一种智能车转向安全控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种智能车转向安全控制系统及控制方法，所述控制系统包括由车速传感器、采集车轮转台的传感器、车辆参数单元和摄像头组成的数据采集模块，决策控制单元、模拟计算单元和轨迹规划单元组成的中央处理模块，以及制动系统控制单元、转向系统控制单元、车速控制单元和蜂鸣器组成的执行模块；所述控制方法包括：数据采集；数据处理；依次根据车轮的径向轮跳量、轮胎胎压控制车辆安全行驶；路面附着识别；根据目标变道轨迹下目标变道时域内车辆质心侧偏角和横摆角速度控制车辆安全行驶。本发明专利技术在考虑路面附着、车轮径向轮跳量、轮胎胎压和车辆运动状态的基础上，实时监测车辆运动，能够进一步提高车辆转向变道的安全性能。能。能。

【技术实现步骤摘要】
一种智能车转向安全控制系统及控制方法


[0001]本专利技术属于车辆主动安全行驶
，具体涉及一种智能车转向安全控制系统及控制方法。

技术介绍

[0002]近20年来，随着汽车电子技术的快速发展，汽车主动安全性能得到了质的飞跃。传统的智能辅助变道系统作为汽车主动安全领域重要系统之一，当感知到驾驶员有变道倾向时，其能有效的检测车辆前、后和侧方行驶环境，若存在变道危险则向驾驶员发出预警警告。但车辆在实际行驶过程中，道路条件和车辆运动状态对变道稳定性产生重大影响，一旦出现失稳的情况，可能导致侧翻、甩尾等严重交通事故的发生。
[0003]现有技术中对车辆运动稳定状态的检测技术并不多，且缺乏专门针对车辆轮胎状态的车辆运动稳定检测技术方案，在一定程度上影响了车辆转向变道的安全性。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术中存在的缺陷，本专利技术提供了一种智能车转向安全控制系统及控制方法，综合考虑路面附着、车轮径向轮跳量以及轮胎胎压等，实现对车辆运行的稳定情况实时监测，进一步提高了车辆转向变道的安全性能。连接盒说明书附图，本专利技术的技术方案如下：
[0005]一种智能车转向安全控制系统，包括：数据采集模块、中央控制模块和执行模块，其特征在于：
[0006]所述数据采集模块包括：车速传感器、车轮转速传感器、温度传感器、胎压传感器、轮跳量传感器、车辆参数单元和摄像头，其中，所述车辆参数单元内存储有车辆基本参数信息；
[0007]所述中央处理模块由决策控制单元、模拟计算单元和轨迹规划单元组成；
[0008]所述轨迹规划单元用于规划车辆变道轨迹，输出目标变道时域内跟踪车辆变道轨迹的前轮目标转角数据，并发送至模拟计算单元；
[0009]所述模拟计算单元用于车速传感器、车轮转速传感器、温度传感器、胎压传感器、轮跳量传感器、车辆参数单元和摄像头和轨迹规划单元输出的数据后，计算有效车轮径向轮跳量、有效轮胎胎压、路面附着系数以及车辆行驶状态参数；
[0010]所述决策控制单元，用于根据模拟计算模块所计算的结果进行判断及决策，并输出决策后的控制指令至执行模块；
[0011]所述执行模块包括：制动系统控制单元、转向系统控制单元、车速控制单元和蜂鸣器。
[0012]进一步地，所述车辆基本参数信息包括：整车质量、前轴距质心距离、后轴距质心距离、前轴等效侧偏刚度、后轴等效侧偏刚度、轮胎半径、车辆类型和转动惯量。
[0013]一种智能车转向安全控制方法，具体步骤如下：
[0014]步骤一：数据采集；
[0015]采集的数据包括：
[0016](1)车辆纵向车速v
x
和车辆侧向车速v
y
；
[0017](2)左前轮、右前轮、左后轮和右后轮依次对应的车轮角速度ε1、ε2、ε3和ε4；
[0018](3)左前轮、右前轮、左后轮和右后轮依次对应的轮胎温度T1、T2、T3和T4；
[0019](4)左前轮、右前轮、左后轮和右后轮依次对应的轮胎压力p1、p2、p3和p4；
[0020](5)左前轮、右前轮、左后轮和右后轮依次对应的径向轮跳量r1、r2、r3和r4；
[0021](6)整车质量m、前轴距质心距离a、后轴距质心距离b、前轴等效侧偏刚度k
f
、后轴等效侧偏刚度k
r
、轮胎半径R、车辆类型、转动惯量I
z
；
[0022]步骤二：数据处理；
[0023]对步骤一采集获得的车轮角速度ε
i
(i＝1、2、3、4)、轮胎温度T
i
(i＝1、2、3、4)、轮胎压力p
i
(i＝1、2、3、4)和径向轮跳量r
i
(i＝1、2、3、4)数据进行处理，以分别获得有效车轮角速度、有效轮胎温度、有效轮胎压力和有效径向轮跳量；
[0024]步骤三：根据车轮的径向轮跳量控制车辆安全行驶；
[0025]步骤四：根据车轮的轮胎胎压控制车辆安全行驶；
[0026]步骤五：路面附着识别；
[0027]步骤六：根据目标变道轨迹下目标变道时域内车辆质心侧偏角和横摆角速度控制车辆安全行驶。
[0028]进一步地，所述步骤二中，所述数据处理过程如下：
[0029]A1：取n(5≤n≤100)个数据样本为一组数据，记为z1、z2、z3、
…
、z
n
，计算出该组数据的平均值
[0030]A2：计算各样本方差和均方差：
[0031][0032][0033]A3：若则剔除z
i
，将剩余的样本重新组成序列z
j
(j≤n)；
[0034]A4：当j≥2时，若|z
j-z
j-1
|＞1.5σ，则z
j
取为
[0035]A5：当全部样本检测后，重新更新数据样本，并取平均值作为数据处理输出值，记为
[0036]进一步地，所述步骤三具体过程如下：
[0037]B1：判断是否存在车轮径向跳动量r
i
(i＝1、2、3、4)大于c1，其中，若车辆类型为乘用车，则c1取为0.8，若车辆类型为商用车，则c1取为1.5，若存在，记录车轮径向跳动量r
i
大于c1的个数，反之进入步骤四；
[0038]B2：若车轮径向跳动量r
i
(i＝1、2、3、4)大于c1的个数大于等于2，则输出“蜂鸣器预警”和“制动减速行驶”的决策结果，并控制蜂鸣器报警实现预警警示，与此同时，向制动系统控制单元发送制动控制指令实现车辆制动减速行驶；反之，进入下述步骤B3；
[0039]B3：计算平均车轮径向跳动量r
average
，若r
average
小于c1，则进入步骤四，反之，则输出“蜂鸣器预警”和“制动减速行驶”的决策结果，并控制蜂鸣器报警实现预警警示，与此同时，向制动系统控制单元发送制动控制指令实现车辆制动减速行驶。
[0040]进一步地，所述步骤四具体过程如下：
[0041]C1：判断各个轮胎胎压是否满足p
i_min
＜p
i
＜p
i_max
(i＝1、2、3、4)，若满足，则进入步骤C2，反之，则输出“蜂鸣器预警”和“制动减速行驶”的决策结果，并控制蜂鸣器报警实现预警警示，与此同时，向制动系统控制单元发送制动控制指令实现车辆制动减速行驶；其中：
[0042]左前轮：
[0043][0044]右前轮：
[0045][0046]左后轮：
[0047][0048]右后轮：
[0049][0050]上述计算公式中：
[0051]ξ0、ξ1、ξ2、ξ3、ξ4、ξ5分别为由实验拟合得到的公式系数；
[0052]T1、T2、T3、T4依次分别本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能车转向安全控制系统，包括：数据采集模块、中央控制模块和执行模块，其特征在于：所述数据采集模块包括：车速传感器、车轮转速传感器、温度传感器、胎压传感器、轮跳量传感器、车辆参数单元和摄像头，其中，所述车辆参数单元内存储有车辆基本参数信息；所述中央处理模块由决策控制单元、模拟计算单元和轨迹规划单元组成；所述轨迹规划单元用于规划车辆变道轨迹，输出目标变道时域内跟踪车辆变道轨迹的前轮目标转角数据，并发送至模拟计算单元；所述模拟计算单元用于车速传感器、车轮转速传感器、温度传感器、胎压传感器、轮跳量传感器、车辆参数单元和摄像头和轨迹规划单元输出的数据后，计算有效车轮径向轮跳量、有效轮胎胎压、路面附着系数以及车辆行驶状态参数；所述决策控制单元，用于根据模拟计算模块所计算的结果进行判断及决策，并输出决策后的控制指令至执行模块；所述执行模块包括：制动系统控制单元、转向系统控制单元、车速控制单元和蜂鸣器。2.如权利要求1所述一种智能车转向安全控制系统，其特征在于：所述车辆基本参数信息包括：整车质量、前轴距质心距离、后轴距质心距离、前轴等效侧偏刚度、后轴等效侧偏刚度、轮胎半径、车辆类型和转动惯量。3.一种智能车转向安全控制方法，其特征在于：步骤一：数据采集；采集的数据包括：(1)车辆纵向车速v
x
和车辆侧向车速v
y
；(2)左前轮、右前轮、左后轮和右后轮依次对应的车轮角速度ε1、ε2、ε3和ε4；(3)左前轮、右前轮、左后轮和右后轮依次对应的轮胎温度T1、T2、T3和T4；(4)左前轮、右前轮、左后轮和右后轮依次对应的轮胎压力p1、p2、p3和p4；(5)左前轮、右前轮、左后轮和右后轮依次对应的径向轮跳量r1、r2、r3和r4；(6)整车质量m、前轴距质心距离a、后轴距质心距离b、前轴等效侧偏刚度k
f
、后轴等效侧偏刚度k
r
、轮胎半径R、车辆类型、转动惯量I
z
；步骤二：数据处理对步骤一采集获得的车轮角速度ε
i
(i＝1、2、3、4)、轮胎温度T
i
(i＝1、2、3、4)、轮胎压力p
i
(i＝1、2、3、4)和径向轮跳量r
i
(i＝1、2、3、4)数据进行处理，以分别获得有效车轮角速度、有效轮胎温度、有效轮胎压力和有效径向轮跳量；步骤三：根据车轮的径向轮跳量控制车辆安全行驶；步骤四：根据车轮的轮胎胎压控制车辆安全行驶；步骤五：路面附着识别；步骤六：根据目标变道轨迹下目标变道时域内车辆质心侧偏角和横摆角速度控制车辆安全行驶。4.如权利要求3所述一种智能车转向安全控制方法，其特征在于：所述步骤二中，所述数据处理过程如下：A1：取n(5≤n≤100)个数据样本为一组数据，记为z1、z2、z3、
…
、z
n
，计算出该组数据的平
均值A2：计算各样本方差和均方差：A2：计算各样本方差和均方差：A3：若则剔除z
i
，将剩余的样本重新组成序列z
j
(j≤n)；A4：当j≥2时，若|z
j-z
j-1
|＞1.5σ，则z
j
取为A5：当全部样本检测后，重新更新数据样本，并取平均值作为数据处理输出值，记为5.如权利要求3所述一种智能车转向安全控制方法，其特征在于：所述步骤三具体过程如下：B1：判断是否存在车轮径向跳动量r
i
(i＝1、2、3、4)大于c1，其中，若车辆类型为乘用车，则c1取为0.8，若车辆类型为商用车，则c1取为1.5，若存在，记录车轮径向跳动量r
i
大于c1的个数，反之进入步骤四；B2：若车轮径向跳动量r
i
(i＝1、2、3、4)大于c1的个数大于等于2，则输出“蜂鸣器预警”和“制动减速行驶”的决策结果，并控制蜂鸣器报警实现预警警示，与此同时，向制动系统控制单元发送制动控制指令实现车辆制动减速行驶；反之，进入下述步骤B3；B3：计算平均车轮径向跳动量r
average
，若r
average
小于c1，则进入步骤四，反之，则输出“蜂鸣器预警”和“制动减速行驶”的决策结果，并控制蜂鸣器报警实现预警警示，与此同时，向制动系统控制单元发送制动控制指令实现车辆制动减速行驶。6.如权利要求3所述一种智能车转向安全控制方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：李静，滕飞，范天昕，王欣志，汪路航，孟令帅，范瑞浩，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：