车辆驾驶行为改善系统及其改善方法技术方案

本发明专利技术涉及车辆驾驶行为改善系统。该系统具备：环境感知模块；知识库模块；驾驶行为算法模块，根据来自环境感知模块的环境信息以及知识信息对原始的制动踏板信号、原始的油门踏板信号以及原始的方向盘转角信号进行优化，获得优化的信号，将优化的信号与原始信号进行比较，得出实际的制动踏板信号、实际的油门踏板信号以及实际的方向盘转角信号分别输入制动系统、传动系统、转向系统；车辆控制系统，根据从制动系统、传动系统、转向系统分别获得制动力矩、驱动扭矩以及转角来控制车辆。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及车辆控制技术，更具体地涉及一种能够降低车辆行驶过程中不必要的油耗和排放并且同时帮助驾驶员养成良好的驾驶习惯的车辆驾驶行为改善系统以及改善方法。
技术介绍
不良的驾驶行为会带来不必要的油耗和排放，甚至会造成一定的安全隐患。作为改善不良驾驶行为的措施，现有技术中通常采用跟踪车辆油耗曲线来得知是否存在不良驾驶行为。但是，如果仅仅跟踪车辆油耗曲线，在驾驶员操作这些驾驶行为时进行语音提示，会存在以下两个问题：（1）驾驶行为的改善有很大的主观性，仅仅跟踪车辆油耗曲线，本质上并不能降低行车过程中不必要的油耗和排放，只能依靠车辆提示改善驾驶行为。（2）不能够分辨驾驶行为的合理性，特别是如频繁停车、急加速、猛踩油门、频繁变道和曲线行车、过长时间低速行驶、急刹车和频繁变速等驾驶习惯的合理性，甚至会对合理的驾驶行为进行干扰。一般，驾驶行为由制动踏板信号、油门踏板信号和方向盘转角信号体现，通过构造驾驶行为系统模型，研究驾驶行为算法，把驾驶行为信号进行优化，优化后的信号与原始信号进行比较得出实际信号，并把实际驾驶行为信号反馈给车辆控制系统，在驾驶员操作不良驾驶行为时，驾驶行为算法模块能够分辨驾驶行为的合理性，就能够及时改善驾驶员的驾驶行为，并实时给驾驶员提示，降低行车过程中不必要的油耗和排放，同时帮助驾驶员养成良好的驾驶习惯。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术旨在提供一种能够降低车辆行驶过程中不必要的油耗和排放并且同时帮助驾驶员养成良好的驾驶习惯的车辆驾驶行为改善系统以及改善方法。本专利技术建立了一种车辆驾驶行为改善系统，它通过驾驶行为算法模块得出优化的驾驶行为信号与原始信号进行对比，根据判断原则得出实际信号，即最优的驾驶行为信号，根据最优驾驶行为信号可以及时降低不必要的油耗和排放。而且通过监控驾驶行为，使驾驶员了解自己的驾驶行为并予以改进。本专利技术的车辆驾驶行为改善系统，其特征在于，具备：环境感知模块，采集周围的环境信息；知识库模块，存储有关驾驶行为和交通信息的知识信息；驾驶行为算法模块，获得原始的制动踏板信号、原始的油门踏板信号以及原始的方向盘转角信号，并且根据来自所述环境感知模块的所述环境信息以及所述知识信息对所述原始的制动踏板信号、所述原始的油门踏板信号以及所述原始的方向盘转角信号进行优化，获得优化的制动踏板信号、优化的油门踏板信号以及优化的方向盘转角信号，将所述优化的制动踏板信号、优化的油门踏板信号以及优化的方向盘转角信号与所述原始的制动踏板信号、原始的油门踏板信号以及原始的方向盘转角信号进行比较，得出实际的制动踏板信号、实际的油门踏板信号以及实际的方向盘转角信号；制动系统，用于根据来自所述驾驶行为算法模块的所述实际的制动踏板信号产生制动力矩；传动系统，用于根据来自所述驾驶行为算法模块的所述实际的油门踏板信号产生驱动扭矩；转向系统，用于根据来自所述驾驶行为算法模块的所述实际的方向盘转角信号产生转角；车辆控制系统，根据从所述制动系统、传动系统、转向系统分别获得制动力矩、驱动扭矩以及转角来控制车辆。优选地，所述环境感知模块具备：摄像头，用于获得车辆周围的障碍物信息；车载雷达/GPS，用于获得车辆位置信息和车距信息。优选地，所述知识库模块作为知识信息用于存储道路信息、交通规则、驾驶行为、驾驶轨迹、模糊规则。优选地，所述驾驶行为算法模块具备：预瞄跟随器，根据来自所述环境感知模块的所述环境信息，建立车辆坐标系，求得车辆当前位置的希望的制动踏板信号、希望的油门踏板信号和希望的方向盘信号；减法器，作为差值信号，分别求取所述希望的制动踏板信号与所述优化的制动踏板信号的误差和误差变化率、所述希望的油门踏板信号与所述优化的油门踏板信号的误差和误差变化率差、以及所述希望的方向盘信号与所述优化的方向盘信号的误差和误差变化率差；以及自适应模糊PID模块，从所述减法器输入所述差值信号，采用模糊推理方法对PID的比例参数Kp、积分参数Ki、微分参数Kd进行整定，输出优化的制动踏板信号、优化的油门踏板信号以及优化的方向盘转角信号；计算模块，将所述优化的制动踏板信号、优化的油门踏板信号以及优化的方向盘转角信号分别与所述原始的制动踏板信号、原始的油门踏板信号以及原始的方向盘转角信号进行比较，得出实际的制动踏板信号、实际的油门踏板信号以及实际的方向盘转角信号。优选地，所述自适应模糊PID模块具备：模糊控制器，从所述减法器输入差值信号根据模糊推理方法求出PID的比例参数Kp、积分参数Ki、微分参数Kd；PID控制器，根据从所述减法器输入差值信号和从所述模糊控制器输入的PID的比例参数Kp、积分参数Ki、微分参数Kd计算出所述优化的制动踏板信号、优化的油门踏板信号以及优化的方向盘转角信号。优选地，所述模糊控制器具备：模糊化模块，从所述减法器输入差值信号并且进行模糊化处理；推理机，根据存储在所述知识库模块中的所述知识信息对模糊化处理后的信号进行推理处理并得到推理结果；以及去模糊化模块，对所述推理结果进行去模糊化处理获得PID的比例参数Kp、积分参数Ki、微分参数Kd。优选地，在所述计算模块中，将所述原始的制动踏板信号、原始的油门踏板信号以及原始的方向盘转角信号设为S1、将所述优化的制动踏板信号、优化的油门踏板信号以及优化的方向盘转角信号设为S2的情况下、将实际的制动踏板信号、实际的油门踏板信号以及实际的方向盘转角信号设为S3的情况下，如果S1和S2的绝对值小于等于规定值的情况下，使得S3＝S1、如果S1和S2的绝对值大于规定值的情况下，使得S3＝S2。优选地，所述车辆控制系统根据从所述制动系统、传动系统、转向系统分别获得制动力矩、驱动扭矩以及转角来控制车辆的横向运动和纵向运动并且把优化的驾驶行为提醒给驾驶员。本专利技术的车辆驾驶行为改善方法，其特征在于，包括下述步骤：采集周围的环境信息和有关驾驶行为和交通信息的知识信息；获取通过制动踏板、油门踏板、方向盘产生的原始的制动踏板信号、原始的油门踏板信号以及原始的方向盘转角信号；根据所述环境信息以及所述知识信息对所述原始的制动踏板信号、所述油门踏板信号以及所述方向盘转角信号进行优化，获得优化的制动踏板信号、优化的油门踏板信号以及优化的方向盘转角信号；将所述优化的制动踏板信号、优化的油门踏板信号以及优化的方向盘转角信号分别与所述原始的制动踏板信号、原始的油门踏板信号以及原始的方向盘转角信号进行比较，得出实际的制动踏板信号、实际的油门踏板信号以及实际的方向盘转角信号；根据所述实际的制动踏板信号产生制动力矩、所述实际的油门踏板信号产生驱动扭矩、所述实际的方向盘转角信号产生转角；根据所述制动力矩、驱动扭矩以及转角来控制车辆的横向运动和纵向运动并且把优化的驾驶行为提醒给驾驶员。根据本专利技术的车辆驾驶行为改善系统以及本专利技术的车辆驾驶行为改善方法，通过对制动踏板信号、油门踏板信号和方向盘转角信号进行优化，尽可能找到获得最佳路径的优化值，减少不良驾驶行为，特别是频繁停车、急加速、猛踩油门、频繁变道和曲线行车、过长时间低速行驶、急刹车和频繁变速等驾驶行为，由此能够显著降低不必要的油耗和排放，消除安全隐患，车辆把驾驶行为提示给驾驶员，用以改善驾驶员的驾驶行为，帮助驾驶员形成良好的驾驶习惯。附图说明图1是表示本专利技术的车辆驾驶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车辆驾驶行为改善系统，其特征在于，具备：环境感知模块，采集周围的环境信息；知识库模块，存储有关驾驶行为、交通信息、模糊规则的知识信息；驾驶行为算法模块，获得原始的制动踏板信号、原始的油门踏板信号以及原始的方向盘转角信号，并且根据来自所述环境感知模块的所述环境信息以及所述知识信息对所述原始的制动踏板信号、所述原始的油门踏板信号以及所述原始的方向盘转角信号进行优化，获得优化的制动踏板信号、优化的油门踏板信号以及优化的方向盘转角信号，将所述优化的制动踏板信号、优化的油门踏板信号以及优化的方向盘转角信号与所述原始的制动踏板信号、原始的油门踏板信号以及原始的方向盘转角信号进行比较，得出实际的制动踏板信号、实际的油门踏板信号以及实际的方向盘转角信号；制动系统，用于根据来自所述驾驶行为算法模块的所述实际的制动踏板信号产生制动力矩；传动系统，用于根据来自所述驾驶行为算法模块的所述实际的油门踏板信号产生驱动扭矩；转向系统，用于根据来自所述驾驶行为算法模块的所述实际的方向盘转角信号产生转角；车辆控制系统，根据从所述制动系统、传动系统、转向系统分别获得制动力矩、驱动扭矩以及转角来控制车辆。

【技术特征摘要】
1.一种车辆驾驶行为改善系统，其特征在于，具备：环境感知模块，采集周围的环境信息；知识库模块，存储有关驾驶行为、交通信息、模糊规则的知识信息；驾驶行为算法模块，获得原始的制动踏板信号、原始的油门踏板信号以及原始的方向盘转角信号，并且根据来自所述环境感知模块的所述环境信息以及所述知识信息对所述原始的制动踏板信号、所述原始的油门踏板信号以及所述原始的方向盘转角信号进行优化，获得优化的制动踏板信号、优化的油门踏板信号以及优化的方向盘转角信号，将所述优化的制动踏板信号、优化的油门踏板信号以及优化的方向盘转角信号与所述原始的制动踏板信号、原始的油门踏板信号以及原始的方向盘转角信号进行比较，得出实际的制动踏板信号、实际的油门踏板信号以及实际的方向盘转角信号；制动系统，用于根据来自所述驾驶行为算法模块的所述实际的制动踏板信号产生制动力矩；传动系统，用于根据来自所述驾驶行为算法模块的所述实际的油门踏板信号产生驱动扭矩；转向系统，用于根据来自所述驾驶行为算法模块的所述实际的方向盘转角信号产生转角；车辆控制系统，根据从所述制动系统、传动系统、转向系统分别获得制动力矩、驱动扭矩以及转角来控制车辆。2.如权利要求1所述的车辆驾驶行为改善系统，其特征在于，所述环境感知模块具备：摄像头，用于获得车辆周围的障碍物信息；车载雷达/GPS，用于获得车辆位置信息和车距信息。3.如权利要求2所述的车辆驾驶行为改善系统，其特征在于，所述知识库模块作为知识信息存储有道路信息、交通规则、驾驶行为、驾驶轨迹、模糊规则。4.如权利要求3所述的车辆驾驶行为改善系统，其特征在于，所述驾驶行为算法模块（300）具备：预瞄跟随器（310），根据来自所述环境感知模块的所述环境信息，建立车辆坐标系，求得车辆当前位置的希望的制动踏板信号、希望的油门踏板信号和希望的方向盘信号；减法器（320），作为差值信号，分别求取所述希望的制动踏板信号与所述优化的制动踏板信号的误差和误差变化率、所述希望的油门踏板信号与所述优化的油门踏板信号的误差和误差变化率差、以及所述希望的方向盘信号与所述优化的方向盘信号的误差和误差变化率差；以及自适应模糊PID模块（330），从所述减法器输入所述差值信号，采用模糊推理方法对PID的比例参数Kp、积分参数Ki、微分参数Kd进行整定，输出优化的制动踏板信号、优化的油门踏板信号以及优化的方向盘转角信号；计算模块（340），将所述优化的制动踏板信号、优化的油门踏板信号以及优化的方向盘转角信号分别与所述原始的制动踏板信号、原始的油门踏板信号以及原始的方向盘转角信号进行比较，得出实际的制动踏板信号、实际的油门踏板信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯文洁，任明，吴凯，刘剑，
申请(专利权)人：上汽通用汽车有限公司，泛亚汽车技术中心有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31