基于輪胎狀態信息的車輛安全控制方法及車輛與流程

文檔序號:18177774發布日期:2019-07-13 10:25
基于輪胎狀態信息的車輛安全控制方法及車輛與流程
本發明涉及車輛安全
技術領域
,具體而言,涉及一種基于輪胎狀態信息的車輛安全控制方法及車輛。
背景技術
:在現有的車輛主動安全領域中,主要通過經驗值估計法或者通過多種傳感器來對車輛行駛過程中的各種參數信息進行采集(例如通過方向盤轉角傳感器及各車輪轉速傳感器識別駕駛員的行駛方向,通過橫擺角速度傳感器識別車輛繞垂直于地面軸線方向的旋轉角度及側向加速度傳感器識別車輛實際運動方向等),然后通過采集的多種復雜的參數信息計算滑移率和附著系數等參數,通過計算得到的各參數有選擇的制動或驅動車輛來提高車輛行駛穩定性能。然而,采用上述傳感器以及運用模糊神經網絡或者滑膜變結構等附著系數觀測方法,由于車輛行駛道路狀況極其復雜,各種傳感器時刻處于動態變化之中,不僅存在較大的本底噪聲和各種干擾,而且對輪胎豎直方向的載荷(如制動時,車輛重心前移,與靜態時的重心偏差比較大),以及車輛行駛過程中風阻等時變參數無法實時獲取,其得到的滑移率和附著系數等參數不僅誤差大,而且算法復雜、魯棒性和實時性不好;使用“最佳滑移率”經驗值估計法,車輛對附著系數的利用率又不能總是處于最佳狀態,車輛就有可能發生抱死(制動情況下)或者打滑(驅動情況下),甚至導致車輛失穩。同時,在傳感器性能改變或者發生故障時,難以被及時發現和偵測到,無疑將對車輛行駛過程帶來嚴重的安全隱患。技術實現要素:鑒于上述問題,本發明提供了一種基于輪胎狀態信息的車輛安全控制方法及車輛,以解決現有技術的不足。根據本發明的一個實施方式,提供一種基于輪胎狀態信息的車輛安全控制方法,包括:根據輪胎在不同路況時的附著系數和滑移率之間的附著滑移曲線及滑移斜率確定參考直線;根據輪胎當前的滑移率及輪胎狀態信息計算附著系數,并將所述附著系數及所述滑移率作為數據點的坐標;在所述參考直線上選取預定數量參考點,計算各參考點和所述數據點之間的相似度;根據所述各參考點和所述數據點之間的相似度計算該數據點對應的最大附著系數,以將所述最大附著系數作為控制參數對車輛進行控制。在上述的基于輪胎狀態信息的車輛安全控制方法中,所述“根據輪胎在不同路況時的附著系數和滑移率之間的附著滑移曲線及滑移斜率確定參考直線”包括:根據所述滑移率確定滑移斜率;在所述滑移斜率滿足預定條件時,根據所述不同路況的附著滑移曲線的重合部分曲線確定所述參考直線。在上述的基于輪胎狀態信息的車輛安全控制方法中,在確定所述參考直線的同時,還確定該參考直線的兩端點,該方法還包括:根據該參考直線的兩端點的坐標確定附著系數的縱向安全區間,并根據車輛安全程度將所述縱向安全區間分為不同風險等級,在各風險等級提示用戶或者根據所述最大附著系數對車輛進行相應控制。在上述的基于輪胎狀態信息的車輛安全控制方法中,所述輪胎狀態信息通過以下方式獲?。韩@取車輛中每一輪胎的原始輪速脈沖信號;通過預設規則對所述原始輪速脈沖信號進行修訂或者重構得到輪速脈沖數據;根據預先學習的對應關系確定所述輪速脈沖數據對應的所述輪胎狀態信息。在上述的基于輪胎狀態信息的車輛安全控制方法中,所述輪胎狀態信息包括載荷信息;所述“根據輪胎當前的滑移率及輪胎狀態信息計算附著系數”包括:根據所述輪速脈沖數據計算所述滑移率;根據所述滑移率及所述載荷信息計算所述附著系數。在上述的基于輪胎狀態信息的車輛安全控制方法中,所述控制參數還包括車輛的實際行駛軌跡和期望軌跡之間的意圖偏差,所述意圖偏差通過以下方式進行確定:在預定監測周期內,計算所述原始輪速脈沖信號與所述輪速脈沖數據之間的差值,將所述差值作為所述意圖偏差。在上述的基于輪胎狀態信息的車輛安全控制方法中,所述控制參數還包括車輛的重心偏離程度,所述重心偏離程度通過以下方式進行確定:計量車輛中輪胎的輪距;根據所述載荷信息及所述輪距計算車輛的重心坐標;根據所述重心坐標與預定的安全閾值確定所述車輛的重心偏離程度。在上述的基于輪胎狀態信息的車輛安全控制方法中,通過控制參數對車輛進行控制包括:判斷當前時刻的所述控制參數是否超出預設安全范圍;若所述控制參數超出所述預設安全范圍,根據當前時刻的所述控制參數對車輛的行使狀態及變化趨勢進行調整,并重新計算所述車輛在調整后的所述控制參數,其中,所述調整包括根據所述意圖偏差調整車輛的實際行使軌跡和/或根據所述重心偏離程度調整車輛的重心坐標和/或根據所述最大附著系數調整所述車輛的制動力或者驅動力;若調整后的所述控制參數仍超出所述預設安全范圍,根據該調整后的所述控制參數在下一時刻對所述車輛的行使狀態及變化趨勢繼續進行調整,重復執行上述步驟直至最后一次調整后的控制參數不超出所述預設安全范圍。在上述的基于輪胎狀態信息的車輛安全控制方法中,在通過所述控制參數對所述車輛進行控制的過程中,或者依據加速踏板回調的方式對所述車輛進行降速控制時,介入能量回收裝置,通過該能量回收裝置對能量進行回收。本發明的第二實施方式提供一種基于輪胎狀態信息的車輛安全控制裝置,包括:參考直線確定模塊,用于根據輪胎在不同路況時的附著系數和滑移率之間的附著滑移曲線及滑移斜率確定參考直線;附著系數計算模塊,用于根據輪胎當前的滑移率及輪胎狀態信息計算附著系數,并將所述附著系數及所述滑移率作為數據點的坐標;相似度計算模塊,用于在所述參考直線上選取預定數量參考點,計算各參考點和所述數據點之間的相似度;最大附著系數計算模塊,用于根據所述各參考點和所述數據點之間的相似度計算該數據點對應的最大附著系數,以將所述最大附著系數作為控制參數對車輛進行控制。本發明的第三實施方式提供一種車輛,所述車輛包括存儲器以及處理器,所述存儲器用于存儲計算機程序,所述處理器運行所述計算機程序以使所述車輛執行上述的基于輪胎狀態信息的車輛安全控制方法。本發明的第四實施方式提供一種計算機可讀存儲介質,其存儲有上述的車輛中所使用的所述計算機程序。本發明中一種基于輪胎狀態信息的車輛安全控制方法及車輛至少提供以下技術效果:通過將當前的滑移斜率及附著系數作為數據點的坐標,將該數據點的坐標與確定的參考直線上的參考點進行擬合,若數據點與參考點可以擬合成一條直線,且擬合度滿足擬合閾值時,可根據擬合后的數據點與參考點之間的相似度計算最大附著系數,實時且精準的計算車輛行駛過程中各輪胎的最大附著系數,以根據該最大附著系數得到各輪胎的最大的有效制動力或有效驅動力,根據該有效制動力或有效驅動力實時精準控制車輛相應輪胎行駛狀態,大大提高了車輛行駛的安全性,且計算過程中所用算法的時間復雜度及空間復雜度均較小,提高算法執行效率;在通過有效制動力或有效驅動力實時精準控制車輛行駛狀態時,使車輛行駛在一種高效狀態下,在制動或驅動時減少車輛能量消耗,達到節能的效果;還可以通過最大附著系數預估多種駕駛情況(比如,上坡、下坡、自動駐車及防抱死等)下的制動或驅動的力矩,進而在不同駕駛情況下實現對車輛的精準監測和控制。附圖說明為了更清楚地說明本發明的技術方案,下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹,應當理解,以下附圖僅示出了本發明的某些實施例,因此不應被看作是對本發明保護范圍的限定。圖1示出了本發明第一實施例提供的一種基于輪胎狀態信息的車輛安全控制方法的流程示意圖。圖2示出了本發明第一實施例提供的一種不同路況的附著滑移曲線的示意圖。圖3示出了本發明第一實施例提供的一種歸一化的附著滑移曲線的示意圖。圖4示出了本發明第一實施例提供的一種輪速脈沖數據的示意圖。圖5示出了本發明第一實施例提供的一種輪速脈沖數據的截斷誤差的示意圖。圖6示出了本發明第二實施例提供的一種基于輪胎狀態信息的車輛安全控制方法的流程示意圖。圖7示出了本發明第三實施例提供的一種基于輪胎狀態信息的車輛安全控制方法的流程示意圖。圖8示出了本發明第三實施例提供的一種車輛控制方法的流程示意圖。圖9示出了本發明第四實施例提供的一種基于輪胎狀態信息的車輛安全控制方法的流程示意圖。圖10示出了本發明第五實施例提供的一種基于輪胎狀態信息的車輛安全控制裝置的結構示意圖。主要元件符號說明:600-基于輪胎狀態信息的車輛安全控制裝置;610-參考直線確定模塊;620-附著系數計算模塊;630-相似度計算模塊;640-最大附著系數計算模塊。具體實施方式下面將結合本發明實施例中附圖,對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例,而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。因此,以下對在附圖中提供的本發明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發明的范圍,而是僅僅表示本發明的選定實施例?;诒景l明的實施例,本領域技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發明保護的范圍。此外,術語“第一”、“第二”僅用于描述目的,而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發明的描述中,“多個”的含義是兩個或兩個以上,除非另有明確具體的限定。除非另有定義,本文所使用的所有的技術和科學術語與屬于本發明的
技術領域
的技術人員通常理解的含義相同。本文中在多尺度標定板的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的,不是旨在限制本發明。本文所使用的術語“及/或”包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。下面結合附圖,對本發明的具體實施方式作詳細說明。實施例1圖1示出了本發明第一實施例提供的一種基于輪胎狀態信息的車輛安全控制方法的流程示意圖。所述基于輪胎狀態信息的車輛安全控制方法包括:步驟S110,根據輪胎在不同路況時的附著系數和滑移率之間的附著滑移曲線及滑移斜率確定參考直線。具體地,可以采集車輛在不同路況時的附著系數和滑移率,并將每種路況的附著系數和滑移率擬合為附著滑移曲線。由于不同路況的附著系數和滑移率均不相同,因此,不同路況擬合得到的附著滑移曲線也不相同。如圖2所示為輪胎在不同路況下的附著滑移曲線,其中,Φ為附著系數,S為滑移率。進一步地,所述“根據輪胎在不同路況時的附著系數和滑移率之間的附著滑移曲線及滑移斜率確定參考直線”包括:根據所述滑移率確定滑移斜率;在所述滑移斜率滿足預定條件時,根據所述不同路況的附著滑移曲線的重合部分曲線確定所述參考直線。具體地,根據滑移率計算滑移斜率K的方式如下:S=1/K+E,其中,E為水平截距。當滑移率S小到一定程度時,不同滑移率S對應的滑移斜率K將難以分辨,所有的附著滑移曲線均重合在一起,完全符合附著系數與滑移率之間的趨勢理論,因此引入歸一化附著系數和歸一化滑移率的概念。其中,Φ1為歸一化附著系數,Φmax為最大附著系數,S1為歸一化滑移率,CK為輪胎縱向剛度,N為輪胎豎直方向的載荷。在引入歸一化附著系數和歸一化滑移率后,可以將重合的所有附著滑移曲線進行歸一化處理,得到歸一化后的附著滑移曲線,如圖3所示為歸一化的附著滑移曲線,顯然這條歸一化后的附著滑移曲線也即最大附著系數所在曲線。在所述歸一化的附著滑移曲線上確定過原點的部分直線作為參考直線,如圖3中歸一化的附著滑移曲線上點L1和點L2之間的所有點均在直線L上,因此可以將直線L作為參考直線。步驟S120,根據輪胎當前的滑移率及輪胎狀態信息計算附著系數,并將附著系數及滑移斜率作為數據點的坐標。具體地,依據滑移率的定義,輪胎的滑移率是車輪的滑移成分在總運動中所占的比重,可通過最能體現駕駛意愿的輪速脈沖數據來計算所述滑移率:S=(v-ωR)/v=(Wx-Wy)/Wx其中,v為輪胎縱向速度,ω為輪胎角速度,Wx為輪胎輪速脈沖數據,Wy為過濾掉滑移成分的輪速脈沖數據。確定滑移率和附著系數之間的對應關系,并進一步基于上述計算得到的滑移率及確定的滑移率和附著系數之間的對應關系得到附著系數?;坡屎透街禂抵g的對應關系可通過以下方式進行確定:可以基于輪胎運動狀態信息和車輛動力學方程確定附著滑移曲線。其中,所述輪胎運動狀態信息包括載荷、胎壓、縱向剛度等信息。例如,若Φ為附著系數,S為滑移率,其中,Φ=F/N。依據車輛動力學方程Mμ+FR+Mγ=0可推出:其中,F為地面制動力,N為輪胎豎直方向的載荷,Mμ為制動器制動力矩,Mγ為輪胎的慣性力矩,J為輪胎轉動慣量,通常為0.8-1.0Kgm2,為角減速度,Pc為制動壓力,Kc為制動力矩系數,R為輪胎滾動半徑,Ck為輪胎的縱向剛度,該縱向剛度與輪胎豎直方向的載荷N線性相關,縱向剛度顯著地受到輪胎豎直方向的載荷N的影響,所以需要事先根據輪胎豎直方向的載荷N的大小對輪胎的縱向剛度進行標定,本實施例中,Ck=N/R。由于地面制動力和滑移率之間具有線性關系,所以附著系數與滑移率之間的對應關系也可簡化為:Φ=F/N=CkS/N因此,將上述得到的滑移率代入上式得到附著系數。將當前時刻所在點作為數據點,并將當前時刻的滑移率及附著系數作為該數據點的坐標值參與后續運算。進一步地,所述輪胎狀態信息通過以下方式獲?。韩@取車輛中每一輪胎的原始輪速脈沖信號;通過預設規則對所述原始輪速脈沖信號進行修訂或者重構得到輪速脈沖數據;根據預先學習的對應關系確定所述輪速脈沖數據對應的所述輪胎狀態信息。具體地,獲取車輛中每一輪胎的原始輪速脈沖信號,在一定監測周期內,選取原始輪速脈沖信號的數目最小(輪半徑最大)的輪胎作為標準輪,其它輪胎以此標準輪的運動狀態作為參照,通過預設規則對所述標準輪的原始輪速脈沖信號進行修訂或者重構得到輪速脈沖數據。本實施例中,所述輪速脈沖數據可以包括兩種形式,第一種為體現駕駛意圖的輪速脈沖數據(該體現駕駛意圖的輪速脈沖數據主要用作下述的意圖偏差計算部分);第二種為直線行駛狀態的輪速脈沖數據,在下文中,主要根據直線行駛狀態的輪速脈沖數據確定對應的輪胎狀態信息。如圖4所示為原始輪速脈沖信號。雖然所述原始輪速脈沖信號已經濾掉了高頻分量,然而,該原始輪速脈沖信號中還包括其他幾種誤差,比如方向盤中心角偏移引起的不同角度下的原始輪速脈沖信號的修正誤差、采集所述原始輪速脈沖信號時引起的截斷誤差、輪速傳感器磁隙磁偏角造成的誤差及輪胎的共振現象造成的半徑誤差,以及依據車輛運動特性對輪胎的滑移修正等引起的誤差。因此,還需要根據預設規則對所述原始輪速脈沖信號進行修訂或者重構。所述預設規則包括根據方向盤實際中心角、輪胎滑移量進行相應修訂,還包括通過多倍周期法、頻譜分析法、最小二乘法、卡爾曼濾波、遞推求均值等算法中的一種或者幾種來消除干擾或減少誤差。例如,在處理方向盤實際中心角偏移引起的誤差時,由于裝配或者機械磨損導致汽車CAN總線讀取的方向盤中心角和實際方向盤中心角總是不一致的,因此需要對CAN總線讀取的方向盤角度進行校準,校準方式如下:由于車輛絕大部分時間處于直線行駛狀態,讀取的方向盤角度呈高斯分布,因此可以根據該呈高斯分布的所有讀取的方向盤角度分別累加,當滿足正態檢驗條件時,即可確定最終的方向盤實際中心角,比如將峰值處的值作為最終的方向盤實際中心角。根據預先標定的方向盤角度和各輪胎脈沖數據之間的對應關系確定該方向盤實際中心角下對應的各輪胎在監測周期內的輪速脈沖數據的修正量或者相對修正量,確定該方向盤角度下對應的實際輪速脈沖數據。再例如,在通過輪胎滑移量進行相應修訂時,可以依據輪胎力學模型及其運動特性(影響輪胎滾動半徑變化的三個最主要因素,氣壓、載荷(輪胎豎直方向)與速度)和輪胎滾動半徑模型:在定載荷下,氣壓與下沉量的關系,與定氣壓下,載荷與下沉量的關系,都近似一種可以用多項式表達的線性變化關系;在定載荷、定氣壓下,輪胎的滾動半徑與車速之間也是一種近似成線性變化的關系。對轎車而言,由于載荷的變化有限,輪胎的滾動半徑基本不隨載荷的改變而改變(可以忽略不計),胎壓較高時,速度對輪胎的滾動半徑影響較小,車速越低,氣壓對輪胎的滾動半徑影響越小。具體的滑移修正方法,可以通過事先標定的方式來確定。如以Sonata橋車的HANKOOK輪胎為例,驅動輪輪胎滾動半徑R與車速V的線性擬合關系為:R=0.0317V+297.06,從動輪輪胎滾動半徑與車速的線性擬合方程為:R=0.0347V+296.68。由于車速、半徑與標定的輪胎脈沖數據之間有等效關聯關系,因此,為后續的計算方便,也可以用標定的輪胎脈沖數據來對原始輪速脈沖信號進行相應的輪胎滑移量修正。同時,由于輪胎滾動半徑或者脈沖數據在同樣監測周期內的變化量很小,在汽車行駛過程中很難直接測量出微小的變化,所以,基于一定監測周期,可以采用標準輪(脈沖數最小)對其它輪胎的輪速脈沖數據進行打包以產生累積差異效應(以車輪轉動所發出的原始輪速脈沖信號的變化,來間接反應滾動半徑的變化以及車身狀態的變化)。將所述監測周期內輪胎的修正或者重構后的輪速脈沖數據各自累加打包為一個數據包,分別計算成體現駕駛意圖的輪速脈沖數據包和直線行駛狀態的輪速脈沖數據包,將沒有進行修正或者重構的原始輪速脈沖信號也各自基于監測周期累加打包為一個數據包,以下稱為原始脈沖數據包。顯然,體現駕駛意圖的輪速脈沖數據包、直線行駛狀態的輪速脈沖數據包和原始脈沖數據包在數據序列或者對應監測周期內具有映射關系和可比性。進一步地,為進一步提高采集數據的精度,減少輪胎共振現象造成的誤差,也可以將時域的所述原始輪速脈沖信號進行傅里葉轉換,得到頻域的原始輪速脈沖信號,對頻域的原始輪速脈沖信號進行頻譜分析,以方便發現或者過濾掉畸點數據。再例如,由于截斷誤差為在采集所述原始輪速脈沖信號時,得到的不同數據包的脈沖數據容易出現“+1”“-1”的現象,如圖5所示,在輸入信號1中,在監測周期Δt內采集的原始輪速脈沖信號為7個,而在輸入信號2中,在相同的監測周期Δt內采集的原始輪速脈沖信號為6個,造成在采集原始輪速脈沖信號過程中的截斷誤差。本實施例中,在處理截斷誤差時,可通過多倍周期法(比如在圖5中所示的該監測周期Δt內設置多個采集周期來采集Δt內的所有原始輪速脈沖信號)來消除截斷誤差。上述預設規則中為進一步減少或者消除干擾和誤差,還可以通過最小二乘法、卡爾曼濾波、遞推求均值等算法方法來實現,在此不一一敘述。同時,在修正或重構時,還應考慮相鄰原始輪速脈沖信號不會突變的原理,不進行超限修正,對于超限部分僅僅在極限范圍內做分級的極限修正。例如,如果第一個原始輪速脈沖數據包與第五個原始輪速脈沖數據包相比,第五個原始輪速脈沖數據包相比于第一個原始輪速脈沖數據包不能超過5個脈沖,如果達到6個可將第五個脈沖數據包用5個脈沖來修正,如果達到8個可將第五個脈沖數據包按6個脈沖來修正,達到10個可將第五個脈沖數據包按7個脈沖來修正,以使實際情況相鄰原始輪速脈沖信號不會發生更大的波動。在得到一定監測周期的輪速脈沖數據后,根據預先學習的對應關系確定所述輪速脈沖數據對應的所述輪胎狀態信息。具體地,所述輪胎狀態信息包括磨損等級、胎壓、載荷、溫度等。對于特定車型而言,可以通過標定的方式:預先采集基于一定監測里程單位內各輪胎的多組數據,每一組數據中均包括車輛的輪速脈沖數據及所述輪胎狀態信息。在給定載荷下,改變氣壓,及給定氣壓下,改變載荷等情況下對車輛全工況范圍進行學習后,對相應脈沖數據進行擬合,從而得到輪速脈沖數據和輪胎狀態信息之間的對應關系。本實施例中,所述輪速脈沖數據和輪胎狀態信息之間的對應關系可通過下述的多維檢索表進行描述。在一些其他的實施例中,所述輪速脈沖數據和輪胎狀態信息之間的對應關系還可以為函數表達式。上表為磨損等級為1級對應的多維檢索表。在輪胎磨損等級為1級時,胎壓為P1且載荷為T1對應的輪速脈沖數據為K11;胎壓為P2且載荷為T1對應的輪速脈沖數據為K12;胎壓為P3且載荷為T1對應的輪速脈沖數據為K13;胎壓為P1且載荷為T2對應的輪速脈沖數據為K21;胎壓為P2且載荷為T2對應的輪速脈沖數據為K22;等等。上表為輪胎磨損等級為2級對應的多維檢索表。在輪胎磨損等級為2級時,胎壓為P1且載荷為T1對應的輪速脈沖數據為Q11;胎壓為P2且載荷為T1對應的輪速脈沖數據為Q12;胎壓為P3且載荷為T1對應的輪速脈沖數據為Q13;胎壓為P1且載荷為T2對應的輪速脈沖數據為Q21;胎壓為P2且載荷為T2對應的輪速脈沖數據為Q22;等等。值得注意的是,上述的所有內容均對相同的車型通用,不同的車型對應的輪速脈沖數據、方向盤角度、載荷等參數均不相同。如果要進一步獲得輪胎的溫度,可以根據輪胎的環境溫度、輪胎的非穩態溫度特性,以及依據查理定律通過簡單的換算得到。步驟S130,在參考直線上選取預定數量參考點,計算各參考點和數據點之間的相似度。具體地,所述預定數量可以為2。如圖3所示,在該參考直線L上選擇參考點H1及H2,分別將參考點H1的附著系數及滑移率作為參考點H1的坐標,將參考點H2的附著系數及滑移率作為參考點H2的坐標,若數據點為H3,本實施例中,可通過模糊相似度算法計算H3與H1、H2之間的模糊相似度,將該模糊相似度作為H3與H1、H2之間的相似度。在一些其他的實施例中,還可以將H3與H1、H2之間的海明距離作為相似度或者將H3與H1、H2之間的灰色關聯度作為相似度。步驟S140,根據各參考點和數據點之間的相似度計算該數據點對應的最大附著系數,以將最大附著系數作為控制參數對車輛進行控制。進一步地,可通過下式計算最大附著系數Φmax:其中,ΦH1為參考坐標點H1對應的附著系數,ΦH2為參考坐標點H2對應的附著系數,ωH1為數據點H3和參考點H1之間的模糊相似度,ωH2為數據點H3和參考點H2之間的模糊相似度??赏ㄟ^上述的方式分別計算出四個輪胎對應的最大附著系數,根據各輪胎對應的最大附著系數分別對車輛的相應輪胎進行控制。具體地,所述根據各輪胎對應的最大附著系數分別對車輛的相應輪胎進行控制包括:通過各輪胎對應的最大附著系數調整車輛制動力或者驅動力大小改變行駛狀態,并重新計算調整后的實時附著系數,判斷該調整后的實時附著系數是否超過了最大附著系數和/或調整后的變化趨勢預估是否處于安全,并將調整后的重新計算結果作為下一次調整的依據,通過逐級逼近的方式使最后一次調整后的實時附著系數或變化趨勢滿足預先設定的安全條件。實施例2圖6示出了本發明第二實施例提供的一種基于輪胎狀態信息的車輛安全控制方法的流程示意圖。該基于輪胎狀態信息的車輛安全控制方法包括如下步驟:步驟S210,根據輪胎在不同路況時的附著系數和滑移率之間的附著滑移曲線及滑移斜率確定參考直線。此步驟與步驟S110相同,在此不再贅述。步驟S220,根據輪胎當前的滑移率及輪胎狀態信息計算附著系數,并將附著系數及滑移率作為數據點的坐標。此步驟與步驟S120相同,在此不再贅述。步驟S230,在參考直線上選取預定數量參考點,計算各參考點和數據點之間的相似度。此步驟與步驟S130相同,在此不再贅述。步驟S240,根據各參考點和數據點之間的相似度計算該數據點對應的最大附著系數,以將最大附著系數作為控制參數對車輛進行控制。此步驟與步驟S140相同,在此不再贅述。步驟S250,根據該參考直線的兩端點的坐標確定附著系數的縱向安全區間,并根據車輛安全程度將縱向安全區間分為不同的風險等級,在各風險等級提示用戶或者根據最大附著系數對車輛進行相應控制。具體地,如圖3所示,在確定參考直線的同時,還確定有該參考直線的兩端點L1和L2。其中,端點L1為參考直線在所述歸一化的附著滑移曲線中的下拐點,端點L2為參考直線在所述歸一化的附著滑移曲線中的上拐點。比如,在所述歸一化的附著滑移曲線中確定參考直線時,將所述歸一化的附著滑移曲線中所有點進行擬合,在最開始擬合到參考直線的點作為該端點L1,將最后一個擬合到該參考直線的點作為端點L2。例如,依據機動車的制動距離與附著系數的關系:SF=V2/256Φ其中,SF是制動距離,V是車速。如果汽車以60公里/小時的車速在附著系數Φ=0.6和Φ=0.3的路面上制動,制動距離相差23米,足以可見,附著系數在公路行車或者制動時的重要性。因此,將兩端點L1及L2構成的區間作為安全區間,在該安全區間內劃分為不同的風險等級。如下表所述:安全區間風險等級L1~M1一般M1~M2危險M2~L2嚴重上表中,在L1~M1區間內,對應的風險等級為一般,說明還有上升的空間(附著系數在一定范圍內,隨車速的增加而增加);在M1~M2區間內,對應的風險等級為危險,說明馬上要接近嚴重危險,可提示用戶引起警示;在M2~L2區間內,對應的風險等級為嚴重危險,說明必須要采取緊急措施,比如,可通過最大附著系數控制車輛行駛狀態。其中,M1、M2均為大于L1且小于L2的實數,且M1<M2。實施例3圖7示出了本發明第三實施例提供的一種基于輪胎狀態信息的車輛安全控制方法的流程示意圖。該基于輪胎狀態信息的車輛安全控制方法包括如下步驟:步驟310,根據輪胎在不同路況時的附著系數和滑移率之間的附著滑移曲線及滑移斜率確定參考直線。此步驟與步驟S110相同,在此不再贅述。步驟320,根據輪胎當前的滑移率及輪胎狀態信息計算附著系數,并將附著系數及滑移率作為數據點的坐標。此步驟與步驟S120相同,在此不再贅述。步驟S330,在參考直線上選取預定數量參考點,計算各參考點和數據點之間的相似度。此步驟與步驟S130相同,在此不再贅述。步驟S340,根據各參考點和數據點之間的相似度計算該數據點對應的最大附著系數,以將最大附著系數作為控制參數對車輛進行控制。此步驟與步驟S140相同,在此不再贅述。步驟S350,在預定監測周期內,計算原始輪速脈沖信號與輪速脈沖數據包之間的差值,將差值作為意圖偏差。為了更進一步地提高車輛主動安全的程度,還可以從多個維度對車輛進行控制,比如,在橫向(駕駛時的意圖偏差)、豎向(車輛的重心偏離程度)及縱向(最大附著系數)實現對車輛精準監測和控制。具體地,在計算意圖偏差的過程中,所述輪速脈沖數據為體現駕駛意圖的輪速脈沖數據,由于所述體現駕駛意圖的輪速脈沖數據為消除誤差和干擾后的數據,體現了駕駛者期望意圖,而原始輪速脈沖信號為車輛行駛過程中實際采集的數據,體現了車輛的實際行駛狀態。所以,計算該監測單元內所述原始脈沖數據包與所述體現駕駛意圖的輪速脈沖數據包之間的差值,即可得到車輛實際行駛軌跡與期望軌跡之間的意圖偏差。步驟S360,計量車輛輪胎的輪距,根據載荷信息及輪距計算車輛的重心坐標,根據重心坐標與預定的安全閾值確定車輛的重心偏離程度。具體地,根據車輛中四個輪胎的力矩平衡原理,采用四個輪胎作為支撐測力點的方法求取重心。例如,令車輛中四個輪胎按照順時針方向分別為A、B、C及D。四個輪胎組成四邊形ABCD,假設輪距AB=CD=a,BC=AD=b,車輛的幾何中心坐標設為(0,0,0),本實施例中,所述輪距依據事先計量得到。設車輛的重心坐標為(X,Y,Z),輪胎A的載荷的值為FA,輪胎B的載荷的值為FB,輪胎C的載荷的值為FC,輪胎D的載荷的值為FD,則車輛的總重為W=FA+FB+Fc+Fd。通過下式計算重心坐標中的X的值:X×W=AB/2×(FA+FD)-AB/2×(FB+FC)=[(FA+FD)-(FB+FC)]×a/2×(FA+FB+FC+FD)通過下式計算重心坐標中的Y的值:Y×W=AD/2×(FA+FB)-AD/2×(FC+FD)=[(FA+FB)-(FC+FD)]×b/2×(FA+FB+FC+FD)如果有必要也可以利用或者增加水平傳感器,如運用傾斜法對B輪取矩,求出Z坐標。也可以依據輪胎豎直方向的載荷的改變,對輪胎半徑的影響,從而推算出輪胎豎直方向的載荷改變對重心變化的改變程度。還通過下式計算重心坐標中的Z的值:在得到車輛的重心坐標后,將該重心坐標與預定的重心閾值進行對比,計算中心坐標與重心閾值之間的差值,確定車輛的重心偏離程度。值得注意的是,計算最大附著系數的步驟、計算意圖偏差的步驟及計算重心偏離程度的步驟可同步進行,也可以以任意順序執行,在此不做限定。步驟S370,將最大附著系數、意圖偏差及重心偏離程度作為控制參數對車輛進行控制。進一步地,如圖8所示,所述對車輛進行控制可包括以下步驟:步驟S410,判斷當前時刻的控制參數是否超出預設安全范圍。步驟S420,若所述控制參數超出所述預設安全范圍,根據當前時刻的所述控制參數對車輛的行使狀態及變化趨勢進行調整,并重新計算所述車輛在調整后的所述控制參數。其中,所述調整包括根據所述意圖偏差調整車輛的實際行使軌跡和/或根據所述重心偏離程度調整車輛的重心坐標和/或根據所述最大附著系數調整所述車輛的制動力或者驅動力。所述預設安全范圍包括縱向安全范圍和/或橫向安全范圍和/或豎向安全范圍。所述控制參數超出預設安全范圍為:只要所述控制參數中任一參數超出預設安全范圍(比如,條件1:意圖偏差:超出橫向安全范圍;條件2:重心偏離程度超出豎向安全范圍;條件3:最大附著系數超出縱向安全范圍;在條件1、條件2及條件3中只要有一個成立),則該控制參數超出預設安全范圍;在所述控制參數中所有參數均滿足預設安全范圍(比如,在上述的條件1、條件2及條件3中全部不成立),則該控制參數不超出預設安全范圍。具體地,在所述當前時刻的任一控制參數超出預設安全范圍時,說明車輛處于行駛風險中,在當前時刻,根據意圖偏差調整車輛的實際行駛軌跡和/或根據重心偏離程度調整車輛的重心坐標和/或根據各輪胎最大附著系數調整車輛的制動力或者驅動力,并計算車輛在調整后的意圖偏差、重心偏離程度及最大附著系數。步驟S430,若調整后的所述控制參數仍超出所述預設安全范圍,根據該調整后的所述控制參數在下一時刻對所述車輛的行使狀態及變化趨勢繼續進行調整,重復執行上述步驟直至最后一次調整后的控制參數不超出所述預設安全范圍。具體地,繼續判斷調整后的控制參數是否超出預設安全范圍,若所述調整后的所述控制參數仍超出所述預設安全范圍,根據上述相同的方式通過超出預設安全范圍的任意一個控制參數(可以包括意圖偏差、重心偏離程度或最大附著系數)重新調整車輛的行駛狀態及未來時間范圍的變化趨勢,將上一次的調整結果作為下一次調整的依據,根據該種逐級逼近的閉環控制方式,通過多次調整車輛的行駛狀態,直至車輛在最后一次調整后的意圖偏差、重心偏離程度及最大附著系數均滿足預設條件。實施例4圖9示出了本發明第四實施例提供的一種基于輪胎狀態信息的車輛安全控制方法的流程示意圖。該基于輪胎狀態信息的車輛安全控制方法包括如下步驟:步驟510,根據輪胎在不同路況時的附著系數和滑移率之間的附著滑移曲線及滑移斜率確定參考直線。此步驟與步驟S110相同,在此不再贅述。步驟520,根據輪胎當前的滑移率及輪胎狀態信息計算附著系數,并將附著系數及滑移率作為數據點的坐標。此步驟與步驟S120相同,在此不再贅述。步驟S530,在參考直線上選取預定數量參考點,計算各參考點和數據點之間的相似度。此步驟與步驟S130相同,在此不再贅述。步驟S540,根據各參考點和數據點之間的相似度計算該數據點對應的最大附著系數,以將最大附著系數作為控制參數對車輛進行控制。此步驟與步驟S140相同,在此不再贅述。步驟S550,在預定監測周期內,計算原始輪速脈沖信號與輪速脈沖數據之間的差值,將差值作為意圖偏差。此步驟與步驟S350相同,在此不再贅述。步驟S560,計量車輛中輪胎的輪距,根據載荷信息及輪距計算車輛的重心坐標,根據重心坐標與預定的安全閾值確定車輛的重心偏離程度。此步驟與步驟S360相同,在此不再贅述。步驟S570,將最大附著系數、意圖偏差及重心偏離程度作為控制參數對車輛進行控制。此步驟與步驟S370相同,在此不再贅述。步驟S580,在通過控制參數對車輛進行控制的過程中,或者依據加速踏板回調的方式對車輛進行降速控制時,介入能量回收裝置,通過該能量回收裝置對能量進行回收。具體地,在發動機功率一樣的情況下,當發動機的輸出力矩增大時,則輸出的轉速會下降,反之,在力矩減少時,則轉速會提高。也就是說,當發動機轉速一樣,通過減少發動機的輸出力矩,可以減少發動機的輸出功率,從而可以實現節能的目的。因此,在通過控制參數對車輛進行控制的過程中或者依據加速踏板回調的方式對車輛進行降速控制時,在滿足駕駛意愿的情況下,可以根據所需最小力矩的大小,通過車輛中預先安裝的能量回收裝置對上述的閉環控制過程中的多余的功率進行能量回收,進而達到節能及能量回收的效果。值得注意的是,能量回收的機電裝置也可以是通過基于頻率的脈動方式來回收,這樣做即是為了便于對能量回收裝置的控制簡單,也有利于提高能量回收時的乘坐舒適性,其次通過脈動回收方式,由于其工作原理與ABS防抱死系統類似,這樣,在車輛主動安全控制裝置萬一失效時,脈動能量回收裝置還可以起到類似于ABS防抱死系統的功能,在不增加成本的基礎上,實現制動力控制失效的冗余設計。實施例5圖10示出了本發明第五實施例提供的一種基于輪胎狀態信息的車輛安全控制裝置的結構示意圖。所述基于輪胎狀態信息的車輛安全控制裝置600對應于實施例1的基于輪胎狀態信息的車輛安全控制方法。實施例1中的任何可選項也適用于本實施例,這里不再詳述。該基于輪胎狀態信息的車輛安全控制裝置600包括參考直線確定模塊610、附著系數計算模塊620、相似度計算模塊630及最大附著系數計算模塊640。參考直線確定模塊610,用于根據輪胎在不同路況時的附著系數和滑移率之間的附著滑移曲線及滑移斜率確定參考直線。附著系數計算模塊620,用于根據輪胎當前的滑移率及輪胎狀態信息計算附著系數,并將所述附著系數及所述滑移率作為數據點的坐標。相似度計算模塊630,用于在所述參考直線上選取預定數量參考點,計算各參考點和所述數據點之間的相似度。最大附著系數計算模塊640,用于根據所述各參考點和所述數據點之間的相似度計算該數據點對應的最大附著系數,以將所述最大附著系數作為控制參數對車輛進行控制。本發明另一實施例還提出了一種車輛,所述車輛包括存儲器以及處理器,所述存儲器用于存儲計算機程序,所述處理器運行所述計算機程序以使所述車輛執行上述的基于輪胎狀態信息的車輛安全控制方法或上述的基于輪胎狀態信息的車輛安全控制裝置中每一模塊的功能。本發明再一實施例還提出了一種計算機可讀存儲介質,所述計算機可讀存儲介質存儲有上述的車輛中所使用的所述計算機程序。至此,本發明提出了一種基于輪胎狀態信息的車輛安全控制方法及車輛,還包括以下優點:通過多個維度(橫向、縱向及豎向)的控制參數選擇性地對車輛的各輪胎進行精準控制,通過逐級逼近的閉環控制方式實時動態的精準控制車輛的制動力或驅動力的大小,準確識別車輛“推頭”、“甩尾”、“側翻”等潛在危險,顯著改善車輛行駛時的安全性和舒適性,發揮輪胎最大抓地力時對車輛操控性能的體驗;避免車輛行駛過程中通過加速踏板利用牽引力的能耗來調整車速的弊端,類似于完全開放加速踏板,只有在加速踏板開合度再度加大時,才會控制牽引力,以提高車輛的操控性能和能量的經濟性,同時在車輛制動時,動態協調制動壓力和能量回收時的機電耦合制動力,在保障乘坐舒適性、安全性的同時,降低能量消耗,提高能量的回收效率。在本申請所提供的幾個實施例中,應該理解到,所揭露的裝置和方法,也可以通過其它的方式實現。以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的,例如,附圖中的流程圖和結構圖顯示了根據本發明的多個實施例的裝置、方法和計算機程序產品的可能實現的體系架構、功能和操作。在這點上,流程圖或框圖中的每個方框可以代表一個模塊、程序段或代碼的一部分,所述模塊、程序段或代碼的一部分包含一個或多個用于實現規定的邏輯功能的可執行指令。也應當注意,在作為替換的實現方式中,方框中所標注的功能也可以以不同于附圖中所標注的順序發生。例如,兩個連續的方框實際上可以基本并行地執行,它們有時也可以按相反的順序執行,這依所涉及的功能而定。也要注意的是,結構圖和/或流程圖中的每個方框、以及結構圖和/或流程圖中的方框的組合,可以用執行規定的功能或動作的專用的基于硬件的系統來實現,或者可以用專用硬件與計算機指令的組合來實現。另外,在本發明各個實施例中的各功能模塊或單元可以集成在一起形成一個獨立的部分,也可以是各個模塊單獨存在,也可以兩個或更多個模塊集成形成一個獨立的部分。所述功能如果以軟件功能模塊的形式實現并作為獨立的產品銷售或使用時,可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質中?;谶@樣的理解,本發明的技術方案本質上或者說對現有技術做出貢獻的部分或者該技術方案的部分可以以軟件產品的形式體現出來,該計算機軟件產品存儲在一個存儲介質中,包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是智能手機、個人計算機、服務器、或者網絡設備等)執行本發明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質包括:U盤、移動硬盤、只讀存儲器(ROM,Read-OnlyMemory)、隨機存取存儲器(RAM,RandomAccessMemory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質。以上所述,僅為本發明的具體實施方式,但本發明的保護范圍并不局限于此,任何熟悉本
技術領域
的技術人員在本發明揭露的技術范圍內,可輕易想到變化或替換,都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。當前第1頁1 2 3 
再多了解一些
當前第1頁1 2 3 
網友詢問留言 已有0條留言
  • 還沒有人留言評論。精彩留言會獲得點贊!
1
做爱视频