CN106114491A - 一种辅助驾驶方法、辅助驾驶系统及汽车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种辅助驾驶方法、辅助驾驶系统及汽车，属于汽车领域。所述辅助驾驶系统包括：开关控制模块、信息采集模块、数据处理模块及油门控制模块。本发明通过信息采集模块采集汽车第一周期的速度和加速度，数据处理模块根据汽车第一周期的速度、加速度及预设的第一周期与第二周期的速度差阈值，获取汽车第二周期的加速度、油门开度及制动力矩，驾驶控制模块按照第二周期的油门开度控制汽车的油门和/或按照第二周期的制动力矩控制汽车的变速箱，从而使得当汽车行驶到路面状况不好的路段时，若驾驶员的驾驶技术不够熟练或处于疲惫状态，则可启动辅助驾驶，保证汽车稳定行驶，进而保证乘员的舒适感，避免因车身振动而损坏汽车零部件。
Description
技术领域
本发明涉及汽车领域，特别涉及一种辅助驾驶方法、辅助驾驶系统及汽车。
背景技术
汽车驾驶过程中需要油门和制动配合使用，尤其在路面状况不好时，更要求驾驶员能在油门和制动之间灵活切换，但如果驾驶员的驾驶技术不够熟练或者处于疲惫状态，在汽车遇到障碍物时极容易因为油门控制不当而不能通过障碍物或在通过障碍物后向前窜出数米，汽车行驶不平稳，乘员舒适感较差，且容易引起汽车零部件损坏。
发明内容
为了解决现有技术中存在的如果驾驶员的驾驶技术不够熟练或者处于疲惫状态，在汽车遇到障碍物时极容易因为油门控制不当而不能通过障碍物或在通过障碍物后向前窜出数米，汽车行驶不平稳，乘员舒适感较差，且容易引起汽车零部件损坏的问题，本发明实施例提供了一种辅助驾驶方法、辅助驾驶系统及汽车。所述技术方案如下：
第一方面，提供了一种辅助驾驶方法，所述辅助驾驶方法包括：
接收启动辅助驾驶信号，所述启动辅助驾驶信号由驾驶员发出；
采集汽车第一周期的速度和加速度；
根据汽车第一周期的速度、加速度以及预设的第一周期与第二周期的速度差的阈值，获取汽车第二周期的加速度、油门开度和制动力矩；
按照所述第二周期的油门开度控制所述汽车的油门和/或按照所述第二周期的制动力矩控制所述汽车的变速箱。
具体地，所述根据汽车第一周期的速度、加速度以及预设的第一周期与第二周期的速度差的阈值，获取汽车第二周期的加速度、油门开度及制动力矩，包括：
根据汽车第一周期的速度、加速度以及预设的第一周期与第二周期的速度差阈值，按照第一预设算法获取第二周期的加速度；
根据第二周期的加速度，按照第二预设算法获取第二周期的油门开度；
根据第二周期的加速度和油门开度，按照第三预设算法获取第二周期的制动力矩。
第二方面，提供了一种辅助驾驶系统，开关控制模块，用于接收启动辅助驾驶信号，所述启动辅助驾驶信号为驾驶员向所述开关控制模块发送的；
信息采集模块，用于采集汽车第一周期的速度和加速度；
数据处理模块，用于根据汽车第一周期的速度、加速度以及预设的第一周期与第二周期的速度差的阈值，获取汽车第二周期的加速度、油门开度和制动力矩；
驾驶控制模块，用于按照所述第二周期的油门开度控制汽车的油门和/或按照所述第二周期的制动力矩控制所述汽车的变速箱。
具体地，所述数据处理模块，包括：
加速度获取模块，用于根据汽车第一周期的速度、加速度以及预设的第一周期与第二周期的速度差阈值，按照第一预设算法获取第二周期的加速度；
油门开度获取模块，用于根据第二周期的加速度，按照第二预设算法获取第二周期的油门开度；
制动力矩获取模块，用于根据第二周期的加速度和油门开度，按照第三预设算法获取第二周期的制动力矩。
具体地，所述信息采集模块包括速度传感器和加速度传感器，所述速度传感器设置在车身上，用于采集汽车第一周期的速度，所述加速度传感器设置在汽车转向节上，用于采集汽车第一周期的加速度。
具体地，所述驾驶控制模块包括油门控制部和制动控制部，所述油门控制部用于根据第二周期的油门开度控制汽车的油门，所述制动控制部用于根据第二周期的制动力矩控制汽车的变速箱。
具体地，所述油门控制模块为电子油门控制电路。
具体地，所述开关控制模块包括开关控制电路、启动按钮和停止按钮，所述开关控制电路分别与所述信息采集模块、所述数据处理模块及所述油门控制模块电连接，所述启动按钮和所述停止按钮分别与所述开关控制电路连接。
进一步地，所述启动按钮和所述停止按钮分别设置在汽车的控制面板上。
第三方面，提供了一种汽车，所述汽车包括所述辅助驾驶系统。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
本发明通过信息采集模块采集汽车第一周期的速度和加速度，数据处理模块根据汽车第一周期的速度、加速度及预设的第一周期与第二周期的速度差阈值，获取汽车第二周期的加速度、油门开度及制动力矩，驾驶控制模块按照第二周期的油门开度控制汽车的油门和/或按照第二周期的制动力矩控制汽车的变速箱，从而使得当汽车行驶到路面状况不好的路段时，若驾驶员的驾驶技术不够熟练或处于疲惫状态，则可启动辅助驾驶，保证汽车稳定行驶，进而保证乘员的舒适感，避免因车身振动而损坏汽车零部件。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例提供的辅助驾驶方法的流程图；
图2和图3是汽车行驶过程中遇到障碍物时的状态示意图；
图4和图5是汽车行驶过程中遇到凹坑时的状态示意图；
图6是本发明又一实施例提供的辅助驾驶方法的流程图；
图7是本发明又一实施例提供的辅助驾驶系统的结构框图。
其中：
1 开关控制模块，
2 信息采集模块，
3 数据处理模块，
4 驾驶控制模块，
100 汽车，
200 障碍物，
300 凹坑，
a1 沿汽车前进方向的加速度，
a2 竖直方向上的加速度，
G 重力，
F 牵引力，
f 阻力。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例一
如图1所示，本发明实施例提供了一种辅助驾驶方法，该辅助驾驶方法包括：
在步骤101中，接收启动辅助驾驶信号，该启动辅助驾驶信号由驾驶员发出。
在本发明实施例中，在驾驶员驾驶技术不够熟练时若驾车经过路面状况不好的路段，或驾驶员感觉比较疲惫的状态，可发出启动辅助驾驶信号以启动辅助驾驶。
在步骤102中，采集汽车第一周期的速度和加速度。
在本发明实施例中，以0.01s为一个周期采集汽车的速度和加速度，每个周期的速度和加速度作为第一周期的速度和加速度，用于获取汽车第二周期的速度和加速度。
在步骤103中，根据汽车第一周期的速度、加速度以及预设的第一周期与第二周期的速度差的阈值，获取汽车第二周期的加速度、油门开度和制动力矩。
在本发明实施例中，为了保持汽车行驶平稳，第一周期的速度和第二周期的速度的差值小于预设阈值，如第一周期的速度和第二周期的速度的差值小于2m/s。
如图2所示，在本发明实施例中，当汽车100行驶过程中遇到障碍物200时，障碍物200对汽车100产生阻力f，此时，为了保证汽车100平稳行驶，应保持汽车100在汽车100前进方向上的加速度a1不发生变化，故需要增大汽车100的油门开度以增大汽车的牵引力F，以克服障碍物200对汽车100产生的阻力f，此时不需要对汽车100进行制动，汽车100第二周期的制动力矩为0；如图3所示，当汽车100越过障碍物200后，障碍物200对汽车100的阻力f较小，汽车100的重力G在沿障碍物200坡度向下的方向上的分力和此时汽车100的牵引力F共同驱动汽车运动，该驱动力往往大于障碍物200对汽车100产生的阻力f，需根据当前汽车100的速度和加速度迅速调整油门开度，以减小汽车100的牵引力F，而当坡度较大使得汽车100的重力G在沿坡度向下的方向的分力大于障碍物200对汽车100产生的阻力f的情况下，不仅需要减小汽车100的油门开度以减小汽车100的牵引力F，还需同时根据汽车100的制动力矩对汽车100进行制动以保证汽车平稳行驶。
同理，如图4和图5所示，当汽车100行驶过程中遇到凹坑300时的调整过程与遇到障碍物200时的调整过程相反。
在步骤104中，按照第二周期的油门开度控制汽车的油门和/或按照第二周期的制动力矩控制汽车的变速箱。
在本发明实施例中，当汽车处于上坡状态时，第二周期的制动力矩通常为0，也即只需根据第二周期的油门开度增大汽车的油门即可，当汽车处于下坡状态时，若汽车的牵引力较大，则需要根据第二周期的油门开度减小汽车的油门开度，同时根据第二周期的制动力矩控制汽车的变速箱增大制动力矩，当汽车的牵引力较小或为0时，可只根据第二周期的制动力矩控制汽车的变速箱增大制动力矩，从而防止汽车在越过障碍物后保持高速前行而给乘员向前窜的不适感，且避免车身振动过大而损坏车身零部件。
本发明通过信息采集模块采集汽车第一周期的速度和加速度，数据处理模块根据汽车第一周期的速度、加速度及预设的第一周期与第二周期的速度差阈值，获取汽车第二周期的加速度、油门开度及制动力矩，驾驶控制模块按照第二周期的油门开度控制汽车的油门和/或按照第二周期的制动力矩控制汽车的变速箱，从而使得当汽车行驶到路面状况不好的路段时，若驾驶员的驾驶技术不够熟练或处于疲惫状态，则可启动辅助驾驶，保证汽车稳定行驶，进而保证乘员的舒适感，避免因车身振动而损坏汽车零部件。
实施例二
如图6所示，本发明实施例提供了一种辅助驾驶方法，该辅助驾驶方法包括：
在步骤201中，接收启动辅助驾驶信号，启动辅助驾驶信号由驾驶员发出。
在本发明实施例中，在驾驶员驾驶技术不够熟练时若驾车经过路面状况不好的路段，或驾驶员感觉比较疲惫的状态，可发出启动辅助驾驶信号以启动辅助驾驶。
当辅助驾驶信号产生时，驾驶员便不再做任何驾驶动作，而当驾驶员重新做出驾驶动作时，辅助驾驶过程便停止。
在步骤202中，采集汽车第一周期的速度和加速度。
在本发明实施例中，以0.01s为一个周期采集汽车的速度和加速度，每个周期的速度和加速度作为第一周期的速度和加速度，用于获取汽车第二周期的加速度。
在步骤203中，根据汽车第一周期的速度、加速度以及预设的第一周期与第二周期的速度差阈值，按照第一预设算法获取第二周期的加速度。
在本发明实施例中，为了保持汽车行驶平稳，第一周期的速度和第二周期的速度的差值小于预设阈值，如第一周期的速度和第二周期的速度的差值小于2m/s。
如图2所示，当汽车100行驶过程中遇到障碍物200时，障碍物200对汽车100产生阻力f，为了保证汽车100平稳行驶，需保持汽车100在汽车100前进方向上的加速度a2不发生变化，此时，需要增加汽车100的牵引力F，为汽车100产生在竖直方向的加速度a1，其中，汽车100的加速度等于a1和a2的矢量和；如图3所示，当汽车100越过障碍物200后，障碍物200对汽车100的阻力f减小，且汽车100的重力G在沿障碍物200坡度向下的方向上的分力和此时汽车100的牵引力F共同驱动汽车100运动，此时，为了保证汽车平稳行驶，需要减小汽车100的牵引力F，也即减小汽车100的加速度。同理，如图4和图5所示，当汽车100行驶过程中遇到凹坑300时加速度的调整过程与遇到障碍物200时的调整过程相反。
在本发明实施例中，第一预设算法可以为：根据汽车第一周期的加速度、速度、预设的第一周期和第二周期的速度阈值以及第一周期之前的周期里汽车的加速度，计算第二周期汽车的估计加速度，该估计加速度用于汽车第二周期的行驶加速度。
在步骤204中，根据第二周期的加速度，按照第二预设算法获取第二周期的油门开度。
在本发明实施例中，第二预设算法可以为根据汽车加速度与汽车油门开度之间的关系所得的算法，通常地，当需要增加汽车的牵引力时，需要增大汽车油门的开度，增加进油量，提高发动机转速；当需要减小汽车的牵引力时，需要减小汽车油门的开度，减少进油量，降低发动机转速。
本发明通过保证汽车的驱动力总是与汽车受到的阻力相适应，保证燃料充分燃烧，减少能源消耗，减少环境污染。
在步骤205中，根据第二周期的加速度和油门开度，按照第三预设算法获取第二周期的制动力矩。
在本发明实施例中，当汽车的行驶过程中遇到凹坑或越过障碍物时，由于汽车的行驶速度较大、汽车的牵引力较大而阻力减小，会导致汽车在其行驶方向上的加速度增大，车身往前窜，导致汽车的车身振动较大，乘员舒适感较差，故可根据第二周期的加速度和油门开度，按照第三预设算法获取第二周期的制动力矩，在第二周期汽车行驶过程中对汽车进行制动，减小汽车的行驶速度。其中，第三预设算法可以为根据汽车的加速度与油门开度和制动力矩之间的关系获得的算法。
在步骤206中，按照第二周期的油门开度控制汽车的油门和/或按照第二周期的制动力矩控制汽车的变速箱。
在本发明实施例中，当汽车遇到障碍物或进入凹坑时，为保证汽车平稳行驶，需要增大汽车的油门开度，提高发动机转速，但不需要对汽车进行制动，在汽车越过障碍物或者遇到凹坑的过程中，需要减小油门开度或者完全关闭油门，且对汽车进行制动，其中，对油门的控制和对变速箱的控制按照步骤205中提供的油门开度和制动力矩为准。
在本发明实施例中，油门为电子油门，油门控制模块与电子油门电连接，油门控制模块接收油门的开度后，按照第二周期的油门开度控制汽车的油门动作。
本发明通过信息采集模块采集汽车第一周期的速度和加速度，数据处理模块根据汽车第一周期的速度、加速度及预设的第一周期与第二周期的速度差阈值，获取汽车第二周期的加速度及油门开度，油门控制模块按照第二周期的油门开度控制油门，从而使得当驾驶到路面状况不好的路段时，若驾驶员的驾驶技术不够熟练或处于疲惫状态，则可发出启动辅助驾驶信号以启动辅助驾驶，保证汽车稳定行驶，进而保证乘员的舒适感，避免因车身振动而损坏汽车零部件。
实施例三
如图3所示，本发明实施例提供了一种辅助驾驶系统，该辅助驾驶系统包括：
开关控制模块1，用于接收启动辅助驾驶信号，启动辅助驾驶信号由驾驶员发出，且该启动辅助驾驶信号是向开关控制模块1发送；
信息采集模块2，用于采集汽车第一周期的速度和加速度；
数据处理模块3，用于根据汽车第一周期的速度、加速度以及预设的第一周期与第二周期的速度差的阈值，获取汽车第二周期的加速度、油门开度和制动力矩；
驾驶控制模块4，用于按照第二周期的油门开度控制汽车的油门和/或按照第二周期的制动力矩控制汽车的变速箱。
在本发明实施例中，当汽车行驶至路面状况不好的路段，而驾驶员驾驶技术不够熟练或驾驶员处于疲惫状态时，驾驶员向开关控制模块发送启动辅助驾驶信号，开关控制模块接收启动辅助驾驶信号后控制信息采集模块、数据处理模块及驾驶控制模块启动。
信息采集模块2采集汽车第一周期的速度和加速度后，将汽车第一周期的速度和加速度发送给数据处理模块3，数据处理模块3获取汽车第二周期的加速度、油门开度和制动力矩后将汽车第二周期的油门开度和制动力矩发送给驾驶控制模块4，通过驾驶控制模块4控制汽车的油门和/或变速箱。
本发明通过信息采集模块2采集汽车第一周期的速度和加速度，数据处理模块3根据汽车第一周期的速度、加速度及预设的第一周期与第二周期的速度差阈值，获取汽车第二周期的加速度、油门开度和制动力矩，驾驶控制模块4按照第二周期的油门开度和/或制动力矩控制汽车的油门和/或变速箱，从而使得当驾驶到路面状况不好的路段时，若驾驶员的驾驶技术不够熟练或处于疲惫状态，则可通过向开关控制模块1发送启动辅助驾驶信号，通过辅助驾驶系统代替其驾驶汽车，保证汽车稳定行驶，进而保证乘员的舒适感，避免因车身振动而损坏汽车零部件。
在本发明实施例中，数据处理模块3，包括：
加速度获取模块，用于根据汽车第一周期的速度、加速度以及预设的第一周期与第二周期的速度差阈值，按照第一预设算法获取第二周期的加速度；
油门开度获取模块，用于根据第二周期的加速度，按照第二预设算法获取第二周期的油门开度；
制动力矩获取模块，用于根据第二周期的加速度和油门开度，按照第三预设算法获取第二周期的制动力矩。
在本发明实施例中，信息采集模块2包括速度传感器和加速度传感器，速度传感器设置在车身上，用于采集汽车第一周期的速度，加速度传感器设置在汽车转向节上，用于采集汽车第一周期的加速度信息。
其中，由于汽车受到路面冲击时，车身与乘员作为一体，故将速度传感器设置在车身上，检测到的汽车速度可以和乘员感受到的真实速度一致。而由于汽车的加速度通过转向节传递，转向节更接近于汽车车轮，故在转向节上设置加速度传感器，检测速度较快，便于快速调节。
其中，信息采集模块2还包括探头，用于检测前方路况，以获取汽车是否需要转弯以及转弯的方向和角度等信息，从而控制汽车的转向杆转动。
且信息采集模块2还可包括角位移传感器，角位移传感器设置在汽车的油门踏板的上端、刹车踏板的上端及方向盘上，用于在辅助驾驶过程中检测是否存在驾驶员的介入操作，其中，驾驶员介入驾驶时，设置在油门踏板上的角位移传感器、刹车踏板上的角位移传感器和方向盘上的角位移传感器中至少有一个传感器的检测结果发生变化，当检测结果的变化达到预设数值时，辅助驾驶系统停止工作，由驾驶员独立进行驾驶。
在本发明实施例中，驾驶控制模块4包括油门控制部和制动控制部，油门控制部用于根据第二周期的油门开度控制汽车的油门，制动控制部用于根据第二周期的制动力矩控制汽车的变速箱，其中，数据处理模块3可以与驾驶控制模块4集成在车身电子稳定系统或车载电脑上，其中，优选地，数据处理模块与制动控制部集成在车身电子稳定系统上，而油门控制部集成在车载电脑上，充分利用现有资源，降低开发难度。
在本发明实施例中，油门控制模块4为电子油门控制电路，油门为电子油门，充分利用现有结构，降低开发成本。
在本发明实施例中，开关控制模块1包括开关控制电路、启动按钮和停止按钮，开关控制电路分别与信息采集模块2、数据处理模块3及油门控制模块4电连接，启动按钮和停止按钮分别与开关控制电路连接，通过触发启动按钮，启动按钮通过开关控制电路使信息采集模块2、数据处理模块3和驾驶控制模块4分别与电源接通。其中，优选地，启动按钮和停止按钮分别设置在汽车的控制面板上，结构简单直观，便于驾驶员操作。
实施例四
本发明实施例提供了一种汽车，该汽车包括实施例三中所述的辅助驾驶系统，其中，辅助驾驶系统的结构框图如图7所示。
本发明通过信息采集模块2采集汽车第一周期的速度和加速度，数据处理模块3根据汽车第一周期的速度、加速度及预设的第一周期与第二周期的速度差阈值，获取汽车第二周期的加速度、油门开度和制动力矩，驾驶控制模块4按照第二周期的油门开度和/或制动力矩控制汽车的油门和/或变速箱，从而使得当驾驶到路面状况不好的路段时，若驾驶员的驾驶技术不够熟练或处于疲惫状态，则可通过向开关控制模块1发送启动辅助驾驶信号，通过辅助驾驶系统代替其驾驶汽车，保证汽车稳定行驶，进而保证乘员的舒适感，避免因车身振动而损坏汽车零部件。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种辅助驾驶方法，其特征在于，所述辅助驾驶方法包括：
接收启动辅助驾驶信号，所述启动辅助驾驶信号由驾驶员发出；
采集汽车第一周期的速度和加速度；
根据汽车第一周期的速度、加速度以及预设的第一周期与第二周期的速度差的阈值，获取汽车第二周期的加速度、油门开度和制动力矩；
按照所述第二周期的油门开度控制所述汽车的油门和/或按照所述第二周期的制动力矩控制所述汽车的变速箱。
2.根据权利要求1所述的辅助驾驶方法，其特征在于，所述根据汽车第一周期的速度、加速度以及预设的第一周期与第二周期的速度差的阈值，获取汽车第二周期的加速度、油门开度及制动力矩，包括：
根据汽车第一周期的速度、加速度以及预设的第一周期与第二周期的速度差阈值，按照第一预设算法获取第二周期的加速度；
根据第二周期的加速度，按照第二预设算法获取第二周期的油门开度；
根据第二周期的加速度和油门开度，按照第三预设算法获取第二周期的制动力矩。
3.一种辅助驾驶系统，其特征在于，所述辅助驾驶系统包括：
开关控制模块，用于接收启动辅助驾驶信号，所述启动辅助驾驶信号由驾驶员发出；
信息采集模块，用于采集汽车第一周期的速度和加速度；
数据处理模块，用于根据汽车第一周期的速度、加速度以及预设的第一周期与第二周期的速度差的阈值，获取汽车第二周期的加速度、油门开度和制动力矩；
驾驶控制模块，用于按照所述第二周期的油门开度控制汽车的油门和/或按照所述第二周期的制动力矩控制所述汽车的变速箱。
4.根据权利要求3所述的辅助驾驶系统，其特征在于，所述数据处理模块，包括：
加速度获取模块，用于根据汽车第一周期的速度、加速度以及预设的第一周期与第二周期的速度差阈值，按照第一预设算法获取第二周期的加速度；
油门开度获取模块，用于根据第二周期的加速度，按照第二预设算法获取第二周期的油门开度；
制动力矩获取模块，用于根据第二周期的加速度和油门开度，按照第三预设算法获取第二周期的制动力矩。
5.根据权利要求3所述的辅助驾驶系统，其特征在于，所述信息采集模块包括速度传感器和加速度传感器，所述速度传感器设置在车身上，用于采集汽车第一周期的速度，所述加速度传感器设置在汽车转向节上，用于采集汽车第一周期的加速度。
6.根据权利要求3所述的辅助驾驶系统，其特征在于，所述驾驶控制模块包括油门控制部和制动控制部，所述油门控制部用于根据第二周期的油门开度控制汽车的油门，所述制动控制部用于根据第二周期的制动力矩控制汽车的变速箱。
7.根据权利要求6所述的辅助驾驶系统，所述油门控制部为电子油门控制电路。
8.根据权利要求3所述的辅助驾驶系统，其特征在于，所述开关控制模块包括开关控制电路、启动按钮和停止按钮，所述开关控制电路分别与所述信息采集模块、所述数据处理模块及所述驾驶控制模块电连接，所述启动按钮和所述停止按钮分别与所述开关控制电路连接。
9.根据权利要求8所述的辅助驾驶系统，其特征在于，所述启动按钮和所述停止按钮分别设置在汽车的控制面板上。
10.一种汽车，其特征在于，所述汽车包括如权利要求3-9任一项权利要求所述的辅助驾驶系统。
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