CN112009498B - 一种电动车驾驶命令交互方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动车驾驶命令交互方法，是整车控制策略交互策略的一部分，包括以下步骤：驾驶命令采集系统采集驾驶杆位置对应的电压信号及握持传感器的数字信号，判断握持状态，按照通讯周期将电压信号及握持状态上传至整车控制系统；整车控制系统根据接收到的电压信号确定当前驾驶杆位置对应的功能区间，结合握持状态决定驱动，制动，自适应巡航的响应逻辑。本发明方法将驱动，制动，自适应巡航功能融合，用户行车不再需要长时间维持腿部动作僵硬，增加舒适度，交互逻辑友好，减少交互用件，降低产品设计难度。

Description

一种电动车驾驶命令交互方法

技术领域

本发明涉及电动车驾驶命令交互领域，尤其涉及一种整车电子化后人工驾驶及自动驾驶切换以及人工驾驶模式下驱动输入和制动输入的命令交互的系统设计方法。

背景技术

用户整车驾驶过程中全程需要对车辆的纵向行驶轨迹进行规划和实行，整车的纵向控制包括整车的前进，制动，以及当前车辆智能化后随之而来的自动纵向控制。

在传统燃油车时代，油门系统是控制汽车动力的一种机械装置，随着技术的发展已经逐步由原来的机械拉杆式油门控制装置向电子油门系统过渡。在汽车燃气涡轮发动机上，油门控制燃油调节器的计量燃油流量，从而决定发动机产生的推力。汽车油门系统主要由油门踏板、拉杆/拉索、节气门等部件构成。但这种传统油门应用范畴受到限制并缺乏精确性，在日新月异的汽车电子技术发展形势下，一种电子油门(EGAS)应运而生。而在新能源汽车诞生后电子油门踏板被自然继承了下来。

制动踏板在传统汽车领域是跟随制动系统进行设计的关键输入部件，在早期汽车行驶速度较低时靠腿部力量经过杠杆放大后踩踏制动踏板的机械力便足以使得汽车刹停，而随着汽车行驶速度越来越高，制动系统加入了真空助力设备结合发动机对制动踏板踩踏的力进行放大以满足整车制动的需求，在新能源车开始出现后，由于没有了发动机并且增加了制动能量回收的功能要求，制动踏板的输入行程检测和踩踏助力开始进行解耦，而踩踏助力的方案也由真空式演变为马达驱动式的，而随着智能汽车的加速发展，由计算设备控制整车制动的需求被提出，而整个制动系统的线控化的趋势越来越彻底，最终制动踏板开始演变为和油门踏板一样的纯电子行程采集器。

随着汽车技术的进步，车辆的速度、驾乘舒适性、安全性、故障率都渐渐的满足人们进行长途驾驶的需求后，长时间驾驶车辆的能力短板开始出现在人的身上，长时间精神集中以及驾驶姿势的保持限制了人们单次使用汽车的时间长度，为此初级的车辆巡航控制功能被提上了产品需求。初级的车辆巡航控制是经过人为确认环境安全后，在固定车速由驾驶者按照固定的输入方式对车辆自主进行纵向的油门控制进行授权。在随后传感器技术成熟并满足车规要求后，基于ADAS技术的车辆巡航技术开始扩展服务范围进一步扩展到制动系统的控制和转向系统的控制，而随着自动驾驶技术的进一步成熟，整车算力单元能够自行判断环境安全要求后，驾驶控制权的转换应该以更无感和人性化的方式进行切换控制。

当前电动车驱动命令输入和制动命令输入采用踏板的形式，自适应巡航的开启需要单独的开关按键。现有整车控制交互的解决方案沿用油车原有系统，用户使用友好度低，工程师设计工作量大，功能集成度低。

发明内容

发明目的：针对以上问题，本发明提出一种电动车驾驶命令交互方法，减少整车布置的零部件，在整车控制电子化的前提下，改变制动及驱动输入形式，降低整车人机设计要求；通过新系统的整合将自动驾驶及人工驾驶自然的整合到一个系统中，降低用户学习成本和交互成本，增加用户友好度；整车制动控制和驱动控制互斥逻辑通过系统物理设计来实现，杜绝制动当油门的可能性。

技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：一种电动车驾驶命令交互方法，包括以下步骤：

步骤1：驾驶命令采集系统采集驾驶杆位置对应的电压信号及握持传感器的数字信号，判断握持状态，按照通讯周期将电压信号及握持状态上传至整车控制系统；

步骤2：整车控制系统根据接收到的电压信号确定当前驾驶杆位置对应的功能区间，结合握持状态决定驱动，制动，自适应巡航的响应逻辑。

进一步的，所述步骤1，对采集的握持传感器的数字信号，进行数据滤波，判断当前握持状态，方法如下：

连续采集握持检测信号时长为TL；当握持检测为高电平时，状态更新累加计时器T加一；当握持检测为低电平时，状态更新累加计时器T减一；

当T>T1时，令T＝T1；当T<0时，令T＝0；当握持检测为高电平且T>T2时，当前处于握持状态；当握持检测为低电平且T<T3时，当前处于未握持状态；

其中，T1表示高电平状态锁定阈值，T2表示电平过度滤波阈值，T3表示低电平状态锁定阈值，且T1>T2>T3。

进一步的，所述步骤2，根据驾驶杆的位置电压和握持状态决定响应逻辑，具体为：

步骤2.1：根据驾驶杆位置电压信号确定当前驾驶杆位置对应的功能区间；所述功能区间包括驱动功能区间，滑行功能区间，制动功能区间；

步骤2.2：根据历史电压信号，计算控制信号变化率a，公式如下：

a＝(V₁–V_n)/p

其中V₁为上个周期的位置电压值，V_n为当前周期的位置电压值，p为电压采集精度；

步骤2.3：根据当前握持状态、当前驾驶杆位置所处的功能区间，以及控制信号变化率，进行整车控制响应。

进一步的，所述步骤2.3，整车控制响应方法如下：

握持状态下，驾驶杆位置对应的功能区间为驱动功能区间，若控制信号变化率a大于或等于a_th，响应驱动请求，若a小于a_th，整车驱动扭矩为0；其中a_th为变化阈值；

握持状态下，驾驶杆位置对应的功能区间为滑行功能区间，整车驱动扭矩为0；

握持状态下，驾驶杆位置对应的功能区间为制动功能区间，响应制动请求；

非握持状态下，开启自适应巡航；非握持状态切换为握持状态，退出自适应巡航。

有益效果：与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益的技术效果：

本发明提出的电动车驾驶命令交互方法，将驱动，制动，自适应巡航功能融合，减少整车布置的零部件，在整车控制电子化的前提下，改变制动及驱动输入形式，降低整车人机设计要求；通过新系统的整合将自动驾驶及人工驾驶自然的整合到一个系统中，降低用户学习成本和交互成本，增加用户友好度；整车制动控制和驱动控制互斥逻辑通过系统物理设计来实现，杜绝制动当油门的可能性；用户行车不再需要长时间维持腿部动作僵硬，增加舒适度，交互逻辑友好，减少交互用件，降低产品设计难度。

附图说明

图1是本发明的方法流程图；

图2是本发明的工作示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。

本发明所述的一种电动车驾驶命令交互方法，流程如图1所示，包括以下步骤：

步骤1：驾驶命令采集系统周期采集驾驶杆位置对应的电压信号，以及握持传感器的数字信号，判断握持状态，通过CAN通讯按照10MS的通讯周期将采集的电压信号及握持状态上传至整车控制系统；判断当前握持状态的方法如下：

连续采集握持检测信号时长为TL，TL大于120ms且小于300ms；当握持检测为高电平时，状态更新累加计时器T加一；当握持检测为低电平时，状态更新累加计时器T减一；

当T>T1时，令T＝T1；当T<0时，令T＝0；当握持检测为高电平且T>T2时，当前处于握持状态；当握持检测为低电平且T<T3时，当前处于未握持状态；

其中，T1表示高电平状态锁定阈值，T2表示电平过度滤波阈值，T3表示低电平状态锁定阈值，且T1>T2>T3。本实施例中，T1＝15，T2＝10，T3＝5。

步骤2：整车控制系统根据接收到的电压信号确定当前驾驶杆位置对应的功能区间，结合握持状态决定驱动，制动，自适应巡航的响应逻辑；具体为：

步骤2.1：根据驾驶杆位置电压信号确定当前驾驶杆位置对应的功能区间；所述功能区间包括驱动功能区间，滑行功能区间，制动功能区间；本实施例中，设定电压在0～2V为制动区间，2～2.5V为滑行区间，2.5～6V为驱动区间；如图2所示；

步骤2.2：根据历史电压信号，计算控制信号变化率a，公式如下：

a＝(V₁–V_n)/p

其中V₁为上个周期的位置电压值，V_n为当前周期的位置电压值，p为电压采集精度；本实施例中，电压采集经度设为0.01；

步骤2.3：根据当前握持状态、当前驾驶杆位置所处的功能区间，以及控制信号变化率，进行整车控制响应，具体如下：

握持状态下，驾驶杆位置对应的功能区间为驱动功能区间，若控制信号变化率a大于或等于a_th，响应驱动请求，若a小于a_th，整车驱动扭矩为0；其中a_th为变化阈值；本实施例中，电压变化阈值设为-0.07V/10ms；

握持状态下，驾驶杆位置对应的功能区间为滑行功能区间，整车驱动扭矩为0；

握持状态下，驾驶杆位置对应的功能区间为制动功能区间，响应制动请求；

非握持状态下，开启自适应巡航；非握持状态切换为握持状态，退出自适应巡航。

本实施例的整车控制响应逻辑如表1，Sh＝1处于握持状态，Sh＝0处于未握持状态。

表1

握持状态判读	信号变化范围	驱动处理
			Sh＝1,驱动区间	a>＝-0.07伏特每10ms	驱动请求
Sh＝1,驱动区间	a<-0.07伏特每10ms	0扭矩请求
			Sh＝1,滑行区间	a任意值	0扭矩请求
Sh＝1,制动区间	a任意值	制动请求
			Sh＝0	无要求	开启自适应巡航
Sh＝0->Sh＝1	无要求	退出自适应巡航

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种电动车驾驶命令交互方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

步骤1：驾驶命令采集系统采集驾驶杆位置对应的电压信号及握持传感器的数字信号，判断握持状态，按照通讯周期将电压信号及握持状态上传至整车控制系统；具体为：

连续采集握持检测信号时长为TL；当握持检测为高电平时，状态更新累加计时器T加一；当握持检测为低电平时，状态更新累加计时器T减一；

当T>T1时，令T＝T1；当T<0时，令T＝0；当握持检测为高电平且T>T2时，当前处于握持状态；当握持检测为低电平且T<T3时，当前处于未握持状态；

其中，T1表示高电平状态锁定阈值，T2表示电平过度滤波阈值，T3表示低电平状态锁定阈值，且T1>T2>T3；

步骤2：整车控制系统根据接收到的电压信号确定当前驾驶杆位置对应的功能区间，结合握持状态决定驱动，制动，自适应巡航的响应逻辑。

2.根据权利要求1所述的一种电动车驾驶命令交互方法，其特征在于：所述步骤2，根据驾驶杆的位置电压和握持状态决定响应逻辑，方法如下：

步骤2.1：根据驾驶杆位置电压信号确定当前驾驶杆位置对应的功能区间；所述功能区间包括驱动功能区间，滑行功能区间，制动功能区间；

步骤2.2：根据历史电压信号，计算控制信号变化率a，公式如下：

a＝(V₁–V_n)/p

其中V₁为上个周期的位置电压值，V_n为当前周期的位置电压值，p为电压采集精度；

步骤2.3：根据当前握持状态、当前驾驶杆位置所处的功能区间，以及控制信号变化率，进行整车控制响应。

3.根据权利要求2所述的一种电动车驾驶命令交互方法，其特征在于：所述步骤2.3，整车控制响应方法如下：

握持状态下，驾驶杆位置对应的功能区间为驱动功能区间，若控制信号变化率a大于或等于a_th，响应驱动请求，若a小于a_th，整车驱动扭矩为0；其中a_th为变化阈值；

握持状态下，驾驶杆位置对应的功能区间为滑行功能区间，整车驱动扭矩为0；

握持状态下，驾驶杆位置对应的功能区间为制动功能区间，响应制动请求；

非握持状态下，开启自适应巡航；非握持状态切换为握持状态，退出自适应巡航。

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