一种四轮电动车的安全保障方法

摘要

本发明提供了一种四轮电动车的安全保障方法，包括以下步骤：S1、实时检测踏板的位置，实时检测车速v1并计算车辆的实时加速度a，将踏板的全部行程从大到小依次分为机械刹车区、变速区和电子刹车区，S2、控制第一超声波传感器发出一段超声波，同时开始计时，时间为t，第一超声波传感器关闭回波检测，第二超声波传感器进入回波检测状态；这种四轮电动车的安全保障方法依靠超声波传感器对前方障碍物进行检测，根据障碍物距离车辆的距离、踏板的位置、车速、加速度等状态来合理控制车辆的刹车系统，有效的保障了车辆和驾驶员的安全。

权利要求

1.一种四轮电动车的安全保障方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、实时检测踏板的位置，实时检测车速v1并计算车辆的实时加速度a，将踏板的全部行程从大到小依次分为机械刹车区、变速区和电子刹车区，S2、控制第一超声波传感器发出一段超声波，同时开始计时，时间为t，第一超声波传感器关闭回波检测，第二超声波传感器进入回波检测状态；

S3、当时间t等于安全时间t0时，第二超声波传感器仍未检测到回波，则停止计时，控制第一超声波传感器进入回波检测状态，第二超声波传感器关闭回波检测，控制第二超声波传感器发出一段超声波，同时开始计时，时间为t；当时间t等于安全时间t0时，第一超声波传感器仍未检测到回波，则返回步骤S2；

S4、在步骤S2中当第二超声波传感器检测到回波，或者在步骤S3中第一超声波传感器检测到回波时，停止计时，时间t小于安全时间t0，计算障碍物与车体之间的距离s；

S5、当距离s大于安全距离s0时返回步骤S2，当距离s小于等于安全距离s0时进入步骤S6；

S6、根据距离s和车速v1计算安全加速度a0；

当踏板的位置处于机械刹车区，如果实时加速度a大于等于安全加速度a0，则启动电子刹，否则不启动；

当踏板的位置处于变速区，启动电子刹；

当踏板的位置处于电子刹车区，启动电子刹。

2.如权利要求1所述的四轮电动车的安全保障方法，其特征在于：在步骤S6中，当踏板的位置处于变速区，根据安全加速度a0调节电子刹的输出功率，使电子刹给予车辆的加速度小于安全加速度a0。

3.如权利要求2所述的四轮电动车的安全保障方法，其特征在于：在步骤S6中，当踏板的位置处于变速区，如果电子刹的最大输出功率给予车辆的加速度仍然大于等于安全加速度a0，则发出警报，提醒用户将踏板踩至机械刹车区。

4.如权利要求1所述的四轮电动车的安全保障方法，其特征在于：在步骤S6中，当踏板的位置处于电子刹车区，如果实时加速度a小于安全加速度a0，则根据踏板的位置控制电子刹的输出功率，否则根据安全加速度a0调节电子刹的输出功率。

5.如权利要求4所述的四轮电动车的安全保障方法，其特征在于：在步骤S6中，当踏板的位置处于电子刹车区，需要根据安全加速度a0调节电子刹的输出功率时，如果电子刹的最大输出功率给予车辆的加速度仍然大于等于安全加速度a0，则发出警报，提醒用户将踏板踩至机械刹车区。

说明书

一种四轮电动车的安全保障方法

技术领域

[0001] 本发明涉及四轮电动车技术领域，尤其涉及一种四轮电动车的安全保障方法。

背景技术

[0002] 汽车保有量的不断攀升引发了一系列问题。大多数汽车燃烧汽油、柴油、天然气等化石燃料，地球上化石燃料的储量是有限的，数量巨大且不断增加的汽车数量使能源危机
日益严重。传统汽车的重量一般1500kg左右，有效载荷只有100kg左右，大部分能源浪费在
无效载荷上，造成了严重的能源浪费。另外，传统汽车体积庞大，一般汽车占地面积约10平
方米，汽车数量的增长使得交通拥塞和停车位紧张的问题越来越严重。

[0003] 近年来，电动车受到越来越多消费者的欢迎。电动车价格比传统汽车低，用于电动车充电的费用也比汽车加油的费用低；电动车灵活小巧，在非机动车道行驶，一般不会遇到
交通堵塞，也更容易找到停车位；电动车没有尾气排放，不会污染环境。

[0004] 公开号为CN104554199A，公开日为2015.4.29的中国专利公开了一种电动车辆的单踏板速度控制系统，包括速度控制踏板、踏板位置传感器、速度控制器、制动阀和复位弹
簧；只用一个踏板实现电动车辆的启动、加速、匀速行驶、减速和制动过程；踏板行程分为两
个区域，位于上部的区域为速度调节区，位于下部的区域为制动区，踏板位于制动区时，踏
板通过连杆直接将踩踏力作用在制动阀上，踏板位于速度调节区时，踏板与制动阀分离。踏
板初始位置位于速度调节区的顶端，当用脚踩压踏板时，踏板逐渐向制动区移动，当完全松
开踏板时，踏板恢复到初始位置。这种电动车辆的单踏板速度控制系统用一个速度控制踏
板代替传统车辆控制的油门和刹车踏板，速度控制器根据施加在踏板上的操作自动完成启
动、电机转速调节和制动，降低了驾驶电动车辆的复杂度，杜绝了误操作的可能性，便于快
速掌握驾驶技术。

[0005] 而公开号为CN106627173A，公开日为2017.05.10的中国专利提供了一种四轮电动车的智能控制方法，控制的四轮电动车的踏板也是单踏板，而且将踏板的行程从大到小依
次分为机械刹车区、变速区和电子刹车区，具体的可以是0～10％的行程为机械刹车区，10
～90％的行程为变速区，90～100％的行程为电子刹车区，踏板与液压制动器连接，液压制
动器作为机械刹，当踏板位于机械刹车区时，液压制动器制动刹车盘；变速区为提供动力和
保持速度的区域，电子刹车区是启动电子刹的区域，电子刹是车辆控制器控制电机控制器
输出反向电流，让电机产生与轮胎滚动方向相反的磁力转矩，制动轮胎。由于这种电动车没
有手刹，所以坡道驻车时容易溜车，本发明中采用电磁刹取代手刹，电磁刹安装在电机轴
上，采用48v供电，电磁刹的供电源受车辆控制器控制；通电状态下，电磁刹松开，车辆可行
驶，断电状态下，电磁刹锁住电机轴，车辆无法行驶。这种四轮电动车比上一篇专利中公开
的电动车在使用时更为安全。目前这种四轮电动车已经大量的投入使用，尤其是在各个景
区中，但使用过这种车辆的游客反映，在游览时，由于注意力很难全部集中在驾驶车辆上，
大部分的注意力可能会集中在景点上，所以当前方出现障碍物时，可能不会立即注意到，等
距离障碍物很近或者已经撞上时才觉察到，很难及时作出反应，而且车辆采用的单踏板设
计对于第一次使用这种车辆的游客来说，需要一定的适应过程，正常驾驶不存在多大问题，
但出现上述这样的紧急情况时，在慌乱中很难做出正确的操作，因此，为了进一步提高这种
四轮电动车的安全性能，本发明做出了进一步的改进。

发明内容

[0006] 本发明要解决的技术问题是：针对现有的四轮电动车对于车前障碍物没有从安全方面考虑的控制车辆的手段，驾驶员注意力不集中时会发生安全事故，为了进一步提高车
辆的安全性能，本发明提供了一种四轮电动车的安全保障方法来解决上述问题。

[0007] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种四轮电动车的安全保障方法，包括以下步骤：

[0008] S1、实时检测踏板的位置，实时检测车速v1并计算车辆的实时加速度a，将踏板的全部行程从大到小依次分为机械刹车区、变速区和电子刹车区，

[0009] S2、控制第一超声波传感器发出一段超声波，同时开始计时，时间为t，第一超声波传感器关闭回波检测，第二超声波传感器进入回波检测状态；

[0010] S3、当时间t等于安全时间t0时，第二超声波传感器仍未检测到回波，则停止计时，控制第一超声波传感器进入回波检测状态，第二超声波传感器关闭回波检测，控制第二超
声波传感器发出一段超声波，同时开始计时，时间为t；当时间t等于安全时间t0时，第一超
声波传感器仍未检测到回波，则返回步骤S2；

[0011] S4、在步骤S2中当第二超声波传感器检测到回波，或者在步骤S3中第一超声波传感器检测到回波时，停止计时，时间t小于安全时间t0，计算障碍物与车体之间的距离s；

[0012] S5、当距离s大于安全距离s0时返回步骤S2，当距离s小于等于安全距离s0时进入步骤S6；

[0013] S6、根据距离s和车速v1计算安全加速度a0；

[0014] 当踏板的位置处于机械刹车区，如果实时加速度a大于等于安全加速度a0，则启动电子刹，否则不启动；

[0015] 当踏板的位置处于变速区，启动电子刹；

[0016] 当踏板的位置处于电子刹车区，启动电子刹。

[0017] 作为优选，在步骤S6中，当踏板的位置处于变速区，根据安全加速度a0调节电子刹的输出功率，使电子刹给予车辆的加速度小于安全加速度a0。

[0018] 作为优选，在步骤S6中，当踏板的位置处于变速区，如果电子刹的最大输出功率给予车辆的加速度仍然大于等于安全加速度a0，则发出警报，提醒用户将踏板踩至机械刹车
区。

[0019] 作为优选，在步骤S6中，当踏板的位置处于电子刹车区，如果实时加速度a小于安全加速度a0，则根据踏板的位置控制电子刹的输出功率，否则根据安全加速度a0调节电子
刹的输出功率。

[0020] 作为优选，在步骤S6中，当踏板的位置处于电子刹车区，需要根据安全加速度a0调节电子刹的输出功率时，如果电子刹的最大输出功率给予车辆的加速度仍然大于等于安全
加速度a0，则发出警报，提醒用户将踏板踩至机械刹车区。

[0021] 本发明的有益效果是，这种四轮电动车的安全保障方法依靠超声波传感器对前方障碍物进行检测，根据障碍物距离车辆的距离、踏板的位置、车速、加速度等状态来合理控
制车辆的刹车系统，有效的保障了车辆和驾驶员的安全。

附图说明

[0022] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

[0023] 图1是本发明的一种四轮电动车的安全保障方法的最优实施例的流程图。

具体实施方式

[0024] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附
图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

[0025] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以
特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

[0026] 此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应
做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连
接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通
技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述
中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

[0027] 流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部
分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺
序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明
的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

[0028] 如图1所示，本发明提供了一种四轮电动车的安全保障方法，包括以下步骤：

[0029] S1、实时检测踏板的位置，踏板上固定有一个磁铁，在磁铁的磁力线范围内设置有一个霍尔传感器，当踏板的位置发生变化时，磁铁产生的磁场也会发生变化，车辆控制器与
霍尔传感器连接并且通过霍尔传感器检测到的数据就可以计算出踏板的位置，实时检测车
速v1并计算车辆的实时加速度a，电动车的电机为无刷直流电机，自带霍尔传感器，它与车
辆控制器连接，将检测到的电机转子的转速传输至车辆控制器，车辆控制器就可以计算出
车速，根据车速和记录的时间便可以计算出实时加速度；将踏板的全部行程从大到小依次
分为机械刹车区、变速区和电子刹车区；

[0030] 车辆的头部间隔设置有第一超声波传感器和第二超声波传感器，它们的换能器都朝向前方；第一超声波传感器和第二超声波传感器通过CAN通信总线与PIC单片机连接，PIC
单片机与车辆控制器连接，PIC单片机作为第一超声波传感器和第二超声波传感器的控制
主体，将采集到的数据传输到车辆控制器中，车辆控制器对刹车系统进行控制；

[0031] S2、控制第一超声波传感器发出一段超声波，同时开始计时，时间为t，第一超声波传感器关闭回波检测，第二超声波传感器进入回波检测状态；

[0032] S3、当时间t等于安全时间t0时，第二超声波传感器仍未检测到回波，则停止计时，控制第一超声波传感器进入回波检测状态，第二超声波传感器关闭回波检测，控制第二超
声波传感器发出一段超声波，同时开始计时，时间为t；当时间t等于安全时间t0时，第一超
声波传感器仍未检测到回波，则返回步骤S2；两个超声波传感器交替发射超声波和检测回
波，避免多发多收产生互相干扰的问题，提高检测精度；

[0033] S4、在步骤S2中当第二超声波传感器检测到回波，或者在步骤S3中第一超声波传感器检测到回波时，停止计时，此时时间t小于安全时间t0，波速乘以时间t再除以2则得到
距离s；

[0034] S5、当距离s大于安全距离s0时返回步骤S2，当距离s小于等于安全距离s0时进入步骤S6；安全距离s0是预设值，当车辆与障碍物之间的距离大于s0时，说明它们之间还很
远，车辆暂时安全；

[0035] S6、根据距离s和车速v1计算安全加速度a0＝-(v12/2s)；

[0036] 当踏板的位置处于机械刹车区，此时实时加速度a为负值，如果实时加速度a大于等于安全加速度a0，说明以现在的减速程度不足以让车辆在撞上障碍物前停下来，则启动
电子刹，否则不启动；

[0037] 当踏板的位置处于变速区，说明车辆在撞上障碍物之前会一直行驶，所以启动电子刹，根据安全加速度a0调节电子刹的输出功率，使电子刹给予车辆的加速度小于安全加
速度a0；如果电子刹的最大输出功率给予车辆的加速度仍然大于等于安全加速度a0，则发
出警报，提醒用户将踏板踩至机械刹车区；如果通过电子刹就可以让车辆在撞上障碍物前
停下来，就没有必要提醒用户去踩踏板，这会造成用户更加惊慌，对于单踏板的操作还不熟
悉的人来说，容易使他们做出错误的操作；

[0038] 当踏板的位置处于电子刹车区，启动电子刹；因为踏板处于电子刹车区时就会启动电子刹，电子刹根据踏板的位置控制电子刹的输出功率，此时如果实时加速度a小于安全
加速度a0，则保持现状即可，但如果实时加速度a大于等于安全加速度a0，则根据安全加速
度a0调节电子刹的输出功率；如果电子刹的最大输出功率给予车辆的加速度仍然大于等于
安全加速度a0，则发出警报，提醒用户将踏板踩至机械刹车区。

[0039] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特
点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对所述术语的示意性表述不
一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何
的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

[0040] 以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术
性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。