一种基于新能源商用车的碰撞感知系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于新能源商用车的碰撞感知系统，包括硬件系统和软件系统，所述硬件系统和软件系统通过嵌入式技术相关联，所述硬件系统内包括加速度传感器和控制器，所述加速度传感器用于将检测碰撞时的加速度信号，并以数字信号形式传递给控制器，所述软件系统内包括有接收模块、算法模块、诊断模块、通信模块和数据存储模块，本发明专利技术可根据使用需要灵活布置传感器的安装位置，通过硬件系统、软件系统处理来自各传感器感知的碰撞信号，有效分析碰撞强度，当达到阈值时，输出碰撞信号，切断整车高压或能源供给，及时避免由于碰撞引发的燃烧、爆炸等更为严重的人员伤亡和物质损失。爆炸等更为严重的人员伤亡和物质损失。爆炸等更为严重的人员伤亡和物质损失。

【技术实现步骤摘要】
一种基于新能源商用车的碰撞感知系统


[0001]本专利技术涉及商用车安全
，具体为一种基于新能源商用车的碰撞感知系统。

技术介绍

[0002]商用车多为平头车，平头车的结构特点决定了其有限的缓冲吸能结构，一旦车辆遭遇撞击、翻滚等交通事故时，驾驶室严重变形，乘员被挤压导致伤害或死亡。随着这类伤亡事故的增加，商用车安全性能越来越受到人们的关注。为缓解能源压力、防治大气污染，新能源汽车推广工作受到国家的高度重视，无论政策、经济国家都给了大力扶持。据统计，2019年新能源商用车总销量14.6万辆，新能源大中客车的销量所占比例最大逐渐增加。
[0003]为提车辆安全性能，CMVDR 294对车身要求、燃油泄漏要求、约束系统要求、假人生物伤害指标要求都做了明确规定。所有新能源商用车都离不开动力电池、燃料储存装置，在车辆发生碰撞时，容易导致汽车动力电池短路，引起电池温度升高导致火灾；燃料储存装置泄露等问题，从而导致更为严重的火灾或爆炸事故，因此，如何准确识别碰撞强度，触发断电、断燃料措施，减少人员伤害及财产损失尤为重要，但在新能源商用车飞速发展的现阶段，仅通过加强商用车安全结构来提高车辆安全性能的方式，已无法满足产品安全需要，如何在车辆发生碰撞事故时，迅速切断车辆动力源、能量供给模块输出，防止车辆发生自燃甚至爆炸的二次事故，造成驾乘人员及临近环境中的人员、财产损失，成为必要的研究方向，为此，我们提出一种基于新能源商用车的碰撞感知系统。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于新能源商用车的碰撞感知系统，有效、准确地识别车辆的碰撞状态，及时地输出碰撞输出信号，触发断电、断燃料的保护动作，避免由于碰撞导致车辆燃烧或者爆炸，造成更严重的人员伤亡和财产损失。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于新能源商用车的碰撞感知系统，包括硬件系统和软件系统，所述硬件系统和软件系统通过嵌入式技术相关联，所述硬件系统内包括加速度传感器和控制器，所述加速度传感器用于将检测碰撞时的加速度信号，并以数字信号形式传递给控制器，所述软件系统采用实时操作系统，当接收到来自传感器感知的加速度信号时，立即进行数据处理，及时有效的发出相应指令来保证司乘人员及车辆的安全，所述软件系统内包括有接收模块、算法模块、诊断模块、通信模块和数据存储模块。
[0006]优选的，所述硬件系统以车载低压电瓶为电源。
[0007]优选的，所述加速度传感器采用微机械电容式传感器，所述加速度传感器安装在商用车各敏感部位，包括车后部、车前、车顶、车尾、车侧面和储能装置安装位置附近。
[0008]优选的，所述控制器采用车规级MCU和碰撞感应系统专用集成芯片ASIC，所述控制器内设有储能电容，所述控制器配备有独立的非易失性存储芯片，所述控制器配备一路CAN
总线和一路硬线碰撞输出接口，所述控制器与软件系统的接收模块连接。
[0009]优选的，所述算法模块用于针对不同的碰撞工况，通过设定阈值边界条件区分点火区域和不点火区域，不同的碰撞工况其碰撞强度的差异主要体现在对应的速度变化量和能量变化量，信号经过特定的算法滤波器，并通过速度角度和能量角度，加以可视化移动窗口式等辅助算法以速度、能量、局部能量等不同角度区分碰撞的强度，其中，移动窗式积分算法
[0010][0011]时间窗宽Δt＝t2‑
t1，对所设置的时间窗内的信号积分，得到值与所设定的阈值比较，当达到或超过阈值线时，触发点火信号；基于离散傅里叶变换的帕塞瓦尔定理来计算碰撞能量，通过傅里叶变换，分离不同频域分量所对应能量，进而运用帕塞瓦尔定理将能量计算出来，得到能量曲线X[n]是N个序列点，X[k]是它的傅里叶变换结果，则有
[0012][0013]|x[k]2是能量谱密度，x[k]是x[n]的DFT，当能量值达到或超过设定阈值时，触发点火信号，整车相关节点收到碰撞点火信号，立即做出断电、断燃料等故障处理措施，避免由碰撞导致的燃烧、爆炸等更为严重的驾乘人员伤亡和财产损失。
[0014]优选的，所述诊断模块用于对电源电压、电气连接、传感器、信号传输及ACU内部工作状态进行周期诊断，当检查到故障时，立即点亮警告灯并存储相关故障，以警示司乘人员进行故障处理，通过故障码查询，可快速精准定位故障原因，及时排除故障。
[0015]优选的，所述诊断模块可进行碰撞信息存储，当碰撞发生时，可快速存储车辆运行状态、加速度曲线等有效数据，并将数据锁定在非易失内存芯片中，事后可根据碰撞加速度曲线还原车辆碰撞状态，进行技术分析。
[0016]本专利技术提供了一种基于新能源商用车的碰撞感知系统，具备以下有益效果：
[0017](1)本专利技术通过根据传感器采集的信号实现对新能源商用车碰撞状态的准确识别方法，根据需要将传感器布置在车前、车顶、车尾、车侧面、储能装置附近等敏感位置，当任意位置发生碰撞，且碰撞强度超出阈值时，可有效感知碰撞状态，及时输出碰撞信号。
[0018](2)本专利技术由于取消了对安全气囊控制器采集信号的判断，仅使用传感器信号感知车辆碰撞状态，并在算法模块内设置算法滤波器，通过速度角度和能量角度，加以可视化移动窗口式等辅助算法以速度、能量、局部能量等不同角度区分碰撞的强度，得到符合实际需求的碰撞信号，通过对加速度信号、速度信号、能量信号的综合分析，当任一曲线达到点火阈值时，安全气囊控制器触发点火功功能，输出碰撞信号。
[0019](3)本专利技术通过硬件系统、软件系统协同工作，得到仅使用传感器信号感知新能源商用车碰撞状态的保护系统，适应新能源商用车的发展需求。
[0020](4)本专利技术可根据使用需要灵活布置传感器的安装位置，通过硬件系统、软件系统处理来自各传感器感知的碰撞信号，有效分析碰撞强度，当达到阈值时，输出碰撞信号，切断整车高压或能源供给，及时避免由于碰撞引发的燃烧、爆炸等更为严重的人员伤亡和物质损失。
[0021](5)本专利技术通过对极限路况通过/制动试验、整车误操作试验信号进行分析处理，
在算法模块中区分极限路试、暴力误作用与正常碰撞信号，合理有效地避免由于极限路试和暴力误作用导致误爆点火信号。
附图说明
[0022]图1为本专利技术的系统结构示意图；
[0023]图2为本专利技术的硬件系统结构示意图；
[0024]图3为本专利技术的加速度传感器安装示意图；
[0025]图4为本专利技术的信号处理控制流程示意图；
[0026]图5为本专利技术的碰撞信号速度曲线示意图；
[0027]图6为本专利技术的碰撞信号能量曲线示意图；
[0028]图7为本专利技术的碰撞信号加速度曲线移动窗式示意图；
[0029]图8为本专利技术的碰撞信号基于移动窗式局部能量示意图。
具体实施方式
[0030]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0031]如图1
‑
8所示，本专利技术提供一种技术方案：一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于新能源商用车的碰撞感知系统，其特征在于，包括硬件系统和软件系统，所述硬件系统内包括加速度传感器和控制器，所述加速度传感器用于将检测碰撞时的加速度信号，并以数字信号形式传递给控制器，所述软件系统采用实时操作系统，当接收到来自传感器感知的加速度信号时，立即进行数据处理，及时有效的发出相应指令，所述软件系统内包括有接收模块、算法模块、诊断模块、通信模块和数据存储模块。2.根据权利要求1所述的一种基于新能源商用车的碰撞感知系统，其特征在于：所述硬件系统以车载低压电瓶为电源。3.根据权利要求1所述的一种基于新能源商用车的碰撞感知系统，其特征在于：所述加速度传感器采用微机械电容式传感器，所述加速度传感器安装在商用车各敏感部位，包括车后部、车前、车顶、车尾、车侧面和储能装置。4.根据权利要求1所述的一种基于新能源商用车的碰撞感知系统，其特征在于：所述控制器采用车规级MCU和碰撞感应系统专用集成芯片ASIC，所述控制器内设有储能电容，所述控制器配备有独立的非易失性存储芯片，所述控制器配备一路CAN总线和一路硬线碰撞输出接口，所述控制器与软件系统的接收模块连接。5.根据权利要求1所述的一种基于新能源商用车的碰撞感知系统，其特征在于：所述算法模块用于针对不同的碰撞工况，通过设定阈值边界条件区分点火区域和不点火区域，不同的碰撞工况其碰撞强度的差异主要体现在对应的速度变化量和能量变化量，信号经过特定的算法滤波器，并通过速...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢海龙，吴中，王洪海，王朝盛，荣文泽，刘兴岩，韩志飞，曹振宇，姜丙申，马欣，王芳，
申请(专利权)人：北京万得嘉瑞汽车技术有限公司，
类型：发明
国别省市：