CN104217001B

CN104217001B - 一种基于xml树的车辆自适应轮速计算方法

Info

Publication number: CN104217001B
Application number: CN201410466163.9A
Authority: CN
Inventors: 吉莉; 王丽芳; 廖承林; 苟晋芳
Original assignee: Institute of Electrical Engineering of CAS
Current assignee: Institute of Electrical Engineering of CAS
Priority date: 2014-09-12
Filing date: 2014-09-12
Publication date: 2018-08-07
Anticipated expiration: 2034-09-12
Also published as: CN104217001A

Abstract

一种基于XML树的车辆自适应轮速计算方法，该方法首先收集车辆轮速相关信息，包括车辆的工况、轮距、轮速传感器齿圈齿数、脉冲速度，以及车辆在这些信息体现的客观要素情况下，采用周期法和频率法得到的车辆的实际轮速、理论计算的轮速，以及两种计算方法的偏差率数据，再以偏差率小的车辆轮速计算方法作为推荐计算方法计算车辆的轮速。以上数据生成比对XML树。在车辆实际行驶过程中，再根据实时信息生成查询XML树，将查询XML树和比对XML树进行加权比对查询，选取得到的相似度集合中相似度最大的集合记录的要素“推荐采用方法”进行计算实时车辆轮速。

Description

一种基于XML树的车辆自适应轮速计算方法

技术领域

本发明涉及一种车辆轮速计算方法。

背景技术

ABS(防抱死刹车系统)能够在汽车紧急制动时防止车轮抱死，提高汽车紧急制动的稳定性和方向可控性，缩短制动距离及延长轮胎的使用寿命。在ABS控制算法中，控制参考变量包括滑移率和车轮加速度，这两个参考变量的计算都基于对轮速的正确采集与处理。因此，要得到正确的控制参量及实现良好的控制效果，轮速采集精度和响应速度对制动系统的控制过程至关重要。

计算车辆轮速的方法有两种，频率法和周期法，其原理和误差分析如下：

频率法就是测量单位时间内轮速脉冲的个数，以求得轮速v1，即：

v1＝(2πr/z)(M/ΔT) (1)

式中，r为车轮半径；z为齿圈齿数；M为频率信号输出脉冲个数；ΔT为测量时间间隔。由于确定系统的2πr/z为常数，所以轮速误差主要受f频率＝M/ΔT的影响，由f频率＝M/ΔT推导得：

df/f＝dM/M-dΔT/ΔT (2)

由式(2)可知，频率测量误差来自于时基误差dΔT/ΔT(测量时间间隔的相对误差)及计数误差dM/M。因时基误差通常用微机石英晶体振荡器定时，可保证在10^-6以下，所以此项误差可忽略。计数误差即所谓±1个误差，即采用频率法测量时的误差主要来自脉冲个数的±1个误差。

周期法

所谓周期法就是用时标充填的方法测量轮速脉冲周期，然后计算出轮速：

v2：v2＝(2πr/z)(1/T) (3)

同理，因2πr/z为常数，所以轮速计算的误差分析换算成对频率f周期的误差分析：

f周期＝1/T＝1/M1τ (4)

式中，τ为时标信号周期；M1为时标信号脉冲个数；T为被测周期。

由式(4)推导得：-df/f＝dT/T＝dM1/M1+dτ/τ (5)

与频率法一样，时标精度误差dτ/τ也可忽略，即此计算方法的误差主要是时标信号脉冲计数产生的±1个误差。

频率法和周期法的计算精度自有适用的条件，决定因素有工况、轮距、轮速传感器齿圈齿数、脉冲速度等。

目前，在ABS轮速计算中，业界采用的计算方法是采用周期法或采用频率法。从上面的分析可以看出，这样的计算方法会导致轮速计算的不准确，进而导致ABS等应用的失误带来车辆和人身的安全隐患。因此采用何种办法可以确定在何种情况下采用频率法或采用周期法能够即能够最大程度地精确计算车轮速度，这是目前ABS等涉及道路安全行驶的应用领域里迫切需要解决的问题。

文献《ABS轮速信号的采集方法研究》(《汽车技术》2010年第10期，郑太雄、李炯球、黄智宇、蒋国英)中，提出了一种自适应的计算轮速额方法，但是该方法不仅没有考虑到道路车辆其他的客观因素，而且所述的自适应仅仅是根据某一辆车的实验数据界定的两个脉冲频率进行“自适应”，不具有科学性也没有普适性。

专利201010618927.3“利用协处理器开发ABS轮速处理方法”描述了一种利用协处理器开发ABS轮速的处理方法，文中仅仅利用频率法进行计算，显然有失妥当。

专利200610125640.0“车轮速度及加速度探测系统及探测方法”描述了一种探测车轮速度和加速度的方法，但是文中计算车轮速度的方法采用的是周期法，这将直接导致计算车轮速度的准确。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术对于车辆轮速计算方法的缺点，提出一种基于XML树的车辆轮速计算方法。本发明可应用于道路安全领域，如ABS等。

XML树是一种快速的自我描述并伸缩自如的文件构建语法，通过其优良的构建形式能够进行快速的搜索查询和增删等操作。

本发明方法的原理是：

首先收集车辆轮速信息，包括车辆的工况、轮距、轮速传感器齿圈齿数、脉冲速度等信息，以及车辆在这些信息体现的客观要素情况下，采用周期法和频率法得到的车辆的实际轮速、理论计算的轮速，以及周期法得到的偏差率数据和频率法得到的偏差率数据，再以偏差率小的车辆轮速计算方法作为推荐采用方法计算车辆的轮速。

本发明方法的步骤是：

1)首先收集与车辆轮速信息，包括车辆的工况、轮距、轮速传感器齿圈齿数、脉冲速度等信息，以及车辆在这些信息体现的客观要素情况下，采用周期法和频率法得到的车辆的实际轮速、理论计算的轮速，以及期法得到的偏差率数据和频率法得到的偏差率数据。将所采集的数据根据XML树构建原则生成XML树，作为比对XML树，比对XML树的节点数为车辆轮速信息客观要素的样本数，比对XML树的一个节点即为一种客观要素的记录，各节点的客观要素包括工况、轮距、轮速传感器齿圈齿数、脉冲速度、周期法计算的轮速、频率法计算的轮速、理论轮速、频率法与周期法的偏差，以及推荐采用算法。所述的推荐采用算法为比较频率法的偏差率和周期法的偏差率，取偏差率小的计算方法为推荐采用方法。

2)在车辆实时运行过程中需要精确计算轮速的时候，首先将实时运行的客观要素生成查询XML树。所述的查询XML树含有一个节点，即为车辆轮速信息，为车辆实时运行的客观要素的记录。所述的客观要素包括工况、轮距、轮速传感器齿圈齿数和脉冲速度等要素。其次为实时运行的客观要素的各要素根据应用需求设置权重，举例如下，在ABS应用中，在普通路况下，各要素的权重如下：工况0.1，轮距0.1，轮速传感器齿圈齿数0.2，脉冲速度0.6，在其他路况或其他应用中进行不同的权重设置。然后将该查询XML树与所述比对XML树进行比对查询。所述的比对查询办法如下：如果查询XML树和比对XML树的要素相同，相似度记为1*权重，如果XML树和比对XML树的要素不同，相似度记为0权重。由此可得到一个相似度的集合。取相似度最大的一个集合中记录的要素作为推荐采用方法计算当前的车速。

本发明可以根据实时客观情况选择计算轮速的方法，和现有根据经验或者其他判断方法计算轮速不同，采用本发明方法可以跟据实时情况计算轮速，可以保障轮速计算的精确性。

本发明基于XML树的车辆自适应轮速计算方法的具体方法步骤是：

3)在车辆上市之前的测试阶段采集车辆轮速相关信息，采集的要素包括：工况、轮距、轮速传感器齿圈齿数、脉冲速度、频率法计算结果、周期法计算结果、理论车速、频率法偏差率、周期法偏差率,以及根据频率法的偏差率和周期法的偏差率比较取其小者所得出的推荐采用方法；

4)将步骤1)所采集的数据和相应推荐的计算方法生成比对XML树；

5)在车辆实际行驶过程中，根据实时要素，包括：工况、轮距、轮速传感器齿圈齿数、脉冲速度，生成查询XML树；

6)为步骤1中所述的各要素设置权重；

7)将查询XML文档树与比对XML文档树进行加权比对查询，得到相似度结果集，在相似度结果集中取相似度最大的一个集合中记录的要素，即“推荐采用方法”计算当前的车速。所述的加权比对查询方法如下：如果查询XML树和比对XML树的要素相同，相似度记为1*权重，如果XML树和比对XML树的要素不同，相似度记为0。

附图说明

图1本发明基于XML树的车辆自适应轮速计算方法流程图；

图2比对XML树例图；

图3查询XML树例图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

本发明基于XML树的车辆自适应轮速计算方法的流程如图1所示：在车辆上市之前的测试阶段，收集与车辆轮速相关的信息，包括车辆的各种客观要素：工况、轮距、轮速传感器齿圈齿数、脉冲速度，将工况记为G、轮距记为L、轮速传感器齿圈齿数记为N、脉冲速度S、频率法计算结果记为P、周期法计算结果记为Z、理论车速记为LS、频率法偏差率记为PP、周期法偏差率记为PZ，以及在这些信息反映的客观要素下采用周期法和频率法得到的车辆的实际轮速、理论计算的轮速以及两种车速计算方法的偏差率数据，以偏差率小的计算方法作为推荐计算方法。将频率法的偏差率和周期法的偏差率比较，取其小者所得出的推荐采用方法记为T。将以上采集的实验数据根据XML树构建原则生成XML树，作为比对XML树，如图2所示。比对XML树的节点数即为所述的车辆轮速信息客观要素的样本数。比对XML树的一个节点即为一种要素，如工况、轮距、轮速传感器齿圈齿数、脉冲速度，周期法计算的轮速、频率发计算的轮速、理论轮速、频率法与周期法的偏差在该要素下推荐的计算方法。

在车辆实时运行的过程中需要精确计算轮速的时候，首先收集当时实时运行的客观要素，包括工况、轮距、轮速传感器齿圈齿数、脉冲速度等，将工况记为g,轮距记为l，轮速传感器齿圈齿数记为n，脉冲速度记为s，生成查询XML树，如图3所示。然后为各要素设置一个权重，分别如下：工况0.1，轮距0.1，轮速传感器齿圈齿数0.2，脉冲速度0.6，然后将该查询XML树与所述比对XML树进行相似度查询，相似度查询办法如下：要素如果相同记为1*权重，如果不同记为0，得到一个相似度的集合，为相似度结果集。在相似度结果集中采用相似度最大的一个集合中记录的要素T，作为推荐采用方法进行计算车辆轮速。

采用上述基于XML树的快速比对查询轮速计算方法可以实时根据车辆的内在条件，如轮距、轮速传感器齿圈齿数、脉冲速度等，以及外在的条件，如工况决定轮速的计算方法，最大可能地逼近轮速的实际值，有效地解决目前业界轮速计算不合理的现状。本发明可在ABS等领域应用。

Claims

1.一种基于XML树的自适应轮速计算方法，其特征在于，所述的计算方法包括以下步骤：

1)首先收集车辆轮速信息，包括车辆的工况、轮距、轮速传感器齿圈齿数、脉冲速度、分别采用周期法和频率法得到的车辆的实际轮速、理论计算的轮速，以及周期法得到的偏差率数据和频率法得到的偏差率数据；将采集的数据根据XML树构建原则生成XML树，作为比对XML树；比对XML树的节点数为车辆轮速信息客观要素的样本数，比对XML树的一个节点即为一种客观要素的记录，各节点的客观要素包括工况、轮距、轮速传感器齿圈齿数、脉冲速度、周期法计算的轮速、频率法计算的轮速、理论计算的轮速、频率法的偏差率与周期法的偏差率，以及推荐采用方法；所述的推荐采用方法为比较频率法的偏差率和周期法的偏差率，取偏差率小的计算方法为推荐采用方法；

2)在车辆实时运行过程中需要精确计算轮速的时候，首先将车辆实时运行的客观要素生成查询XML树，所述的查询XML树含有一个节点，即为车辆轮速信息，为车辆实时运行的客观要素的记录，所述的车辆实时运行的客观要素包括车辆的工况、轮距、轮速传感器齿圈齿数和脉冲速度的要素；其次为车辆实时运行的客观要素的各要素根据应用需求设置权重；然后将该查询XML树与所述比对XML树进行比对查询；所述的比对查询办法如下：如果查询XML树和比对XML树的要素相同，相似度记为1*权重，如果XML树和比对XML树的要素不同，相似度记为0；由此得到一个相似度的集合；取相似度最大的一个集合中记录的推荐采用方法计算当前的车速。