CN106274476A - 一种汽车安全驾驶控制系统及其控制方法 - Google Patents

一种汽车安全驾驶控制系统及其控制方法 Download PDF

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胡小平
王文韫
刘勇华
李泽玉
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    • B60K28/00—Safety devices for propulsion-unit control, specially adapted for, or arranged in, vehicles, e.g. preventing fuel supply or ignition in the event of potentially dangerous conditions
    • B60K28/02—Safety devices for propulsion-unit control, specially adapted for, or arranged in, vehicles, e.g. preventing fuel supply or ignition in the event of potentially dangerous conditions responsive to conditions relating to the driver
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
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Abstract

本发明公开了一种汽车安全驾驶控制系统及其控制方法，控制器检测油门踏板的位置，并计算油门踏板变化率u，设定油门踏板变化率阈值A、B，且A<B；当u≤A时，判定汽车正常行驶，控制器基于油门踏板的位置控制节气门的开度；节气门的开度与油门踏板的位置具有线性的对应关系，相当于发出加油指令，此时的控制方法为现有汽车的通用控制方法。当A<u<B时，控制器不发出加油指令,且不改变节气门的开度；当u≥B时，控制器驱动制动系统动作；该汽车安全驾驶控制系统及其控制方法有利于保障安全行车，且易于实施，灵活性好。

Description

一种汽车安全驾驶控制系统及其控制方法
技术领域
本发明特别涉及一种汽车安全驾驶控制系统及其控制方法。
背景技术
现在较新的车型普遍采用电子油门(针对以前的拉线油门而言)，电子油门没有拉线，通过在踏板内装一个电位器(可变电阻)，油门踏板踩下的深浅与电阻的阻值线性相关，汽车的电子系统通过采样该电阻值可确定油门踏板踩下的程度，进而由ECU控制器驱动步进电机控制节气门的开度。电子油门具有响应速度快、控制精确、整车安装布置灵活和能提高发动机的性能的众多优点。
近年来，汽车逐渐变为普遍的交通工具，许多人刚刚拿到驾照就开车上路，由于汽车刹车油门控制都由右脚执行，某些新手开车动作连贯性差，路上碰到情况，一紧张就错将油门当刹车猛踩，成为“马路杀手”，引发重大交通事故。
公开号CN204527174的实用新型专利公开了一种误踩油门自动刹车装置，包括控制器、油门踏板位置传感器、车速传感器和雷达测距传感器，通过这些车速、油门踏板位置和测距信号综合判断是否是误踩油门，在此情况下启动刹车控制。此专利有两个不足，第一，没有考虑到如果是老司机，可能是一种急踩油门加速超车的行为，不是误踩而是正常操作；第二，如果是过高车速的平稳驾驶情况下，判断为误踩油门而启动紧急刹车可能引发更严重的车辆追尾事故。
公开号为CN104960510的发明专利公开了一种机动车紧急情况下油门变刹车安全控制系统的操作方法，提出加装加速度传感器和档位传感器，将采集的信号输入到MCU，结合阈值判断是否切断电子油门及启动电子刹车系统。该发明在电子油门系统安装加速度传感器，其缺点是不同车型的油门加速性能不一样，通过加速度阈值判断是否误踩不准确，另该发明的核心思想与前述实用新型专利(公开号CN204527174，名称为误踩油门自动刹车装置)一样没有考虑老司机的驾驶行为。
因此，有必要设计一种新的汽车安全驾驶控制系统及其控制方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种汽车安全驾驶控制系统及其控制方法，该汽车安全驾驶控制系统及其控制方法有利于保障安全行车，且易于实施。
发明的技术解决方案如下：
一种汽车安全驾驶控制方法，控制器检测油门踏板的位置，并计算油门踏板变化率u，设定油门踏板变化率阈值A、B，且A＜B；
当u≤A时，判定汽车正常行驶，控制器基于油门踏板的位置控制节气门的开度；节气门的开度与油门踏板的位置具有线性的对应关系，相当于发出加油指令，此时的控制方法为现有汽车的通用控制方法。
当A＜u＜B时，控制器不发出加油指令，且不改变节气门的开度；
当u≥B时，控制器驱动制动系统动作；
在后两种情况下，ECU通过人机接口给出提示，如文字提示或语音提示当前处于何种状态，警示驾驶员。
油门踏板变化率设置为与油门踏板相连的电位器的电阻变化率或电位器输出电压的变化率。
当油门踏板变化率为电阻变化率时，A的取值范围是0.2R/T≤A≤0.3R/T，B的取值范围是0.7R/T≤B≤0.8R/T；
说明：考虑到每款车型不同，油门加速的响应时间不同，考虑到发明的通用性，故本发明专利对阈值A、B的取值做如下定义，假定在没有踩下油门踏板时，滑动电阻取值为0，此时油门踏板在最高位置；当把油门踏板踩到底时，滑动电阻取值为R，此时油门踏板在最低位置；汽车实现0～100km/h加速的时间为T(出厂前检测数据提供)，在以上约定条件下，可知理论上0为变化率u的最小值，R/T为变化率u的最大值，根据驾驶测试，得到上述2个取值范围.
当油门踏板变化率为电阻变化率时，A和B分别为0.25R/T和0.75R/T。
控制器为ECU。
控制模式分为新手模式和正常模式；
(1)用户选择新手模式时，控制器按以下方法对汽车进行控制；
当u≤A时，判定汽车正常行驶，控制器基于油门踏板的位置控制节气门的开度；
当A＜u＜B时，控制器不发出加油指令，且不改变节气门的开度；
当u≥B时，控制器驱动制动系统动作；
(2)用户选择正常模式时，控制器不考虑油门踏板变化率，直接根据油门踏板的位置发出加油指令。
一种汽车安全驾驶控制系统，包括控制器、油门踏板和传感器；传感器是指电位器，油门踏板与电位器的滑动接头相连；传感器与控制器相连；
控制器基于电位器检测油门踏板的位置，并计算油门踏板变化率u，设定油门踏板变化率阈值A、B，且A＜B；
当u≤A时，判定汽车正常行驶，控制器基于油门踏板的位置控制节气门的开度；
当A＜u＜B时，控制器不发出加油指令，且不改变节气门的开度；
当u≥B时，控制器驱动制动系统动作；
油门踏板变化率设置为与油门踏板相连的电位器的电阻变化率或电位器输出电压的变化率。
当油门踏板变化率为电阻变化率时，A的取值范围是0.2R/T≤A≤0.3R/T，B的取值范围是0.7R/T≤B≤0.8R/T。
当油门踏板变化率为电阻变化率时，A和B分别为0.25R/T和0.75R/T。
控制器为ECU。
用户通过人机接口模块选择控制模式，控制模式分为新手模式和正常模式；
(1)用户选择新手模式时，控制器按以下方法对汽车进行控制；
当u≤A时，判定汽车正常行驶，控制器基于油门踏板的位置控制节气门的开度；
当A＜u＜B时，控制器不发出加油指令，且不改变节气门的开度；
当u≥B时，控制器驱动制动系统动作；
(2)用户选择正常模式时，控制器不考虑油门踏板变化率，直接根据油门踏板的位置发出加油指令。
人机接口模块为按键或触摸显示屏。
用户通过人机接口模块选择控制模式，人机接口模块可以是按键，或触摸屏，传感器是指电位器，油门踏板与电位器的滑动接头相连；控制器是指行车电脑(ECU控制器)；执行器又称为执行机构，包括步进电机、节气门、制动踏板，执行器与控制器相连。
开关有熟练驾驶和新手驾驶两种模式选择。电位器电阻值大小与油门踏板踩下深浅程度线性相关，在新手驾驶模式下，阻值大小以电信号形式输入到ECU控制器，将等效阻值变化的电信号转换为电阻阻值，结合响应时间计算阻值单位时间变化率u，设定阈值A、B，且A＜B。ECU控制器根据的取值范围判定油门状态，给出不同的输出指令，具体包括：当u≤A时，判定汽车正常行驶，ECU给出油门正常工作指令；当A＜u＜B时，判定驾驶员错误操作或者慌乱下的短时间急踩油门，ECU给出油门不执行加油指令；当u≥B时，判定驾驶员操作为紧急情况下的错把油门当刹车猛踩，ECU给出刹车执行指令。
有益效果：
本发明的汽车安全驾驶控制系统及其控制方法，针对新手驾驶员的驾驶误操作采取减缓和阻止措施，协助驾驶员实现安全驾驶，同时可有效减少汽车油耗。有利于确保新手驾驶汽车时的安全性、平稳性，防止误操作引发的交通事故。
本发明的电子开关(如按钮等)接线简易、控制原理简单，操作切实可行，成本极低。
本发明适用于现在主流的电子油门汽车，驾驶员可通过电子开关进行熟练驾驶模式和新手驾驶模式两种模式切换，确保初学者和刚拿到驾照的新手能够安全平稳地驾驶汽车。本发明的新手模式控制系统针对新手驾驶汽车时遇紧急情况猛踩油门以及行驶过程中的误踩油门猛然加速等情况下都给出了相应的控制策略和应对措施，显著提高了汽车驾驶的安全性、舒适性。
另外，本发明提供熟练驾驶模式和新手驾驶模式两种驾驶模式供驾驶员选择，灵活性好。在熟练驾驶模式下，汽车控制模式与汽车出厂设置一致，驾驶员可以在驾驶环境允许的情况下体验急加、减速的驾车乐趣、也可以在紧急情况下采取急加速超车避让的驾驶策略。在新手模式中通过ECU控制器控制算法判断汽车油门状态，给出相应的控制指令输出到执行器，优先保障安全。
综上所述，本发明的汽车安全驾驶控制系统及其控制方法，能有效保障新手的安全驾驶，且易于实施，灵活性好。
附图说明
图1为汽车安全驾驶控制系统的总体结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本文发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。
除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。
实施例1：
如图1，一种汽车安全驾驶控制方法，控制器检测油门踏板的位置，并计算油门踏板变化率u，设定油门踏板变化率阈值A、B，且A＜B；
当u≤A时，判定汽车正常行驶，控制器基于油门踏板的位置控制节气门的开度；
当A＜u＜B时，控制器不发出加油指令，且不改变节气门的开度；
当u≥B时，控制器驱动制动系统动作；
油门踏板变化率设置为与油门踏板相连的电位器的电阻变化率或电位器输出电压的变化率。
当油门踏板变化率为电阻变化率时，A的取值范围是0.2R/T≤A≤0.3R/T，B的取值范围是0.7R/T≤B≤0.8R/T；
说明：考虑到每款车型不同，油门加速的响应时间不同，考虑到发明的通用性，故本发明专利对阈值A、B的取值做如下定义，假定在没有踩下油门踏板时，滑动电阻取值为0，此时油门踏板在最高位置；当把油门踏板踩到底时，滑动电阻取值为R，此时油门踏板在最低位置；汽车实现0～100km/h加速的时间为T(出厂前检测数据提供)，在以上约定条件下，可知理论上0为变化率u的最小值，R/T为变化率u的最大值，根据驾驶测试，得到上述2个取值范围.
当油门踏板变化率为电阻变化率时，A和B分别为0.25R/T和0.75R/T。
控制器为ECU。
控制模式分为新手模式和正常模式；
(1)用户选择新手模式时，控制器按以下方法对汽车进行控制；
当u≤A时，判定汽车正常行驶，控制器基于油门踏板的位置控制节气门的开度；
当A＜u＜B时，控制器不发出加油指令，且不改变节气门的开度；
当u≥B时，控制器驱动制动系统动作；
(2)用户选择正常模式时，控制器不考虑油门踏板变化率，直接根据油门踏板的位置发出加油指令。
一种汽车安全驾驶控制系统，包括控制器、油门踏板和传感器；传感器是指电位器，油门踏板与电位器的滑动接头相连；传感器与控制器相连；
控制器基于电位器检测油门踏板的位置，并计算油门踏板变化率u，设定油门踏板变化率阈值A、B，且A＜B；
当u≤A时，判定汽车正常行驶，控制器基于油门踏板的位置控制节气门的开度；
当A＜u＜B时，控制器不发出加油指令，且不改变节气门的开度；
当u≥B时，控制器驱动制动系统动作；
油门踏板变化率设置为与油门踏板相连的电位器的电阻变化率或电位器输出电压的变化率。
当油门踏板变化率为电阻变化率时，A的取值范围是0.2R/T≤A≤0.3R/T，B的取值范围是0.7R/T≤B≤0.8R/T。
当油门踏板变化率为电阻变化率时，A和B分别为0.25R/T和0.75R/T。
控制器为ECU。
用户通过人机接口模块选择控制模式，控制模式分为新手模式和正常模式；
(1)用户选择新手模式时，控制器按以下方法对汽车进行控制；
当u≤A时，判定汽车正常行驶，控制器基于油门踏板的位置控制节气门的开度；
当A＜u＜B时，控制器不发出加油指令，且不改变节气门的开度；
当u≥B时，控制器驱动制动系统动作；
(2)用户选择正常模式时，控制器不考虑油门踏板变化率，直接根据油门踏板的位置发出加油指令。
人机接口模块为按键或触摸显示屏。

Claims (10)

1.一种汽车安全驾驶控制方法，其特征在于，控制器检测油门踏板的位置，并计算油门踏板变化率u，设定油门踏板变化率阈值A、B，且A＜B；
当u≤A时，判定汽车正常行驶，控制器基于油门踏板的位置控制节气门的开度；
当A＜u＜B时，控制器不发出加油指令，且不改变节气门的开度；
当u≥B时，控制器驱动制动系统动作；
油门踏板变化率设置为与油门踏板相连的电位器的电阻变化率或电位器输出电压的变化率。
2.根据权利要求1所述的汽车安全驾驶控制方法，其特征在于，当油门踏板变化率为电阻变化率时，A的取值范围是0.2R/T≤A≤0.3R/T，B的取值范围是0.7R/T≤B≤0.8R/T。
3.根据权利要求2所述的汽车安全驾驶控制方法，其特征在于，当油门踏板变化率为电阻变化率时，A和B分别为0.25R/T和0.75R/T。
4.根据权利要求3所述的汽车安全驾驶控制方法，其特征在于，控制器为ECU。
5.根据权利要求1-4任一项所述的汽车安全驾驶控制方法，其特征在于，控制模式分为新手模式和正常模式；
(1)用户选择新手模式时，控制器按以下方法对汽车进行控制；
当u≤A时，判定汽车正常行驶，控制器基于油门踏板的位置控制节气门的开度；
当A＜u＜B时，控制器不发出加油指令，且不改变节气门的开度；
当u≥B时，控制器驱动制动系统动作；
(2)用户选择正常模式时，控制器不考虑油门踏板变化率，直接根据油门踏板的位置发出加油指令。
6.一种汽车安全驾驶控制系统，其特征在于，包括控制器、油门踏板和传感器；传感器是指电位器，油门踏板与电位器的滑动接头相连；传感器与控制器相连；
控制器基于电位器检测油门踏板的位置，并计算油门踏板变化率u，设定油门踏板变化率阈值A、B，且A＜B；
当u≤A时，判定汽车正常行驶，控制器基于油门踏板的位置控制节气门的开度；
当A＜u＜B时，控制器不发出加油指令，且不改变节气门的开度；
当u≥B时，控制器驱动制动系统动作；
油门踏板变化率设置为与油门踏板相连的电位器的电阻变化率或电位器输出电压的变化率。
7.根据权利要求6所述的汽车安全驾驶控制系统，其特征在于，当油门踏板变化率为电阻变化率时，A的取值范围是0.2R/T≤A≤0.3R/T，B的取值范围是0.7R/T≤B≤0.8R/T。
8.根据权利要求7所述的汽车安全驾驶控制系统，其特征在于，当油门踏板变化率为电阻变化率时，A和B分别为0.25R/T和0.75R/T。
9.根据权利要求6所述的汽车安全驾驶控制系统，其特征在于，控制器为ECU。
10.根据权利要求6-9任一项所述的汽车安全驾驶控制系统，其特征在于，用户通过人机接口模块选择控制模式，控制模式分为新手模式和正常模式；
(1)用户选择新手模式时，控制器按以下方法对汽车进行控制；
当u≤A时，判定汽车正常行驶，控制器基于油门踏板的位置控制节气门的开度；
当A＜u＜B时，控制器不发出加油指令，且不改变节气门的开度；
当u≥B时，控制器驱动制动系统动作；
(2)用户选择正常模式时，控制器不考虑油门踏板变化率，直接根据油门踏板的位置发出加油指令；
人机接口模块为按键或触摸显示屏。
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