油门踏板误踩识别及安全保护方法、系统、设备及介质与流程

1.本发明属于纯电动汽车制动系统技术领域，涉及一种油门踏板误踩识别及安全保护方法、系统、设备及介质。


背景技术：

2.随着汽车保有量的不断增加，因驾驶员紧张、分神等因素在紧急情况下将油门踏板当做制动踏板误踩，从而造成的交通事故也屡见不鲜。尤其随着纯电动汽车的迅速扩张，汽车动力及机动性相比传统燃油车有显著提高，一旦发生误踩油门踏板，往往会造成更加严重的后果。
3.现有技术中，许多具有驾驶辅助功能的车辆配备了aeb紧急制动系统，用以解决紧急情况下驾驶员疏忽或误操作而发生事故的情况。这种系统通常由探测模块、控制模块和执行模块组成，雷达/摄像头作为探测模块负责收集路况及障碍物信息并传递给控制模块，控制模块分析计算后输出控制参数给执行模块，制动系统接收到指令后执行刹车动作。但受限于成本原因，低配车辆无法实现此功能。
4.对于未配备驾驶辅助功能的车辆，有的方案为在油门踏板底座安装压力传感器，通过踩下的踏板力作为开关信号来判断是否发生误踩，例如“一种防油门误踩的方法、装置、车辆及存储介质”(专利号：cn113928114a)。但不同驾驶员的腿部力量差异较大，难以准确界定误踩标准，方案存在缺陷，难以满足应用标准。有的方案则是根据驾驶员的生物特征，如面部表情等信息来判断驾驶员是否发生误操作油门踏板，例如“一种汽车油门踏板误踩识别方法及装置”(专利号：cn113147393b)。此方案的缺陷是系统过于复杂，带来的是整车成本的上升及可靠性的下降，驾驶员用车过程中，车辆容易产生误判，不具有实用价值。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种油门踏板误踩识别及安全保护方法、系统、设备及介质，有效的提高了车辆的安全可靠性，降低整车制造成本，驾驶员用车过程中，避免了车辆容易产生误判的问题，具有广阔的应用价值。
6.本发明是通过以下技术方案来实现：
7.一种油门踏板误踩识别及安全保护方法，包括，
8.当驾驶员踩下油门时，获取油门电压输出信号；
9.对油门电压输出信号进行两阶微分处理，得到油门信号的变化率v和油门信号变化的加速度a，
10.基于油门信号的变化率v和油门信号变化的加速度a与预先设定的临界油门信号变化率v0及临界油门信号变化加速度a0的比较结果；
11.通过油门电压输出信号获取车辆的油门踏板开度及当前车速的信息，并结合油门信号的变化率v和油门信号变化的加速度a的比较结果，对油门踏板误踩进行识别分析判断；
12.根据油门踏板误踩的识别判断结果，以控制识别车辆的制动输出，实现对驾驶员的安全保护。
13.优选的，所述对油门电压输出信号进行两级微分处理中，其中一阶微分结果为油门信号的变化率v，代表油门踏板踩下的速度；二阶微分结果为油门信号变化率的变化率，表示为油门信号变化的加速度a，代表油门踏板踩下速度的变化率，表征了油门踩下的突然程度。
14.优选的，通过油门电压输出信号判断车辆的油门开度值是否大于安全开度k0，以及当前车速是否大于安全车速vs，
15.若二者其中有一方不满足条件，则判断为驾驶员无误踩油门踏板，车辆按驾驶员意图执行动作；
16.若二者皆满足，表示为当前油门开度值大于安全开度k0，且当前车速大于安全车速vs，则进行下一步的油门踏板误踩的识别分析判断；
17.优选的，若不能同时满足油门信号的变化率v＞临界油门信号变化率v0，且油门信号变化的加速度a＞临界油门信号变化加速度a0，则判断为驾驶员无误踩油门踏板的情况，车辆按驾驶员意图执行动作；
18.优选的，若同时满足油门信号的变化率v＞临界油门信号变化率v0，且油门信号变化的加速度a＞临界油门信号变化加速度a0，则判断为驾驶员误踩油门踏板的情况，可能发生紧急情况；
19.优选的，所述预先设定的临界油门信号变化率v0及油门信号变化加速度a0通过批量的用户人群，在相应的改装车辆上进行用户模拟，从而统计出油门误踩的临界油门信号变化率v0及临界油门信号变化加速度a0。
20.优选的，根据油门踏板误踩的识别判断结果，以控制识别车辆的制动输出，实现对驾驶员安全保护的具体过程为：
21.当识别判断为驾驶员遇到紧急情况，识别为将油门踏板误认为制动踏板踩下，表示为误踩发生时，切断车辆驱动电机的动力输出，同时发送制动请求信号，进而启动主动增压功能，使车辆达到abs等级的制动强度，并请求点亮紧急制动灯，提醒后车。
22.优选的，当检测到油门踏板的输出信号为0时，表示驾驶员已松开油门踏板后，停止发送制动请求信号，车辆恢复到正常状态。
23.一种油门踏板误踩识别及安全保护系统，
24.电子油门踏板，整车控制单元vcu、制动控制器esc和车身控制模块bcm，
25.电子油门踏板与整车控制单元vcu之间采用硬线连接，所述整车控制单元vcu，制动控制器esc、车身控制模块bcm之间采用can信号传输；
26.电子油门踏板用于将油门电压输出信号通过硬线输出给整车控制单元vcu；整车控制单元vcu对接收到的油门电压输出信号进行两级微分处理；将处理结果发送给制动控制器esc，制动控制器esc将制动请求信号车身控制模块bcm，以控制识别车辆的制动输出，实现对驾驶员的安全保护。
27.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述油门踏板误踩识别及安全保护方法的步骤。
28.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现所述油门踏板误踩识别及安全保护的步骤。
29.与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
30.本发明提供一种油门踏板误踩识别及安全保护方法、系统、设备及介质，通过电子油门踏板和整车控制单元vcu模块之间采用硬线连接，当驾驶员踩下油门时，油门踏板将与行程对应的模拟的电压信号，通过硬线输出给整车控制单元vcu模块。整车控制单元vcu对接收到的油门电压输出信号进行两级微分处理，得到油门信号的变化率v和油门信号变化的加速度a，基于两阶微分结果与事先设定的临界油门信号变化率v0及油门信号变化加速度a0的比较结果，并结合油门踏板开度及当前车速，对误踩进行判断。本发明通过将油门电压输出信号变化的二阶微分计算结果与临界值进行比对分析，严谨度较高，不易产生误判等情况，可靠性较高；有效的提高了车辆的安全可靠性，降低整车制造成本，驾驶员用车过程中，避免了车辆容易产生误判的问题，具有广阔的应用价值。本发明的系统可在未配置雷达/摄像头及其控制器的车辆上，通过识别驾驶员误踩油门，实现自动紧急制动，节约成本；本专利中对未配备aeb自动紧急制动系统的车辆，在不涉及硬件更改的前提下，利用现有接口采用can信号传输。对驾驶员误踩油门踏板的驾驶工况进行识别，并通过制动系统esc主动刹车、车辆控制系统切断动力等措施，最大可能地维持驾驶员真实意图。通过本专利方法，可在一定程度上避免由于驾驶员疏忽大意而造成的事故，或减轻事故后果。
31.进一步，本发明的无需对现有车辆进行硬件更改，不改变现有vcu、esc、bcm等控制器接口，通过can通讯信号传输，实现车辆主动制动功能。
32.进一步，本发明对于不具备雷达或摄像头的esc配置车辆，基于现有车辆vcu、esc、bcm等控制器之间的接口，采用can通讯传输，优化控制策略，扩展了该系统的实用领域。
附图说明
33.图1为本发明一种油门踏板误踩识别及安全保护方法流程图；
34.图2为本发明一种油门踏板误踩识别及安全保护系统流程图；
35.图3为实施例中油门踏板误踩识别及安全保护逻辑流程图。
具体实施方式
36.下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
37.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
38.对于不具备雷达或摄像头的esc配置车辆，基于现有车辆vcu、esc、bcm等控制器之间的接口，采用can通讯传输，优化控制策略。
39.如图1所示，电子油门踏板、整车控制单元vcu模块之间采用硬线连接，当驾驶员踩下油门时，油门踏板将与行程对应的模拟的电压信号，通过硬线输出给整车控制单元vcu模
块。如图2所示，整车控制单元vcu对接收到的油门电压输出信号进行两级微分处理，一阶微分结果即油门信号的变化率v，代表油门踏板踩下的速度；二阶微分结果即油门信号变化率的变化率，亦即油门信号变化的加速度a，代表油门踏板踩下速度的变化率，表征了油门踩下的突然程度。基于两阶微分结果与事先设定的临界油门信号变化率v0及油门信号变化加速度a0的比较结果(为了得到v0及a0的值，需要一定数量的用户人群，在相应的改装车辆上进行用户模拟，对结果进行计算与统计)，结合油门踏板开度及当前车速，对误踩进行判断。
40.当判断为驾驶员遇到紧急情况，将油门踏板误认为制动踏板踩下，即误踩发生时，整车控制单元vcu立即切断驱动电机动力输出，同时发送制动请求信号给制动控制器esc。esc在接收到来自vcu的制动请求后，随即启动主动增压功能，短时间内达到abs等级的制动强度，与此同时发送点亮紧急制动灯请求给车身控制模块bcm，bcm控制尾灯以一定频率双闪，提醒后车。
41.当车辆控制器vcu检测到油门踏板输出为0，即驾驶员已松开油门踏板后，vcu停止发送制动请求信号，车辆恢复到正常状态。
42.本专利中的驾驶员误踩油门踏板判断逻辑为，通过对一定数量人群进行用户模拟，统计出油门误踩的临界值，将油门信号变化的二阶微分计算结果与该值进行比对分析，严谨度较高，不易产生误判等情况，可靠性较高；相比于配备aeb自动紧急制动车辆，本专利方案可在未配置雷达/摄像头及其控制器的车辆上，通过策略识别驾驶员误踩油门，实现自动紧急制动，节约成本；本方法无需对现有车辆进行硬件更改，不改变现有vcu、esc、bcm等控制器接口，通过can通讯信号传输，实现车辆主动制动功能。
43.本专利中对未配备aeb系统的车辆，在不涉及硬件更改的前提下，利用现有接口采用can信号传输。对驾驶员误踩油门踏板的驾驶工况进行识别，并通过制动系统esc主动刹车、车辆控制系统切断动力等措施，最大可能地维持驾驶员真实意图。通过本专利策略，可在一定程度上避免由于驾驶员疏忽大意而造成的事故，或减轻事故后果。
44.本发明一实施例提供的终端设备。该实施例的终端设备包括：处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序。所述处理器执行所述计算机程序时实现上述各个方法实施例中的步骤。或者，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能。
45.所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器中，并由所述处理器执行，以完成本发明。
46.所述终端设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器。
47.所述处理器可以是中央处理单元(central processing unit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。
48.所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述终端设备的各种功能。
49.所述终端设备集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
50.实施例1
51.如图3所示，为实现该目的，基于现有车辆电子油门踏板、整车控制单元vcu、制动控制器esc、车身控制模块bcm等控制器之间的接口，采用can通讯传输，优化控制策略。电子油门踏板与整车控制单元vcu模块之间采用硬线连接，油门踏板将电压信号通过硬线输出给整车控制单元vcu。整车控制单元vcu、动力系统、制动控制器esc、车身控制模块bcm之间采用can信号传输。系统控制框图如图1。
52.当驾驶员踩下油门踏板时，油门踏板将与行程对应的模拟的电压信号，通过硬线输出给整车控制单元vcu模块。整车控制单元vcu模块收到信号后，首先会判断油门开度值是否大于安全开度k0，以及当前车速是否大于安全车速vs，若二者有一方不满足条件，则判断驾驶员无误踩油门踏板，车辆按驾驶员意图执行动作。为保证安全，安全开度k0和安全车速vs的设置应确保即使发生碰撞，也不会对人员造成严重伤害。若二者皆满足，即当前油门开度值大于安全开度k0，且当前车速大于安全车速vs，则进行下一步判断。
53.整车控制单元vcu对接收到的油门电压输出信号进行两级微分处理，一阶微分结果即油门信号的变化率v，代表油门踏板踩下的速度；二阶微分结果即油门信号变化率的变化率，亦即油门信号变化的加速度a，代表油门踏板踩下速度的变化率，表征了油门踩下的突然程度。将处理计算所得的油门信号的变化率v、油门信号变化的加速度a与事先设定的临界油门信号变化率v0及油门信号变化加速度a0进行比较，若不能同时满足v＞v0，且a＞a0，则判断驾驶员无误踩油门踏板，车辆按驾驶员意图执行动作；若同时满足v＞v0，且a＞a0，此时会判定驾驶员误踩油门踏板，可能发生紧急情况。当判断误踩发生时，整车控制单元vcu会立即切断动力系统的动力输出，同时通过can网络发送制动请求信号给制动控制器esc。制动控制器esc在接收到来自vcu的制动请求信号后，随即启动主动增压功能，在短时间内达到abs等级的制动强度，与此同时制动控制器esc发送点亮紧急制动灯请求信号给车身控制模块bcm，bcm控制尾灯以一定频率双闪，提醒后车。
54.当车辆控制器vcu检测到油门踏板输出为0，即驾驶员已松开油门踏板后，vcu停止发送制动请求信号，车辆恢复到正常状态。以上过程，控制流程图如图3。
55.特别说明，为了得到合适的v0及a0的值，需要一定数量的用户人群，在相应的改装车辆上进行用户模拟。该改装车辆为油门踏板和制动踏板位置对调，且该信息事先不向试
驾人员说明，模拟出现紧急情况(实际保证无危险)，驾驶员自然会急踩“制动踏板”，实际踩下的是油门踏板，用该方法即可模拟出驾驶员误把油门踏板当做制动踏板踩下的真实情况。按此方法采集多组油门踏板输出电压数据，对数据进行两阶微分计算，统计出多组油门信号的变化率v1、v2、v3
…
vn，多组油门信号变化的加速度a1、a2、a3
…
an，考虑一定的安全系数及误触发概率，得到合适的v0及a0的值。
56.本发明的系统相比于配备aeb自动紧急制动车辆，可在未配置雷达/摄像头及其控制器的车辆上，通过策略识别驾驶员误踩油门，实现自动紧急制动，节约成本；本专利中对未配备aeb系统的车辆，在不涉及硬件更改的前提下，利用现有接口采用can信号传输。对驾驶员误踩油门踏板的驾驶工况进行识别，并通过制动系统esc主动刹车、车辆控制系统切断动力等措施，最大可能地维持驾驶员真实意图。通过本专利方法，可在一定程度上避免由于驾驶员疏忽大意而造成的事故，或减轻事故后果。
57.需要说明的是，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
58.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
59.以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本发明；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

技术特征：
1.一种油门踏板误踩识别及安全保护方法，其特征在于，包括，获取油门踩下时油门电压输出信号；对油门电压输出信号进行两阶微分处理，得到油门信号的变化率v和油门信号变化的加速度a，将油门信号的变化率v和油门信号变化的加速度a与预先设定的临界油门信号变化率v0及临界油门信号变化加速度a0进行比较，得到比较结果；通过油门电压输出信号获取车辆的油门踏板开度及当前车速的信息，并结合比较结果，对油门踏板误踩进行识别分析判断，得到油门踏板误踩的识别判断结果；根据油门踏板误踩的识别判断结果，控制识别车辆的制动输出。2.根据权利要求1所述的一种油门踏板误踩识别及安全保护方法，其特征在于，所述对油门电压输出信号进行两级微分处理中，其中一阶微分结果为油门信号的变化率v，代表油门踏板踩下的速度；二阶微分结果为油门信号变化率的变化率，表示为油门信号变化的加速度a，代表油门踏板踩下速度的变化率，用于表征油门踩下的突然程度。3.根据权利要求1所述的一种油门踏板误踩识别及安全保护方法，其特征在于，通过油门电压输出信号判断车辆的油门开度值是否大于安全开度k0，以及当前车速是否大于安全车速vs，若二者有一方不满足条件，则判断为驾驶员无误踩油门踏板，车辆按驾驶员意图执行动作；若二者皆满足，表示为当前油门开度值大于安全开度k0，且当前车速大于安全车速vs，则进行下一步油门踏板误踩的识别分析判断。4.根据权利要求3所述的一种油门踏板误踩识别及安全保护方法，其特征在于，若同时满足油门信号的变化率v＞临界油门信号变化率v0，且油门信号变化的加速度a＞临界油门信号变化加速度a0，则判断驾驶员误踩油门踏板的情况，会有发生紧急情况的概率，否则，判断驾驶员无误踩油门踏板的情况，车辆按驾驶员意图执行动作。5.根据权利要求1所述的一种油门踏板误踩识别及安全保护方法，其特征在于，所述预先设定的临界油门信号变化率v0及油门信号变化加速度a0通过批量的用户人群，在相应的改装车辆上进行用户模拟，从而统计出油门误踩的临界油门信号变化率v0及临界油门信号变化加速度a0；其中，改装车辆为油门踏板和制动踏板位置对调后的车辆。6.根据权利要求1所述的一种油门踏板误踩识别及安全保护方法，其特征在于，根据油门踏板误踩的识别判断结果，控制识别车辆的制动输出，实现对驾驶员安全保护，具体过程为：当识别判断为驾驶员遇到紧急情况，识别为将油门踏板误认为制动踏板踩下，表示为误踩发生时，切断车辆驱动电机的动力输出，同时发送制动请求信号，进而启动主动增压功能，使车辆达到abs等级的制动强度，并请求点亮紧急制动灯，以提醒后车。7.根据权利要求1所述的一种油门踏板误踩识别及安全保护方法，其特征在于，当检测到油门踏板的油门电压输出信号为0时，表示驾驶员已松开油门踏板，停止发送制动请求信号，车辆恢复到正常状态。8.一种油门踏板误踩识别及安全保护系统，基于权利要求1-7任一项所述油门踏板误踩识别及安全保护方法，其特征在于，包括，
电子油门踏板，整车控制单元vcu、制动控制器esc和车身控制模块bcm，电子油门踏板与整车控制单元vcu之间采用硬线连接，所述整车控制单元vcu，制动控制器esc、车身控制模块bcm之间采用can信号传输；电子油门踏板用于将油门电压输出信号通过硬线输出给整车控制单元vcu；整车控制单元vcu对接收到的油门电压输出信号进行两级微分处理；将处理结果发送给制动控制器esc，制动控制器esc将制动请求信号车身控制模块bcm，以控制识别车辆的制动输出，实现对驾驶员的安全保护。9.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述油门踏板误踩识别及安全保护方法的步骤。10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述油门踏板误踩识别及安全保护的步骤。

技术总结
本发明提供一种油门踏板误踩识别及安全保护方法、系统、设备及介质，当驾驶员踩下油门时，油门踏板将与行程对应的模拟的电压信号，整车控制单元VCU对接收到的油门电压输出信号进行两级微分处理，得到油门信号的变化率v和油门信号变化的加速度a，基于两阶微分结果与事先设定的临界油门信号变化率v0及油门信号变化加速度a0的比较结果，并结合油门踏板开度及当前车速，对误踩进行判断。本发明通过将油门电压输出信号变化的二阶微分计算结果与临界值进行比对分析，严谨度较高，不易产生误判等情况；有效的提高了车辆的安全可靠性，降低整车制造成本，驾驶员用车过程中，避免了车辆容易产生误判的问题，具有广阔的应用价值。具有广阔的应用价值。具有广阔的应用价值。


技术研发人员：刘富裕 马涛锋 卜凡 董红莉
受保护的技术使用者：奇瑞新能源汽车股份有限公司
技术研发日：2023.07.31
技术公布日：2023/10/20