一种行车安全控制方法、装置及汽车与流程

本发明涉及汽车领域，尤其涉及一种行车安全控制方法、装置及汽车。

背景技术：

电动汽车是由电机直接驱动的新能源汽车，电机作为电动汽车的驱动装置，其输出扭矩决定了电动汽车的行驶情况。当系统正常工作时，电机响应整车控制系统的扭矩指令驱动汽车行驶；但当汽车处于N档时，如果电机的输出扭矩由于不明原因突增，很可能导致汽车发生非预期启动，这将对汽车和人员的安全造成不可预知的危险。

技术实现要素：

本发明提供了一种行车安全控制方法、装置及汽车，解决了现有技术中汽车处于N档时发生非预期启动所造成的行车隐患问题。

依据本发明的一个方面，提供了一种行车安全控制方法，包括：

获取汽车电机的启动状态；

当汽车电机的启动状态为N档非预期启动时，生成故障信息；

在生成故障信息后，在预设时间内将汽车的输出扭矩调整至安全输出扭矩。

通过在检测到汽车处于N档非预期启动状态时，生成故障信息，以进一步根据该故障信息在预设时间内将汽车的输出扭矩调整至安全输出扭矩，以避免汽车因N档非预期启动，汽车非预期的偏移量过大导致的安全隐患问题。

其中，获取的汽车电机的启动状态的步骤之后，还包括：

当汽车电机的启动装置为N档正常启动时，按照汽车正常扭矩输出。

其中，在预设时间内将汽车的输出扭矩调整至安全输出扭矩的步骤包括：

根据故障信息，确定汽车的安全输出扭矩；

获取汽车电机启动时的安全距离；

根据安全距离，计算调整输出扭矩的安全时间；

在安全时间内，将汽车的输出扭矩调整至安全输出扭矩。

其中，根据故障信息，确定汽车的安全输出扭矩的步骤包括：

根据故障信息中的扭矩偏移，确定将扭矩偏移调整为零扭矩输出。

其中，获取汽车电机启动时的安全距离的步骤包括：

根据正态分布算法，计算汽车电机启动时的安全距离；其中，安全距离为：汽车电机启动时汽车边缘距离障碍物之间的最短距离。

其中，获取汽车电机启动时的安全距离通过以下公式计算：

D_安＝D_min1+D_min2

$D_{\min 1}=\frac{W_d-S_a}{2}-1.64\frac{W_d-S_a}{2\×3}$

$D_{min2}=\frac{L_d-W_b}{2}-1.64\frac{L_d-W_b}{2\×3}$

其中，D_安表示安全距离，D_min1表示汽车边缘距离停车位边缘的最短距离，D_min2表示停车位边缘距离障碍物的最短距离；W_d表示停车位长度，S_a表示汽车长度，L_d表示相邻停车位之间通车道的宽度，W_b表示障碍物宽度。

依据本发明的另一个方面，还提供了一种行车安全控制装置，包括：

获取模块，用于获取汽车电机的启动状态；

故障检测模块，用于当汽车电机的启动状态为N档非预期启动时，生成故障信息；

调整模块，用于在生成故障信息后，在预设时间内将汽车的输出扭矩调整至安全输出扭矩。

通过在检测到汽车处于N档非预期启动状态时，生成故障信息，以进一步根据该故障信息在预设时间内将汽车的输出扭矩调整至安全输出扭矩，以避免汽车因N档非预期启动，汽车非预期的偏移量过大导致的安全隐患问题。

其中，该行车安全控制装置还包括：

输出模块，用于当汽车电机的启动装置为N档正常启动时，按照汽车正常扭矩输出。

其中，调整模块包括：

处理单元，用于根据故障信息，确定汽车的安全输出扭矩；

获取单元，用于获取汽车电机启动时的安全距离；

计算单元，用于根据安全距离，计算调整输出扭矩的安全时间；

输出单元，用于在安全时间内，将汽车的输出扭矩调整至安全输出扭矩。

其中，调整模块具体用于：根据故障信息中的扭矩偏移，确定将扭矩偏移调整为零扭矩输出。

其中，获取单元包括：

计算子单元，用于根据正态分布算法，计算汽车电机启动时的安全距离；其中，安全距离为：汽车电机启动时汽车边缘距离障碍物之间的最短距离。

依据本发明的再一个方面，还提供了一种汽车，包括如上所述的行车安全控制装置。

本发明的实施例的有益效果是：

在检测到汽车处于N档非预期启动状态时，生成故障信息，以进一步根据该故障信息在预设时间内将汽车的输出扭矩调整至安全输出扭矩，以避免汽车因N档非预期启动，汽车非预期的偏移量过大导致的安全隐患问题。

附图说明

图1表示本发明的行车安全控制方法的流程示意图；

图2表示图1中步骤103的具体流程示意图；

图3表示本发明的实验汽车在N档非预期启动时的场景示意图；

图4表示本发明的行车安全控制装置的模块示意图。

其中图中：41、获取模块，42、故障检测模块，43、调整模块。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

实施例一

如图1所示，本发明的实施例提供了一种行车安全控制方法，具体包括以下步骤：

步骤101：获取汽车电机的启动状态。

这里是指检测汽车电机的启动状态，其中，汽车电机的启动状态包括：正常启动状态、非预期启动状态和停止状态。其中，不同的启动状态可通过检测汽车当前的变速挡位和汽车电机的输出扭矩等因素来确定。

步骤102：当汽车电机的启动状态为N档非预期启动时，生成故障信息。

其中，非预期启动指的是汽车电机的输出扭矩由于不明原因突增造成的突然启动。具体地，可根据检测到的汽车当前的变速档位以及汽车电机的输出扭矩等因素来确定。当检测到汽车当前的变速档位处于N档位，且电机的输出扭矩不为0时，确定当前汽车处于N档非预期启动状态，会对汽车的行驶安全造成隐患，因此触发生成一故障信息，以指示当前汽车处于不安全状态。

步骤103：在生成故障信息后，在预设时间内将汽车的输出扭矩调整至安全输出扭矩。

在得到该故障信息后，控制汽车电机在预设时间内将其输出扭矩调整至安全输出扭矩的范围内。其中，这里所说的预设时间指的是汽车的故障容错时间，即在该段时间内做出调整，可将非预期启动造成的安全隐患问题。

其中，如图2所示，步骤101具体包括以下步骤：

步骤201：根据故障信息，确定汽车的安全输出扭矩。

其中，当生成故障信息后，可获知当前汽车电机的输出扭矩不为0，进一步地还可获知汽车电机的扭矩偏移。根据故障信息中的扭矩偏移，确定将扭矩偏移调整为零扭矩输出。

步骤202：获取汽车电机启动时的安全距离。

其中，可根据正态分布算法，计算汽车电机启动时的安全距离；其中，安全距离为：汽车电机启动时汽车边缘距离障碍物之间的最短距离。

具体地，获取汽车电机启动时的安全距离通过以下公式计算：

D_安＝D_min1+D_min2

$D_{min1}=\frac{W_d-S_a}{2}-1.64\frac{W_d-S_a}{2\×3}$

$D_{min2}=\frac{L_d-W_b}{2}-1.64\frac{L_d-W_b}{2\×3}$

其中，D_安表示安全距离，D_min1表示汽车边缘距离停车位边缘的最短距离，D_min2表示停车位边缘距离障碍物的最短距离；W_d表示停车位长度，S_a表示汽车长度，L_d表示相邻停车位之间通车道的宽度，W_b表示障碍物宽度。

下面以如图3所示的停车场景为例进行说明。假设停车位为长度6m，宽度3m的标准停车位，相邻停车位之间的通车道的宽度为4.5m，实验汽车的长度为2.93m，宽度为1.66m，障碍物为行人，宽度为0.4m，也就是说W_d＝6m，S_a＝2.93，L_d＝4.5m，W_b＝0.4m。当汽车在N档非预期启动时，汽车电机启动时汽车边缘距离障碍物之间的最短距离，即安全距离，包括两部分：实验汽车在停车位上停放时车头距停车位边缘的距离，以及行人在路上行走时位置距停车位边缘的距离，其中上述两个距离均满足正态分布。那么依据以上公式可计算得到：

$D_{\min 1}=\frac{6-2.93}{2}-1.64\frac{6-2.93}{2\×3}=0.7$

其中，实验汽车距离停车位边界线的平均距离为：Y₅₀＝(6-2.93)/2＝1.535，其标准差＝Y₅₀/3＝0.5117，Y₉₅＝Y₅₀-1.64*标准差＝0.7。

$D_{min1}=\frac{4.5-0.4}{2}-1.64\frac{4.5-0.4}{2\×3}=0.93$

其中，行人距离通车道与停车位的边界线的平均距离为：Y₅₀＝(4.5-0.4)/2＝2.05，其标准差＝Y₅₀/3＝0.683，Y₉₅＝Y₅₀-1.64*标准差＝0.93。

那么确定95％以内的汽车电机启动时，汽车边缘距离障碍物之间的最短距离为0.7+0.93＝1.63m，也就是说95％以内实验汽车在N档非预期启动时的安全距离为1.63，如果车辆非预期启动后偏移的距离超过1.63m，则车辆会撞击到停车场路上行走的路人。

步骤203：根据安全距离，计算调整输出扭矩的安全时间。

为了提高汽车的安全性，需要提高汽车功能安全可控度等级，那么就需要根据安全距离计算出调整汽车电机的安全时间。其中，汽车功能安全可控度等级如下表所示：

为了提高汽车功能安全可控度等级，需要进一步对故障容错时间进行分析，如果不加入控制策略，仅依靠驾驶员的反应，电机扭矩响应时间很短，为微秒级别，则故障容错时间约等于驾驶员的反应时间，而95％的驾驶员反应时间在1.5s以内，按照驾驶员反应时间，如果不在策略上采取措施，仅靠驾驶员的反应，撞击的概率很高，汽车安全性很差。

根据该安全距离可计算出系统的容错的安全时间，即保证在容错时间内汽车的偏移距离处于安全距离内即可。其中，安全时间的确定除了与安全距离相关外，还与N档非预期启动时的扭矩偏移量和汽车行车速度相关，以上述示例为例，故障容错时间与汽车移动距离的关系如下表所示：

从表中可以看出，当故障触发时间为250ms以内时，车辆移动距离处于安全距离内(小于1.63cm)，99％或者更多的驾驶员或者交通参与者均能够避免撞击危害，功能安全可控度提高到C1级别。

步骤204：在安全时间内，将汽车的输出扭矩调整至安全输出扭矩。

在汽车处于N档非预期启动时，进行故障判断，并在确认故障后立即对整车进行零扭矩处理，则故障容错时间约等于故障的检测确认时间，故障检测确认时间肯定会远小于驾驶员反应时间。因此只需控制汽车在发生故障后的250ms内完成汽车电机输出扭矩的调整，即可避免因N档非预期启动造成的安全隐患。

进一步地，在步骤101之后还包括：当汽车电机的启动装置为N档正常启动时，按照汽车正常扭矩输出。

综上，本发明的行车安全控制方法通过获取汽车电机的启动状态，检测汽车是否处于N档非预期启动状态，并在汽车处于N档非预期启动状态时生成一告警信息，并进一步触发控制汽车电机在预设安全时间内调整汽车电机的安全输出扭矩，以降低汽车在突然启动时发生危险的概率，提高汽车的功能安全可控度。

实施例二

以上实施例一介绍了本发明的行车安全控制方法，下面本实施例将结合附图对其对应的装置做进一步介绍说明。

如图4所示，本发明的实施例还提供了一种行车安全控制装置，具体包括：

获取模块41，用于获取汽车电机的启动状态；

故障检测模块42，用于当汽车电机的启动状态为N档非预期启动时，生成故障信息；

调整模块43，用于在生成故障信息后，在预设时间内将汽车的输出扭矩调整至安全输出扭矩。

其中，该行车安全控制装置还包括：

输出模块，用于当汽车电机的启动装置为N档正常启动时，按照汽车正常扭矩输出。

其中，调整模块包括：

处理单元，用于根据故障信息，确定汽车的安全输出扭矩；

获取单元，用于获取汽车电机启动时的安全距离；

计算单元，用于根据安全距离，计算调整输出扭矩的安全时间；

输出单元，用于在安全时间内，将汽车的输出扭矩调整至安全输出扭矩。

其中，调整模块具体用于：根据故障信息中的扭矩偏移，确定将扭矩偏移调整为零扭矩输出。

其中，获取单元包括：

计算子单元，用于根据正态分布算法，计算汽车电机启动时的安全距离；其中，安全距离为：汽车电机启动时汽车边缘距离障碍物之间的最短距离。

需要说明的是，该装置是与上述行车安全控制方法对应的装置，上述方法实施例中所有实现方式均适用于该装置的实施例中，也能达到相同的技术效果。

依据本发明的再一个方面，还提供了一种汽车，包括如上所述的行车安全控制装置，具体地，上述行车安全控制装置中各个功能模块可集成于汽车的微控制单元(MCU，Micro Controller Unit)中，由MCU检测汽车电机的启动状态，当汽车电机的启动状态为N档非预期启动时，生成一故障信息，并在生成故障信息后，在预设时间内将汽车的输出扭矩调整至安全输出扭矩，以将汽车在N档非预期启动时的输出扭矩控制到安全范围内，避免汽车因非预期启动造成的行车安全问题。

以上所述的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人员来说，在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。