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今天聊防误踩油门系统方面的专利!
智能驾驶时代,智能系统纠正降低开车司机误踩油门的事故风险。
01、踩错油门经常有!
新手司机上路,由于对踩油门踩刹车还没形成肌肉记忆,经常因紧张出问题。
最经典的情况就是,菜鸟司机误将油门当做刹车进行急踩而造成追尾撞车事故。
什么时候容易踩错油门?
一是,当车辆长时间直线行驶时,驾驶员易产生麻痹心理。尤其在交通路况较为通畅时,往往右脚不离油门且放松大意。出现紧急情况,下意识踩下加速踏板,错误操作酿成事故。
二是,在停车时,驾驶员往往会在制动踏板与加速踏板之间来回更换。多次切换后容易错误操作,若再加上惊慌失措,想大力制动却踩成“地板油”,事故随即发生。这种情况,即使是老司机身上也会出现。
在日常行驶中,新手司机会集体在车后窗以及车前窗贴块牌匾标明“新手司机”四个大字,提醒周围的老司机注意。
老司机一看,也就懂了,菜鸟面前开车,要特别小心,谁知道前面的菜鸟会不会突然急停!
02、防误踩专利大显身手
如今自动驾驶AI算法蓬勃发展年代,有没有一种系统可以防止纠错菜鸟司机误踩油门行为。
有的。
这个领域,不少车厂在研究如何优化油门防误踩系统,大体的思路也类似,就是判断车主误踩油门加速行为不妥,系统接管车辆行驶状态,对车辆附近路况情形判断后,判定踩油门无效,开启紧急制动系统。
但,现有的油门防误踩技术存在油门误踩情况判断准确率低的问题,尤其机械的系统面对不同驾驶风格的驾驶员、以及复杂的路面情况来说,易出现系统误判的情况。
总体而言,现阶段,人类司机对路况以及自身把握的综合判断决策能力要比系统优秀。
专门查了下国内油门误踩控制领域专利,在德高行全球专利数据库中,检索关键词,有件中国专利,申请人排名如下:
最新的7件防踩错油门专利:
在数据看,吉利在这方面专利最多,有技术沉淀。
所以专门浏览了下他家的专利,吉利的工程师确实提供了有不少经典技术解决方案。
比如人家公司刚公开的专利“油门误踩控制方法、装置、设备及存储介质”。
专利摘要显示,该方法包括:基于油门误踩判断参数,对油门误踩进行判断;当判断出油门被误踩后,切断车辆的动力输出并执行制动措施,其中油门误踩判断参数包括加速踏板踩踏力度、加速踏板开度、加速踏板开度变化率、车辆行驶速度和目标距离。
该专利不仅将驾驶员行为作为判断条件,还将车辆自身因素和车辆驾驶环境因素加入到判断条件中,提高了油门误踩情况判断准确率。
简单点总结其中的功能:菜鸟司机要是误踩了油门加速,系统会自动切断制动系统强制降速,防止追尾!
很有趣也实用,具体解读下!
03、吉利的误踩判断系统需要什么设备?
专利信息显示,吉利的油门误踩控制系统由三大部分组成,包括油门误踩控制装置、传感器和操作执行机构。
该油门误踩控制装置设置于车辆现有的电子控制单元ECU内,通过电子控制单元在车辆行驶过程中实现误踩油门的实时监测与控制,无需改变汽车的自身结构以及操作方式。该传感器具有多种类型,分布在车辆各处,用于采集油门误踩判断参数。
该操作执行机构用于当判断出油门被误踩后,切断车辆的动力输出并执行制动措施。
04、如何判断这是司机误踩行为?
基于油门误踩判断参数,对油门误踩进行判断。
其中,所述油门误踩判断参数包括加速踏板踩踏力度、加速踏板开度、加速踏板开度变化率、车辆行驶速度和目标距离。
用通俗的话来说,司机在高度紧张情况下踩油门和踩刹车的用力度,总是与平时放松状态是不同的,尤其在平稳匀速驾驶时,突然车速猛加速或者车速猛变慢,这意味着有危险。
系统就要根据司机猛踩踏板的力度、车辆行驶速度变化,与前方车辆举例等因素,来判断车主是否有误踩油门的行为。
说的简单,但系统具体执行起来,比较复杂。
举例1:监控司机加速踏板踩踏力度和/或所加速踏板开度(为方便描述,简称该步骤为S11,后续步骤皆用S1X代替)
加速踏板踩踏力度由扭矩传感器通过CAN(ControllerAreaNetwork)总线输送电子控制单元,加速踏板开度的大小由加速踏板开度电压值进行反馈。
吉利的工程师在该专利实施例中,基于油门误踩判断参数,对油门误踩进行判断存在以下三种方式:
方式一、加速踏板踩踏力度和加速踏板开度两者中,只对加速踏板踩踏力度进行监控,即步骤S11中为监控所述加速踏板踩踏力度,继步骤S11后,执行步骤S14~步骤S17。
方式二、加速踏板踩踏力度和加速踏板开度两者中,只对加速踏板开度进行监控,即步骤S11中为监控所述加速踏板开度,继步骤S11后,执行步骤S12~步骤S13以及步骤S15~步骤S17。
方式三、对加速踏板踩踏力度和加速踏板开度均进行监控,即步骤S11中为监控所述加速踏板踩踏力度和所述加速踏板开度,继步骤S11后,执行步骤S12~步骤S17。
展开解释S12-S17的检测步骤,里面蕴含了大量的计算公式。
步骤S12、若所述加速踏板开度大于开度阈值,则对所述加速踏板开度变化率进行判断。
加速踏板开度变化率通过对加速踏板开度对时间微分计算得到。
由于在车辆行驶过程中,电子控制单元会根据加速踏板开度以及加速度来判断车辆驾驶员的驾驶意图,然后向车辆动力系统控制器发送相应的控制信号,从而控制车辆动力系统的动力输出。动力系统输出的一部分动力用于克服车辆行驶过程中的阻力,一部分动力用于驱动车辆加速。
因此,本实施例中,开度阈值由车辆行驶速度、车辆负载和车辆当前行驶道路环境(道路坡度)三者共同决定。
本实施例中,基于车辆行驶速度、车辆负载和道路坡度,确定开度阈值的步骤,包括:
步骤A1、基于车辆行驶速度、车辆负载和道路坡度,从三维MAP表中查表得到车辆出厂预设的该工况条件下(前述计算车辆在行驶过程中需要克服的阻力时所对应的工况条件)的加速度阈值athr,其中,三维MAP表中行、列和层分别对应车辆负载、道路坡度和车辆行驶速度;
步骤A2、基于如下计算公式,计算得到车辆当前的驱动力阈值FDrvThr:FDrvThr=Ff+m*athr,
其中Ff为前述计算的行驶阻力,m为整车总质量(包含车辆负载),athr为查表所得的加速度阈值;
步骤A3、将计算得到的驱动力阈值FDrvThr通过车辆“加速踏板开度-车辆驱动力”MAP表查表可得该工况条件下对应的加速踏板开度阈值。
其中,车辆行驶速度可由整车CAN(ControllerAreaNetwork)总线网络(整车控制器)所得,车辆负载可由车辆载荷传感器获得,车辆当前行驶道路环境(道路坡度)可由车辆姿态传感器获得。
需要说明的是,若加速踏板开度小于或等于开度阈值,则返回至监控所述加速踏板踩踏力度和/或所述加速踏板开度的步骤。
步骤S13、若所述加速度踏板开度变化率大于变化率阈值,则获取所述车辆行驶速度。
需要说明的是,车辆行驶速度是车辆当前时刻的行驶速度。
本实施例中的变化率阈值通过历史数据进行设定,不同类型的车辆所对应的变化率阈值是不同的。
步骤S14、若所述加速踏板踩踏力度大于踩踏力度阈值,则获取所述车辆行驶速度。
本实施例中的踩踏力度阈值通过历史数据进行设定,通过实验统计可知,车辆驾驶员正常踩踏加速踏板的力度不超过N,故而本实施例将踩踏力度阈值设定为N。
需要说明的是,若所述加速踏板踩踏力度小于或等于踩踏力度阈值,则返回至监控所述加速踏板踩踏力度和/或所述加速踏板开度的步骤。
步骤S15、若所述车辆行驶速度小于预设速度阈值,则判断油门被误踩。
本实施例中的预设速度阈值用于判断车辆的状态,当车辆行驶速度小于预设速度阈值时,认为车辆处于起步状态,当车辆行驶速度大于或等于预设速度阈值时,认为车辆处于正常行驶状态。因此,本实施例中的预设速度阈值可在3km/h~10km/h中选择,具体数值本实施例不作限定。
需要说明的是,当检测到车辆行驶速度小于预设速度阈值时,认为起步状态的车辆发生油门误踩情况。
步骤S16、若所述车辆行驶速度大于或等于预设速度阈值,则对车辆移动方向上的目标进行检测。
本实施例中的目标可以为移动目标,也可以为固定目标。
其中,移动目标指的是车辆移动方向上的移动障碍物,例如,其他行驶车辆、行驶非机动车辆以及行走的路人等;固定目标指的是车辆移动方向上的固定障碍物,例如,路灯、绿化树木等。
本实施例中车辆移动方向由车辆当前档位和车辆转向角决定。若当前档位为前进档,则目标为车辆前方对应车辆转向角位置的目标;若当前档位为后退档,则目标为车辆后方对应车辆转向角位置的目标。
对车辆移动方向上的目标进行检测是检测车辆移动方向上是否存在目标,以及在检测到车辆移动方向上存在目标后,对车辆与目标之间的目标距离进行测量。其中,目标距离可以通过安装在车辆前方/后方的车载传感器测量而得。车载传感器可以为视觉摄像头、不同类型的雷达等。
步骤S17、若所述车辆移动方向上存在目标,且所述车辆与所述目标之间的目标距离小于预设距离阈值,则判断油门被误踩。
本实施例中的预设距离阈值由车辆行驶速度和预设时间阈值计算而得,预设距离阈值等于车辆行驶速度和预设时间阈值的乘积。
其中,预设时间阈值由车辆的制造商人为进行设定,本实施例不作具体限定。需要说明的是,在车辆不同移动方向上的预设距离阈值计算过程中,使用的预设时间阈值可以不同。
需要说明的是,当检测到车辆移动方向上存在目标,且检测到目标与车辆之间的目标距离小于预设距离阈值,则认为正常行驶的车辆发生油门误踩情况。
05、切断车辆动力输出
当判断出油门被误踩后,切断车辆的动力输出并执行制动措施。
电子控制单元在判断出油门被误踩后,切断车辆的动力输出并执行制动措施,不对该油门误踩操作进行响应,可以避免车辆的车速猛增。
本实施例中,对于电动汽车来说,切断车辆的动力输出是将车辆的动力电机驱动扭矩置零;对于发动机汽车来说,切断车辆发动机的动力输出是将发动机维持怠速状态,并断开车辆的离合器。
相比于现有油门防误踩技术判断条件单一,本实施例首先基于油门误踩判断参数,对油门误踩进行判断,进而当判断出油门被误踩后,切断车辆的动力输出并执行制动措施。
其中,所述油门误踩判断参数包括加速踏板踩踏力度、加速踏板开度、加速踏板开度变化率、车辆行驶速度和目标距离,所以本实施例不仅将驾驶员行为(加速踏板踩踏力度、加速踏板开度、加速踏板开度变化率)作为判断条件,还将车辆自身因素(车辆行驶速度)和车辆驾驶环境因素(目标距离)加入到判断条件中,丰富了判断条件,进而提高了油门误踩情况判断准确率。