本发明涉及汽车电子，特别涉及汽车紧急断油方法及系统。
背景技术：
1、在汽车上装备的定速巡航系统主要有机械拉线式和电子式。其中，拉线式定速巡航器因控制精确度低，安全性和可靠性较差而逐渐被淘汰。目前国内外使用的定速巡航系统大多数为电子式。
2、汽车在行驶时，如果多次踩离合器或刹车踏板都无法让定速巡航功能停止时，那么可能是由如下三种情况因起的：一种是定速巡航系统正常失灵，另一种是定速巡航系统突然失灵，还有一种是刹车失灵。对于前二者而言，普遍将变速杆从d挡位挂到n挡位即可关停定速巡航功能(即使变速器处于空挡状态)就可以解决，但是某些极端情况下，以及第三种刹车失灵的情况下，仍然无法解除定速巡航系统。
3、如果遇到这种情况，目前的解决方法是需要驾驶员进行降档。对于手动挡车应把档位降到1档；自动挡车首先切换到手动模式，然后限制在最低档位。如果有自动升档的情况，必须再次降档，并且车速应小于60km/h，且车辆在最右侧紧急车道上行驶并且打开双闪，关闭发动机，直至燃油耗尽。
4、但是，这种解决方式考验驾驶员的驾驶能力与操作技术。一旦操作不当，就可能造成交通事故。
5、为此，本发明提出汽车紧急断油方法及系统。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明实施例希望提供汽车紧急断油方法及系统，以解决或缓解现有技术中存在的技术问题，即如何实现智能化的定速巡航功能失灵评判及紧急断油，并对此至少提供一种有益的选择。本发明是通过如下技术方案实现的对上述问题的解决：
2、第一方面，汽车紧急断油方法及系统：
3、(一)概述：
4、本技术方案基于模糊控制理论(fuzzy logic control theory)来处理定速巡航系统的不确定性和模糊性。通过建立模糊规则和隶属度函数，可以对传感器及定速巡航系统数据进行模糊化处理，并基于这些模糊规则做出决策。实现智能化的汽车断油控制。
5、(二)技术方案：
6、在汽车开启自巡航控制系统的过程中，按照均匀的时间步，实时执行如下步骤：
7、2.1步骤s1，数据输入：
8、从刹车传感器获取刹车踏板位置l和压力p的数据；从自巡航控制系统获取车辆速度v1、加速度v2和与前车的距离d的数据；从方向盘转角传感器获取方向盘转角c、方向盘转角变化率r的数据。
9、然后组合成向量vd：vd＝[l,p,v1,v2,d,c,r]；
10、2.2步骤s2，模糊化：
11、为每个输入变量定义模糊集合fs；
12、为每个模糊集合定义隶属度函数μ，用于转换为模糊隶属度值。
13、2.2.1步骤s200，预设模糊集合：
14、模糊集合fs包括：
15、fs＝{normal,high,low}
16、其中，normal、high、low分别为“正常”、“偏高”和“偏低”。
17、2.2.2步骤s201，建立隶属度函数μ：
18、输入变量为刹车踏板压力p、自巡航加速度v2和方向盘转角变化率r，隶属度函数μ为三角形隶属度函数：
19、1)normal的隶属度函数μ的形式为：
20、
21、其中，a、b、c是刹车踏板压力p、自巡航加速度v2和方向盘转角变化率r各自的正常范围的下限阈值、中点阈值和上限阈值。
22、2)high的隶属度函数μ的形式为：
23、
24、其中，d是判断刹车踏板压力p、自巡航加速度v2和方向盘转角变化率r偏高的阈值。
25、3)low的隶属度函数μ的形式为：
26、
27、其中，e和f是判断刹车踏板压力p、自巡航加速度v2和方向盘转角变化率r偏低的阈值。
28、上述阈值a、b、c、d、e和f在面对刹车踏板压力p、自巡航加速度v2和方向盘转角变化率r时，各自具有三个不同的阈值参数。同时具体的赋值需要根据汽车厂商或使用者自行发挥主观能动性进行拟定。
29、2.3步骤s3，预设模糊规则：
30、模糊规则为：“如果刹车踏板压力偏低且自巡航加速度偏高且方向盘转角变化快，则可能是刹车失灵”。
31、设有以下模糊集合：
32、alow：刹车踏板压力“偏低”的模糊集合；
33、ahigh：自巡航加速度“偏高”的模糊集合；
34、cfast：方向盘转角变化“快”的模糊集合；
35、模糊规则表达为：
36、
37、这个规则表明，如果刹车踏板压力属于“偏低”的模糊集合，自巡航加速度属于“偏高”的模糊集合，以及方向盘转角变化率属于“快”的模糊集合，那么系统判断刹车可能失灵。
38、2.4步骤s4，推理机制：
39、在2.3中，当预设的预设模糊规则被触发时，即系统判断刹车可能失灵时，则开始执行本步骤。即，需要本步骤对该“可能”进行推理，这也是模糊控制理论中的核心部分。
40、本步骤使用mamdani模糊推理方法，根据当前刹车传感器、自巡航控制系统和方向盘转角传感器传输的数据，通过模糊规则进行推理，判断自巡航控制系统失灵的概率。
41、推理结果是一个或多个模糊集合的输出隶属度值。
42、2.4.1步骤s400，模糊化：
43、将当前刹车传感器、自巡航控制系统和方向盘转角传感器传输的数据转换为模糊集合的隶属度；
44、这一步实质上已经在步骤s2中完成，其中刹车踏板压力p、自巡航加速度v2和方向盘转角变化率r分别被模糊化为“正常”、“偏高”和“偏低”等模糊集合的隶属度；
45、在本步骤中，直接读取步骤s2的数据即可。
46、2.4.2步骤s401，应用模糊规则：
47、根据预设的模糊规则(如步骤s3中所述)进行推理。对于mamdani推理，使用“最小-最大”合成法(min-max composition)来应用规则；步骤为：
48、基于模糊规则：
49、
50、然后推理结果的隶属度值μbrakefailure(z)：
51、μbrakefailure(z)＝min(μplow(p),μv2high(v2),μrfast(r))；
52、其中，μplow(p)、μv2high(v2)和μrfast(r)分别是刹车踏板压力偏低、自巡航加速度偏高和方向盘转角变化快的隶属度函数值。
53、2.4.2步骤s402，聚合：
54、如果有多个规则适用于当前情况，则需要对每个规则的输出进行聚合。聚合的方法为求和sum：
55、模糊推理的输出结果将是所有适用规则输出的隶属度值之和。假设有n个模糊规则适用于当前输入，并且每个规则对应的输出隶属度分别为μ1(z),μ2(z),...,μn(z)，则对聚合后的隶属度值μaggregated(z)的求和方法为：
56、
57、其中，μi(z)是μ1(z),μ2(z),...,μn(z)中的任意一元素。
58、上述聚合方法表示对所有适用规则的输出隶属度进行求和，以得到最终的聚合隶属度值。这种方法能够综合考虑多个规则的影响，给出一个综合的模糊输出结果。
59、2.5步骤s5，解模糊化：
60、采用最大隶属度法将模糊推理的结果转换为具体的数值或决策。这个数值表示失灵的可能性或严重程度。具体步骤为：
61、对于模糊推理结果的隶属度函数μ(z)，其中z是可能的输出值，那么最大隶属度法选择的输出值z*的确定方法为：
62、z*＝argmaxzμ(z)；
63、或，
64、z*＝argmaxzμaggregated(z)；
65、其中，argmaxz表示使μ(z)取得最大值的z值。
66、如果输出是离散的模糊集合，那么z*就是具有最大隶属度的那个离散值。如果输出是连续的模糊集合，那么z*可能是隶属度函数峰值对应的值，因此还可以引入插值方法来确定数值。
67、2.6步骤s6，决策与输出：
68、根据解模糊化的结果，判断是否满足失灵条件。如果满足失灵条件，则生成相应的电平信号(高电平或低电平)，触发汽车紧急断油系统。
69、如果z*超过了失灵阈值t，那么就认为满足了失灵条件，则触发相应的电平信号，激活后文的紧急断油系统。在实际应用中，这个阈值t需要根据本领域技术人员发挥主观能动性来酌情拟定。
70、第二方面，汽车紧急断油系统：
71、该系统包括：ic模块、mcu处理器、与所述mcu处理器耦接的寄存器，所述寄存器中存储有程序指令；
72、所述ic模块通过gpio串口与所述mcu处理器连接；
73、所述程序指令被所述处理器执行时，使所述处理器执行如上述所述的汽车紧急断油方法，并输出电平信号；
74、所述电平信号通过gpio串口输入至所述ic模块中，所述ic模块控制汽车的电磁继电器开启或关闭供油泵电源。
75、所述ic模块的ic0、1c1、1c2和1c3信号输入端口分别用于建立所述ic模块对汽车的手刹信号、脚刹信号、离合器信号和最低档位信号的通讯及控制连接；
76、所述ic模块的2c0、2c1、2c2、2c3信号输入端口均用于建立所述ic模块对汽车的手动信号的通讯及控制连接；
77、所述ic模块的“～1g”、“～2g”信号输入端口均用于建立所述ic模块对汽车的职能端的通讯及控制连接；
78、所述ic模块的x1、y1信号输出端口分别用于建立所述ic模块对汽车的所述电磁继电器或所述供油泵电源的通讯及控制连接；
79、所述ic模块的输出端控制执行器为控制所述电磁继电器切断所述供油泵电源的晶闸管；或所述ic模块输出端控制执行器为用于切断所述供油泵电源的单向晶闸管。
80、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
81、一、提高安全性：本发明提供的紧急断油控制是一项关键的安全措施。模糊控制方法能够快速、准确地判断潜在的危险情况，并及时触发断油机制，从而防止车辆发生故障或事故，显著提高行车安全性。模糊控制系统通过实时监测车辆的各种参数(如速度、加速度、方向盘方向等)，并结合预设的模糊规则，对定速巡航功能的工作状态进行实时评估。一旦发现异常情况，如速度波动过大或方向偏离预定轨迹等，系统就会立即作出反应。
82、二、增强智能化水平：本发明通过模糊控制，对定速巡航功能的失灵评判变得更加智能化。系统能够实时监测车辆状态，自动评估巡航功能是否正常工作，一旦发现异常情况，即可迅速作出反应，实现紧急断油，确保车辆和乘客的安全。因为模糊控制方法具有较强的实时性和鲁棒性，因此能够在极短的时间内做出准确的判断并执行相应的动作，从而确保车辆的安全。
83、三、优化驾驶体验：本发明的智能化的定速巡航功能在正常情况下能够为驾驶员提供更加轻松、舒适的驾驶体验。而模糊控制方法的引入，使得这一功能在面临潜在危险时能够迅速、准确地作出判断和处理，从而避免了驾驶员手动干预的需要，进一步提升了驾驶的便捷性和安全性。
84、四、自适应性：在不同的驾驶环境和路况下，本发明能够根据实际情况调整模糊规则和参数，以优化控制效果。这种自适应调整的能力使得系统在处理各种复杂情况时更加灵活和有效。
1.汽车紧急断油方法，包括刹车传感器、自巡航控制系统和方向盘转角传感器传输的数据，其特征在于：在汽车开启自巡航控制系统的过程中，按照均匀的时间步，实时执行如下步骤：
2.根据权利要求1所述的汽车紧急断油方法，其特征在于：在所述s2中，所述模糊集合fs和所述隶属度函数μ是通过如下步骤实现建立的：
3.根据权利要求1所述的汽车紧急断油方法，其特征在于：在所述s3中，所述模糊集合包括刹车踏板压力“偏低”的模糊集合alow、自巡航加速度“偏高”的模糊集合ahigh和方向盘转角变化“快”的模糊集合cfast；
4.根据权利要求1～3任意一项所述的汽车紧急断油方法，其特征在于：在所述s4中，所述mamdani模糊推理方法是通过如下步骤实现的：
5.根据权利要求4所述的汽车紧急断油方法，其特征在于：在所述s401中，所述“最小-最大”合成法为：
6.根据权利要求4所述的汽车紧急断油方法，其特征在于：在所述s5中，对于模糊推理结果的隶属度函数μ(z)，其中z是可能的输出值，那么最大隶属度法选择的输出值z*的确定方法为：
7.根据权利要求6所述的汽车紧急断油方法，其特征在于：在所述s6中，如果z*超过了失灵阈值t，那么就认为满足了失灵条件，则触发相应的电平信号，断开汽车油路。
8.汽车紧急断油系统，其特征在于：包括ic模块、mcu处理器、与所述mcu处理器耦接的寄存器，所述寄存器中存储有程序指令；
9.根据权利要求8所述的汽车紧急断油系统，其特征在于：所述ic模块的ic0、1c1、1c2和1c3信号输入端口分别用于建立所述ic模块对汽车的手刹信号、脚刹信号、离合器信号和最低档位信号的通讯及控制连接；
10.根据权利要求8所述的汽车紧急断油系统，其特征在于：所述ic模块的输出端控制执行器为控制所述电磁继电器切断所述供油泵电源的晶闸管；
