[发明专利]一种自动驾驶车辆的油门智能控制方法和系统

说明书

一、技术领域

本发明涉及是一种自动驾驶车辆的油门智能控制方法和系统，属于汽车领域。

二、背景技术

自动驾驶和辅助驾驶系统在智能交通领域占有重要的地位，是智能车辆速度控制的一个重要的组成部分，其性能的好坏直接影响到了智能车辆的速度控制性能和精度。智能车辆的应用对车辆的自动和半自动驾驶，速度巡航自动泊车辅助驾驶技术有重要的实际意义。其电子油门的控制系统将计算机、单片机、机械、电气、控制技术的结合；同时也是辅助驾驶和主动安全技术的重要组成部分，随着人们对交通和车辆的安全意识的提高，其越来越受到人们的重视。有时由于驾驶员的经验不够丰富，对油门踏板和制动踏板的使用次数比较多，油门的一些损耗和开度变化很大，造成大量费油的情况。同时驾驶员长时间保持一个姿势控制油门踏板，驾驶的舒适性毫无保障，并容易产生疲劳，不利于安全行驶。

自动和辅助驾驶的油门控制技术，是由车速传感器(光电编码盘)，直流有刷电机，CAN总线网络、控制和采集单元的MCU，控制上位机单元组成。但是一般的控制系统只有单独的油门位置反馈，测速精度不够，一个大的系统闭环没有实现，对油门开度的计算也不够准确，这样不能保证油门和速度的平稳性和实时性，对车辆速度控制精度也无法保证，无法满足乘客的舒适性。

三、发明内容

本发明旨在提供一种对自动驾驶和辅助驾驶有效稳定的油门智能控制控制方法，为了能让车辆油门速度控制有足够精度同时保障乘客的舒适性，能让车辆在自动巡航和自动泊车关键技术中发挥其安全方便的优势。

为了达到上述目的，本发明是这样实现的：

一种自动驾驶车辆的油门智能控制方法，包括以下步骤：

(1)初始化采集底层数据MCU、油门控制MCU及其各端口；

(2)检测油门控制MCU的PWM波和驱动是否正常，应用MCU实时中断来确保智能驾驶的控制周期在50ms控制一次，检测车辆CAN总线网络串口是否正常工作，检测采集底层数据MCU来定时中断接收车速编码盘信号是否有效；

(3)各个MCU通过CAN总线传输数据，上位机电脑通过串口来接收微控制器采集到的速度和时间戳信息，知道是哪个时间包发送的速度信息，并采集油门现在的状态和控制油门的电机的状态；

(4)上位机通过采集到的速度信息应用模糊增量PID算法算出油门开度，经过油门开度和速度的标定拟合，确定期望速度对应的油门开度，同时检测是否是紧急制动模式，如果不是则下发油门控制量到CAN总线网络；

(5)当油门开度值下发到CAN总线网络时，油门控制MCU通过其自身带的CAN网络滤波器滤除其他CAN总线ID信息，接收到其对应的油门开度值，并换算成电机标定值，通过PWM波控制电机转动来拉动油门控制油门的行程；

(6)把当前的电机的状态值和油门的行程采集通过CAN总线网络发送到上位机电脑中，上位机同时继续采集车速信息；

(7)将采集到信息时间和时间戳的信息进行比对，同时确定控制的最大延迟时间，通过上位机的算法进行时间上的修复控制，再进行模糊增量PID的控制然后就再发送到CAN网络中进行油门开度控制。

一种自动驾驶车辆的油门智能控制系统，是基于智能电动车平台BJUT号，采用三个MCU搭建的CAN网络传输控制信息，各个MCU功能分别为：微控制器一为HUB微处理器构建CAN网络并通过串口和上位机电脑通信、微控制器二采集并处理车速信息、微控制器三控制直流有刷电机进行电子油门的行程控制；上位机电脑通过各个单片机发送回来的信息和时间戳信息进行增量处理，把油门开度的模糊PID输出量发送给控制油门的MCU，来实现整体的车速控制。

包括三个微处理器MCU、直流有刷电机、电机驱动电路、光电编码器、油门行程传感器、串口、制动踏板传感器。系统具有三个MCU，一个是负责采集的速度反馈信号，一个是控制油门电机的MCU，一个是搭建CAN网络的HUB微控制器，一个光电编码盘速度计，一个油门行程传感器，油门控制MCU应用的其CAN模块收到其控制油门开度的数据，然后通过脉冲宽度调制PWM模块和电机驱动模块H桥电路连接直流有刷电机。速度采集MCU通过增强型定时器ETC来进行定时中断来采集光电编码盘的脉冲个数并计算速度值，并把速度值通过HUB微控制器发送给上位机电脑，上位机电脑通过计算模糊增量PID计算出期望油门开度，并串口和HUB微控制器进行连接发送到底层CAN网络里面。

其上述系统中微控制器为MC9S12DG128B单片机，其应用的油门电机为Maxon直流有刷电机。

四、有益效果