一种转向传动机构安全预警方法、系统及车辆转让专利
申请号 : CN202110512581.7
文献号 : CN113147892B
文献日 : 2022-04-08
发明人 : 刘聪 , 张博奇 , 沈梦景 , 张宏伟 , 汪威 , 陈佳鑫
申请人 : 浙江吉利控股集团有限公司 , 浙江吉利新能源商用车集团有限公司 , 浙江吉利新能源商用车发展有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种转向传动机构安全预警方法,其特征在于,用于在车辆的转向传动机构发生故障时发出安全预警信息,所述转向传动机构安全预警方法包括如下步骤:获取方向盘输入的实际转角值A0、至少一组车轮的左轮轮速和右轮轮速;
根据所述至少一组车轮的所述左轮轮速和所述右轮轮速计算获得所述至少一组车轮的左右轮速差D1、D2、......、Dn,其中,D1为所述至少一组车轮的第一组车轮的左右轮速差,D2为所述至少一组车轮的第二组车轮的左右轮速差,......,Dn为所述至少一组车轮的第n组车轮的左右轮速差,n≥1;
根据所述左右轮速差D1、D2、......、Dn分别从对应组车轮的预设映射表中确定对应的预设转角值A1、A2、......、An,每个所述预设映射表中存储有一组车轮的不同的左右轮速差与对应的预设转角值;
分别将所述预设转角值A1、A2、......、An与所述实际转角值A0相减,得到ΔA1、ΔA2、......、ΔAn;
分别将ΔA1、ΔA2、......、ΔAn与对应的预设阈值进行比较,在满足以下条件时发出安全预警信号:
ΔA1、ΔA2、......、ΔAn中任一个或多个超过对应的所述预设阈值;或在预定时间段内具有预设数量的不同时刻获得的所述ΔA1、ΔA2、......或ΔAn不同。
2.根据权利要求1所述的转向传动机构安全预警方法,其特征在于,获取方向盘输入的实际转角值A0、至少一组车轮的左轮轮速和右轮轮速的步骤中,所述实际转角值A0的获取方式包括如下步骤:
获取由车辆EPS系统的转向扭矩传感器发送的包含有转角值的转角信号以及包含有扭矩值的扭矩信号;
根据所述转角值A0’、所述扭矩值B以及方向盘扭杆刚度C按照公式A0=A0’‑B*C计算获得所述实际转角值A0,其中,所述方向盘扭杆刚度C为常数。
3.根据权利要求2所述的转向传动机构安全预警方法,其特征在于,各预设映射表按照如下方式进行标定:
取m个预设转角值,各预设转角值均不同;
获取m个预设转角值对应的左右轮速差,形成具有以下对应关系的预设映射表:(Ai1,Di1)、(Ai2,Di2)、……(Aij,Dij)、……、(Aim,Dim),其中,(Aij,Dij)表示第i组车轮的预设映射表中第j个预设转角值Aij对应的左右轮速差Dij,其中,1≤i≤n,1≤j≤m;
其中,所述左右轮速差D1、D2、......、Dn中的Dk为Di1、Di2、……、Dim中的一个,所述预设转角值A1、A2、......、An中的Ak为Ai1、Ai2、……、Aim中的一个,其中1≤k≤m。
4.根据权利要求1‑3中任一项所述的转向传动机构安全预警方法,其特征在于,所述左右轮速差D1、D2、......、Dn均为绝对值。
5.根据权利要求1‑3中任一项所述的转向传动机构安全预警方法,其特征在于,ΔA1、ΔA2、......、ΔAn均为绝对值。
6.一种转向传动机构安全预警系统,其特征在于,用于在车辆的转向传动机构发生故障时发出安全预警信息,所述车辆包括至少一组车轮,每组车轮包括左轮和右轮,所述转向传动机构安全预警系统包括:
至少一个左轮轮速传感器,用于检测所述至少一组车轮中的左轮轮速;
至少一个右轮轮速传感器,用于检测所述至少一组车轮中的右轮轮速;
转向扭矩传感器,用于检测方向盘输入的转角值和扭矩值;
控制器,与所述转向扭矩传感器、所述至少一个左轮轮速传感器和所述至少一个右轮轮速传感器相连,所述控制器包括存储器和处理器,所述存储器内存储有控制程序,所述控制程序被所述处理器执行时用于实现如权利要求1‑5中任一项所述的转向传动机构安全预警方法。
7.根据权利要求6所述的转向传动机构安全预警系统,其特征在于,所述至少一个左轮轮速传感器和所述至少一个右轮轮速传感器均设置在所述至少一组车轮上。
8.根据权利要求7所述的转向传动机构安全预警系统,其特征在于,所述转向扭矩传感器设置在所述车辆的EPS系统内。
9.根据权利要求6‑8中任一项所述的转向传动机构安全预警系统,其特征在于,还包括显示设备,所述显示设备上具有报警信号灯,用于在所述控制器发出所述安全预警信息后进行报警提示。
10.一种车辆,其特征在于,包括如权利要求6‑9中任一项所述的转向传动机构安全预警系统。
说明书 :
一种转向传动机构安全预警方法、系统及车辆
技术领域
背景技术
转向传动机构从机械性能及装配工艺上提高其可靠性,但不能完全避免故障的发生,车辆
运行里程越长,发生故障的概率越高。转向传动机构发生故障时只能通过车辆明显异常表
现及日常保养检查来发现,具有一定的延迟性和不确定性。为了解决这一技术问题,现有技
术是通过在前轴左右车轮加转角传感器,理论上转向输入轴转角与前轴左右轮转角是一一
对应的,当传动机构出现故障时,输入、输出对应的角度就会发生明显变化进而判断出现故
障并进行报警。
本及附加零部件成本较高,经济性较差。
发明内容
速差,D2为所述至少一组车轮的第二组车轮的左右轮速差,......,Dn为所述至少一组车轮
的第n组车轮的左右轮速差,n≥1;
轮速差与对应的预设转角值;
的预设映射表中第j个预设转角值Aij对应的左右轮速差Dij,其中,1≤i≤n,1≤j≤m;
右轮,所述转向传动机构安全预警系统包括:
述控制程序被所述处理器执行时用于实现如前述的转向传动机构安全预警方法。
因此产生的交通安全事故,极大提高了车辆的转向传动机构的安全性,可以实现对转向传
动机构系统零部件异常变形、开裂、松动及过度磨损等故障能在早期发现并及时报警提示
驾驶员进行故障排查,将安全风险提前识别。
的硬件成本。因此,本发明技术方案原理简单而巧妙,基于整车硬件系统进行适应性开发,
成本低且易推广应用。
附图说明
附图未必是按比例绘制的。附图中:
具体实施方式
少一组车轮的第二组车轮的左右轮速差,......,Dn为至少一组车轮的第n组车轮的左右轮
速差,n≥1;
右轮速差与对应的预设转角值;
因此产生的交通安全事故,极大提高了车辆的转向传动机构的安全性。
免由方向盘扭杆的弹性变形导致的误差产生的影响。
值,各预设转角值均不同;获取m个预设转角值对应的左右轮速差,形成具有以下对应关系
的预设映射表:(Ai1,Di1)、(Ai2,Di2)、……(Aij,Dij)、……、(Aim,Dim),其中,(Aij,Dij)
表示第i组车轮的预设映射表中第j个预设转角值Aij对应的左右轮速差Dij,其中,1≤i≤
n,1≤j≤m;其中,左右轮速差D1、D2、......、Dn中的Dk为Di1、Di2、……、Dim中的一个,预设
转角值A1、A2、......、An中的Ak为Ai1、Ai2、……、Aim中的一个,其中1≤k≤m。在步骤S400
中,ΔA1、ΔA2、......、ΔAn均为绝对值。
车轮为双前轴布置结构。
要显示,则只要ΔA1、ΔA2、......、ΔAn中有一个超过对应的预设阈值,则发出安全预警信
号,在车辆的显示设备例如仪表上显示出车辆的转向传动机构发生故障的显示信息。
刻,该A0的值是不同的,在预定时间段内,不同时刻获得的ΔA1、ΔA2、......或ΔAn有预设
数量个不同时,发出安全预警信息。这两个条件可以根据需要设定,只要有一个时刻时的
A1、ΔA2、......、ΔAn中任一个或多个超过对应的所述预设阈值,就发出安全预警信号,或
者,只有在多个时刻中ΔA1、ΔA2、......或ΔAn有预设数量个不同时,发出安全预警信息。
转角值的EPS转角信号以及包含有扭矩值的EPS扭矩信号传输给控制器,控制器接收到这些
信号之后,将实测值(Ai1’,Di1)、(Ai2’,Di2)、……(Aij’,Dij)、……、(Aim’,Dim)分别与对
应的(Ai1,Di1)、(Ai2,Di2)、……(Aij,Dij)、……、(Aim,Dim)进行比较,若Aij’‑Aij的绝对
值大于预设阈值时,则发出安全预警信号。
不增加车辆的硬件成本。因此,本发明技术方案原理简单而巧妙,基于整车硬件系统进行适
应性开发,成本低且易推广应用。
安全预警信息。其中,该车辆包括EPS系统和至少一组车轮,每组车轮包括左轮和右轮。该转
向传动机构安全预警系统包括至少一个左轮轮速传感器1、至少一个右轮轮速传感器2、转
向扭矩传感器3和控制器4。该至少一个左轮轮速传感器1用于检测至少一组车轮中的左轮
轮速。至少一个右轮轮速传感器2用于检测至少一组车轮中的右轮轮速。转向扭矩传感器3
用于检测方向盘输入的转角值和扭矩值。控制器4与转向扭矩传感器3、至少一个左轮轮速
传感器1和至少一个右轮轮速传感器2相连,控制器4包括存储器和处理器,存储器内存储有
控制程序,控制程序被处理器执行时用于实现上述的转向传动机构安全预警方法。
器为车辆自带的传感器,无需额外增加。ABS系统包括左轮轮速传感器和右轮轮速传感器,
该左轮轮速传感器和右轮轮速传感器均为车辆自带的传感器,无需额外增加。控制器利用
整车控制器即可,通过程序刷写实现逻辑功能。仪表上增加转向传动机构故障的报警灯,实
现报警提示。
矩传感器和控制都接入整车底盘的CAN线上,左轮轮速传感器采集左轮轮速信号,并将该左
轮轮速信号发送至控制器,右轮轮速传感器采集右轮轮速信号,并将该右轮轮速信号发送
至控制器,转向扭矩传感器采集EPS扭矩信号和EPS转角信号,并将该EPS扭矩信号和EPS转
角信号发送至控制器,控制器对左轮轮速信号、右轮轮速信号、EPS扭矩信号和EPS转角信号
进行分析处理,并选择性地输出安全预警信号,并在仪表上显示。
整车EPS‑ABS‑整车控制器‑仪表,无需新增硬件。并且,巧妙地通过实际转角值及左右轮速
差的对应关系变化来反映转向传动机构故障,单前轴或双前轴的转向传动机构基本为多连
杆机构,理论上转向输入轴转角与前轴左右轮轮速差是一一对应的,当其中某个零件出现
异常变形、磨损及松动等问题时,输入输出对应关系就会发生明显变化,控制器根据转向输
入转角传感器信息及车轮轮速传感器信息进行逻辑分析,在对应角度偏差值达到报警界限
时发出报警信号至仪表进行报警提示。
了车辆转向系统的安全性。并且技术原理简单而巧妙,基于整车硬件系统进行适应性开发,
成本低且易推广应用。
D1j)、……、(A1m,D1m),其中,m可以根据实际需要进行取值。
那么将该A12与A0进行比较,判断两者差值的绝对值是否超过预设阈值,若超过,则发出安
全预警信号,否则不发出安全预警信号。
刻,经过计算获得的实际转角值为A03,左右轮速差D03,则假如通过查表确定,该D01与D11
数值相等,确定该D01对应的预设转角值应该为A11,该D02与D13数值相等,确定该D02对应
的预设转角值应该为A13,该D03与D16数值相等,确定该D03对应的预设转角值应该为A16,
那么继续将A11与A01进行比较,确定两者差值的绝对值为第一差值,将A13与A02进行比较,
确定两者差值的绝对值为第二差值,将A16与A03进行比较,确定两者差值的绝对值为第三
差值,若第一差值、第二差值、第三差值中的任意两个超过预设阈值时,则发出安全预警信
号。
需要与预设映射表中的哪一个数据进行对比,这可以根据左右轮速差的值来确定,最终确
定的是,需要与预设映射表中的(A11,D11)、(A13,D13)、(A16,D16)进行对比。
中,第一组车轮对应的预设映射表包含以下数据:(A11,D11)、(A12,D12)、……(A1j,
D1j)、……、(A1m,D1m),其中,m可以根据实际需要进行取值。第二组车轮对应的预设映射表
包含以下数据:(A21,D21)、(A22,D22)、……(A2j,D2j)、……、(A2m,D2m),其中,m可以根据
实际需要进行取值。
D2与D15数值相等,则确定该D1对应的预设转角值应该为A12,该D2对应的预设转角值应该
为A15,那么将该A12与A0相减,得到的绝对值为第一转角差值,将A15与A0相减,得到的绝对
值为第二转角差值,判断第一转角差值、第二转角差值是否超过预设阈值,只要有一个超
过,则发出安全预警信号,否则不发出安全预警信号。
如,Da1、Da2、Da3分别与D12、D15、D17相等,则将Aa1与A12相减得到第三转角差值,将Aa2与
A15相减得到第四转角差值,将Aa3与A17相减得到第五转角差值,若第三转角差值、第四转
角差值、第五转角差值中任意两个或全部超过预设阈值时,则确定第一组车轮发生故障;假
如,Db1、Db2、Db3分别与D21、D23、D25相等,则将Ab1与A21相减得到第六转角差值,将Ab2与
A23相减得到第七转角差值,将Ab3与A25相减得到第八转角差值,若第六转角差值、第七转
角差值、第八转角差值中任意两个或全部超过预设阈值时,则确定第二组车轮发生故障;在
判断出第一组车轮和第二组车轮中任意一组车轮发生故障时发出安全预警信号。
确定或推导出符合本发明常用理的许多其他变型或修改。因此,本发明的范围应被理解和
认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。