CN116729112A - 一种防止车辆错误加速的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防止车辆错误加速的方法及装置，该方法包括：在倒车时或接管车辆时或接管车辆后的第一时间内，检测油门踏板开度、油门踏板开度增加变化率以及车辆与行驶方向障碍物的碰撞时间；如果油门踏板开度、油门踏板开度增加变化率以及车辆与行驶方向障碍物的碰撞时间均满足其各自的阈值，则判定误踩油门踏板，启动安全保护措施。本发明结合驾驶场景，综合利用油门踏板开度、油门踏板开度增加变化率以及车辆与行驶方向障碍物的碰撞时间来判定是否误踩油门踏板，解决了现有油门防误踩技术容易发生误判的问题，提高了误踩油门踏板的判断准确率；此外，采取两个阶段的安全保护措施，在保障车辆安全性的前提下提高车辆舒适性。

Description

一种防止车辆错误加速的方法及装置

技术领域

本发明属于车辆控制技术领域，具体涉及一种防止车辆错误加速的方法及装置。

背景技术

情景一：有不少驾驶新手在倒车时，会经常把油门当成刹车，而误踩油门，从而引发严重后果。

情景二：在自动驾驶时，驾驶员不参与驾驶任务，脚是放在车辆地板上的。如果遇到紧急需要驾驶员接管车辆的情况，驾驶员希望通过踩制动踏板退出自动驾驶或紧急制动，却错误踩了油门踏板，致使车辆错误加速。

虽然已经提出了一些油门防误踩技术，但大多判断条件单一，例如单根据油门踏板开度或油门踏板开度变化率来判定车辆是否误踩油门，因此极其容易发生误判，导致车辆频繁紧急制动，影响车辆舒适性。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种防止车辆错误加速的方法装置，结合当时的驾驶场景，解决现有油门防误踩技术容易发生误判的问题。

本发明所采用的技术方案如下：

一种防止车辆错误加速的方法，包括以下步骤：

在倒车时或接管车辆时或接管车辆后的第一时间内，检测油门踏板开度、油门踏板开度增加变化率以及车辆与行驶方向障碍物的碰撞时间；

将油门踏板开度、油门踏板开度增加变化率以及车辆与行驶方向障碍物的碰撞时间与其各自的阈值进行比较，如果油门踏板开度和油门踏板开度增加变化率均大于或大于等于其各自的阈值且车辆与行驶方向障碍物的碰撞时间小于或小于等于其阈值；

判定误踩油门踏板后，启动安全保护措施。

进一步的，安全保护措施包括两个阶段：

第一阶段：切断车辆动力，并进行预增压以缩短刹车片与刹车盘之间的间距，使车辆依靠惯性滑行或以舒适的加速度进行减速；

第二阶段：若车辆与行驶方向障碍物的碰撞时间小于或小于等于碰撞阈值，则车辆紧急制动；其中，碰撞阈值小于车辆与行驶方向障碍物的碰撞时间阈值。

进一步的，判定误踩油门踏板后，若油门踏板开度、油门踏板开度增加变化率以及车辆与行驶方向障碍物的碰撞时间不再满足误踩油门踏板判定条件，则维持车辆动力。

进一步的，碰撞阈值为2s。

进一步的，根据车辆与行驶方向障碍物的相对距离和相对速度计算车辆与行驶方向障碍物的碰撞时间。

进一步的，油门踏板开度阈值与车速呈线性关系，车速越大，油门踏板开度阈值越大。

进一步的，车速为零时，对应第一油门踏板开度阈值，第一油门踏板开度阈值大于0；车速为第一车速以上时，对应满油门踏板开度，第一车速大于0。

进一步的，油门踏板开度增加变化率的范围为50％/s至100％/s；第一时间为1至3s。

一种用于实现上述中任意一项所述的防止车辆错误加速的方法的防止车辆错误加速的装置，包括：

驾驶场景单元，用于判断车辆是否在倒车或判断驾驶员是否正在接管车辆或判断驾驶员是否已成功接管车辆；

环境感知单元，用于检测车辆与行驶方向障碍物的碰撞时间；

误踩油门控制单元，用于检测油门踏板开度以及计算油门踏板开度增加变化率，并判定是否误踩油门踏板。

进一步的，该装置还包括：

安全保护措施单元，包括EMS或VCU和ESC，EMS或VCU用于在判定误踩油门踏板后切断车辆动力，ESC用于发送预增压以缩短刹车片与刹车盘之间的间距使车辆依靠惯性滑行或以舒适的加速度进行减速，以及在车辆与行驶方向障碍物的碰撞时间小于或小于等于碰撞阈值时控制车辆紧急制动。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

本发明结合驾驶场景，综合利用油门踏板开度、油门踏板开度增加变化率以及车辆与行驶方向障碍物的碰撞时间来判定是否误踩油门踏板，解决了现有油门防误踩技术容易发生误判的问题，提高了误踩油门踏板的判断准确率，避免车辆频繁进入误踩油门踏板模式而紧急制动，提高了车辆舒适性。

其次，本发明在判定误踩油门踏板后，并不直接进行紧急制动，而是采取两个阶段的安全保护措施：第一阶段，切断车辆动力，并进行预增压以缩短刹车片与刹车盘之间的间距，使车辆依靠惯性滑行或以舒适的加速度进行减速，提高车辆舒适性；第二阶段，若车辆与行驶方向障碍物的碰撞时间小于或小于等于碰撞阈值，其中碰撞阈值小于车辆与行驶方向障碍物的碰撞时间阈值，则车辆紧急制动，防止发生危险，提高了车辆的安全性。

附图说明

图1为本发明的防止车辆错误加速的方法流程图；

图2为本发明的油门踏板开度阈值示意图；

图3为本发明的防止车辆错误加速的装置结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

错误踩踏油门踏板，属于驾驶员的非期望驾驶。本发明从驾驶员会犯错的角度出发，提出一种能防止驾驶员对车辆错误加速的方法及装置。

本发明需要解决两个问题：

1)在车辆倒车的场景下，防止驾驶员把油门踏板当成刹车踏板进行操作。

2)在自动驾驶车辆高速行驶中，驾驶员接管的情况下，防止驾驶员把油门踏板当成刹车踏板进行操作。

图1为本发明的防止驾驶员对车辆错误加速的机制框架图。如图1所示，为了防止驾驶员误踩加速踏板，车辆需要构建一种防止驾驶员对车辆错误加速的机制。具体为：

第一步：感知驾驶场景。判断车辆是否在倒车或判断驾驶员是否正在接管车辆或判断驾驶员是否已成功接管车辆，若是则进入第二步。

可通过车辆档位分析车辆是否在倒车。可通过接管车辆的判定条件判断驾驶员是否正在接管车辆，也可以在车辆发出接管指令后的特定时间内或直至接管成功前认为驾驶员正在接管车辆。接管车辆的判定条件满足，则判定驾驶员已成功接管车辆。

第二步：在倒车时或驾驶员正在接管车辆时或驾驶员已成功接管车辆后的第一时间内，检测油门踏板开度、油门踏板开度增加变化率以及车辆与行驶方向障碍物的碰撞时间。

当驾驶员踩下加速踏板，即油门踏板时，检测油门踏板开度及其变化率；同时车辆感知周边物体的相对距离和方位，计算与周边物体的碰撞时间TTC，尤其是车辆与行驶方向障碍物的碰撞时间。

在本申请的一些实施例中，第一时间优选为1至3s。

在本申请的一些实施例中，油门踏板开度单位是百分比，0表示没踩油门，100表示油门被踩到底，可从动力控制单元获取。其阈值设置依据当时车辆的速度，阈值的大小与车速的大小呈线性关系，车速越大，油门踏板开度阈值越大，如图2所示。本实施例中，车速为零时，对应第一油门踏板开度阈值，即80％；车速为第一车速80km/h以上时，对应满油门踏板开度。

油门踏板开度增加变化率表示油门踏板开度增加变化的快慢，即单位时间油门踏板开度变化率。在驾驶员出现误踩油门时，会出现操作车辆严重失控，产生一种过度警觉的恐慌现象，会在较短时间(不超过一秒)将油门踏板一次踩到底。可设置其开度增加变化率的阈值为60％/s至100％/s。

TTC，车辆与障碍物的碰撞时间，利用自车与障碍物之间的距离除以相对速度。自车与障碍物之间的距离可以通过车辆对周边物体的环境感知获得。可设定车辆与行驶方向障碍物的碰撞时间阈值为2秒之上，例如3至5秒。当TTC≤车辆与行驶方向障碍物的碰撞时间时，即判断超过TTC阈值。

第三步：判断驾驶员是否误踩油门。将油门踏板开度、油门踏板开度增加变化率、碰撞时间TTC这三个指标与其各自的阈值进行比较，如果油门踏板开度和油门踏板开度增加变化率都大于或大于等于规定阈值且碰撞时间TTC小于或小于等于车辆与行驶方向障碍物的碰撞时间阈值，则视为驾驶员误踩油门踏板。

第四步：如果判断驾驶员误踩油门，则启动安全保护措施。安全保护措施分两个阶段，第一阶段，切断车辆动力，同时ESC进行预增压并缩短刹车片与刹车盘的间距。第二阶段，如果车辆与周边的物体TTC小于碰撞阈值(TTC碰撞阈值可选取为2秒)，则启动车辆紧急制动功能。

作为一种可选的实施方式，ESC进行预增压并缩短刹车片与刹车盘的间距，但二者不接触，此时车辆依靠惯性滑行，节省后续紧急制动的时间。

作为另一种可选的实施方式，ESC进行预增压并缩短刹车片与刹车盘的间距，使刹车片与刹车盘轻微接触，进而使车辆以舒适的加速度进行减速，来保持车辆舒适性。

需要说明的是，碰撞阈值小于车辆与行驶方向障碍物的碰撞时间阈值。

第五步：判定误踩油门踏板后，若油门踏板开度、油门踏板开度增加变化率以及车辆与行驶方向障碍物的碰撞时间不再满足误踩油门踏板判定条件，则维持车辆动力。

本发明还提供一种用于上述任意一项所述的防止车辆错误加速的方法的防止车辆错误加速的装置，包括：

驾驶场景单元，用于判断车辆是否在倒车或判断驾驶员是否正在接管车辆或判断驾驶员是否已成功接管车辆；

环境感知单元，用于检测车辆与行驶方向障碍物的碰撞时间；

误踩油门控制单元，用于检测油门踏板开度以及计算油门踏板开度增加变化率，并判定是否误踩油门踏板；

安全保护措施单元，包括EMS(Engine Management System，发动机管理系统)或VCU(Vehicle control unit，整车控制器)和ESC(Electronic Speed Controller，车身电子稳定性控制系统)，EMS或VCU用于切断车辆动力，ESC用于发送预增压以缩短刹车片与刹车盘之间的间距以及控制车辆紧急制动。

具体的，如图3所示，环境感知单元：包含一个前向毫米波雷达、4个角毫米波雷达、1个前向摄像头、12个超声波雷达以及4个环视摄像头。通过这些传感器，探测周边环境物体信息，检测出物体的方位、距离和相对速度。

误踩油门控制单元：负责分析油门踏板开度、油门踏板开度增加变化率以及TTC，并将这三个指标与其阈值进行比较判断。在安全保护措施第一阶段中，向EMS或VCU发送切断动力指令，同时向ESC发送预增压并缩短刹车片与刹车盘的间距指令。在安全保护措施第二阶段中，向ESC发送指令，启动车辆紧急制动功能。

针对情景一，驾驶新手在倒车时，会经常把油门当成刹车，而误踩油门，从而引发严重后果。

情景一出现在车辆低速行驶的情况下(车速一般小于30km/h)，此时控制策略为：

环境感知：以12个超声波雷达、4个环视感知摄像头为主要感知模块，以4个角毫米波雷达为辅助感知模块，感知车辆与周边障碍物的距离。主要感知模块和辅助感知模块的融合感知逻辑为：当主要感知模块感知到障碍物信息时，辅助感知模块信息为参考；当主要感知模块未探测到障碍物信息，但是辅助感知模块探测到了障碍物信息，这种情况很少出现(感知模块出现故障)，则以辅助感知模块信息为准，同时限制车辆加速操作并紧急停车，通过HMI显示相关信息，提醒驾驶员下车查看。

误踩油门控制单元，计算车辆与周边物体的碰撞时间(TTC)、分析油门踏板开度、油门踏板开度增加变化率，将三个指标与其各自的阈值进行比较，如果三者都超过规定阈值，则视为驾驶员误踩油门踏板。

如果判断驾驶员误踩油门，则启动安全保护措施。分两个阶段，第一阶段，切断车辆动力，同时ESC进行预增压并缩短刹车片与刹车盘的间距。第二阶段，如果车辆与周边的物体TTC小于规定TTC阈值(TTC阈值为2秒)，则启动车辆紧急制动功能。

针对情景二，自动驾驶车辆高速行驶过程中(车速一般大于或等于30km/h)，需要驾驶员接管，驾驶员误踩油门。

环境感知：以1个前向毫米波雷达、4个角毫米波雷达、1个前向摄像头为主感知模块，感知前方车辆距离信息。

误踩油门控制模块，计算车辆与周边物体的碰撞时间(TTC)、分析油门踏板开度、油门踏板开度增加变化率，将三个指标与其各自的阈值进行比较，如果三者都超过规定阈值，则视为驾驶员误踩油门踏板。

如果判断驾驶员误踩油门，则启动安全保护措施。分两个阶段，第一阶段，切断车辆动力，同时ESC进行预增压并缩短刹车片与刹车盘的间距。第二阶段，如果车辆与周边的物体TTC小于规定TTC阈值(TTC阈值为2秒)，则启动车辆紧急制动功能。

综上所述，本发明结合驾驶场景，综合利用油门踏板开度、油门踏板开度增加变化率以及车辆与行驶方向障碍物的碰撞时间来判定是否误踩油门踏板，解决了现有油门防误踩技术容易发生误判的问题，提高了误踩油门踏板的判断准确率，避免车辆频繁进入误踩油门踏板模式而紧急制动，提高了车辆舒适性。

其次，本发明在判定误踩油门踏板后，并不直接进行紧急制动，而是采取两个阶段的安全保护措施：第一阶段，切断车辆动力，并进行预增压以缩短刹车片与刹车盘之间的间距，使车辆依靠惯性滑行或以舒适的加速度进行减速，提高车辆舒适性；第二阶段，若车辆与行驶方向障碍物的碰撞时间小于或小于等于碰撞阈值，其中碰撞阈值小于车辆与行驶方向障碍物的碰撞时间阈值，则车辆紧急制动，防止发生危险，提高了车辆的安全性。

需要指出，根据实施的需要，可将本申请中描述的各个步骤/部件拆分为更多步骤/部件，也可将两个或多个步骤/部件或者步骤/部件的部分操作组合成新的步骤/部件，以实现本发明的目的。

本领域的技术人员容易理解，以上仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种防止车辆错误加速的方法，其特征在于，包括以下步骤：

在倒车时或接管车辆时或接管车辆后的第一时间内，检测油门踏板开度、油门踏板开度增加变化率以及车辆与行驶方向障碍物的碰撞时间；

将油门踏板开度、油门踏板开度增加变化率以及车辆与行驶方向障碍物的碰撞时间与其各自的阈值进行比较，如果油门踏板开度和油门踏板开度增加变化率均大于或大于等于其各自的阈值且车辆与行驶方向障碍物的碰撞时间小于或小于等于其阈值，则判定误踩油门踏板；

判定误踩油门踏板后，启动安全保护措施。

2.根据权利要求1所述的防止车辆错误加速的方法，其特征在于，安全保护措施包括两个阶段：

第一阶段：切断车辆动力，并进行预增压以缩短刹车片与刹车盘之间的间距，使车辆依靠惯性滑行或以舒适的加速度进行减速；

第二阶段：若车辆与行驶方向障碍物的碰撞时间小于或小于等于碰撞阈值，则车辆紧急制动；其中，碰撞阈值小于车辆与行驶方向障碍物的碰撞时间阈值。

3.根据权利要求2所述的防止车辆错误加速的方法，其特征在于，判定误踩油门踏板后，若油门踏板开度、油门踏板开度增加变化率以及车辆与行驶方向障碍物的碰撞时间不再满足误踩油门踏板判定条件，则维持车辆动力。

4.根据权利要求2或3所述的防止车辆错误加速的方法，其特征在于，碰撞阈值为2s。

5.根据权利要求1至3中任意一项所述的防止车辆错误加速的方法，其特征在于，根据车辆与行驶方向障碍物的相对距离和相对速度计算车辆与行驶方向障碍物的碰撞时间。

6.根据权利要求1至3中任意一项所述的防止车辆错误加速的方法，其特征在于，油门踏板开度阈值与车速呈线性关系，车速越大，油门踏板开度阈值越大。

7.根据权利要求6所述的防止车辆错误加速的方法，其特征在于，车速为零时，对应第一油门踏板开度阈值，第一油门踏板开度阈值大于0；车速为第一车速以上时，对应满油门踏板开度，第一车速大于0。

8.根据权利要求1至3中任意一项所述的防止车辆错误加速的方法，其特征在于，油门踏板开度增加变化率的范围为60％/s至100％/s；第一时间为1至3s。

9.一种用于实现权利要求1至3中任意一项所述的防止车辆错误加速的方法的防止车辆错误加速的装置，其特征在于，包括：

驾驶场景单元，用于判断车辆是否在倒车或判断驾驶员是否正在接管车辆或判断驾驶员是否已成功接管车辆；

环境感知单元，用于检测车辆与行驶方向障碍物的碰撞时间；

误踩油门控制单元，用于检测油门踏板开度以及计算油门踏板开度增加变化率，并判定是否误踩油门踏板。

10.根据权利要求9所述的防止车辆错误加速的装置，其特征在于，该装置还包括：

安全保护措施单元，包括EMS或VCU和ESC，EMS或VCU用于在判定误踩油门踏板后切断车辆动力，ESC用于发送预增压以缩短刹车片与刹车盘之间的间距使车辆依靠惯性滑行或以舒适的加速度进行减速，以及在车辆与行驶方向障碍物的碰撞时间小于或小于等于碰撞阈值时控制车辆紧急制动。