I/O數據線相連，主控模塊10發出的減速、停車或起動車輛指令經I/o數據線傳送至起停控制模塊11，實現對車輛7的自動起停控制。
[0025]所述的顯示模塊12與主控模塊10之間經過鎖存器由并行數據線相連接;在CPU發出的片選信號控制下，交通信號燈I相位狀態和周期時間信息由主控模塊10傳輸到顯示模塊12;顯示模塊12的顯示器安裝設置在駕駛室內儀表板上，為駕駛員提供交通信號燈的相位狀態和周期時間信息。
[0026]如圖4所示，車載單元中的主控模塊根據路側單元信息、車輛7與前方車輛5的距離信息，判斷車輛7與前方車輛5距離是否大于安全車距，若距離小于安全車距則減速停車，否則將繼續行駛并判斷是否到達道路交叉口，若到達道路交叉口則判斷車輛7、前方車輛5行駛方向的交通信號燈I是否為黃燈或紅燈，若為紅等或黃燈則減速停車，否則將繼續行駛。
[0027]其中，相應的控制指令包括但不限于減速停車、起動車輛的指令。所述定位模塊例如但不限于采用GPS模塊，即可以采用一種或多種定位方式融合實現車輛定位。所述的車間距檢測模塊例如但不限于超聲波測距模塊。所述主控模塊可以但不限于采用單片機、嵌入式的芯片實現。
[0028]以上所述僅為本實用新型的優選實施例，僅僅是示意性的而不是限定性的。因此，在不偏離本實用新型原理的前提下所做的任何修改、等同替換以及等效結構變化，均仍屬于本實用新型的專利保護范圍內。
【主權項】
1.一種車路協同的汽車自動起停控制系統，包含有路側單元(2)和車載單元(6)，其特征在于所述路側單元(2)由交通控制信號讀取模塊(8)和路側通訊模塊(9)構成;所述車載單元(6)由主控模塊(10)、車載通訊模塊(17)、定位模塊(16)、車間距檢測模塊(15)、轉向監測模塊(14)、車速檢測模塊(13)、起停控制模塊(11)和顯示模塊(12)構成。2.根據權利要求1所述的一種車路協同的汽車自動起停控制系統，其特征在于所述路側通訊模塊(9)以廣播的方式，向配置有所述車載單元(6)的車輛(7)發送道路交叉口地理位置信息、交通信號燈(I)相位狀態和周期時間信息。3.根據權利要求1所述的一種車路協同的汽車自動起停控制系統，其特征在于所述車載單元(6)安裝在駕駛室內，所述主控模塊(10)根據車輛起停控制邏輯判斷:在當前車速下，車輛(7)與前方車輛(5)之間的距離是否大于安全車距以及車輛(7)是否能夠不停車直接通過道路交叉口；根據判斷結果，所述主控模塊(10)發出減速、停車或起動車輛的指令，并輸出至所述起停控制模塊(11)，實現對車輛(7)的自動起停控制。
【文檔編號】G08G1/0962GK205589215SQ201620275785
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年4月6日
【發明人】儲江偉, 郭術林, 李洪亮, 岳永恒, 楊玉清, 段超, 王浩淞
【申請人】東北林業大學