【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及汽车，具体地说是一种基于eps的汽车爆胎安全保护方法。
技术介绍
1、随着汽车保有量的不断增长，处理汽车行驶过程中的突发状况和保护驾驶员安全逐渐成为研究热点。高速行驶中车辆爆胎是导致交通事故产生的重要因素之一，可能导致引起车毁人亡的严重车祸。因此，在爆胎工况产生时，如何更好地对车辆和驾驶员进行安全保护具有重要意义。
2、汽车爆胎后，轮胎两侧受到的驱动力发生变化，爆胎轮的轮毂和轮胎接触摩擦力降低，且爆胎后车辆发生侧倾，车辆易发生甩尾或偏离车道情况，从而引发交通事故。
3、目前，较为主流的爆胎预警控制方案为胎压监测预警系统tpms，该系统可监测轮胎压力和温度，对驾驶员预警并及时将信号反馈给整车控制系统，进行紧急制动。但爆胎后轮胎的滚动阻抗系数增加，车辆紧急制动可能导致轮胎与轮毂分离，车身姿态发生大幅改变，产生翻车风险。
4、现有探索较多的技术方案有两类：一类根据车辆雷达和摄像头等硬件设施，侦测爆胎后车辆行驶轨迹和车身姿态，监测与周围车辆安全距离，同时控制车辆纵向和横向运动，必要时锁定汽车方向或制动。该方案过度依赖摄像头和激光雷达等硬件设备，提高车辆成本，且在硬件故障时无法为驾驶员提供安全保护。另一类解决方案借助爆胎汽车动力学模型和复杂的控制算法，采集车辆当前运行信号，进行车辆姿态和危险性评估，系统控制制动和转向系统，提前采取措施避免车辆碰撞或翻车。但复杂控制算法占用处理器过多运算资源，协同控制难度较大，且车辆爆胎后悬架、转向和车身运动具有很强的非线性和不确定性，影响汽车运动的不利因素
5、因此，需要设计一种基于eps的汽车爆胎安全保护方法，在不增加硬件成本的前提下，在爆胎后至驾驶员接管前的时间段内，保持车辆稳定行驶。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供了一种基于eps的汽车爆胎安全保护方法，在不增加硬件成本的前提下，在爆胎后至驾驶员接管前的时间段内，保持车辆稳定行驶。
2、为了达到上述目的，本专利技术是一种基于eps的汽车爆胎安全保护方法，包括如下步骤：
3、步骤1，信号处理单元通过can总线分别获取胎压监测预警系统的胎压信号、四个轮胎的轮速信号、整车车速信号、整车横摆角速度信号、整车横向加速度信号、扭矩传感器的手力信号、方向盘角度信号，验证信号有效性后，计算胎压变化量、轮速变化量、横摆角速度变化量以及横向加速度的变化量：x(t+1)为下一时刻值，x(t)为当前时刻值，δt为n个采样周期，并根据方向盘角度信号确定转向速度、转向加速度。
4、步骤2，爆胎工况判定单元根据信号处理单元的数据估算横向加速度ω1为车辆内侧车轮角速度、ω2为车辆外侧车轮角速度、rr为车轮半径、l为车辆内外侧车轮间宽度、α为车轮偏角、vspd为车辆速度、fθ为随方向盘转角的系数；fε为随胎压变化的系数。
5、步骤3，对估算的横向加速度进行积分，得到爆胎偏摆量，积分公式为lateacc(t+1)为下一时刻估算的横向加速度，lateacc(t)为当前时刻估算的横向加速度。
6、步骤4，如果判定的车辆姿态满足以下补偿条件，则开启爆胎扭矩补偿，如果有任何一个补偿条件未满足，则不启动爆胎扭矩补偿：补偿条件1，当前上电循环未开启过爆胎安全保护功能，补偿条件2，保护功能采集的信号无丢失，补偿条件3，驾驶员手力低于设定阈值，且阈值设定范围为0.8～1.5nm，补偿条件4，车速高于设定阈值，且阈值设定范围为80km/h～100km/h，补偿条件5，方向盘角度小于设定阈值，且阈值设定范围为30deg～45deg，补偿条件6，单个轮胎在一定时间内的胎压变化量大于设定阈值，且阈值设定范围为5bar/s～20bar/s，补偿条件7，单个车轮的轮速差值较其他轮轮速差值变化量大于设定阈值，且阈值设定范围为50kph/s～150kph/s，补偿条件8，车辆的横向加速度大于设定阈值，且阈值设定范围为0.2m/s2～0.5m/s2，补偿条件9，爆胎偏摆量大于设定阈值，且阈值设定范围为0.3deg/s～1.5deg/s。
7、步骤5，爆胎扭矩补偿开启后，扭矩计算单元采用方向盘角度闭环pid控制计算基础补偿扭矩，查表获得车速扭矩增益及横摆角速度扭矩增益，计算爆胎保护功能所需电机扭矩＝基础补偿扭矩×车速扭矩增益×横摆角速度扭矩增益，保持方向盘中位行驶。
8、步骤6，在爆胎补偿开启后，功能解除单元判断是否满足功能解除条件，如满足，则减小或切断爆胎保护功能扭矩输出，如不满足，则继续爆胎扭矩补偿。
9、所述的步骤2中，还包括对估算的横向加速度进行校验：估算的横向加速度与爆胎轮标志位校验、估算的横向加速度安全性校验、爆胎轮标志位安全性校验；校验后的横向加速度再与整车采集横向加速度进行二次校验，并确定横向加速度补偿。
10、所述的步骤3中，在计算爆胎偏摆量前，需要对爆胎位置与车辆偏摆方向的一致性进行确定，并预估车辆偏摆程度。
11、所述的方向盘角度闭环pid控制的计算公式为：kp为比例系数，ti为积分时间常数，td为微分时间常数，s为复变量。
12、所述的车速扭矩增益根据车速查表一获得，表一的x轴为车速，y轴为扭矩增益系数；所述的横摆角速度扭矩增益根据横摆角速度查表二获得，表二的x轴为横摆角速度，y轴为扭矩增益系数。
13、所述的步骤6中，功能解除条件包括解除条件1、解除条件2，解除条件1为方向盘扭矩大于标定阈值，且标定阈值范围为0.1～0.5nm，解除条件2为判断方向盘扭矩不是路面冲击反馈力矩。
14、还包括步骤7，在爆胎补偿开启后，如检测到车速低于设定值时，扭矩计算单元按预设梯度将输出扭矩降为0，且在当前上电周期内不再开启爆胎补偿功能，否则，则继续爆胎扭矩补偿，设定值范围为0kph/s～50kph/s，预设梯度根据车速查表三获得，表三的x轴为车速，y轴为扭矩梯度。
15、还包括步骤8，在爆胎补偿开启后，扭矩计算单元计算前后两个周期的补偿扭矩梯度，如检测到梯度超出预设范围，且预设范围为0.1nm/ms～0.5nm/ms，对超出范围扭矩进行积分计算，积分公式为comptr(q(t+1)为下一时刻的补偿扭矩，comptrq(t)为当前时刻的补偿扭矩，targettrqgrad(t)为预设梯度阈值，如积分值大于预设阈值，且预设阈值为0.1nm/ms～0.5nm/ms，则关断补偿扭矩输出，待梯度回到预设范围内且积分恢复到预设阈值以下，恢复补偿扭矩输出；如检测到梯度在预设范围内，或积分值小于等于预设阈值，则继续爆胎扭矩补偿。
16、在正常工况下，根据信号失效等级判定直接进入a类故障状态、b类故障状态或c类故障状态，进行补偿扭矩限制或直接关断输出，禁止开启爆胎保护功能；在a类故障状态下，如失效信号恢复正常后回到正常工况，不对补偿扭矩进行限制，如失效信号数量增加本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于EPS的汽车爆胎安全保护方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于EPS的汽车爆胎安全保护方法，其特征在于：所述的步骤2中，还包括对估算的横向加速度进行校验：估算的横向加速度与爆胎轮标志位校验、估算的横向加速度安全性校验、爆胎轮标志位安全性校验；校验后的横向加速度再与整车采集横向加速度进行二次校验，并确定横向加速度补偿。
3.根据权利要求1所述的一种基于EPS的汽车爆胎安全保护方法，其特征在于：所述的步骤3中，在计算爆胎偏摆量前，需要对爆胎位置与车辆偏摆方向的一致性进行确定，并预估车辆偏摆程度。
4.根据权利要求1所述的一种基于EPS的汽车爆胎安全保护方法，其特征在于：所述的方向盘角度闭环PID控制的计算公式为：
5.根据权利要求1所述的一种基于EPS的汽车爆胎安全保护方法，其特征在于：所述的车速扭矩增益根据车速查表一获得，表一的x轴为车速，y轴为扭矩增益系数；所述的横摆角速度扭矩增益根据横摆角速度查表二获得，表二的x轴为横摆角速度，y轴为扭矩增益系数。
6.根据权利要求1所述的一种基
7.根据权利要求1所述的一种基于EPS的汽车爆胎安全保护方法，其特征在于：还包括步骤7，在爆胎补偿开启后，如检测到车速低于设定值时，扭矩计算单元按预设梯度将输出扭矩降为0，且在当前上电周期内不再开启爆胎补偿功能，否则，则继续爆胎扭矩补偿，设定值范围为0kph/s～50kph/s，预设梯度根据车速查表三获得，表三的x轴为车速，y轴为扭矩梯度。
8.根据权利要求1所述的一种基于EPS的汽车爆胎安全保护方法，其特征在于：还包括步骤8，在爆胎补偿开启后，扭矩计算单元计算前后两个周期的补偿扭矩梯度，如检测到梯度超出预设范围，且预设范围为0.1Nm/ms～0.5Nm/ms，对超出范围扭矩进行积分计算，积分公式为CompTrq(t+1)为下一时刻的补偿扭矩，CompTrq(t)为当前时刻的补偿扭矩，TargetTrqGrad(t)为预设梯度阈值，如积分值大于预设阈值，且预设阈值为0.1Nm/ms～0.5Nm/ms，则关断补偿扭矩输出，待梯度回到预设范围内且积分恢复到预设阈值以下，恢复补偿扭矩输出；如检测到梯度在预设范围内，或积分值小于等于预设阈值，则继续爆胎扭矩补偿。
9.根据权利要求1所述的一种基于EPS的汽车爆胎安全保护方法，其特征在于：在正常工况下，根据信号失效等级判定直接进入A类故障状态、B类故障状态或C类故障状态，进行补偿扭矩限制或直接关断输出，禁止开启爆胎保护功能；在A类故障状态下，如失效信号恢复正常后回到正常工况，不对补偿扭矩进行限制，如失效信号数量增加或有重要信号失效判定为B类故障时，进入到B类故障状态；在B类故障状态下，如失效信号数量减少判定为A类故障时，进入到A类故障状态，降低最大限制补偿扭矩，如失效信号导致扭矩计算结果不可信判定为C类故障时，进入到C类故障状态，禁止功能开启。
10.根据权利要求9所述的一种基于EPS的汽车爆胎安全保护方法，其特征在于：所述的正常工况为没有信号丢失或失效，正常输出补偿扭矩；所述的A类故障为1-2个轮速或车速的速度信号失效或1路胎压失效，A类故障允许输出的最大补偿扭矩为最大扭矩的80％；所述的B类故障为3-4个轮速或车速的速度信号失效或2路胎压失效，B类故障允许输出的最大补偿扭矩为最大扭矩的60％；所述的C类故障为全部轮速或车速的速度信号失效或3-4路胎压失效或驾驶员手力信号失效或方向盘角度信号失效或车身姿态相关信号失效，C类故障关断扭矩输出。
...【技术特征摘要】
1.一种基于eps的汽车爆胎安全保护方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于eps的汽车爆胎安全保护方法，其特征在于：所述的步骤2中，还包括对估算的横向加速度进行校验：估算的横向加速度与爆胎轮标志位校验、估算的横向加速度安全性校验、爆胎轮标志位安全性校验；校验后的横向加速度再与整车采集横向加速度进行二次校验，并确定横向加速度补偿。
3.根据权利要求1所述的一种基于eps的汽车爆胎安全保护方法，其特征在于：所述的步骤3中，在计算爆胎偏摆量前，需要对爆胎位置与车辆偏摆方向的一致性进行确定，并预估车辆偏摆程度。
4.根据权利要求1所述的一种基于eps的汽车爆胎安全保护方法，其特征在于：所述的方向盘角度闭环pid控制的计算公式为：
5.根据权利要求1所述的一种基于eps的汽车爆胎安全保护方法，其特征在于：所述的车速扭矩增益根据车速查表一获得，表一的x轴为车速，y轴为扭矩增益系数；所述的横摆角速度扭矩增益根据横摆角速度查表二获得，表二的x轴为横摆角速度，y轴为扭矩增益系数。
6.根据权利要求1所述的一种基于eps的汽车爆胎安全保护方法，其特征在于：所述的步骤6中，功能解除条件包括解除条件1、解除条件2，解除条件1为方向盘扭矩大于标定阈值，且标定阈值范围为0.1～0.5nm，解除条件2为判断方向盘扭矩不是路面冲击反馈力矩。
7.根据权利要求1所述的一种基于eps的汽车爆胎安全保护方法，其特征在于：还包括步骤7，在爆胎补偿开启后，如检测到车速低于设定值时，扭矩计算单元按预设梯度将输出扭矩降为0，且在当前上电周期内不再开启爆胎补偿功能，否则，则继续爆胎扭矩补偿，设定值范围为0kph/s～50kph/s，预设梯度根据车速查表三获得，表三的x轴为车速，y轴为扭矩梯度。
8.根据权利要求1所述的一种基于eps的汽车爆胎安全保护...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋志磊，胡辉，朱永申，
申请(专利权)人：博世华域转向系统有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。