CN108238093B - 爆胎控制的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种爆胎控制的方法和装置，可以通过获取车辆的状态参数，并根据该状态参数确定该车辆是否处于爆胎临界状态，在该车辆处于爆胎临界状态时，控制该车辆抵制该车辆的轮胎偏转，这样，避免了由于驾驶人员无法及时纠正方向盘而导致的交通事故的发生。

Description

爆胎控制的方法和装置

技术领域

本公开涉及车辆控制领域，具体地，涉及一种爆胎控制的方法和装置。

背景技术

据统计发生在高速公路上的交通事故有70％是因为爆胎引起的，爆胎时发生爆胎一侧的轮胎会突然发生偏转，形成了瞬时的自动转向，并且转向速度很大(大约1000°/s)，由于大部分驾驶员没有爆胎时的驾驶经验，不能迅速纠正方向盘的位置，从而造成了重大的交通事故。

目前为了减少由于爆胎造成的交通事故，主要采用加厚的橡胶侧壁的防爆轮胎，即“泄气保用轮胎”，这样，即使失去气压，侧壁也能够支撑车辆的重量，不会导致严重的变形，因此，在轮胎爆胎后并不会严重影响车辆的行驶，甚至车主有可能感觉不到。但是，由于防爆轮胎的价格比普通轮胎昂贵，并且舒适性比普通轮胎差，更换也不如普通轮胎方便，所以防爆轮胎的使用范围较小，从而仍然无法完全避免爆胎引起的交通事故。

发明内容

为克服现有技术中存在的问题，本公开提供一种爆胎控制的方法和装置。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种爆胎控制的方法，该方法包括获取所述车辆的状态参数；其中，所述状态参数包括所述车辆的转角速度、质心侧偏角、横摆角速度和轮胎胎压；根据所述状态参数确定所述车辆是否处于爆胎临界状态；在所述车辆处于爆胎临界状态时，控制所述车辆抵制所述车辆的轮胎偏转。

可选地，所述获取所述车辆的质心侧偏角包括：通过惯性测量单元IMU采集所述车辆的第一待确定质心侧偏角；通过双天线全球定位系统GPS接收机获取所述车辆的第二待确定质心侧偏角；根据卡尔曼Kalman滤波融合算法将所述第一待确定质心侧偏角和所述第二待确定质心侧偏角生成所述质心侧偏角。

可选地，所述通过双天线全球定位系统GPS接收机获取所述车辆的第二待确定质心侧偏角，包括：通过双天线GPS接收机获取所述车辆的行驶方向和速度方向；根据所述行驶方向与所述速度方向获取所述第二待确定质心侧偏角。

可选地，所述根据所述状态参数确定所述车辆是否处于爆胎临界状态包括：确定所述转角速度是否大于或者等于第一预设阈值；在所述转角速度大于或者等于所述第一预设阈值时，确定所述质心侧偏角是否大于或者等于第二预设阈值；在确定所述质心侧偏角大于或者等于所述第二预设阈值时，确定所述横摆角速度是否大于或者等于第三预设阈值；在确定所述横摆角速度大于或者等于所述第三预设阈值时，确定所述轮胎胎压是否大于或者等于第四预设阈值；在确定所述轮胎胎压大于或者等于所述第四预设阈值时，确定所述车辆处于爆胎临界状态。

可选地，所述控制所述车辆抵制所述车辆的轮胎偏转包括：生成控制信号；根据所述控制信号控制所述车辆的转向助力电机生成阻尼力矩，以通过所述阻尼力矩抵制所述车辆的轮胎偏转。

根据本公开实施例的第二方面，提供一种爆胎控制的装置，该装置包括获取模块，用于获取所述车辆的状态参数；其中，所述状态参数包括所述车辆的转角速度、质心侧偏角、横摆角速度和轮胎胎压；确定模块，用于根据所述状态参数确定所述车辆是否处于爆胎临界状态；控制模块，用于在所述车辆处于爆胎临界状态时，控制所述车辆抵制所述车辆的轮胎偏转。

可选地，所述获取模块包括：采集子模块，用于通过惯性测量单元IMU采集所述车辆的第一待确定质心侧偏角；获取子模块，用于通过双天线全球定位系统GPS接收机获取所述车辆的第二待确定质心侧偏角；第一生成子模块，用于根据卡尔曼Kalman滤波融合算法将所述第一待确定质心侧偏角和所述第二待确定质心侧偏角生成所述质心侧偏角。

可选地，所述获取子模块，用于通过双天线GPS接收机获取所述车辆的行驶方向和速度方向；根据所述行驶方向与所述速度方向获取所述第二待确定质心侧偏角。

可选地，所述确定模块包括：第一确定子模块，用于确定所述转角速度是否大于或者等于第一预设阈值；第二确定子模块，用于在所述转角速度大于或者等于所述第一预设阈值时，确定所述质心侧偏角是否大于或者等于第二预设阈值；第三确定子模块，用于在确定所述质心侧偏角大于或者等于所述第二预设阈值时，确定所述横摆角速度是否大于或者等于第三预设阈值；第四确定子模块，用于在确定所述横摆角速度大于或者等于所述第三预设阈值时，确定所述轮胎胎压是否大于或者等于第四预设阈值；第五确定子模块，用于在确定所述轮胎胎压大于或者等于所述第四预设阈值时，确定所述车辆处于爆胎临界状态。

可选地，所述控制模块包括：第二生成子模块，用于生成控制信号；控制子模块，用于根据所述控制信号控制所述车辆的转向助力电机生成阻尼力矩，以通过所述阻尼力矩抵制所述车辆的轮胎偏转。

通过上述技术方案，获取车辆的状态参数，并根据该状态参数确定该车辆是否处于爆胎临界状态；在该车辆处于爆胎临界状态时，控制该车辆抵制该车辆的轮胎偏转，这样，在根据该状态参数确定车辆爆胎时，可以通过EPS(electric power steering，电动助力转向系统)抵制车辆轮胎偏转，从而避免了由于驾驶人员无法及时纠正方向盘而导致的交通事故的发生。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是根据一示例性实施例示出的一种爆胎控制的方法的流程图；

图2是根据一示例性实施例示出的又一种爆胎控制的方法的流程图；

图3是根据一示例性实施例示出的第一种爆胎控制的装置的框图；

图4是根据一示例性实施例示出的第二种爆胎控制的装置的框图；

图5是根据一示例性实施例示出的第三种爆胎控制的装置的框图；

图6是根据一示例性实施例示出的第四种爆胎控制的装置的框图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

本公开可以应用于车辆爆胎的场景，在该场景下，由于爆胎时发生爆胎一侧的轮胎会突然发生偏摆，形成了瞬时的自动转向，并且转向速度很大(大约1000°/s)，大部分驾驶员没有爆胎时的驾驶经验，不能迅速纠正方向盘的位置，从而造成了重大的交通事故。

为了解决上述问题，本公开提出了一种爆胎控制的方法和装置，可以通过获取车辆的状态参数，并根据该状态参数确定该车辆是否处于爆胎临界状态，在该车辆处于爆胎临界状态时，控制该车辆抵制该车辆的轮胎偏转，这样，在根据该状态参数确定车辆爆胎时，可以通过EPS(electric power steering，电动助力转向系统)抵制车辆轮胎偏转，从而避免了由于驾驶人员无法及时纠正方向盘而导致的交通事故的发生。

下面通过具体实施例对本公开进行详细说明。

图1是根据一示例性实施例示出的一种爆胎控制的方法的流程图，应用于车辆，如图1所示，包括以下步骤：

S101，获取车辆的状态参数。

其中，该状态参数包括该车辆的转角速度、质心偏转角、横摆角速度和轮胎胎压。

S102，根据该状态参数确定该车辆是否处于爆胎临界状态。

S103，在该车辆处于爆胎临界状态时，控制该车辆生成用于抵制该车辆的轮胎偏转的作用力。

采用上述方法，可以通过获取车辆的状态参数，并根据该状态参数确定该车辆是否处于爆胎临界状态，在该车辆处于爆胎临界状态时，控制该车辆抵制该车辆的轮胎偏转，这样，在根据该状态参数确定车辆爆胎时，可以通过EPS抵制车辆轮胎偏转，从而避免了由于驾驶人员无法及时纠正方向盘而导致的交通事故的发生。

图2是根据一示例性实施例示出的一种爆胎控制的方法的流程图，应用于车辆，如图2所示，包括以下步骤：

S201，获取车辆的横摆角速度。

其中，该横摆角速度是指车辆在单位时间内绕垂直于地面轴线方向的偏转角度，该偏转角度越大，则该车辆的稳定程度越低。

在本步骤中，该横摆角速度可以通过横摆角速度传感器直接检测获得，也可以通过其他传感器估算得到该横摆角速度，例如，可以通过获取车辆前轴或者后轴的左右轮胎轮速、轮胎静态半径、前轴或者后轴左右轮胎轮距、前轮胎转向角度，这样可以根据获取的数据得到该横摆角速度；又如，可以根据安装在车辆上不同位置上的横向加速度传感器得到横向加速度，如在车辆的前轴和后轴分别安装有横向加速度传感器，并分别获取前轴和后轴到该车辆的质心的距离，此时，可以根据获取的前轴和后轴的横线加速度以及该距离估算得到该横摆角速度，上述示例只是举例说明，本公开对此不作限定。

S202，通过IMU(inertial measurement unit，惯性测量单元)采集该车辆的第一待确定质心侧偏角。

其中，该质心偏转角可以是该车辆的行驶方向与该车辆纵轴之间的夹角。

在本步骤中，可以通过IMU采集车辆的行驶信息。在一种可能的实现方式中，通过IMU中的加速度传感器获取车辆的纵向加速度和侧向加速度，由于采用加速度传感器可能存在系统误差，因此，必须对加速度传感器采集的纵向加速度和侧向加速度进行预处理，如滤波、消除噪音和误差校准等，示例地，可以基于最小二乘迭代算法来消除上述加速度传感器引起的误差，这样，可以获取到预处理后的纵向加速度和侧向加速度，这样，可以分别对该预处理后的纵向加速度和侧向加速度进行积分得到该车辆的纵向速度和侧向速度，计算该纵向速度和该侧向速度的比值，并获取该比值的反正切值得到该第一待确定质心侧偏角，上述示例只是举例说明，本公开对此不作限定。

S203，通过双天线GPS(Globle Positioning System，全球定位系统)接收机获取该车辆的行驶方向和速度方向。

在本步骤中，在基站上设置有一台GPS接收机，在卫星发送该基站的三维坐标至基站的过程中，存在多普勒效应，从而导致存在误差，因此，该基站的GPS接收机在接收到卫星发送的该基站三维坐标后，根据该基站的三维坐标与预设的基站坐标得到误差值，并将该误差值发送至GPS移动站，这样，GPS移动站中的双天线GPS接收机可以接收到卫星发送的该移动站的三维坐标，也可以接收基站发送的误差值，这样，可以利用基站发送的误差值对GPS移动站中的双天线GPS接收机接收的该移动站的三维坐标进行修正，从而提高了定位精度。

S204，根据该行驶方向和该速度方向获取第二待确定质心侧偏角。

在本步骤中，通过将该行驶方向和该速度方向进行矢量运算可以得到该第二待确定质心侧偏角。

S205，根据Kalman滤波融合算法将该第一待确定质心侧偏角和该第二待确定质心侧偏角生成质心侧偏角。

其中，由于通过INS采集该车辆的第一待确定质心侧偏角的过程中，需要对采集的行驶信息进行积分，这样在该行驶信息存在误差的情况下，使得该行驶信息的误差随时间积累而发散，而通过该双天线GPS接收机获取第二待确定质心侧偏角的过程中，可能存在卫星信号被遮挡，从而无法保证该双天线GPS接收机连续地接收卫星发送的三维坐标，因此，通过采用Kalman滤波融合算法将该第一待确定质心侧偏角和该第二待确定质心侧偏角生成质心侧偏角，从而可以有效地避免两者的缺点，并提高该质心侧偏角的精度。

S206，获取该车辆的转角速度。

其中，该转角速度可以为该车辆的轮胎每秒转过的角度，可以由车辆转向系统中的角度传感器直接采集单位时间的转向角度得到该转角速度或者由电机位置传感器输出的转子位置信号间接获取到该转角速度。

S207，获取该车辆的轮胎胎压。

其中，该轮胎胎压表示该车辆的轮胎内部空气的压强，可以通过车辆的TPMS(Tirepressure monitoring system，胎压监测系统)检测到该轮胎胎压。

S208，确定该转角速度是否大于或者等于第一预设阈值。

其中，可以设置该第一预设阈值为1000°/s。

在确定该转角速度大于或者等于该第一预设阈值时，执行步骤S209；

在确定该转角速度小于该第一预设阈值时，执行步骤S210。

S209，确定该质心侧偏角是否大于或者等于第二预设阈值。

在确定该质心侧偏角大于或者等于该第二预设阈值时，执行步骤S211；

在确定该质心侧偏角小于该第二预设阈值时，执行步骤S210。

S210，确定该车辆处于正常状态。

S211，确定该横摆角速度是否大于或者等于第三预设阈值。

在确定该横摆角速度大于或者等于该第三预设阈值时，执行步骤S212；

在确定该横摆角速度小于该第三预设阈值时，执行步骤S210。

S212，确定该轮胎胎压是否大于或者等于第四预设阈值。

在确定该轮胎胎压大于或者等于该第四预设阈值时，执行步骤S213；

在确定该轮胎胎压小于该第四预设阈值时，执行步骤S210。

S213，确定该车辆处于爆胎临界状态。

S214，获取该车辆的当前车速。

其中，可以根据步骤S202中获取的侧向速度和纵向速度获取到该车辆的当前车速，当然也可以通过其他方法，本公开对此不作限定，如可以通过GPS接收机获取到该车辆的当前车速。

S215，该车辆生成控制信号。

其中，该控制信号用于抵制该车辆的轮胎偏转。

S216，根据该控制信号控制该车辆的转向助力电机生成阻尼力矩，以通过该阻尼力矩抵制该车辆的轮胎偏转。

在本步骤中，可以获取预设的车速和电流值之间的对应关系，并根据该对应关系获取该车辆的当前车速对应的理论电流值，同时，可以通过电机内的电流传感器采集到实际电流值，获取该理论电流值与该实际电流值的差值，将该差值送到PID解调器中，最终输出PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)电机控制信号，控制转向助力电机输出阻尼力矩，转向助力电机通过提供的阻尼力矩，从而实现抵制该车辆的轮胎偏转。

采用上述方法，可以通过获取车辆的状态参数，并根据该状态参数确定该车辆是否处于爆胎临界状态，在该车辆处于爆胎临界状态时，控制该车辆抵制该车辆的轮胎偏转，这样，在根据该状态参数确定车辆爆胎时，可以通过EPS抵制车辆轮胎偏转，从而避免了由于驾驶人员无法及时纠正方向盘而导致的交通事故的发生。

图3是根据一示例性实施例示出的一种爆胎控制的装置的框图，应用于车辆，如图3所示，该装置包括获取模块301，确定模块302和控制模块303。

该获取模块301，用于获取该车辆的状态参数；其中，该状态参数包括该车辆的转角速度、质心侧偏角、横摆角速度和轮胎胎压；

该确定模块302，用于根据该状态参数确定该车辆是否处于爆胎临界状态；

该控制模块303，用于在该车辆处于爆胎临界状态时，控制该车辆抵制该车辆的轮胎偏转。

可选地，图4是图3所示实施例示出的一种爆胎控制的装置的框图，该获取模块301包括：

采集子模块3011，用于通过惯性测量单元IMU采集该车辆的第一待确定质心侧偏角；

获取子模块3012，用于通过双天线全球定位系统GPS接收机获取该车辆的第二待确定质心侧偏角；

第一生成子模块3013，用于根据卡尔曼Kalman滤波融合算法将该第一待确定质心侧偏角和该第二待确定质心侧偏角生成该质心侧偏角。

可选地，该获取子模块3012，用于通过双天线GPS接收机获取该车辆的行驶方向和速度方向；根据该行驶方向与该速度方向获取该第二待确定质心侧偏角。

可选地，图5是图3所示实施例示出的一种爆胎控制的装置的框图，该确定模块302包括：

第一确定子模块3021，用于确定该转角速度是否大于或者等于第一预设阈值；

第二确定子模块3022，用于在该转角速度大于或者等于该第一预设阈值时，确定该质心侧偏角是否大于或者等于第二预设阈值；

第三确定子模块3023，用于在确定该质心侧偏角大于或者等于该第二预设阈值时，确定该横摆角速度是否大于或者等于第三预设阈值；

第四确定子模块3024，用于在确定该横摆角速度大于或者等于该第三预设阈值时，确定该轮胎胎压是否大于或者等于第四预设阈值；

第五确定子模块3025，用于在确定该轮胎胎压大于或者等于该第四预设阈值时，确定该车辆处于爆胎临界状态。

可选地，图6是图3所示实施例示出的一种爆胎控制的装置的框图，该控制模块303包括：

第二生成子模块3031，用于生成控制信号；

控制子模块3032，用于根据该控制信号控制该车辆的转向助力电机生成阻尼力矩，以通过该阻尼力矩抵制该车辆的轮胎偏转。

采用上述装置，可以通过获取车辆的状态参数，并根据该状态参数确定该车辆是否处于爆胎临界状态，在该车辆处于爆胎临界状态时，控制该车辆抵制该车辆的轮胎偏转，这样，在根据该状态参数确定车辆爆胎时，可以通过EPS抵制车辆轮胎偏转，从而避免了由于驾驶人员无法及时纠正方向盘而导致的交通事故的发生。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (8)

1.一种爆胎控制的方法，其特征在于，应用于车辆，所述方法包括：

获取所述车辆的状态参数；其中，所述状态参数包括所述车辆的转角速度、质心侧偏角、横摆角速度和轮胎胎压；

根据所述状态参数确定所述车辆是否爆胎；

在所述车辆爆胎时，控制所述车辆抵制所述车辆的轮胎偏转；

其中，所述根据所述状态参数确定所述车辆是否爆胎包括：

确定所述转角速度是否大于或者等于第一预设阈值；

在所述转角速度大于或者等于所述第一预设阈值时，确定所述质心侧偏角是否大于或者等于第二预设阈值；

在确定所述质心侧偏角大于或者等于所述第二预设阈值时，确定所述横摆角速度是否大于或者等于第三预设阈值；

在确定所述横摆角速度大于或者等于所述第三预设阈值时，确定所述轮胎胎压是否大于或者等于第四预设阈值；

在确定所述轮胎胎压大于或者等于所述第四预设阈值时，确定所述车辆爆胎。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述车辆的质心侧偏角包括：

通过惯性测量单元IMU采集所述车辆的第一待确定质心侧偏角；

通过双天线全球定位系统GPS接收机获取所述车辆的第二待确定质心侧偏角；

根据卡尔曼Kalman滤波融合算法将所述第一待确定质心侧偏角和所述第二待确定质心侧偏角生成所述质心侧偏角。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通过双天线全球定位系统GPS接收机获取所述车辆的第二待确定质心侧偏角，包括：

通过双天线GPS接收机获取所述车辆的行驶方向和速度方向；

根据所述行驶方向与所述速度方向获取所述第二待确定质心侧偏角。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制所述车辆抵制所述车辆的轮胎偏转包括：

生成控制信号；

根据所述控制信号控制所述车辆的转向助力电机生成阻尼力矩，以通过所述阻尼力矩抵制所述车辆的轮胎偏转。

5.一种爆胎控制的装置，其特征在于，应用于车辆，所述装置包括：

获取模块，用于获取所述车辆的状态参数；其中，所述状态参数包括所述车辆的转角速度、质心侧偏角、横摆角速度和轮胎胎压；

确定模块，用于根据所述状态参数确定所述车辆是否爆胎；

控制模块，用于在所述车辆爆胎时，控制所述车辆抵制所述车辆的轮胎偏转；

所述确定模块包括：

第一确定子模块，用于确定所述转角速度是否大于或者等于第一预设阈值；

第二确定子模块，用于在所述转角速度大于或者等于所述第一预设阈值时，确定所述质心侧偏角是否大于或者等于第二预设阈值；

第三确定子模块，用于在确定所述质心侧偏角大于或者等于所述第二预设阈值时，确定所述横摆角速度是否大于或者等于第三预设阈值；

第四确定子模块，用于在确定所述横摆角速度大于或者等于所述第三预设阈值时，确定所述轮胎胎压是否大于或者等于第四预设阈值；

第五确定子模块，用于在确定所述轮胎胎压大于或者等于所述第四预设阈值时，确定所述车辆爆胎。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述获取模块包括：

采集子模块，用于通过惯性测量单元IMU采集所述车辆的第一待确定质心侧偏角；

获取子模块，用于通过双天线全球定位系统GPS接收机获取所述车辆的第二待确定质心侧偏角；

第一生成子模块，用于根据卡尔曼Kalman滤波融合算法将所述第一待确定质心侧偏角和所述第二待确定质心侧偏角生成所述质心侧偏角。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述获取子模块，用于通过双天线GPS接收机获取所述车辆的行驶方向和速度方向；根据所述行驶方向与所述速度方向获取所述第二待确定质心侧偏角。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述控制模块包括：

第二生成子模块，用于生成控制信号；

控制子模块，用于根据所述控制信号控制所述车辆的转向助力电机生成阻尼力矩，以通过所述阻尼力矩抵制所述车辆的轮胎偏转。

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