車胎爆裂時車輛動力學狀態(tài)的控制方法和設備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及汽車電子控制技術，特別涉及在車胎爆裂時確定車輛動力學狀態(tài)的方法和設備。按照本發(fā)明實施例的在車胎爆裂時確定車輛動力學狀態(tài)的方法包括下列步驟：響應于車胎爆裂的指示信號，確定所述車輛的行駛速度是否大于第一閾值；如果所述行駛速度大于第一閾值，則每次以預設的減少量逐步降低所述行駛速度，直至所述行駛速度小于或等于所述第一閾值，其中，每次以不大于第二閾值的速率使所述行駛速度降低所述的預設量，并且如果尾隨車輛未對前次所述行駛速度的降低作出減速響應，則停止降低所述行駛速度。
【專利說明】車胎爆裂時車輛動力學狀態(tài)的控制方法和設備
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車電子控制技術，特別涉及在車胎爆裂時確定車輛動力學狀態(tài)的方法和設備。
【背景技術】
[0002]輪胎氣壓問題是引發(fā)交通事故的主要原因之一。例如統(tǒng)計表明，目前我國高速公路上70%以上的交通事故為輪胎氣壓問題所引發(fā)，這其中事故原因為輪胎氣壓不足的占57%。如果車速在160公里/小時以上時發(fā)生爆胎，則死亡率接近100%，因此爆胎已經(jīng)成為目前汽車交通事故的重大殺手。
[0003]針對上述情況，各種汽車爆胎應急處理技術應運而生，輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)(TPMS)就是其中一種普遍應用的技術。該技術的原理是，在車輪內(nèi)部安裝汽車胎壓監(jiān)測傳感器，其可以準確測量輪胎內(nèi)部的壓力和溫度，TPMS系統(tǒng)通過無線射頻通信方式將測得的壓力值和溫度值發(fā)送給汽車控制系統(tǒng)。當監(jiān)測到輪胎出現(xiàn)異常危險情況時，汽車控制系統(tǒng)立即啟動汽車的制動系統(tǒng)，將汽車的行駛速度降低到安全的水平，從而消除車禍隱患。
[0004]雖然在發(fā)生爆胎時降低行駛速度可以大幅度降低車輛失控的概率，但是需要指出的是，此時減速可能會誘發(fā)其它危險。例如，如果車輛之后還有尾隨行駛的車輛，則突然減速或剎車極有可能造成追尾事故，反而放大了危險。
[0005]目前來看，業(yè)界并無好的應對之策，因此發(fā)生爆胎時如何在防范追尾事故的同時提高車輛的可控性始終是一個亟待解決的難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種在車胎爆裂時確定車輛動力學狀態(tài)的方法，其可以在防止追尾之類的次生事故的同時降低車輛失控的危險。
[0007]按照本發(fā)明一個實施例的在車胎爆裂時確定車輛動力學狀態(tài)的方法包括下列步驟:
響應于車胎爆裂的指示信號，確定所述車輛的行駛速度是否大于第一閾值；
如果所述行駛速度大于第一閾值，則每次以預設的減少量逐步降低所述行駛速度，直至所述行駛速度小于或等于所述第一閾值，
其中，每次以不大于第二閾值的速率使所述行駛速度降低所述的預設量，并且如果尾隨車輛未對前次所述行駛速度的降低作出減速響應，則停止降低所述行駛速度。
[0008]在上述實施例中，通過以預設的減少量逐步減速并且在每次減速達到減少量時根據(jù)尾隨車輛的運動狀態(tài)決定是否繼續(xù)減速，可以在有效避免追尾事故的前提下提高車輛行駛的穩(wěn)定性。
[0009]優(yōu)選地，在上述方法中，所述第一閾值為所述車輛在車胎爆裂時的安全行駛速度。
[0010]優(yōu)選地，在上述方法中，每次以所述第二閾值使所述行駛速度降低所述的預設量。
[0011]優(yōu)選地，在上述方法中，所述預設的減少量和第二閾值分別為20公里/小時和3米/秒2。
[0012]優(yōu)選地，在上述方法中，借助倒車雷達監(jiān)測所述尾隨車輛是否作出減速響應。
[0013]本發(fā)明的另一個目的是提供一種用于在車胎爆裂時確定車輛動力學狀態(tài)的裝置，其可以在防止追尾之類的次生事故的同時降低車輛失控的危險。
[0014]按照本發(fā)明一個實施例的用于在車胎爆裂時確定車輛動力學狀態(tài)的裝置包括: 輸入單元，適于接收車胎爆裂的指示信號和倒車雷達的監(jiān)測信號；
與所述輸入單元耦合的處理器，被配置為按照下列方式確定車輛動力學狀態(tài):
當確定車胎發(fā)生爆裂時，如果所述車輛的行駛速度大于第一閾值，則生成以不大于第二閾值的速率使所述行駛速度降低的指令，
當所述行駛速度降低了預設的減少量之后，如果所述車輛的行駛速度大于第一閾值并且所述監(jiān)測信號指示尾隨車輛對所述行駛速度的降低作出了減速響應，則生成以不大于第二閾值的速率使所述行駛速度降低的指令，否則生成停止降低所述行駛速度的指令；以及與所述處理器耦合的輸出單元，適于發(fā)送所述處理器生成的指令。
[0015]優(yōu)選地，上述裝置被集成在車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)中。
[0016]本發(fā)明的還有一個目的是提供一種車輛電子控制系統(tǒng)，其可以在防止追尾之類的次生事故的同時降低車輛失控的危險。
[0017]按照本發(fā)明一個實施例的車輛電子控制系統(tǒng)包括:
檢測車輛運行狀態(tài)的傳感器組；
執(zhí)行機構；
與所述傳感器和執(zhí)行機構耦合的電子控制單元，被配置為根據(jù)所述傳感器的檢測信號，借助于所述執(zhí)行機構對車輛的發(fā)動機和制動系統(tǒng)進行干預控制，
其中，所述電子控制單元被配置為按照下列方式確定車輛的動力學狀態(tài):
當確定車胎發(fā)生爆裂時，如果所述車輛的行駛速度大于第一閾值，則指示所述電子控制單元以不大于第二閾值的速率降低所述行駛速度，以及
當所述行駛速度降低了預設的減少量之后，如果所述車輛的行駛速度大于第一閾值并且尾隨車輛對所述行駛速度的降低作出了減速響應，則指示所述電子控制單元以不大于第二閾值的速率降低所述行駛速度，否則指示所述電子控制單元停止降低所述行駛速度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]本發(fā)明的上述和/或其它方面和優(yōu)點將通過以下結合附圖的各個方面的描述變得更加清晰和更容易理解，附圖中相同或相似的單元采用相同的標號表示。
[0019]圖1為按照本發(fā)明一個實施例的在車胎爆裂時確定車輛動力學狀態(tài)的方法的流程圖。
[0020]圖2為圖1所示實施例中的異常處理模式的流程圖。
[0021]圖3為按照本發(fā)明一個實施例的用于在車胎爆裂時確定車輛動力學狀態(tài)的裝置的示意圖。
[0022]圖4為按照本發(fā)明一個實施例的車輛電子控制系統(tǒng)的示意圖。
[0023]附圖標號列表
30用于在車胎爆裂時確定車輛動力學狀態(tài)的裝置 310輸入單元
320動態(tài)隨機存儲器
330非易失存儲器
340輸出單元
350處理器
40車輛電子控制系統(tǒng)
410傳感器組
420執(zhí)行機構
430電子控制單元
【具體實施方式】
[0024]下面參照其中圖示了本發(fā)明示意性實施例的附圖更為全面地說明本發(fā)明。但本發(fā)明可以按不同形式來實現(xiàn)，而不應解讀為僅限于本文給出的各實施例。給出的上述各實施例旨在使本文的披露全面完整，從而使對本發(fā)明保護范圍的理解更為全面和準確。
[0025]諸如“包含”和“包括”之類的用語表示除了具有在說明書和權利要求書中有直接和明確表述的單元和步驟以外，本發(fā)明的技術方案也不排除具有未被直接或明確表述的其它單元和步驟的情形。
[0026]諸如“第一”和“第二”之類的用語并不表示單元在時間、空間、大小等方面的順序而僅僅是作區(qū)分各單元之用。
[0027]另外，除非特別說明，本說明書中的“傳感器”應寬泛地理解為既指代包括載體和電路連接的敏感元件，也指代包含敏感元件和信息處理單元的傳感系統(tǒng)。
[0028]按照本發(fā)明的實施例，在發(fā)生車胎爆裂時，并非一次性地將車輛行駛速度降低到安全水平以下，而是分階段地降低行駛速度。與此同時，在完成每個階段的減速時，通過觀察尾隨車輛的運動狀態(tài)來確定是否進一步減速。這種減速方式的優(yōu)點是一方面有效避免了尾隨車輛的追尾，另一方面又使行駛速度盡可能地降低。
[0029]以下借助附圖具體描述本發(fā)明的實施例。
[0030]圖1為按照本發(fā)明一個實施例的在車胎爆裂時確定車輛動力學狀態(tài)的方法的流程圖。為闡述方便起見，這里假設圖1所示的方法在電子控制單元上實現(xiàn)。此處以及下面將要提及的電子控制單元從用途上講是一種汽車專用微機控制器或汽車專用單片機，其一般包括微處理器、存儲器、輸入/輸出接口和模數(shù)轉換器，可選地，其還可包括整形電路和驅動電路等。但是需要指出的是，本發(fā)明的原理并不局限于特定類型和結構的控制裝置。
[0031]如圖1所示，在步驟SllO中，電子控制單元從輪胎氣壓監(jiān)測系統(tǒng)(TPMS)定期或不定期地接收胎內(nèi)壓力的檢測信號?？蛇x地，TPMS系統(tǒng)還可向電子控制單元提供輪胎溫度的檢測信號。
[0032]隨后進入步驟S120，電子控制單元根據(jù)檢測信號判斷輪胎壓力是否處于正常狀態(tài)。當發(fā)生爆胎時，車胎壓力將迅速降低，因此可以根據(jù)胎內(nèi)壓力的絕對值和/或下降速度來判斷是否發(fā)生爆胎。在本步驟中，如果判斷車胎爆裂，則進入下面將要借助圖2作詳細描述的異常處理模式，否則，則進入正常控制模式，并在完成正?？刂颇Ｊ?例如生成胎壓正常的指示信號等)之后返回步驟S110。[0033]值得指出的是，雖然在圖1所示的實施例中由電子控制單元完成胎內(nèi)壓力狀態(tài)的判斷，但是該判斷也可以在TPMS系統(tǒng)處完成，并且在確定發(fā)生爆胎時由TPMS系統(tǒng)向電子控制單元發(fā)送報警消息。
[0034]圖2為圖1所示實施例中的異常處理模式的流程圖。
[0035]如圖2所示，在步驟S210中，電子控制單元根據(jù)從汽車速度傳感器獲取的檢測信號判斷車輛的行駛速度是否大于第一閾值?？梢赃x用車輛在車胎爆裂時的安全行駛速度作為第一閾值(例如40公里/小時)。當車輛的速度等于或小于該安全行駛速度時，即使發(fā)生爆胎也不會對行駛的安全性產(chǎn)生實質(zhì)性的影響。在本步驟中，如果電子控制單元判斷車輛的當前行駛速度大于第一閾值，則認定爆胎事故正嚴重威脅行駛安全，因此進入步驟S220，嘗試使車輛減速；否則，進入步驟S250，電子控制單元生成不減速的控制命令。
[0036]在本發(fā)明的實施例中，車輛行駛速度的降低是分階段進行的，在每個減速階段，行駛速度都降低一個預設量。例如，假設在某個減速階段開始時車輛的行駛速度為V，預設量為S，則在該減速階段結束時車輛的行駛速度應降低至(V-δ)。值得指出的是，行駛速度的降低如果過快，有可能帶來安全隱患(例如尾隨車輛因反應不及而追尾)，因此在本實施例中，每個減速階段的行駛速度以不超過第二閾值的速率α從V降低至(ν-δ)。研究表明，將預設量設定為20公里/小時并且第二閾值設定為3m2/s(也即按照不超過3m2/s的速率將車輛行駛速度降低20公里/小時)是安全的。
[0037]值得指出的是，速率α既可以在單個減速階段的延續(xù)時間內(nèi)保持恒定，也可以是單個減速階段的延續(xù)時間內(nèi)的平均值。另外，速率α可以對于各個減速階段都保持不變，也可以隨不同的減速階段而變化。
[0038]需要指出的是，在本發(fā)明的實施例中，只有在上一減速階段結束時(也即每減少一個預設量的行駛速度之后)尾隨車輛的運動狀態(tài)滿足相應的條件的情況下，才開始下一減速階段，上述相應的條件例如包括尾隨車輛在上一階段結束時行駛速度有所降低。
[0039]可以采用下列步驟的組合來實現(xiàn)上述分段減速方式。具體而言，在步驟S220中，電子控制單元判斷之前是否執(zhí)行過減速或當前減速階段是否已經(jīng)結束，如果未執(zhí)行過減速階段(例如當從圖1的步驟S120進入異常處理模式時)或當前減速階段未結束(即本次行駛速度的減小量尚未達到預設量)，則進入步驟S240，電子控制單元生成以不大于第二閾值的速率(例如3m2/s)減速的控制命令；否則，則進入步驟S230。
[0040]由于步驟S220判斷當前減速階段已經(jīng)結束，因此在步驟S230中電子控制單元進一步判斷尾隨車輛在當前減速階段是否已經(jīng)作出了減速響應，例如可以借助倒車雷達的監(jiān)測信號確定當前減速階段結束時尾隨車輛的行駛速度是否小于當前減速階段開始時的行駛速度。如果判斷尾隨車輛已經(jīng)作出減速響應，則進入步驟S240，開始下一階段的減速；否貝IJ，則進入步驟S250，生成不減速的控制命令。
[0041]圖3為按照本發(fā)明一個實施例的用于在車胎爆裂時確定車輛動力學狀態(tài)的裝置的示意圖。在本實施例中，用于在車胎爆裂時確定車輛動力學狀態(tài)的裝置可以是任何類型的控制裝置，例如包括但不限于電子控制單元。
[0042]如圖3所示，按照本實施例的用于在車胎爆裂時確定車輛動力學狀態(tài)的裝置30包括輸入單元310、動態(tài)隨機存儲器320、非易失存儲器330、輸出單元340和處理器350。
[0043]輸入單元310適于與各種傳感器通信以獲取車輛的狀態(tài)信息。這些傳感器的例子包括TPMS系統(tǒng)、倒車雷達或后方傳感器(rear sensor)以及汽車速度傳感器等。
[0044]處理器350與輸入單元310、動態(tài)隨機存儲器320、非易失存儲器330和輸出單元340耦合，作為核心單元，其根據(jù)非易失存儲器330中存儲的控制程序和標準數(shù)據(jù)，對輸入單元310從TPMS系統(tǒng)和倒車雷達接收的信號進行預處理、分析、判斷，從而生成相應的控制命令，并且將控制命令經(jīng)輸出單元340發(fā)送至控制車輛行駛狀態(tài)的執(zhí)行機構。
[0045]以下描述圖3所示裝置的工作原理。
[0046]當處理器350加電啟動時，其從非易失存儲器330中將控制程序加載到動態(tài)隨機存儲器320中。這里的控制程序例如可以包括用于實現(xiàn)前述圖1和2所示方法中的各步驟的計算機程序。
[0047]輸入單元310定期或不定期地從TPMS系統(tǒng)接收車胎壓力的檢測信號并傳送給處理器350。當處理器350接收到壓力信號時，將判斷車輛是否發(fā)生爆胎，并且在確定發(fā)生爆胎時進入異常處理模式。如上所述，可選地，輸入單元310也可以從TPMS系統(tǒng)接收車胎爆裂報警消息。
[0048]當判斷發(fā)生爆胎時，處理器350首先根據(jù)汽車速度傳感器提供的信號確定車輛的行駛速度是否大于第一閾值(例如上述安全行駛速度)，如果不大于第一閾值，則表明無需進行減速，因此進入正常的控制模式，否則則進入異常處理模式。
[0049]在進入異常處理模式之后，處理器350可例如按照上述借助圖1和2所述的分段減速方式生成相應的控制命令并經(jīng)輸出單元340發(fā)送至執(zhí)行機構。在本實施例中，當處理器350判斷滿足下列條件之一時將生成減速的控制命令:
條件1:當處理器350根據(jù)TPMS系統(tǒng)發(fā)送的輪胎壓力的檢測信號或者報警消息判斷車胎發(fā)生爆裂時，車輛的行駛速度大于第一閾值；或者
條件2:當車輛的行駛速度大于第一閾值時，在車輛行駛速度降低一個預設量之后，倒車雷達提供的監(jiān)測信號指示尾隨車輛對本次行駛速度的降低作出了減速響應。
[0050]如上所述，應避免行駛速度降低得過快從而帶來安全隱患。因此在本實施例中，處理器350生成的的控制指令可以包括降低行駛速度的速率或者速率的上限值(例如3m2/s)。
[0051]當判斷未滿足上述任一條件時，處理器350將生成不減速的控制命令。
[0052]圖4為按照本發(fā)明一個實施例的車輛電子控制系統(tǒng)的示意圖。
[0053]如圖4所示，按照本實施例的車輛電子控制系統(tǒng)40例如可以是用于控制車輛穩(wěn)定性的控制系統(tǒng)，其包括傳感器組410、執(zhí)行機構420和電子控制單元430。
[0054]傳感器組410與電子控制單元430耦合，其將反映車輛發(fā)動機的工況及狀態(tài)、行駛工況及狀態(tài)等各種物理參量轉變?yōu)殡娦盘柌⑻峁┙o電子控制單元430。傳感器組410可包括各種類型的傳感器，例如包括但不限于汽車胎壓監(jiān)測傳感器、后方傳感器、車速/車輪轉速傳感器、減速傳感器和轉向盤轉角傳感器等。
[0055]執(zhí)行機構420與電子控制單元430耦合，其按照后者的控制命令工作，使受控對象作出反應或將受控對象的控制參量調(diào)整到設定的值或范圍以實現(xiàn)控制目標。
[0056]電子控制單元430可根據(jù)傳感器組410提供的檢測信號確定車輛的運行狀態(tài)，并通過執(zhí)行機構420對車輛的發(fā)動機和制動系統(tǒng)進行干預控制以實現(xiàn)車輛的穩(wěn)定性控制。在本實施例中，電子控制器430還具有在車胎爆裂時控制車輛動力學狀態(tài)的功能，其例如可以是具有圖3所示實施例的結構和工作原理的控制裝置。[0057]當確定車胎發(fā)生爆裂時，電子控制單元430根據(jù)車速/車輪轉速傳感器提供的信號確定車輛的行駛速度是否大于第一閾值，如果不大于第一閾值，則進入正常的控制模式，否則則進入異常處理模式。在進入異常處理模式之后，電子控制單元430例如可以按照上述借助圖1-3所述的分段減速方式，借助執(zhí)行機構420實現(xiàn)相應的控制操作，以使行駛速度按照預設的減少量逐步降低，目標是使行駛速度小于或等于第一閾值。在異常處理模式下，每次行駛速度的降低速率不大于第二閾值并且在降低預設的減少量之后，電子控制單元430根據(jù)尾隨車輛響應情況來決定是繼續(xù)降低行駛速度還是停止減速。
[0058]值得指出的是，雖然在圖4所示的實施例中，異常處理模式被集成在電子控制單元430內(nèi)，但是也可以采用獨立于電子控制單元430的分立硬件實體來實現(xiàn)異常處理模式。
[0059]雖然已經(jīng)展現(xiàn)和討論了本發(fā)明的一些方面，但是本領域內(nèi)的技術人員應該意識到:可以在不背離本發(fā)明原理和精神的條件下對上述方面進行改變，因此本發(fā)明的范圍將由權利要求以及等同的內(nèi)容所限定。
【權利要求】
1.一種在車胎爆裂時確定車輛動力學狀態(tài)的方法，其特征在于，包括下列步驟: 響應于車胎爆裂的指示信號，確定所述車輛的行駛速度是否大于第一閾值； 如果所述行駛速度大于第一閾值，則每次以預設的減少量逐步降低所述行駛速度，直至所述行駛速度小于或等于所述第一閾值， 其中，每次以不大于第二閾值的速率使所述行駛速度降低所述的預設量，并且如果尾隨車輛未對前次所述行駛速度的降低作出減速響應，則停止降低所述行駛速度。
2.如權利要求1所述的方法，其中，所述第一閾值為所述車輛在車胎爆裂時的安全行駛速度。
3.如權利要求1所述的方法，其中，每次以所述第二閾值使所述行駛速度降低所述的預設量。
4.如權利要求1所述的方法，其中，所述預設的減少量和第二閾值分別為20公里/小時和3米/秒2。
5.如權利要求1所述的 方法，其中，借助倒車雷達監(jiān)測所述尾隨車輛是否作出減速響應。
6.一種用于在車胎爆裂時確定車輛動力學狀態(tài)的裝置，其特征在于，包括: 輸入單元，適于接收車胎爆裂的指示信號和倒車雷達的監(jiān)測信號； 與所述輸入單元耦合的處理器，被配置為按照下列方式確定車輛動力學狀態(tài): 當確定車胎發(fā)生爆裂時，如果所述車輛的行駛速度大于第一閾值，則生成以不大于第二閾值的速率使所述行駛速度降低的指令， 當所述行駛速度降低了預設的減少量之后，如果所述車輛的行駛速度大于第一閾值并且所述監(jiān)測信號指示尾隨車輛對所述行駛速度的降低作出了減速響應，則生成以不大于第二閾值的速率使所述行駛速度降低的指令，否則生成停止降低所述行駛速度的指令；以及與所述處理器耦合的輸出單元，適于發(fā)送所述處理器生成的指令。
7.如權利要求6所述的裝置，其中，所述第一閾值為所述車輛在車胎爆裂時的安全行駛速度。
8.如權利要求6所述的裝置，其中，所述預設的減少量和第二閾值分別為20公里/小時和3米/秒2。
9.如權利要求6所述的裝置，其被集成在車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)中。
10.一種車輛電子控制系統(tǒng),包括: 檢測車輛運行狀態(tài)的傳感器組； 執(zhí)行機構； 與所述傳感器和執(zhí)行機構耦合的電子控制單元，被配置為根據(jù)所述傳感器的檢測信號，借助于所述執(zhí)行機構對車輛的發(fā)動機和制動系統(tǒng)進行干預控制， 其特征在于，所述電子控制單元被配置為按照下列方式確定車輛的動力學狀態(tài): 當確定車胎發(fā)生爆裂時，如果所述車輛的行駛速度大于第一閾值，則指示所述電子控制單元以不大于第二閾值的速率降低所述行駛速度，以及 當所述行駛速度降低了預設的減少量之后，如果所述車輛的行駛速度大于第一閾值并且尾隨車輛對所述行駛速度的降低作出了減速響應，則指示所述電子控制單元以不大于第二閾值的速率降低所述行駛速度，否則指示所述電子控制單元停止降低所述行駛速度。
11.如權利要求10所述的車輛電子控制系統(tǒng)，其中，所述第一閾值為所述車輛在車胎爆裂時的安全行駛速度。
12.如權利要求10所述的車輛電子控制系統(tǒng)，其中，所述預設的減少量和第二閾值分別為20公里/小時和3米/秒2。
13.如權利要求10所述的車輛電子控制系統(tǒng)，其中，所述用于在車胎爆裂時確定車輛動力學狀態(tài)的單元集成在所述電子控制單元內(nèi)。
14.如權利要求10所述的車輛電子控制系統(tǒng)，其中，所述用于在車胎爆裂時確定車輛動力學狀態(tài)的 單元借助倒車雷達監(jiān)測所述尾隨車輛是否作出減速響應。
【文檔編號】B60W10/04GK103921796SQ201310012021
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2013年1月14日 優(yōu)先權日:2013年1月14日
【發(fā)明者】B·J·吉布森, 盧玉坤 申請人:博世汽車部件(蘇州)有限公司