CN111483458A - 一种动力系统控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种动力系统控制方法及装置，根据采集的驾驶员操控车辆的信息将驾驶技术熟练程度分为熟练和不熟练，并获取了车辆与目标障碍物的实际距离以及根据车辆与目标障碍物的实际距离计算安全刹车距离，在安全刹车距离大于车辆与目标障碍物的实际距离时，且驾驶员的驾驶技术为熟练时，响应加速请求或限制加速请求，避免了在非必要情况下对驾驶员的驾驶行为进行干预，降低了安全隐患和安全事故发生的概率，保证了行车安全。

Description

一种动力系统控制方法及装置

技术领域

本发明属于车辆安全技术领域，特别涉及一种动力系统控制方法及装置。

背景技术

车辆的加速踏板和制动踏板在驾驶室同侧，当驾驶员遇到诸如障碍物突然出现等紧急情况时，易将加速踏板当成刹车踏板使用，从而引发严重的交通事故。为了解决上述缺陷，提出了公告号为“CN104925042B”，名称为“一种用于纯电动汽车的主动预制动方法”的中国发明专利文件，该专利根据相对距离和相对速度输出制动扭矩，但是该专利的方法不论驾驶员分心或者其他原因未进行制动操作就对车辆进行主动减速，这种控制方式对于有较少驾驶经验的驾驶员可能有一定的帮助，但如果当前的驾驶行为是驾驶员根据经验作出的准确的操作，主动减速的操作仍然强制执行，反而不利于车辆安全行驶，也就是这种干预在对一个具有熟练驾驶经验的驾驶员来说极有可能是一个非必要，反而可能影响驾驶员的行为导致安全事故发生，使行驶安全度降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种动力系统控制方法及装置，用于解决现有技术中主动减速操作在非必要情况下对驾驶行为进行干预，影响驾驶员正确操作导致发生安全事故的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种动力系统控制方法，包括如下步骤：

1)采集历史数据中用于判断驾驶技术熟练程度的相关参数，所述相关参数包括加速踏板变化率、制动踏板变化率、方向盘转角变化率和车速信号；

2)根据驾驶技术熟练程度与相关参数的变化关系确定驾驶技术熟练程度，所述驾驶技术熟练程度包括熟练和不熟练；

3)获取车辆与目标障碍物的实际距离和当前车速，根据当前车速确定安全刹车距离；

4)判断安全刹车距离是否大于实际距离；若是，则当驾驶技术熟练程度为熟练时，响应驾驶员的加速请求或者限制驾驶员的加速请求。

本发明根据采集的驾驶员操控车辆的信息将驾驶技术熟练程度分为熟练和不熟练，并获取了车辆与目标障碍物的实际距离以及根据车辆与目标障碍物的实际距离计算安全刹车距离，在安全刹车距离大于车辆与目标障碍物的实际距离时，且驾驶员的驾驶技术为熟练时，响应加速请求或限制加速请求，避免了在非必要情况下对驾驶员的驾驶行为进行干预，降低了安全隐患和安全事故发生的概率，保证了行车安全。

为了得到驾驶技术熟练程度，步骤2)中根据每一组的加速踏板变化率、制动踏板变化率、方向盘转角变化率和车速信号的数据确定该组的驾驶技术熟练评价值，再根据各组的驾驶技术熟练评价值进行评估得到驾驶技术熟练程度。

为了得到驾驶技术熟练程度，步骤2)中对各组的加速踏板变化率、制动踏板变化率、方向盘转角变化率和车速信号分别计算相应的平均值，然后将加速踏板变化率、制动踏板变化率、方向盘转角变化率和车速信号的平均值进行统一评估，确定驾驶技术熟练程度。

为了避免驾驶员误操作，以提高行车安全，当驾驶技术熟练程度为不熟练时，不响应加速请求或者控制车辆制动。

为了避免驾驶员误操作，以提高行车安全，所述不熟练包括非常不熟练和一般不熟练；当驾驶技术熟练程度为非常不熟练时，控制车辆制动，当驾驶技术熟练程度为一般不熟练时，不响应加速请求。

为了根据车辆当前质量得到安全刹车距离，在计算安全刹车距离时，还需获取整车当前质量，根据当前车速和最大制动力确定的安全刹车距离。

为了避免驾驶员误操作，若安全刹车距离小于实际距离，当驾驶技术熟练程度为熟练时，则限制加速请求。

为了避免驾驶员误操作，当驾驶技术熟练程度为不熟练时，不响应加速请求或者控制车辆制动。

为了避免驾驶员误操作，所述不熟练包括非常不熟练和一般不熟练；当驾驶技术熟练程度为非常不熟练时，控制车辆制动，当驾驶技术熟练程度为一般不熟练时，不响应加速请求。

本发明还提供了一种动力系统控制装置，包括处理器、存储器以及存储在存储器中并在处理器上运行的程序，所述处理器用于执行指令实现上述动力系统控制方法。

动力系统控制装置根据采集的驾驶员操控车辆的信息将驾驶技术熟练程度分为熟练和不熟练，并获取了车辆与目标障碍物的实际距离以及根据车辆与目标障碍物的实际距离计算安全刹车距离，在安全刹车距离大于车辆与目标障碍物的实际距离时，且驾驶员的驾驶技术为熟练时，响应加速请求或限制加速请求，避免了在非必要情况下对驾驶员的驾驶行为进行干预，降低了安全隐患和安全事故发生的概率，保证了行车安全。

附图说明

图1为本发明的动力系统控制装置的结构框图；

图2为本发明的当安全刹车距离大于实际距离时的动力系统控制方法的流程图；

图3为本发明的当安全刹车距离小于实际距离时的动力系统控制方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明：

装置实施例：

本发明的一种动力系统控制装置，包括处理器、存储器以及存储在存储器中并在处理器上运行的程序，如图1所示，处理器对应图1中的整车控制器，安装在车辆前向的视觉感知设备和雷达系统检测车辆前向障碍物，视觉感知设备和雷达系统主要用来识别车辆前向道路上的障碍物信息，包括行人、车辆和各类静态物体，将障碍物类别、速度信息和位置信息通过CAN总线反馈给整车控制器，整车控制器通过信息融合，最终确认出在车辆前方距离车辆最近的障碍物信息，结合融合算法、驾驶决策算法计算出车辆与目标障碍物的实际距离；整车控制器采集驾驶员操作信息，如加速踏板开度、制动踏板开度、档位信息、钥匙状态判断驾驶员意图；整车控制器对比车辆与目标障碍物的实际距离和驾驶员意图，将驾驶员不满足车辆与目标障碍物的实际距离操作过滤掉，从而减少驾驶员误操作，提升车辆行车安全。

方法实施例：

上述动力系统控制装置中处理器运行程序用于实现动力系统的控制方法，该动力系统的控制方法包括如下步骤：

1)采集加速踏板变化率、制动踏板变化率、方向盘转角变化率和车速信号等历史数据，采集的加速踏板变化率、制动踏板变化率、方向盘转角变化率和车速信号用于确定驾驶技术熟练程度。

2)根据驾驶技术熟练程度与相关参数的变化关系确定驾驶技术熟练程度。

驾驶员在一条线路上行驶时，通过其对车辆操作通常可以反映出驾驶员的驾驶技术熟练程度，例如，当驾驶员的驾驶技术熟练时，其踩踏加速踏板的变化率、踩踏制动踏板的变化率以及转动方向盘的转角变化率都不会太大，而且对于驾驶技术熟练的驾驶员而言，大多会通过预判使车辆提前加速、减速或者变向等操作，也就不会出现急刹车等情况，另外，以车速作为辅助性判断可以更好的反应驾驶员对驾驶、操控的熟练程度；因此通过加速踏板变化率、制动踏板变化率、方向盘转角变化率和车速能够对驾驶员的驾驶技术进行评估。

驾驶技术熟练程度分为熟练和不熟练，可根据每一组的加速踏板变化率、制动踏板变化率、方向盘转角变化率和车速信号的数据确定该组的驾驶技术熟练评价值，再根据各组的驾驶技术熟练评价值进行评估得到驾驶技术熟练程度。

作为其他实施方式，也可以对各组的加速踏板变化率、制动踏板变化率、方向盘转角变化率和车速信号分别计算相应的平均值，然后将加速踏板变化率、制动踏板变化率、方向盘转角变化率和车速信号的平均值进行统一评估，确定驾驶技术熟练程度。

当驾驶员驾驶技术熟练程度为熟练时，对应的可响应加速请求或者限制加速请求；当驾驶员驾驶技术熟练程度为不熟练时，不响应加速请求或者控制车辆制动。

需要说明的是，也可以直接把驾驶员驾驶技术熟练程度分为熟练、一般不熟练和非常不熟练，当驾驶技术熟练程度为非常不熟练时，控制车辆制动，当驾驶技术熟练程度为一般不熟练时，不响应加速请求。

上述对熟练和不熟练的称谓，只是用来表示驾驶员的驾驶水平，相当于划分了一种档位，具体使用时可以不采用这种称谓。

本实施例根据加速踏板变化率、制动踏板变化率、方向盘转角变化率和车速信号确定该组的驾驶技术熟练评价值，驾驶技术熟练评价值可用数字0、1、2表示，将驾驶员驾驶技术熟练程度分为熟练、一般不熟练和非常不熟练，熟练用数字0表示，一般不熟练用数字1表示，非常不熟练用数字2表示。驾驶员驾驶技术熟练程度的划分过程为：整车控制器采集车辆加速踏板开度信号、制动踏板开度信息、方向盘转角信号、档位信息和车速信息等，在整车控制器内部完成驾驶员操作信号的二次处理，比如计算出加速踏板变化率δ和方向盘转角变化率β等信号，将加速踏板变化率δ、方向盘转角变化率β和车速ω作为驾驶员驾驶熟练程度的评判标准，从而输出当前车辆驾驶员驾驶熟练程度评价结果。

具体，如表1所示，表1明确给出了加速踏板变化率、制动踏板变化率、方向盘转角变化率、车速信号与驾驶员熟练程度的关系，并制成表格内嵌于控制系统，作为驾驶员操作行为的评价标准。

表1

3)获取车辆与目标障碍物的实际距离和当前车速，根据当前车速确定安全刹车距离；具体的过程为：

整车控制器计算各类感知设备传递过来的障碍物方位信息、速度信息和障碍物类别信息，通过信号滤波和置信度识别出可靠的前向障碍物目标，通过滤波算法计算车辆与目标障碍物(包括静止的障碍物和运动的障碍物)的相对变化关系，根据车辆当前的速度，通过公式(1)计算车速到0时的车辆减速度，再通过公式(2)计算制动力，公式(1)和公式(2)分别表示为：

S＝Vt+1/2at² (1)

F＝ma (2)

其中：F为车辆制动力，m为车辆质量，V为车辆当前的速度，a为车辆减速度。在这里，车辆质量可以通过出厂标定或通过实时检测得到。

将车辆的速度、车辆与目标障碍物的实际距离、车辆与目标障碍物的安全距离标定到一个表格里，实时检测车辆当前的速度，车辆与目标障碍物的实际距离，根据实时检测到的车辆当前的速度、车辆与目标障碍物的实际距离查找上述的表格得到车辆与目标障碍物的安全距离，将车辆和目标障碍物的安全距离定义为安全刹车距离α，将安全刹车距离与整车控制器实时检测到的车辆和目标障碍物的实际距离μ进行比较。

4)判断安全刹车距离是否大于实际距离；若是，则当驾驶技术熟练程度为熟练时，响应驾驶员的加速请求或者限制驾驶员的加速请求。具体的判断流程为：

如图2所示，当安全刹车距离大于实际距离，即α＞μ时，如果驾驶员的驾驶技术熟练程度为熟练时，整车控制器响应驾驶员的加速请求或者限制驾驶员的加速请求；如果驾驶员的驾驶技术熟练程度为一般不熟练时，整车控制器不响应加速请求；当驾驶员的驾驶技术熟练程度为非常不熟练时，整车控制器控制车辆制动，制动力的值通过上述公式(2)得到。同时针对城市客车应考虑其特殊性，由于有站立乘客，因此制动控制时需要将制动减速度限制在某一范围之内。

如图3所示，当安全刹车距离小于实际距离，即α＜μ时，如果驾驶员的驾驶技术熟练程度为熟练时，整车控制器限制加速请求；如果驾驶员的驾驶技术熟练程度为一般不熟练时，整车控制器不响应加速请求；如果驾驶员的驾驶技术为非常不熟练时，整车控制器控制车辆制动。

此外，在车辆行驶过程中，还可以判断司机是否疲劳驾驶，当车辆平均车速大于60km/h且驾驶时间超过2.5h，判断为疲劳驾驶，或者车辆平均车速小于60km/h且驾驶时间超过3.5h，判断为疲劳驾驶，其他情况判断为非疲劳驾驶。

以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于以上所描述的实施方式。本发明的基本思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变形仍落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种动力系统控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)采集历史数据中用于判断驾驶技术熟练程度的相关参数，所述相关参数包括加速踏板变化率、制动踏板变化率、方向盘转角变化率和车速信号；

2)根据驾驶技术熟练程度与相关参数的变化关系确定驾驶技术熟练程度，所述驾驶技术熟练程度包括熟练和不熟练；

3)获取车辆与目标障碍物的实际距离和当前车速，根据当前车速确定安全刹车距离；

4)判断安全刹车距离是否大于实际距离；若是，则当驾驶技术熟练程度为熟练时，响应驾驶员的加速请求或者限制驾驶员的加速请求。

2.根据权利要求1所述的动力系统控制方法，其特征在于，步骤2)中根据每一组的加速踏板变化率、制动踏板变化率、方向盘转角变化率和车速信号的数据确定该组的驾驶技术熟练评价值，再根据各组的驾驶技术熟练评价值进行评估得到驾驶技术熟练程度。

3.根据权利要求1所述的动力系统控制方法，其特征在于，步骤2)中对各组的加速踏板变化率、制动踏板变化率、方向盘转角变化率和车速信号分别计算相应的平均值，然后将加速踏板变化率、制动踏板变化率、方向盘转角变化率和车速信号的平均值进行统一评估，确定驾驶技术熟练程度。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的动力系统控制方法，其特征在于，当驾驶技术熟练程度为不熟练时，不响应加速请求或者控制车辆制动。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的动力系统控制方法，其特征在于，所述不熟练包括非常不熟练和一般不熟练；当驾驶技术熟练程度为非常不熟练时，控制车辆制动，当驾驶技术熟练程度为一般不熟练时，不响应加速请求。

6.根据权利要求1所述的动力系统控制方法，其特征在于，在计算安全刹车距离时，还需获取整车当前质量，根据当前车速和最大制动力确定的安全刹车距离。

7.根据权利要求1所述的动力系统控制方法，其特征在于，若安全刹车距离小于实际距离，当驾驶技术熟练程度为熟练时，则限制加速请求。

8.根据权利要求7所述的动力系统控制方法，其特征在于，当驾驶技术熟练程度为不熟练时，不响应加速请求或者控制车辆制动。

9.根据权利要求1、7、8任一项所述的动力系统控制方法，其特征在于，所述不熟练包括非常不熟练和一般不熟练；当驾驶技术熟练程度为非常不熟练时，控制车辆制动，当驾驶技术熟练程度为一般不熟练时，不响应加速请求。

10.一种动力系统控制装置，包括处理器、存储器以及存储在存储器中并在处理器上运行的程序，其特征在于，所述处理器用于执行指令实现如权利要求1-9任一项所述的动力系统控制方法。

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