CN104816713A - 车辆爆胎后行驶方向控制方法及控制系统 - Google Patents

车辆爆胎后行驶方向控制方法及控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种车辆爆胎后行驶方向控制方法和控制系统，控制方法包括：获取车辆各个轮胎的胎压信息；获取车轮转速信息；获取方向盘指向信息；获取车辆行驶车道信息；根据获取的信息，对车辆行驶状态、行驶轨迹进行记录和分析处理；如果判断车辆发生爆胎，立即对与已爆轮胎同轴的另一侧未爆轮胎实施制动，降低和控制与已爆轮胎同轴的另一侧未爆轮胎的转速，使同轴上的未爆轮胎的转速相比已爆轮胎的转速，保持在安全合理范围内。该方法可以使车辆在爆胎后及时消除因轮径缩小、滚动阻力增大等产生的不利影响，使车辆按规划轨迹、方向盘指向、车道轨迹行驶，避免了车辆爆胎后行驶方向突然失控，杜绝了爆胎衍生事故的发生。

Description

车辆爆胎后行驶方向控制方法及控制系统
技术领域
本发明属于汽车技术领域，涉及车辆爆胎后行驶方向控制方法及控制系统。
背景技术
车辆行驶过程中，由于路面或轮胎的原因都可能造成轮胎爆胎，使轮胎瞬间失去气压。轮胎失去气压后，其对车辆行驶的影响：一是车轮有效行驶半径瞬间减小，车轮在转速不变的情况下滚动线速度瞬间减小；二是轮胎失压干瘪后车轮行驶阻力突然增大，导致轮胎滚动角速度及线速度进一步降低；三是采用前轮驱动的车辆，差速器为等力矩传动，当爆胎车轮行驶阻力增大时，另一侧车轮就会获得相对较高的转速。以上三重因素叠加的结果，将导致爆胎车轮行驶线速度急剧减小，另一侧未爆胎车轮行驶线速度急剧增大，导致车辆行驶线速度相比爆胎前突变并失去平衡。如果是前轮发生爆胎，由于前轮起着车辆导向的重要作用，必将导致车辆在前轮方向指向不变的情况下，因两侧车轮行驶线速度的巨大差异瞬间向爆胎一侧转向，使车辆方向瞬间失去控制，酿成严重交通事故。如果是后轮发生爆胎，将因爆胎两侧轮胎滚动速度的巨大差异导致车辆甩尾，同样会造成车辆偏离正确行驶方向，危及车辆行驶安全。
现有技术ABS、ESP等只能解决车辆轮胎打滑和转弯行驶稳定问题，专利申请《一种车辆爆胎分级制动控制装置及控制方法》(申请号CN103587516A)及TBSS爆胎稳向系统，只能使车辆减速，均无法解决车辆方向失控问题。专利申请《一种机动车轮胎爆胎后安全停车装置及其停车方法》(申请号：CN201410354891)，采用锁定方向盘的方法，同样无法解决车辆因两侧车轮转速不同造成的方向失控问题。《车辆零胎压安全行驶的控制方法和控制系统》(申请号CN103723143A)，采用调整车轮指向进而强行控制行车方向的方法，为克服两侧轮胎转速不同产生的方向跑偏，必须将车轮向爆胎的反方向偏转一定角度，将造成车轮指向与行驶方向之间产生夹角，造成地面对轮胎产生横向切力，将导致轮胎爆胎和脱落，存在更大的安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于提出一种车辆爆胎后行驶方向控制方法，该控制方法可以在车辆爆胎发生后对车辆行驶方向进行有效控制，使其保持正确的行驶方向，保证车辆行驶安全稳定。
本发明的另一个目的在于提出一种车辆爆胎后行驶方向控制系统。
为达到上述目的，本发明一方面提出一种车辆爆胎后行驶方向控制方法，该控制方法包括：获取车辆各个轮胎的胎压数据；获取车轮转速数据；获取方向盘指向数据；获取车辆行驶车道信息数据；根据获取的数据，进行数据处理；如果判断车辆发生爆胎，立即对与已爆轮胎同轴的另一侧未爆轮胎实施制动，降低和控制与已爆轮胎同轴的另一侧未爆轮胎的转速，使同轴上的未爆轮胎的转速相比已爆轮胎的转速，保持在安全合理范围内。
本发明所述的车辆爆胎后行驶方向控制方法，在车辆发生爆胎时，立即对与已爆轮胎同轴上的另一侧未爆轮胎进行制动，迅速降低该未爆轮胎转速，及时消除已爆轮胎和未爆轮胎之间因轮径差异、滚动阻力增大等造成的行驶线速度突变，避免因该线速度突变对车辆行驶方向产生的不利影响，从根本上解决爆胎后车辆跑偏和方向失控问题。
在本发明的一些实施例中，在判断车辆爆胎之后，还包括：以已爆轮胎实时转速为参照，根据预先设定的该车轴爆胎前后轮胎轮径数据和爆胎前后各个轮胎转速数据，计算出该车辆按规划轨迹行驶的、与已爆轮胎同轴的另一侧未爆轮胎所需转速，按照该转速对另一侧未爆轮胎实施制动控制，使其转速保持在允许误差范围内。
在本发明的一些实施例中，在判断车辆爆胎之后，还包括：以已爆轮胎实时转速为参照，根据预先设定的该车轴爆胎前后轮胎轮径数据、爆胎前后各个车轮转速和方向盘指向数据，计算出该车辆按方向盘指向行驶的另一侧未爆轮胎所需转速，按照该转速对与已爆轮胎同轴的另一侧未爆轮胎实施制动控制，使其转速保持在允许误差范围内。
在本发明的一些实施例中，在判断车辆爆胎之后，还包括：以已爆轮胎实时转速为参照，根据预先设定的该车轴爆胎前后轮胎轮径数据、爆胎前后各个车轮转速和行驶车道信息，计算出车辆按原车道行驶的与已爆轮胎同轴的另一侧未爆轮胎所需转速，按照该转速对另一侧未爆轮胎实施制动控制，使其转速保持在允许误差范围内。
在本发明的一些实施例中，在判断车辆爆胎之后，还包括：根据车辆行驶车道信息，直接对与已爆轮胎同轴的另一侧未爆轮胎实施制动，使车辆保持在原车道内行驶。
在本发明的一些实施例中，车辆行驶轨迹的获得是通过对车辆两侧轮胎滚动速度的分析获得的，当两侧轮胎滚动速度相同时，车辆行驶轨迹为一条支线；当左侧轮胎滚动速度低于右侧轮胎滚动速度时，车辆行驶轨迹是一条向左侧弯曲的弧线，反之是向右侧弯曲的弧线。同轴上的两侧轮胎滚动速度的比值如果用a表示，已爆胎轮胎轮径用R爆表示，已爆轮胎转速用ω爆表示，未爆胎轮胎轮径用R未表示，未爆轮胎转速用ω未表示，则与已爆轮胎同轴的另一侧未爆轮胎的转速：ω未＝a·R爆·ω爆/R未。以已爆轮胎实时转速为参照对未爆轮胎转速进行制动控制，使左右两侧的轮胎滚动线速度之比按某轨迹所需要的比值a变化而变化，就可以使车辆按照某确定的轨迹行驶，如果a是一变量，就可以使车辆做变轨行驶，如按规划轨迹行驶，按方向盘指向行驶，按车道轨迹行驶等。
在本发明的一些实施例中，在判断车辆爆胎之后，还包括：对车辆的已爆轮胎及其他车轴轮胎进行制动控制，合理降低车辆行驶速度，保持车身行驶稳定。
在本发明的一些实施例中，在判断车辆爆胎之后，还包括：开启车辆内、外声光图像警示器，提醒驾乘人员及周围车辆行人注意保持车距，确保交通安全。
本发明所述的车辆爆胎后行驶方向控制方法，具有以下优点：采用对与已爆轮胎同轴的另一侧未爆轮胎进行制动控制，消除了车辆爆胎后同轴两侧轮胎行驶线速度突变造成的车辆瞬间转向，保证了车辆行驶方向安全稳定，杜绝了车辆爆胎衍生交通事故的发生，确保了车辆行车安全。按照规划轨迹对与已爆轮胎同轴的另一侧未爆轮胎进行制动控制，可以在车速较高、驾驶人员来不及反映的情况下，迅速采取措施确保车辆按照规划轨迹行驶。按照方向盘指向对与已爆轮胎同轴的另一侧未爆轮胎进行制动控制，可以在速度较低、驾驶人员能有效操控的情况下有效操纵车辆，并人为控制行驶方向，驾驶车辆行驶到安全地带。按照车道信息对与已爆轮胎同轴的另一侧未爆轮胎进行制动控制，可以保持车辆在原车道内行驶，防止车辆突然变道或其他原因造成的交通事故。
为达到上述目的，本发明的另一方面实施例提出一种车辆爆胎后行驶方向控制系统，该系统包括：对应各个轮胎的胎压传感器，用于检测各个轮胎的胎压；对应各个车轮的车轮转速传感器，用于检测各个车轮的转速；方向盘指向传感器，用于检测方向盘指向；行驶车道传感器，用于检测行驶车道信息；对应各个车轮的车轮制动器，用于对各个车轮进行单独制动控制；控制器，所述控制器分别与所述胎压传感器、车轮转速传感器、方向盘指向传感器、行驶车道传感器、车轮制动器进行通信，所述控制器根据传感器数据对车辆行驶状态做出记录和分析判断，如果判断发生爆胎，所述控制器立即对与已爆轮胎同轴的另一侧未爆轮胎的车轮制动器发出制动指令，车轮制动器立即对与已爆轮胎同轴的另一侧未爆轮胎进行制动，降低和控制与已爆轮胎同轴的另一侧未爆轮胎的转速，消除已爆轮胎和未爆轮胎之间因轮径差异、滚动阻力增大等造成的行驶线速度突变，使其转速保持在安全合理范围内，于此同时，控制器向声光图像警示器发出警示指令，声光图像警示器发出声、光、图像警示，提醒驾车人员及周围行人注意避让。
在本发明的一些实施例中，上述控制器还与车载ABS、ESP等进行通信，并对各系统进行协调控制，确保车辆爆胎后方向可控、行驶安全稳定。
在本发明的一些实施例中，上述车辆爆胎后行驶方向控制系统还包括：显示屏，用于显示所述车辆爆胎信息图像。
进一步地，在本发明的一些实施例中，还包括：仪表和指示灯，用于进行提示和报警；安全带预紧系统；所述控制器用于在所述车辆发生爆胎时，控制警示灯开启以提醒行人，并控制所述安全带预紧系统工作。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1为本发明一个实施例的车辆爆胎后行驶方向控制方法的流程图。
图2为本发明实施例的车辆爆胎后行驶方向控制系统的示意图。
具体实施方式
下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”等以此类推，应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介相连，对应本领域技术人员而言，可以根据具体情况理解上述的具体定义。
下面参照附图描述根据本发明实施例提出的车辆爆胎后行驶方向控制方法。
如附图1所示，为本发明一个实施例的车辆爆胎后行驶方向控制方法的流程图，包括以下步骤：
S1，开始。
具体的，开启电源、启动车辆。
S2，获取数据。
具体地，各个轮胎的胎压传感器，检测各个轮胎的胎压；各个车轮的车轮转速传感器，检测各个车轮的转速；方向盘指向传感器，检测方向盘指向；行驶车道传感器，检测车辆行驶车道信息；各个传感器将获取的数据信息与控制器进行通信。
S3，数据处理。
具体地，控制器对获取的信息进行记录，并对车辆行驶速度、行驶轨迹、行驶方向、行驶状态等进行分析处理。
S4，判断是否爆胎。
如果发生爆胎，执行步骤S5，否则循环执行本步骤。
具体的，根据车辆各个车轮的胎压变化情况，结合车轮转速相对方向盘指向及行驶车道的异常变化，判断车辆各个轮胎是否发生爆胎。如果爆胎，执行下一步骤，否则继续对爆胎进行循环判断。
S5，启动爆胎声、光、图像警示。
具体的，控制器向声、光、图像警示器发出警示指令，声光图像警示器发出声光图像警示。
S6，对与已爆胎轮胎同轴的另一侧未爆轮胎进行制动。
具体的，控制器向与已爆胎轮胎同轴的另一侧未爆轮胎的轮胎制动器发生制动指令，该另一侧未爆轮胎制动器对所属轮胎进行制动。轮胎制动器包括各种形式，如包括制动动力(制动液压力)产生装置、控制装置(开关)和执行装置(卡钳或制动鼓)等。
S7，判断与已爆轮胎同轴的另一侧未爆轮胎转速是否低于规定转速1。
如果是，则执行步骤S8，否则执行步骤S6。
具体的，控制器将与已爆轮胎同轴的另一侧未爆轮胎转速数据与规定转速1进行对比，以此进行判断。需要说明的是：规定转速1并不是一个固定值，该值是车辆“按规划轨迹行驶”的与未爆轮胎同轴的另一侧未爆轮胎的所需转速，是一个随已爆轮胎转速变化而变化的变量。
S8，解除制动。
具体的，控制器向与已爆轮胎同轴的另一侧未爆轮胎的车轮制动器发出解除制动指令，车轮制动器解除对所属轮胎的车轮制动。
S9，判断车速是否低于设定值。
如果是，执行步骤S10，否则执行步骤S7。
具体的，控制器将车速数值与设定值进行比较，如果车速低于某一设定值执行下一步骤，否则循环执行对与已爆轮胎同轴的另一侧未爆轮胎的转速进行判断。该设定值为“车辆自动控制行驶方向”和“人为手动控制行驶方向”的车速分界点，高于该车速为“车辆自动控制行驶方向”，低于该车速为“人为手动控制行驶方向”。可以根据实际情况和试验结果预先设定，例如设定为30公里/小时。如果是，执行下一步骤，否则回到上一循环。
S10，判断另一侧未爆轮胎转速是否低于规定转速2。
如果是，则执行步骤S13，否则执行步骤S11。
具体的，控制器将与已爆轮胎同轴的另一侧未爆轮胎的转速数据与规定转速2进行对比，以此判断与已爆轮胎同轴的另一侧未爆轮胎的转速是否低于该规定转速2。需要说明的是：规定转速2同样不是一个固定值，该值是车辆“按方向盘指向行驶”另一侧未爆轮胎的所需转速，是一个随已爆轮胎转速变化而变化的变量。如果是，进入下一步骤，否则回到上一循环。
S11，对与已爆轮胎同轴的另一侧未爆轮胎进行制动。
具体的，控制器向与已爆轮胎同轴的另一侧未爆轮胎的车轮制动器发生制动指令，车轮制动器对所属轮胎进行制动。
S12，回到S10。
具体的，继续对与已爆轮胎同轴的另一侧未爆轮胎转速进行检测。
S13，判断车速是否为零。
如果是，执行步骤S14，否则执行步骤10。
具体的，控制器将车速数值与零进行比对。如果为零，说明车辆已经停止，执行下一步骤，否则继续对与已爆轮胎同轴的另一侧未爆轮胎的转速进行判断。
S14，结束
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本的方式或相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属领域的技术人员理解。
综上所述，根据本发明实施例的车辆爆胎后行驶方向控制方法，在车辆发生爆胎时，根据先前搜集的行驶数据对与已爆轮胎同轴的另一侧未爆轮胎实施制动，使与已爆轮胎同轴的另一侧未爆轮胎转速降低，在极短的时间内消除轮胎爆胎后轮径减小造成的行驶线速度降低产生的不良影响，保持爆胎一侧和未爆胎一侧车轮行驶线速度的一致，防止因两侧线速度突变造成车辆行驶方向突然转向甚至失控，同时，通过对与已爆轮胎同轴的另一侧未爆轮胎的转速控制，使与已爆轮胎同轴的另一侧未爆轮胎的转速分别保持与“按规划轨迹行驶”、“按方向盘指向行驶”和“按行驶车道行驶”相一致的车轮转速，保障了车辆爆胎后行驶方向可控，确保了爆胎后车辆安全。
下面根据附图描述根据本发明实施例提出的一种车辆爆胎后行驶方向控制系统。
如图2所述，为本发明的一个实施例的车辆爆胎后行驶方向控制系统的示意图。本发明实施例的控制系统包括：左前轮1、左前轮胎压传感器2、左前轮转速传感器3、左前轮制动器4、控制器5、右前轮转速传感器6、右前轮制动器7、右前轮胎压传感器8、右前轮9、发动机或差速器10、方向盘指向传感器11、方向机12、方向盘13、行驶车道传感器14、声光图像警示装置15。其中，左前轮胎压传感器2、右前轮胎压传感器8，分别用于检测各个轮胎的胎压。左前轮转速传感器3、右前轮转速传感器6，分别用于检测各个轮胎的转速。方向盘指向传感器11，用于检测方向盘指向。行驶车道传感器14，用于检测车轮行驶车道信息。左前轮制动器4、右前轮制动器7，用于对所属车轮进行制动控制。声光图像警示器15，用于发出声光图像警示。
如果左前轮1发生爆胎，左前轮1因轮径瞬间减小，其轮胎滚动线速度相比右前轮必然瞬间减小。为解决这一问题，左前轮胎压传感器2检测到爆胎信号并将信号传输给控制器5，控制器5立即启动爆胎处置程序，发出爆胎声光图像警示指令和对右前轮制动指令，声光图像警示装置15发出警示信号，右前轮制动器7对右前轮9进行制动控制，使右前轮9转速迅速降低，并与左前轮1保持安全同步的滚动速度。该安全同步的滚动速度，根据车辆行驶轨迹、方向盘指向、车道信息不断修正，保持车辆按照安全处置要求不断降低车速，直至停止，从而保证了爆胎后车辆行驶方向安全稳定，反之亦然。
综上所述，根据本发明实施例的车辆爆胎后行驶方向控制方法，在车辆发生爆胎时，控制器根据车辆行驶速度、行驶轨迹、行驶方向、车道信息等，对与已爆轮胎同轴的另一侧未爆轮胎进行制动控制，完全消除了爆胎对车辆行驶方向产生的不利影响，并通过对与已爆轮胎同轴的另一侧未爆轮胎的转速控制，使左右轮胎的滚动速度支持、适应车辆行驶方向变化的要求，达到对车辆行驶方向的完全控制，保证了爆胎后车辆行驶安全。

Claims (7)

1.一种车辆爆胎后行驶方向控制方法，其特征在于，该方法包括：获取车辆各个轮胎的胎压数据；获取车轮转速数据；获取方向盘指向数据；获取车辆行驶车道信息数据；根据获取的数据，进行数据处理；如果判断车辆发生爆胎，立即对与已爆轮胎同轴的另一侧未爆轮胎实施制动，降低和控制与已爆轮胎同轴的另一侧未爆轮胎的转速，使同轴上的未爆轮胎的转速相比已爆轮胎的转速，保持在安全合理范围内。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：以已爆轮胎实时转速为参照，根据预先设定的该车轴爆胎前后轮胎轮径数据和爆胎前后各个轮胎转速数据，计算出该车辆按规划轨迹行驶的、与已爆轮胎同轴的另一侧未爆轮胎所需转速，按照该转速对另一侧未爆轮胎实施制动控制，使其转速保持在允许误差范围内。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：以已爆轮胎实时转速为参照，根据预先设定的该车轴爆胎前后轮胎轮径数据、爆胎前后各个车轮转速和方向盘指向数据，计算出该车辆按方向盘指向行驶的另一侧未爆轮胎所需转速，按照该转速对与已爆轮胎同轴的另一侧未爆轮胎实施制动控制，使其转速保持在允许误差范围内。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：以已爆轮胎实时转速为参照，根据预先设定的该车轴爆胎前后轮胎轮径数据、爆胎前后各个车轮转速和行驶车道信息，计算出车辆按原车道行驶的与已爆轮胎同轴的另一侧未爆轮胎所需转速，按照该转速对另一侧未爆轮胎实施制动控制，使其转速保持在允许误差范围内。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：根据车辆行驶车道信息，直接对与已爆轮胎同轴的另一侧未爆轮胎实施制动，使车辆保持在原车道内行驶。
6.如权利要求1、2、3、4、5、所述的方法，其特征在于，还包括：与已爆轮胎同轴的另一侧未爆轮胎的转速：ω未＝a·R爆·ω爆/R未。
7.一种车辆爆胎后行驶方向控制系统，其特征是，该系统包括：对应各个轮胎的胎压传感器，用于检测各个轮胎的胎压；对应各个车轮的车轮转速传感器，用于检测各个车轮的转速；方向盘指向传感器，用于检测方向盘指向；行驶车道传感器，用于检测行驶车道信息；对应各个车轮的车轮制动器，用于对各个车轮进行单独制动控制；控制器，所述控制器分别与所述胎压传感器、车轮转速传感器、方向盘指向传感器、行驶车道传感器、车轮制动器进行通信，所述控制器根据传感器数据对车辆行驶状态做出记录和分析判断，如果判断发生爆胎，所述控制器立即对与已爆轮胎同轴的另一侧未爆轮胎的车轮制动器发出制动指令，车轮制动器立即对与已爆轮胎同轴的另一侧未爆轮胎进行制动，降低和控制与已爆轮胎同轴的另一侧未爆轮胎的转速，消除已爆轮胎和未爆轮胎之间因轮径差异、滚动阻力增大等造成的行驶线速度突变，使其转速保持在安全合理范围内，于此同时，控制器向声光图像警示器发出警示指令，声光图像警示器发出声、光、图像警示，提醒驾车人员及周围行人注意避让。
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