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汽车爆胎安全稳定控制方法  
 【申请号】  CN201810453433.0  【申请日】  2018-05-14
 【公开号】  CN108501944A  【公开日】  2018-09-07
 【申请人】  吕杉;吕柏言  【地址】  610051 四川省成都市成华区府青路一段19号
 【共同申请人】  
 【发明人】  吕杉;吕柏言
 【国际申请】    【国际公布】  
 【进入国家日期】  
 【专利代理机构】    【代理人】  
 【分案原申请号】  
 【国省代码】  51
 【摘要】  本发明是一种“汽车爆胎安全稳定控制方法”,用于有人和无人驾驶车辆,基于车辆制动、驱动、转向、悬架系统,属汽车爆胎安全领域。本方法确立了胎压检测、状态胎压及转向力学状态模式的爆胎判定,采用汽车爆胎安全稳定控制模式、模型和算法、控制结构和流程;基于爆胎状态点,通过爆胎控制进入和退出、正常与爆胎控制模式转换,协调进行车辆制动、驱动、转向、转向轮回转力、悬架平衡控制,实现真实或非真实爆胎过程重叠的爆胎控制;在爆胎过程状态、爆胎轮和车辆运动状态急剧改变条件下,突破了车轮和车辆爆胎严重失稳、爆胎极端状态难以控制等重要技术屏障,用以解决目前这一长期困扰汽车爆胎安全的重大课题。
 【主权项】  1.一种汽车爆胎安全稳定控制方法,一种通过传感器检测胎压、车轮车辆状态参数及爆胎控制参数确定的爆胎判定,一种涉及正常和爆胎工况、车轮及车辆双重失稳的爆胎控制方法,一种采用信息单元、爆胎控制器及执行单元实现爆胎控制方法,该方法基于车辆制动、驱动、转向及悬架系统,用于有人、无人驾时车辆,其特征是:本方法所涉车辆爆胎、爆胎判定和爆胎控制,基于爆胎状态过程,在其状态过程中,通过车轮制动和驱动、发动机输出、转向轮转向、悬架升程调节,车速、车辆姿态、车辆路径跟踪及稳定减速的调控,实现车辆状态全过程动态控制;爆胎控制及控制器主要采用爆胎各控制协调和自适应控制方式,包括采用下述三种主动控制模式及控制器;其一、有人驾驶车辆爆胎控制模式及控制器;主要采用爆胎人工介入控制与主动控制兼容模式,独立设置并与车载系统共用传感器、电控单元(包括结构与功能模块)、执行器等设备资源;设定爆胎判定、控制模式转换、爆胎控制器;爆胎判定器:主要采用车轮检测胎压、状态胎压及转向力学状态三种判定模式;控制模式转换器:主要采用正常和爆胎工况控制转换模式、爆胎工况主动控制与人工介入爆胎控制模式转换;其二、设置人工辅助操作界面的无人驾驶车辆爆胎控制模式及控制器;该控制器凭借驱动、制动、转向控制操作界面对爆胎控制进行辅助干预,并与无人驾驶车辆共用车载系统传感器、机器视觉、通信、导航、定位、人工智能控制器,设置爆胎及爆胎判定、控制模式转换和爆胎控制器;通过环境感知、导航定位、路径规划、整车控制决策(包括爆胎控制决策),实现车辆无人驾驶控制,包括车辆爆胎防撞、爆胎路径跟踪及爆胎姿态控制;爆胎判定器:主要采用车轮检测胎压、状态胎压及转向力学状态三种判定模式;控制模式转换器:主要采用正常工况无人驾驶控制与人工介入无人驾驶控制、正常工况无人驾驶控制与爆胎工况主动控制模式转换;爆胎控制器:主要采用设置人工辅助操作界面的无人驾驶车辆控制或无人驾驶车辆控制,人工介入或无人工介入的无人驾驶车辆控制与爆胎主动控制兼容模式;其三、无人驾驶车辆爆胎控制及控制器;该控制器与无人驾驶车辆共用车载系统传感器、机器视觉、通信、定位、导航、人工智能控制器;设置爆胎判定、控制模式转换及爆胎控制器;在车联网络已组构的条件下,作为联网车辆,设置人工智能联网控制器,通过环境感知、定位、导航、路径规划、整车控制决策,包括爆胎控制决策,实现车辆的无人驾驶控制,包括车辆爆胎防撞、路径跟踪及爆胎控制;爆胎判定器主要采用:车轮检测胎压、状态胎压及转向力学状态三种判定模式;控制模式转换器主要采用:正常工况无人驾驶控制与爆胎工况主动控制、正常工况无人驾驶控制与爆胎工况主动控制的控制模式转换;上述控制模式转换由爆胎控制协调信号的切换实现;基于上述各控制模式,爆胎控制器通过车辆主动防滑驱动,发动机制动,制动器稳定制动,发动机电控节气门和燃油喷射,转向系统助力转向或电控(线控)转向,被动、半主动或主悬架的协调控制,实现爆胎车辆稳定减速、整车稳态控制;本方法设定的信息单元主要由车载控制系统所设传感器、爆胎控制各相关传感器或和信号采集处理电路构成;基于车辆爆胎控制结构和流程、爆胎安全稳定控制模式、模型和算法,编制爆胎控制程序或软件,确定电控单元或和中央计算机的类型和结构,爆胎控制硬件和软件采用非模块或模块化组构;爆胎控制过程中,控制器直接或通过数据总线获取信息单元输出的各传感器检测信号、或和车联网及全球卫星定位导航信号、移动通信信号,通过所设中央计算机、电控单元进行数据及控制处理,输出信号控制执行单元中相应的调节器和执行装置,实现各调节对象的控制;本方法引入车辆爆胎失稳的概念:本概念定义了车辆爆胎后的两种失稳,包括车辆爆胎失稳和爆胎状态下车辆正常工况控制导致的失稳;本方法引入车轮非等价和等价、非等效和等效相对参数及其偏差概念,由此实现正常、爆胎等工况下各车轮状态参数的等价与非等价或等效与非等效比较;本方法引入状态胎压概念,一个由车轮车辆结构状态参数、控制参数的数学模型和算法确定的的广义胎压概念,并不把检测胎压作为判定爆胎的唯一技术特征;在一个包括胎压、车轮角速度、角加减速度、滑移率、附着系数和车辆横摆角速度等车轮和车辆状态参数的范畴,定义了爆胎状态概念、爆胎特征参数和参数值概念,定量化确定了爆胎状态过程并使爆胎状态过程和控制过程一体化,使其状态与控制函数在时间、空间域上同为相关、可连续性函数;本方法定义了爆胎判定概念,采用一种模糊化、概念化及状态化的爆胎判定,只要车轮车辆进入一特定的状态即可判定为爆胎,并无需判定车辆是否真实爆胎,随即进入爆胎控制;本方法建立了爆胎控制的进入、退出机制和方式,使车辆爆胎控制得以在未出现真实爆胎的状态下实时进入或退出;本方法设定了按车轮和车辆状态的爆胎控制主动进入、自动时实退出、以及进行人工退出等控制模式;设置人工控制器,完成人工控制和主动控制对接,实现了对不确定性的爆胎进行确定的爆胎控制;本方法确立了爆胎状态参数、爆胎控制参数及控制的临界点、拐点、奇点的存在,基于这些点位,采用条件、门限等模型,把爆胎控制分为爆胎前期、真实爆胎期、拐点期、轮辋分离期的爆胎控制及爆胎控制退出等不同阶段或时区;采用分段连续或非连续函数控制模式,使爆胎控制与爆胎及爆胎状态相适应;本方法采用程序、协议或转换器的转换模式和结构,以爆胎信号为转换信号,主动实现正常与爆胎工况控制和控制模式的转换;本方法基于有人或无人驾驶车辆的驱动、制动、发动机、转向、悬架系统,采用系统爆胎主控、各子系统协调及独立控制的方式、模式、模型和算法,实现发动机制动、制动器制动、发动机输出、转向轮回转力、主动转向及车身平衡(防侧倾)相互协调控制,组构了较为完整的爆胎控制结构;本方法在爆胎的临界点、拐点、奇点等点位或各控制阶段的转换期,车轮结构和运动状态参数急剧变化区间,通过减小爆胎轮稳态控制制动力、减小各轮平衡制动力、加大整车稳定控制的各轮差动制动力,通过改变与制动力等价或等效的车轮角加减速度、滑移率等控制参数,通过改变车辆驱动、制动、转向轮回转力、转向轮转角控制模式,较为成功解决了车轮车辆瞬间状态急剧改变条件下、车轮车辆控制的双重失稳;本方法集合正常与爆胎工况车轮和车辆状态控制为一体,允许正常与爆胎工况控制的相互重叠,较为成功解决了正常与爆胎工况控制的冲突;本方法的爆胎、爆胎判定及爆胎控制,基于爆胎安全稳定控制方法、模式、模型和算法,设置控制器,控制器主要包括车辆爆胎控制结构和流程、爆胎控制程序或软件、以及写入其控制程序或软件的电控单元(ECU);控制器所设电控单元设定相应的爆胎控制结构和功能模块;控制器所设电控单元(ECU)主要包括微控制器(Micro#Controller#Unit)(MCU)、电子元件、外围电路、专用芯片、稳压电源等;本方法采用的控制结构、控制流程为:爆胎状态下,信息单元输出信号直接或经车载网络总线输入控制器,控制器所设电控单元按控制器采用的爆胎控制方式、模式、模型和算法进行数据处理,输出爆胎控制信号,控制系统、子系统执行单元,实现爆胎车辆驱动、制动、方向、行驶路径、姿态及悬架升程控制;基于有人、无人驾驶车辆爆胎控制结构、方式和流程,本方法采用的以下步骤1)、信息通信和数据传输,本方法的爆胎控制采用车载网络(局域网)数据总线(简称网络总线或数据总线)和直接物理布线的数据传输方式,车载数据网络总线设置数据、地址和控制总线,以及CPU、局域、系统、通信总线;有人、无人驾驶车辆的系统、子系统为非一体化设计时,采用车辆局域网络总线(包括CAN(Controller#Area#Network)总线等),CAN的拓扑结构为总线式;对于车内分布式电控系统、智能传感器、执行器等数字化通信系统,采用LIN(Local#Interconnect#Network)总线;对于车内控制系统,包括爆胎制动、节气门、燃油喷射、电控助力转向、主动转向、悬架子系统,当信息单元、控制器、控制器所设电控单元或执行单元结构为一体化设计时,各单元内、单元及控制器之间采用物理通信布线实现信息和数据传输,车载控制系统与爆胎控制系统、系统与子系统,系统、子系统与车载系统通过车载总线进行数据传输,各爆胎子系统设置与车载总线进行数据交换及传输的接口;①、基于CAN总线规范、协议,对实时操作、软件、通信及网络管理系统作出定义,并设定本系统、子系统和现有车载系统控制器硬件以及总线系统硬件独立的物理线控应用接口;CAN总线设置控制器,CAN控制器主要由CAN控制芯片、可编程电路构成,在CAN网络层次结构中确定数据链路层和物理层结构,对外提供微控制器、计算机的物理线路接口,以可编程电路的组合,实现包括网络协议确定的各种功能;通过编程,CPU设置其工作方式,控制其工作状态,进行数据交换;CAN总线设置驱动器,驱动器包括CAN驱动控制芯片等,CAN驱动器提供CAN控制器与物理总线之间的接口,提供对总线的差动发送和接收的功能;设计CAN总线系统非智能或智能结点硬件和软件,设计CAN总线系统网桥硬件和软件,网桥硬件主要由网桥微控制(处理)器和CAN控制器接口构成;基于网络信息通信(传输)协议,车载现有控制系统、爆胎控制器所设电控单元、传感器均通过CAN总线进行信号、数据传输和交换,并通过控制总线实现对各执行装置的控制;②、根据爆胎控制方法结构和类型,本方法的车载网络总线采用故障珍断、安全及新型X#by#wire专用总线,包括转向、制动、节气门总线,将传统机械系统改造成经由高速容错总线连结的高性能CPU管理下的电控系统,由Steer#by#wire(线控转向)、Brake#by#wire(电控或线控制动)、Throttle#by#wire(节气门电传控制)等构成为一套适用于正常、爆胎等各工况控制的控制系统;本方法所用信息单元、控制器、执行单元(包括各调节器、执行装置及调节对象)通过车载网络总线、车联网络以及系统一体化设计的物理布线,进行数据、控制信号传输;2)、爆胎主控信息采集和处理主控信息包括车轮和车辆运动状态参数信息,发动机驱动、车辆制动、车辆转向及车距传感器检测参数信息,或和无人驾驶车辆环境感知、定位、导航传感器检测参数信息,传感器各参数信号由主控信息单元处理;本方法采用的主控信息单元独立设置,主控信息单元或与制动子系统信息单元采用一体化构建方式;本方法所设主控计算机、电控单元独立设置,各子系统电控单元独立设置或和执行装置采用一体化设计,电控单元和执行装置采用一体化时可通过物理布线实现数据、信息传输和交换;本方法的控制通过数据总线(包括CAN总线等)进行数据、信息传输和交换,实现整车各系统数据和信号共用共享;①、车轮胎压传感和检测,采用直接或间接方式;间接方式:基于车轮、车辆状态参数及控制参数,确定状态胎压或和转向力学状态识别模式;直接方式:采用设置于车轮的有源、非接触的胎压传感器(TPMS)进行测量;TPMS主要由设置于车轮的发射器(30)和设置于车身的接收器(31)构成,发射器(30)和接收器(31)之间采用单向或双向通信,其中双向通信主要包括单向射频通信或双向射频低频通信;发射器(30)硬件包括微控制单元(MCU)、专用芯片、外围电路、电池、天线,设置传感模块(32)、微控制模块(微控制器MCU)(33)、唤醒模块(34)、电源管理模块(35)、发射模块(36)、监测模块(37)和天线(38),采用电池驱动和发电驱动两种类型;i、电池驱动型;发射器(30)主要由微控制单元(MCU)、芯片、外围电路、电池、天线构成,采用高集成度芯片,集合传感模块、唤醒芯片、微控制器(MCU)、射频发射芯片及电路为一体,其中传感模块包括压力、温度、加速度、电压传感器,采用睡眠运行二模式;其一、传感模块(32);设置传感芯片,包括压力、温度、加速度或和电压传感器,该传感器采用微晶硅集成电容或硅压阻式,其中硅压阻式传感器设置高精密半导体应变电路,实时输出车轮胎压Pra、角加减速度或和温度Ta电信号;其二、唤醒模块(34);唤醒模块设置唤醒芯片和唤醒程序,唤醒采用两种模式;模式一、车轮加速度唤醒,采用逻辑门限模型,设定唤醒周期时间Ha1,在Ha1的时间内以车轮加速度为参数,按设定单位时间采集ni个加减速度,基于平均或加权平均等算法,计算特征加速度特征加速度达设定门限值aω时输出唤醒脉冲,发射器由睡眠模式进入运行并一直保持该模式;仅当特征加速度在若周期Ha2内均为0则退回到睡眠模式;模式二、外部低频唤醒;接收器置于车身且接近发射器安装,其MCU从数据总线(CAN)获取车速等车辆运动参数信息;接收器设置低频收发装置,按门限模型,当车速ux超过设定门限阈值au,由低频收发装置通过双向通信,按设定周期Hb连续或间断向发射器MCU发出唤醒信号iw1,当车速ux低于设定门限阈值au则发出唤醒退出(睡眠)信号iw2;发射器MCU的低频接口设置接收iw1、iw2不同频率信号的二藕合电路,通过双向通信接收信号iw1、iw2;低频接口采用节能和待机二模式,二模式由信号iw1、iw2控制,节能模式下低频接口关闭使之处于静耗能状态,待机模式下低频接口按设定周期Hc定时开启和关闭;发射器微控制单元(MCU)收到信号iw1、iw2后进入运行或退回至睡眠模式;其三、数据处理模块(33);该模块主要由微控制器构成,按设定程序进行数据处理,确定加速度唤醒周期Ha、双向通信周期Hb、低频接口通信周期Hc、传感器信号采集周期Hd;Hd为设定值或动态值,动态值的Hd以检测胎压pra、胎压负增量#Δpra、或和轮速ωi为参数,采用PID、最优、模糊等算法确定;动态值Hd或由下述数学的模型确定:Hd=f(pra,#Δpra,ωi)+c式中c为常数,并且Hd为pra增量的增函数、为Δpra减量或和ωi增量的减函数;发射器通过动态检测周期Hd的调节,增加爆胎工况胎压检测次数,减少正常工况胎压检测次数;温度传感器则按设定时间周期Hd1进行一次温度检测,Hd1=k1·Hd,式中k1为大于1的正整数;控制模块按设定程序进行数据处理,协调睡眠、运行模式及其模式转换;运行模式下发射器MCU相应引脚按设定胎压检测周期时间Hd发出胎压检测脉冲信号,压力传感器在每一周期时间Hd内进行一次胎压检测;其四、发射模块(36);设置集成发射芯片,设定信号发射周期He,He为设定值或动态值;He为设定值时,取值为传感器信号采集周期的倍数:He=k2Hd式中k2为大于1的正整数;He为动态值时由多种信号发射模式确定;发射模式和程序一、将传感器测定胎压pra、温度值Ta与预先存储于发射器微控制单元(MCU)的设定值相比较,得出其偏差ep(t)、eT(t),按门限模型,当偏差达设定门限阈值ae、aT时,发射模块输出检测值,准予发射,否则不予发射;发射模式和程序二、进入运行模式后,在设定周期He1内,胎压偏差ep(t)和温度偏差eT(t)均未达设定门限阈值ae、aT,准予发射模块发送一次胎压、温度检测信号;He1=k3He,式中k3为大于1的正整数,按周期He1的设定值发射一次胎压检测信号,便于驾驶员定时了解胎压传感器工作状况及胎压状态;发射模块采用射频信号传输,模块设置射频发射电路或和双向通信的接收芯片、天线等,信号经编码调制后通过天线发射,发射模块在无控制模块的胎压、温度检测信号输入时,射频发射装置处于静态耗电节能状态;其五、监测模块(37);该模块按监测程序对传感器、发射器、微控制器(MCU)、超高频发射芯片、电路及各参数信号实现动态监测,采用开机监测、定时和动态监测模式;MCU按该监测模式设定时间发出检测脉冲,每次检测中如发现故障,由发射模块发射故障信号;其六、电源管理模块(35);该模块设置高能蓄电池、微控制器和电源管理电路;模块按睡眠、运行模式及控制程序,对MCU的晶振、低频震荡器、低频接口、模拟电路、传感器、MCU相应引脚(包括SPI、DAR等)、唤醒和复位脉冲分配器电路、射频发射装置等等相关部位的上电或断电进行管理,并校准MCU及传感器的供电电压,控制发射器各部件的能耗;发射器通过设置睡眠及唤醒、信号检测周期可调、信号发射次数限定、信号发射周期自动调节等技术,最大限度满足爆胎前期、真实爆胎、爆胎拐点等各控制阶段爆胎控制系统对胎压检测性能要求,延长电池供能及使用寿命;高能蓄电池包括锂电池、石墨烯电池及其电池组合,车轮轮毂上设置绝缘密封定位装置(包括套圈),装置内置充电线、外置充电触电或开关;ii、发电驱动型胎压传感器(TPMS);传感器发射器和接收器之间采用单向通信,设置主要发电存储、唤醒、传感、监测、数据处理、发射、电源管理模块;其一、发电存储模块,采用电磁感应或光伏发电两种类型;类型一、电磁感应发电模块,该模块包括设置于发射器的电磁感应装置和设置于车轴或制动装置等非旋转部位的永磁铁或电磁铁装置,二装置组成电磁感应发电电磁藕合副;电磁感应装置随车轮转动,当通过永磁铁或电磁铁的磁场时,电磁感应装置内闭合电路磁通量变化,产生感生电势,感生电流经整流和充电处理装置向发射器蓄电池充电;类型二、光伏发电模块,该模块主要由光伏电池、蓄电池、控制器构成,采用光伏发电与蓄电池组合结构;光伏发电板设置于车轮辋上,接受外部光线照射,电子从光伏发电板导入蓄电池;低和中等照度的光伏材料构成二类独立发电的光伏电池组,其中非晶硅的光谱响应和散射光谱匹配较好,可在低照度下建立起负载必要的工作电压;蓄电池采用锂离子充电电池、超级电容器或由其组合构成蓄能系统,实现光伏发电和储能容量优化配置;发电控制器硬件采用微控制单元MCU及外围电路,主要包括主控、检测、充放电电路或和DC/DC变换器,并设置控制、防护模块;控制模块根据所选光伏电池的输出特性(包括伏安特性等)确定最大功率点,采用包括恒压、恒流、脉冲(PWM)等充电方式及其组合,设计采样和充电电路、充电控制电路、或和DC/DC变换器;防护模块设置过充电、过放电、短路保护装置,设定各蓄电池过充电门限阈值cvk及胎压传感器TPMS多个工作负载的过放电多级电压递增门限阈值集合cv1、cv2、cv3、cv4......cvn,蓄电池电压或输出的负载电压从高递减至任一门限阈值时,过放电保护装置终止对胎压传感器(TPMS)相应模块的供电,由此将蓄电池电压始终稳定在一定的区间;当蓄电池或负载电压低于cv4时,过放电保护装置将终止对胎压传感器射频发射等模块的供电,负载电压低于cv3时则终止对数据处理等模块的供电,当负载电压低于cv2时则仅对唤醒等模块等供电,其中cv1则为蓄电池过放电保护门限;其二、唤醒模块;设置唤醒芯片;电磁感应发电型TPMS,采用发电频率fa信号唤醒模式,车辆行驶时,电磁感应装置输出电磁感应信号,该信号经电路整形等处理,取得与轮速一致的电磁感应频率fa信号,采用门限模型,电磁感应频率信号fa或fa函数f(fa)达设定门限阈值时,唤醒模块发出唤醒信号,发射器由睡眠模式进入运行模式;光伏发电型的TPMS,采用车轮加速度信号唤醒模式,设置唤醒芯片和唤醒程序,其唤醒模式、原理及过程与前述电池驱动型相同;其三、传感模块;对于电磁感应发电型TPMS,在该TPMS进入运行模式后,MCU以频率fa、胎压pra及其变化率为参数,采用其参数的函数模型和算法,确定胎压传感器信号采集周期Hd在其周期Hd内完成一次胎压检测;当fa为0时Hd趋于无穷大;对于光伏发电型TPMS,在该TPMS进入运行模式后,传感器信号采集周期Hd的确定与上述电池驱动型TPMS相同;胎压检测周期时间Hd为设定值或为动态值,动态周期Hd以检测胎压pra值、胎压负增量#Δpra、或和轮速ωi为参数,采用PID、最优、模糊等算法确定;动态值Hd或由数学的模型:Hd=f(pra,#Δpra,ωi)+c对于电磁感应发电型的TPMS,设置压力、温度、电压传感器;对于光伏发电型的TPMS,设置压力、加速度、温度、电压传感器;传感器采用微晶硅集成的电容或压阻式,其中硅压阻式传感器设置高精密半导体应变电路,信号经电路处理,实时输出车轮胎压、角加减速度电压或和温度Ta电信号;其四、数据处理模块;该模块主要由微控制器构成,按设定程序进行数据处理,设定协调睡眠、运行模式及其模式转换,运行模式下发射器MCU相应引脚按设定胎压采样周期时间Hd发出胎压检测脉冲信号,压力、温度传感器在周期时间Hd、Hd1内进行一次采样检测;其五、发射模块;设置集成发射芯片;采用二发射程序;发射模式和程序一、将传感器测定胎压pra、温度值Ta与预先存储于发射器微控制单元(MCU)的设定值相比较,得出其偏差ep(t)、eT(t),按门限模型,当偏差达设定门限阈值ae、aT时,发射模块输出检测值,准予发射,否则不予发射;发射模式和程序二、进入运行模式后,在设定周期He1内,胎压偏差ep(t)和温度偏差eT(t)均未达设定门限阈值ae、aT,准予发射模块发送一次胎压、温度检测信号,其中:He1=k3He式中k3为大于1的正整数,该发射模式便于驾驶员定时了解胎压传感器工作状况及胎压状态;发射模块采用射频信号传输,模块设置射频发射电路或和双向通信的接收芯片、天线等,信号经编码调制后通过天线发射,发射模块在无控制模块的胎压、温度检测信号输入时,射频发射装置处于静态耗电节能状态;其六、监测模块;该模块按监测程序对传感器、发射器、微控制器(MCU)、超高频发射芯片、整个电路及各参数信号实现动态监测,采用开机监测、定时和动态监测等模式;MCU按其监测模式设定时间发出脉冲,每次检监测中如发现故障由发射模块发射故障信号;其七、电源管理模块;该模块的结构与功能与上述电池驱动型(TPMS)相同;发射器通过设置睡眠及唤醒、信号检测周期可调、信号发射次数限定、信号发射周期自动调节等技术,最大限度满足爆胎前期、真实爆胎、爆胎拐点等各控制阶段系统对胎压检测性能要求,并延长电池供能及使用寿命;iii、胎压传感器(TPMS)发射器(30)结构及控制流程;其一、发射器(30)采用睡眠、运行控制模式;睡眠模式下,唤醒模块(34)通过车轮加速度唤醒或由发射器(30)与接收器(31)之间的双向通信信号唤醒,唤醒后进入运行模式;运行模式下,传感模块(32)检测信号由微控制模块MCU(33)处理,处理后MCU输出胎压和温度信号;胎压和温度信号输入发射模块(集成发射芯片)(36)、经外围电路(包括滤波电路等),最后由天线(38)发射;监测模块(37)对各模块的运行实行监控;电源管理模块(35)对电池电压及各模块的上电、断电进行管理;发射器硬件(42)主要包括微晶硅集成传感器(43)、微控制器(MCU)(44)、唤醒芯片(45)、发射芯片(46)、电池(47)、天线滤波电路(48)、信号处理电路(49);其二、胎压传感器(TPMS)接收器(31)的结构及控制流程;接收器(31)为一个高集成模块,主要由匹配天线(38)、输入接口(39)、控制模块(FSK和MCU)(40)、输出接口(41)构成;输入接口(39)通过天线(38)接收发射器(30)发出的信号,接收信号由控制模块解调FSK调制的编码,并由MCU进行数据处理,处理后的信号经输出接口(41)进入系统数据总线(21)或和报警显示装置;②、有人、无人驾驶车辆的车距检测及环境识别i、车距检测,其一、雷达(主要包括电磁波雷达、激光雷达)、超声波车距检测;检测方式:基于物理波的发射、反射及状态特性,建立数学模型,确定前后车距Lti、相对车速uc和防撞时区tai,参数Lti、uc、tai作为车辆制动、驱动防撞控制的输入参数;类型一、雷达车距监测;雷达监测装置主要由雷达传感器、DTR雷达控制模块、信号数据处理模块、天线和发射/接收组件(模块)、声光报警装置及电源构成;电磁波雷达采用(包括毫米)波束,由发射模块经天线发射,同由天线接收反射回波,天线接收的回波经接收模块输入微处理器(数据模块),经混频和放大处理,根据差拍和频差信号、本车车速信号,确定前后车距Lti和相对车速uc,并计算防撞时区tai:类型二、超声波车距检测;超声波车距检测装置主要由超声波和温度传感器、微处理器、外围电路、数据输入输出接口、爆胎示警装置构成;检测装置采用超声波测距与前后车辆自适应爆胎协调控制模式:设定超声波测距传感器检测距离,检测距离之外不限定本车与后车的制动距离和相对车速,爆胎车辆按后车驾驶员预瞄模型和车距控制模型进行前后车辆的车距控制;当后车辆进入超声波车距监测距离范围内,本车超声波车距监测器进入有效工作状态,确定波束指向角,采用多个超声波传感器的组合及特定的超声波触发,按接收程序获取测距信号,通过各传感器检测信号的数据处理,确定前后车距Lt和相对车速uc,计算危险时区tai,按tai进行前后车辆防撞协调控制;其二、机器视觉车距监测,主要设置普通或红外机器视觉车距监测系统,采用单目(或多目)视觉、彩色图像和立体视觉检测模式;监测系统主要由成像系统、计算系统构成,包括摄像机、计算机,采用模拟人眼的摄像及测距模式、模型和算法,基于彩色图像灰度化、图像二值化、边缘检测、图像平滑、形态学操作和区域生长的OpenCV的数字图像处理,采用阴影特征的和车辆检测系统(Adoboost),通过算机视觉测距模型及摄像机(OpenCV)标定的视觉测距进行距离测定;计算机视觉车距监测装置设置视频输入、数据处理、显示、存储、电源等模块,利用所摄图像快速提取特征信号,采用一定算法完成视觉信息处理,实时确定本车(摄像机感光元件)至前后车辆的车距,并根据本车车速、加减速度及相对车距Lt的变动值确定相对车速uc;其三、车辆信息互交式(车距)监测(VICW、vehicles#information#commutation#way)及监测系统(VICS);VICS主要包括微控制器及外围电路,设置输入输出、无线射频收发通信、卫星定位导航、数据处理及控制、稳压电源、声光报警及显示模块,各模块包括定位导航、通信、数据处理各类专用芯片,通过无线射频收发模块实现数据的发送和接收,采用多模兼容定位芯片获取大地经纬度坐标;VICS通过全球卫星定位系统(主要包括GPS、北斗芯片),采用射频辨识(RFID)技术,由GPS定位,并获取卫星到车辆接收装置的距离,通过3颗以上的卫星信号,应用三维坐标中的距离公式,组成方程式,解出车辆的位置坐标(X、Y、Z三维坐标);对经纬度信息进行格式定义,通过测距模型,测得本车的经纬度,获得以大地坐标标定的本车经纬度位置信息;通过RFID射频信号的空间耦合、电感或电磁耦合及信号反射传输特性,对被识别物体的进行主动识别,向周围车辆发送本车精确的位置等各类信息,并接收周围车辆位置定位及其变动状态信息,实现车辆之间的相互通信;数据处理及控制模块:基于VICS获取周围车辆互通信息,采用相应模式及模型和算法,对本车及周围车辆的实时经纬度位置数据进行动态处理,获得每一时刻本车及周围的位置信息,经计算得出卫星定位芯片在经纬度扫描周期T内车辆移动距离,从而得出车速、本车与前、后车辆的距离及相对车速;基于本车与前后车辆同向和反向的行驶方向判定模型,确定同向和反向两种行驶方向的车辆位置经纬度变化量,通过车辆多个时刻的经纬度信息矩阵,判断其行驶方向,并获得周围汽车与本车的相对行驶方向及周围汽车在本车前后的方位;根据同向的前、后车辆的经纬度及其变动值,按测距测速模型和算法计算两车之间的距离Lti及同向相对车速uci;显示模块实时显示车距检测信息,通过蜂鸣器和LED实现声光报警,并由电控单元输出端口,实时输出本车与前、后车辆的距离Lt及相对车速uc信号;按门限模型,本车与前、后车辆的车距Lti或防撞时区tai,当tai达设定门限阈值时,控制模块输出防撞信号ih,ih经由输出模块分为两路,一路进入声光报警装置,另一路输入车辆数据总线CAN;系统主控器、制动、驱动控制模块从数据总线CAN获取Lti、uc、tai、ih等参数实时检测信号;ii、环境识别;环境识别用于无人驾驶车辆,包括道路交通、物体定位、定位位置分布、定位距离识别,主要设定下述识别方式;其一、雷达、激光雷达或超声波测距;其二、机器视觉、定位和测距;设置普通光学、红外机器视觉车距监测系统,采用单目、多目视觉及彩色图像和立体视觉检测模式;监测系统主要由视频输入、数据处理、显示、存储、电源模块构成,并采用图像、视频处理芯片;利用所摄图像快速提取特征信号,通过一定模型和算法完成视觉、图像、视频信息处理,确定道路和交通状况、车辆和障碍物等位置及其分布,实现车辆定位、导航、目标识别、路径跟踪;定位与导航通常由卫星定位系统、惯导、电子地图匹配、实时地图构建和匹配、航位推算以及车身状态感知;iii、车联网络;组构道路交通智能车联网络(简称车联网络),基于其网络信息系统结构,设置车联网络控制器,联网车辆同设联网控制器;智能车联网络和联网车辆相互通过控制器所设无线数字传输及数据处理模块进行信息传输和数据交换;联网车辆的联网控制器设置于车辆主控器或中央主控器内,主要由输入/输出接口、微控制器(MCU)、各类专用芯片、稳压电源及最小化外围电路构成;联网控制器主要包括车载无线数字传输及数据处理控制器,同设数字接收和发射装置、机器视觉定位和测距装置、移动通信终端、全球卫星导航系统定位导航、无线数字传输及处理、环境及交通数据处理子模块,各子模块采用车联网数字通信、数据处理、定位导航、移动通信、图像处理各类专用芯片;正常、爆胎工况下,联网车辆通过智能车联网络,实现道路途经周边车辆无线数字传输及信息交换;其一、无人驾驶车辆央主控器可通过智能车联网络及全球定位系统,以大地坐标、视图坐标、定位图等方式,实时确定实际车道界定线、车道线和本车的方位、本车行驶状态及路径跟踪情况、本车与车辆及障碍物之间的距离、本车与前后车辆相对车速、本车结构与行驶状态,包括车速、爆胎和非爆胎状态、爆胎控制状态、路径跟踪及行驶姿态信息;其二、对于联网车辆,联网控制器所设数字传模块,从有人驾驶车辆主控器、无人驾驶车辆中央控制器提取本车相关结构数据及行驶状态,包括爆胎及爆胎过程控制状态,由数据处理模块处理,经数据传输模块,将数字化信息通过移动通信芯片传输至智能道路交通网络的数据传输模块,经车联网络数据处理模块处理,再通过车联网络数据传输模块,向道路途经周边联网车辆发布;其三、对于联网车辆,联网控制器所设数字传输模块,通过车联网络接收道路途经的交通信息,路况信息(包括交通灯、指示牌等),周边联网车辆的位置、行驶状态、控制状态信息,包括车辆爆胎及爆胎控制、爆胎车辆行驶状态相关信息、每一检测及控制周期内相关参数及数据的变动值;其四、车联网络控制器所设无线数字传输模块,可接受联网车辆信息查询和导航请求,该请求经车联网络数据处理模块处理,再将查询信息反馈给发出请求的联网车辆;其五、对于联网车辆,联网控制器所设数据传输模块可通过车联网络的无线数字传输模块,发布和查询道路途经周边各联网车辆相关信息,实现道路途经周边各车辆之间的无线数字传输及信息交换,包括行驶环境、道路交通、车辆行驶状态等相关信息;③、爆胎示警方式及装置;本方法爆胎示警采用多种方式,爆胎信号ia、前后车辆防撞信号ih、爆胎控制主动重启信号ig到来时,信号ia、ih、ig启动设置于驾驶室的声光报警装置、设置于车辆尾部的尾灯以及爆胎专用声光警示装置进行声、光报警;声音报警包括音频、爆胎语音报警;光示警包括灯光和光图像报警;灯光报警采用静态灯光或动态闪烁灯光,动态闪烁灯光的周期值或采用本车与后车的相对车速uci、距离Lti或防撞时区tai为参数的模型和算法确定:Hcta=f(tai)式中Hcta为闪烁周期,每一闪烁的周期Hcta内发光与闭光周期相等或不等;爆胎示警采用多种方式;i、光示警;设置光示警装置,爆胎控制进入信号(包括ia、ih、ig等)到来时,光示警装置的电子转换开关控制车辆尾灯、爆胎专用示警灯亮起或闪烁;爆胎控制退出信号ie、人工键控爆胎控制退出信号if到来时,车辆尾灯或和专用示警灯转入非爆胎工况状态;ii、光学图像示警;设置光学图像示警装置,该装置主要由激光光源发生模块、干涉或衍射模块、光学系统、投射定位装置、控制模块构成;采用激光光源的红色波段或其它颜色波段的可见相干光,光的频率和振动方向相同,通过光干涉或衍射光栅,形成光栅单缝、多缝干涉、衍射图像,图像经光学系统、投射装置,在本车与后车间路面确定位置形成爆胎示警图像;干涉、衍射示警图像或采用正、倒立三角形、菱形等,光学图像或光源图像的边界由光学系统视场光阑界定,光线传播的方向(光轴或图像方位)由光学系统的棱镜、或和投射定位装置调节投射角确定,光学图像或光源图像的尺寸及在路面上的定位由光学系统结构、结构参数及光学系统对地面的投射角确定;光学系统采用的结构参数包括焦距、物距、像矩、视场光阑、孔径光阑、投射角等,通过设定光学系统焦距、物距、像距,光阑的尺寸、外形、投射角等,使光源图像或示警图像的大小形状与在路面的定位相适应,其中投射角是指光学系统光轴与地面间的夹角;投射定位装置包括示警器外壳、投射角调节装置等;光源或示警图像的亮度等级、颜色由本车与后车的相对车速uc、车距Lt或和爆胎特征值X等参数的数学模型及算法确定;示警装置单独设置或与尾灯示警装置构成组合结构;iii、光源图像示警的控制结构和流程;激光器光源发出的光经所设光栅形成明暗条纹(莫尔条纹);莫尔条纹通过光学系统,经光阑整形、光学元件处理形成光学图像,投射于本车车后路面,其中该光学系统主要由球面镜、视场光阑或和改变光线方向的棱镜构成,光学图像的投射角由一转角可调的定位装置确定;光栅采用单块或两块光栅的组合,并定位于固定装置或设置于转动、平动的定位装置上,通过光栅的移动产生干涉条纹的定向运动;设定光栅的宽度和间距,通过改变光栅的宽度、间距或其比值、光栅的位移、位移速度,由此调节干涉、衍射条纹的宽度、间距以及条纹的移动速度;3)、爆胎主控及爆胎主控器有人驾驶车辆设置爆胎主控器,无人驾驶车辆设置中央主控器;主控器或中央主控器以车轮速、转向盘转角、车辆横摆角速度、纵侧向加减速度、制动压力、前后车辆运动状态参数为基本输入参数,按爆胎主控结构、主控方式及流程,控制模式、模型和算法设置:参数计算、状态胎压和转向力学状态爆胎识别、爆胎判定及爆胎阶段划分、控制模式转换、人工操作、各控制协调、环境协调、或和车联网控制器,编制车辆正常及爆胎工况主控程序或软件;主控器所设电控单元或中央主控计算机按主控程序或软件进行数据处理及控制处理,输出控制信号,该信号经输出电路,向车载控制系统、爆胎控制子系统发出爆胎主控、各控制器协调控制指令;对于联网车辆,由联网车辆所设联网控制器的无线数字传输及数据处理模块,通过移动通信子模块(主要包括射频发射芯片、发射电路及天线),向智能车联网络发送本车爆胎、爆胎控制及爆胎车辆行驶状态数字信息;主控器或中央主控器的判定爆胎成立后,主电控单元或中央主控计算机输出爆胎控制进入信号ia,按爆胎协调控制模式,首先终止车辆正常工况驱动控制,无论此时车辆处于何种控制状态;爆胎前期或进入发动机制动控制,同时进入爆胎主动制动、发动机节气门和燃油喷射、转向轮回转力、悬架及爆胎主动转向协调控制;爆胎控制是一种车轮和车辆稳态减速控制,一种车辆方向、车辆姿态、车道保持、路径跟踪、防撞及车身平衡的稳定性控制;①、本方法采用的爆胎、爆胎判定、爆胎控制参数及相关定义;爆胎状态、爆胎判定和爆胎控制主要采用:轮胎结构力学参数、车轮车辆运动状态参数、发动机节气门燃油喷射及运动状态参数、转向结构力学状态参数、悬架结构力学及运动状态参数,该参数为基本参数;基于基本参数,按参数的定义和模型,推导出相应的导出参数,爆胎状态、判定和控制中,基本参数和导出参数均可作为控制参数;i、车轮结构、力学和运动状态参数(简称车轮参数),主要包括:各轮有效滚动半径Ri、车轮转动惯量Ji、胎压pri、轮速ωi、车轮角加减速度滑移率Si、制动(或驱动)力Qi、各轮载荷Ni、车轮所受地面纵向作用力Mk、转向轮转角θe;ii、车辆(运动)状态参数(简称车辆参数),主要包括:车速ux、车辆纵侧向加速度(ax)和ay、转向盘转角δ、车辆转弯半径Rw、横摆角速度ωr、质心侧偏角β、车辆横摆力矩Mu;iii、转向力学状态参数(简称转向参数),主要包括:转向盘转角δ和转矩Mc、转向轮转角θe和转矩、转向轮所受地面回转力矩Mk(主要包括回正力矩Mj、爆胎回转力矩Mb′)、转向助力矩Ma;iv、二轮相对参数Db的定义:各车轮可作定量化比较的同一参数称为相对参数,Db主要包括ωiSi、Qi等,并为前后车轴或对角线布置的平衡车轮副二轮状态参数;v、二轮等效相对参数De的定义:二车轮相对参数Db在设定同一参数En取值相同或取值等效相同条件下,由所En所确定的参数De为Db的等效相对参数,其中En主要包括Qi、Ji、μi、Nzi、αi、δ、Rw(Rw1、Rw2),De则主要由二轮等效相对角速度ωe、角加减速度滑移率Se构成,其中Qi、Ji、μi、Nzi、αi、δ分别为各轮制动力或驱动力、转动惯量、摩擦系数、载荷、车轮侧偏角、转向盘转角、车辆内外轮转弯半径,在爆胎驱动一些限定条件下驱动力Qi由Qp表示、制动力Qi由Qy表示;当二车轮角加减速度所设同一参数En确定为制动力Qi、车辆内外轮转弯半径Rw(Rw1、Rw2)的值相等或等效相等时,二轮角加减速度所确定的等效角加减速度为制动力Qi、车辆内外轮转弯半径Rw(Rw1、Rw2)的等效相对参数;按爆胎控制过程的特定要求;对于Db中的任意参数,在所设同一参数En中,En可取其中任意一个或多个参数;按等效相对参数的定义,车轮任一状态参数不能同时出现在等效相对参数De和设定同一参数En中;vi、二轮非等效相对参数Dk的定义:未进行等效规定的任意二轮相对参数,主要包括非等效相对胎压prk、轮速ωk、角加减速度滑移率sk、各轮制动力Qk;vii、二轮非等效、等效相对参数偏差的定义为:任意二轮相对参数之间的偏差称为非等效相对参数偏差,主要包括非等效相对角速度ωk偏差e(ωk)、角加减速度偏差滑移率Sk偏差e(Sk):e(ωk)=ωk1k2e(Sk)=Sk1#Sk2任意二轮等效相对参数之间的偏差称为等效相对参数偏差,该偏差主要包括等效相对角速度ωe偏差e(ωe),角加减速度偏差滑移率Se偏差e(Se):e(ωe)=ωe1e2e(Se)=Se1#Se2式中字母的脚标1和2表示车轮1和2;viii、二轮非等效、等效相对参数比例的定义:任意二轮非等效、等效相对参数之间的比,表达形式为:爆胎控制中,非等效、等效相对参数偏差可等换(或取代)为非等效、等效相对参数比例,其中偏差e(ωk)、e(ωe)可等价或等效于比例g(ωk)、g(ωe);ix、上述参数e(ωe)和e(ωk)及其导数e(Se)和e(Sk)、g(ωk)、g(ωe)均为导出参数;x、车轮车辆控制参数,主要包括:各轮制动力Qi、角加减速度滑移率Si,二轮非等效相对制动力偏差e(Qk)、车速ux、转向盘转角δ及其导数转向盘转矩Mc、转向助力矩Ma及其偏差转向轮爆胎回转力矩Mb′等,其中Si、Mb′同为车轮状态、力学参数;xi、平衡和非平衡车轮副概念:二车轮制动力、驱动力或和二轮所受地面作用力对车辆质心力矩的方向相反所确定的车轮副为平衡车轮副,否则为非平衡车轮副,平衡车轮副包括前、后或对角线平衡车轮副,平衡车轮副中含爆胎轮的称为爆胎平衡车轮副,否则为非爆胎平衡车轮副;平衡和非平衡制动是指:无论二轮或平衡车轮副二轮的制动力是否相等,在制动力作用下,二轮所受地面作用力对车辆质心的力矩之和为零的制动称为平衡制动,此二制动力称为平衡制动力,否则为非平衡制动和非平衡制动力;xii、基于车辆模型、车辆运动方程、轮胎模型、车轮转动方程等,采用转换模型、补偿模型、修正模型和算法,可将非等效相对参数Db转换为同一参数En(主要包括Qi、μi、Nzi、δ、Ri)条件下的等效相对参数De,转换模型表示为:De(Db,Qi,μi,Nzi,δ,Ri)即通过Db中ωkSk参数之一与所设同一参数En中任意一个或多个参数之间的关系模型进行Db和De之间的转换;参数Db与所设同一参数En之间的函数关系难以确定时,通过对En中相关参数的补偿、等效处理,实现De与Db二者之间的转换;xiii、根据爆胎状态及不同控制阶段,所选等效相对参数De(主要包括ωeSe)不同,设定的同一参数En(主要包括Qi、Ji、μi、Nzi、αi、δ)不同,所确定的等效相对参数包括ωeSe等、在爆胎控制及控制模型中所具有的特性不同;②、参数计算采用试验、检测、数学模型和算法等方式,按控制过程的需要,实时确定各轮相应的角加减速度、滑移率、附着系数、车速、动态载荷、或和车轮有效滚动半径、车辆纵横加减速度等参数值;对难以测量的物理量采用观测器进行估算;本方法所设控制器和车载系统均可通过物理布线或数据总线(CAN等)共享车辆各传感器检测数据参数和计算参数;③、爆胎状态、爆胎特征参数集合X、爆胎模式识别及状态特征的变动本方法引入爆胎状态概念;爆胎状态定义为:爆胎状态是一个由轮胎结构力学参数、转向力学状态参数、车辆运动状态参数、车轮和车辆控制参数共同确定,表征行驶车辆轮胎减压或爆胎的车轮、转向系、悬架和车辆状态特性的概念;爆胎初期,正常和爆胎工况下的车轮、转向系、悬架和车辆的非正常状态特征相互重叠;真实爆胎后的各状态和控制期,车轮、转向系、悬架和车辆状态特征主要成为其爆胎的状态特征;本方法引入爆胎特征参数集合X(简称爆胎特征参数集X或爆胎特征参数X)的概念,该特征参数X及其参数值定量化表征爆胎状态的特征,爆胎特征参数X由表征轮胎的相关结构力学参数、车轮和车辆运动状态参数、车轮车辆控制参数所建爆胎识别模型及算法确定;爆胎特征参数集合X采用数学表达形式为:X[......],括号内含若干爆胎特征参数,主要包括X[xa、xe、xv......]、xa[xak,xan,xaz......]、xe[xek,xen,xez......]、xv[xvk,xvn,xvz,xvw......],各特征参数由所选车轮、车辆、转向相关参数,所选参数的爆胎识别模型及特定的建模结确定;参数集X可定量化确定爆胎状态,即车轮、转向系统和车辆的爆胎特征,满足爆胎状态、爆胎判定及爆胎控制的要求;确定爆胎识别模型的参数由车轮、车辆、转向基本参数,导出参数,控制参数构成,主要包括:传感器检测胎压pra或车轮有效滚动半径Ri、车轮角速度ωi及其导数滑移率Si、制动力Qi,等效非等效相对角速度偏差e(ωe)和e(ωk)及其导数滑移率偏差e(Se)和e(Sk),横摆角速度偏差转向盘转角δ和转矩Mc、转向轮转角θe和转矩、转向轮所受地面回转力矩Mk;i、检测胎压爆胎模式识别;检测胎压爆胎模式识别主要以胎压传感器检测胎压pra及其导数或和所选车轮、车辆参数为输入参数,基于该参数建立确定爆胎特征参数集xa[xak、xan、xaz]的爆胎识别模型:等其函数模型主要包括:等线性计算模型主要包括:式中e(ωe)和e(ωk)、e(Se)和e(Sk)分别为平衡车轮副二轮等效、非等效相对角速度偏差及其导数、为车辆横摆角速度偏差,k1、k2、k3为系数,pr0为标准胎压;ii、状态胎压爆胎模式识别;本方法引入状态胎压pre概念;基于状态胎压pre,建立确定爆胎特征参数集X[xe]的爆胎识别模型一般表达式:xe=f(pre)爆胎特征参数集xe[xek,xen,xez,xew]中各参数爆胎识别模型的函数形式,主要包括:xek=f(prek)、xen=f(pren)、xez=f(prez)、xew=f(prew)状态胎压pre集的各参数prek、pren、prez等称为特征胎压,特征胎压以所选轮胎结构力学参数、车轮和车辆运动状态参数、转向力学状态参数、车轮和车辆控制参数的函数模型,采用比例、PID等现代控制理论的相关控制算法确定;状态胎压集合pre(简称状态胎压或状态胎压集pre)概念表述为:状态胎压pre不是车辆任一车轮实时胎压,而是基于正常、爆胎工况及所有工况下,由车轮结构、力学和状态参数、车辆状态参数、转向力学状态参数及其控制参数共同确定,表征车轮正常胎压、低胎压或爆胎状态,以其上述所选参数为输入参数,建立计算pre模型和算法,实时计算和确定的概念胎压;状态胎压pre是一种概念胎压与实际胎压相适应的爆胎及控制过程的动态胎压;其一、确定状态胎压集pre的参数主要包括:基本参数:车轮角速度ωi、滑移率Si、地面摩擦系数μi、车轮有效滚动半径Ri、车轮刚度Gzi等;车轮导出参数:前、后车轴或对角线平衡车轮副左、右轮等效、非等效相对参数及等效、非等效相对参数偏差;前后车轴等效相对参数偏差主要包括等效相对角速度偏差e(ωea)和e(ωeb)、角加减速度偏差滑移偏差e(Sea)和e(Seb);前后车轴非等效相对参数偏差主要包括非等效相对角速度偏差e(ωka)和e(ωkb),角加减速度偏差滑移率偏差e(Ska)和e(Skb),其中由字母及其脚标e和k分别表示等效和非等效参数,字母及其脚标a、b分别表示车辆的前、后二车轴;车辆参数:车速ux、横摆角速度偏差及其导数车辆质心侧偏角eβ(t)偏差及其导数质心纵侧向加速度ax和ay;车辆控制参数:各轮制动力Qi、角加减速度滑移率Si,二轮非等效相对制动力偏差e(Qk)、转向盘转角δ及其导数转向助力矩偏差转向爆胎回转力矩Mb′等;其中转向助力矩偏差以车速ux、转向盘转角δ、转向盘转矩传感器检测值Mc为参数,采用该参数的助力转向模型确定;Si、Mb′同为车轮状态参数和控制参数;其二、确定状态胎压集pre[prek,pren,prez,prew]的数学模型;在车辆转向或非转向条件下,基于车辆制动、驱动、转向等不同控制结构、控制过程以及爆胎控制的不同阶段,以其确定的车轮和车辆参数、导出参数及控制参数为输入参数,基于该参数,建立不同结构和类型的数学模型,确定状态胎压集pre[prek,pren,prez,prew]中的特征胎压prek、pren、prez;该数学模型中,采用修正系数λi,通过λi对各轮地面摩擦系数μi、载荷Nzi、转向盘转角δ的变动进行补偿,修正系数λi通常由μi、Nzi、δ参数的等效模型确定;确定λi的等效模型中,可采用制动、驱动、转向过程的一些特定条件,主要包括:各轮的λi相等、各轮的Nzi变动可忽略、δ等于0等,在一定条件下λi可视为0或取值为0;确定状态胎压pre的一般函数模型或数学表达式为:λi=f(μi,Nzi,δ)式中e(ωe)、e(Se)为前、后或驱动、非驱动轴平衡车轮副二轮等效相对角速度、滑移率偏差,该偏差主要为二轮在Qi、μi、Nzi取值相同或取值等效相同条件下的等效相对参数偏差,即该偏差主要由前、后或驱动、非驱动轴平衡车轮副二轮制动力Qi取值相同或取值等效相同等条件下确定,ωr、β为车辆横摆角速度和质心侧偏角,和ay车辆纵侧向加速度,为车辆正常与非正常工况转向助力矩偏差,可由转向盘目标与实际转矩偏差互换,Qi为各轮制动力,λi为等效修正系数;车轮等效相对参数偏差可采用修正模型和等效修正系数λi的方式,使非等效相对参数ωkSk在Qi、μi、Nzi、δ等参数取值相同或取值效相同条件下,转换为等效相对参数DeeSe)及其等效相对参数偏差e(ωe)、e(Se);在特定的控制条件下,主要包括设定前、后轴平衡车轮副左、右轮μi、Nzi取值相同,忽略δ对e(ωe)、e(Se)作用,且前后轴车轮副左、右轮在制动力Qi取值相同或等效相同条件下,e(ωk)、e(Sk)各偏差可等效为在参数Qi、μi、Nzi、δ取值等效相同条下的等效相对参数偏差e(ωe)、e(Se);各模型中,前、后车轴左、右轮等效、非等效相对参数偏差均取为绝对值;等效相对参数偏差e(ωe)、e(Se)可作为前、后车轴平衡车轮副的爆胎轮胎压或车轮半径减小的定量化特征参数,表征前、后车轴平衡车轮副二轮胎压或半径的状态差别,用于状态胎压pre计算;爆胎、非爆胎工况条件下,车辆横摆角速度偏差作为车辆稳态控制的基本参数;状态胎压集pre中参数e(ωk),可与e(Sk),相互取代;其三、为简化pre的计算,通过采用特定的建模结构、控制模型相关参数数量、减化模型结构、优化相关算法、进行参数补偿和修正、建立等效模型,实现状态胎压在爆胎判定及爆胎控制中的具体应用;状态胎压集pre的车轮扭转刚度、角速度及车辆横摆角速度模型:e(prc)=prc0#prc式中e(ωe)为前、后车轴平衡车轮副左右二轮等效相对角速度偏差,为车辆理想与实际横摆角速度偏差,prc0、prc为车轮扭转刚度Gzci模型确定的标准胎压、实时胎压;车轮扭转刚度模型中轮胎简化为具有弹簧支承弹性圆环结构的理想扭转弹簧,建立其扭转弹簧模型;扭转弹簧模型以车轮角速度、转动惯量、扭转刚度、等效粘性阻尼系数等为参数,通过其参数的动力学模型(微分方程),导出汽车行驶中轮胎的弹性常数与胎压的函数关系;采用ABS轮速传感器检测信号波形,经过电控单元处理,确定轮胎的共振频率,由此得出轮胎弹性常数;根据胎压与轮胎弹性常数的函数关系确定胎压;其四、状态胎压集pre相关参数的替换、补偿及线性化;确定状态胎压集pre的函数模型及线性式,主要包括:λi=f(Nii)为轮回转力偏差:在车辆非制动和非驱动、驱动、制动状态一的控制状态下,转向盘转角δ较小时,左右轮载荷Nzi变动较小(可忽略)、左右轮地面摩擦系数μi相等,λi可取为0或1;未进行车轮车辆差动制动的稳态控制时,非等效状态参数e(Sk)、e(ωk)、e(Qk)等效于e(Se)、e(ωe)、e(Qe);进入车轮车辆差动制动的稳态控制(制动状态二)时,模型采用爆胎、非爆胎平衡车轮副二轮等效相对滑移率偏差e(Se)和角速度偏差e(ωe),用非等效相对制动力偏差e(Qk)取代等效相对制动力偏差e(Qe),并用转向盘转矩偏差ΔMc或转向助力矩偏差ΔMa取代转向轮回转力偏差通过平衡车轮副二轮制动力偏差e(Qk)的爆胎特征值补偿横摆角速度偏差的爆胎特征值出现的“异常变动”;式中k0、k1、k2、k3、k4、k5为系数,模型中各参数均取为绝对值;状态胎压pre或采用其参数的PID、最优、模糊、滑模等现代控制理论相关控制算法确定;其五、状态胎压集pre[prek,pren,prez,prew]的建模结构、特性和算法;基于车辆非制动和非驱动、驱动、制动控制过程,设定非制动和非驱动、驱动、制动三类状态结构,按前、后车轴二平衡车轮副及其左、右轮的状态特征,在各控制过程中选定上述部分或全部车轮、转向系、车辆状态参数和控制参数,确定非等效、等效相对参数,选定取值相同或取值等效相同的同一参数En,建立状态胎压集pre中各特征胎压相应的建模结构;其中车辆驱动与非驱动、制动和非制动用正、负(+、#)逻辑符号表征,电控过程中逻辑符号(+、#)用高、低电平或特定的逻辑符号代码(主要包括数字、数码等)表示,各逻辑组合表示制动(+)、驱动(+)、非制动及非驱动(#、#)等控制过程;状态胎压pre为前后轴车轮副左、右轮角速度ωi及角加减速度滑移率Si及其导数的等效、非等效相对参数偏差e(ωe)、e(Se)、e(ωk)、e(Sk)、绝对值增量的减函数;pre为车辆横摆角速度偏差转向轮回转力偏差前后轴车轮副左、右轮制动力Qi非等效相对偏差e(Qk)绝对值增量的减函数;各参数均取为绝对值;车辆进入爆胎控制后,在控制参数(主要包括横摆角速度偏差质心侧偏角偏差eβ(t)或和车辆侧向加减速度ay)出现“异常变动”的状态下,可用平衡车轮副差动制动二轮的非等效相对角速度偏差e(ωka)和e(ωkb)取代等效相对角速度偏差e(ωea)、e(ωeb);使状态胎压preeβ(t)、ay参数的车辆爆胎特征向车轮状态参数e(ωka)和e(ωkb)的爆胎特征转移,通过该转移,确保爆胎控制条件下,确定状态胎压pre的相关参数eβ(t)、ay、e(ωka)和e(ωkb)等不丧失稳定的爆胎特征,补偿eβ(t)或和ay参数爆胎特征出现的“异常变动”;其六、状态胎压集pre[prek,pren,prez,prew]中特征胎压的建模结构、特性和算法,设定非制动和非驱动、驱动、制动三类状态结构;非制动和非驱动状态结构(#、#):该状态过程中,特征胎压prek可采用下述等效模型和算法:为轮回转力偏差,λi为μi、Nzi、δ参数的等效修正系数,λi=f(μi、Nzi、δ),该过程制动力Qi=0,由此使非等效相对角速度ωk的偏差e(ωk)、角加减速度的偏差等参数具有μi、Nzi、δ、Qi取值相等或取值等效相同的等效相对参数偏差e(ωe)、的作用和特性;通常情况下λi可取为0或1,e(ωk)可由非等效相对滑移率偏差e(Sk)取代;基于X进行爆胎判定(参见下述爆胎判定相关章节),判定爆胎后,则比较前、后二车轴非等效相对角速度偏差e(ωk)的绝对值,其中较大者为爆胎平衡车轮副,爆胎平衡车轮副中左、右二轮ωi较大者为爆胎轮;式中参数e(ωk)可与e(Sk),相互取代;非制动和驱动时车轮处于自由滚动状态,参数μi、Nzi、δ经λi等效修正处理后,左右轮的等效与非等效相对角速度、角加减速度基本相等;驱动状态结构(+):该状态过程中,特征胎压pren(pren1、pren2)主要由非驱动轴、驱动轴的计算模型和算法确定:λi=f(μi、Nzi、δ)式中在左右轮载荷Nzi变动较小、左右轮地面摩擦系数μi相等、转向盘转角δ较小的条件下,λi补偿系数可取为0或1;非驱动轴平衡车轮副左、右轮采用非等效相对角速度e(ωk)、角加减速度偏差;驱动轴左、右轮采用等效相对角速度e(ωe)、角加减速度偏差;在左右轮地面摩擦系数μi相等状态下,驱动轴左、右轮的驱动力矩Qui相等,e(ωe)、与e(ωk)、等价或等效,λi可取为0或1,在对开摩擦系数μi的状态下采用λi对pren进行补偿;基于X进行爆胎判定(参见下述爆胎判定相关章节);判定爆胎后,则比较驱动车轴左、右二轮等效相对角速度ωe,非驱动车轴则比较非等效相对角速度ωk,车辆二车轴左、右二轮中ωe、ωk较大者为爆胎轮,具有爆胎轮的平衡车轮副为爆胎平衡车轮副;真实爆胎、爆胎拐点期,在车辆未进入防撞驱动条件下,车辆驱动实际上已退出;制动状态结构(+):制动状态结构一、正常工况制动状态下,前和后二车轴的左、右轮制动力相等,未实施各轮差动制动的车辆稳态控制,则表明车辆处于正常工况或爆胎前期,主要用于下述等效模型及其算法确定特征胎压prezλi=f(μi、Nzi、δ)在转向盘转角δ较小、载荷Ni变动较小、左、右轮摩擦系数μi相等或设定相等条件下,λi可取为0或1;在对开地面摩擦系数μi、转向盘转角δ较大、载荷Ni转移条件下,λi由左、右轮μi、Nzi、δ参数的等效修正模型确定;前和后二车轴的左、右轮制动力相等,二车轴左、右轮的非等效角速度偏差e(ωk)、非等效角加减速度实际上等效于制动力Qi相等条件下的等效相对角速度偏差e(ωe)、角加减速度偏差基于X进行爆胎判定(参见下述爆胎判定相关章节);判定爆胎后,则比较前、后二车轴e(ωe)的绝对值,其中较大者为爆胎平衡车轮副,较小者为非爆胎平衡车轮副;在爆胎平衡车轮副中,通过e(ωk)的正、负号确定爆胎轮,或比较二车轮等效相度角速度ωe绝对值的大小、其中较大者为爆胎轮;制动状态结构二、该状态为爆胎车辆进入各轮差动制动稳态控制条件下的状态,这一状态下,采用两种方式确定特征胎压prez;方式一:特征胎压prez采用或基于“制动状态一”确定状态胎压,即prez=pren,并以此进行爆胎判定;方式二:对于以车轮制动力Qi、角速度ωi作为控制变量的车辆,采用各轮差动制动稳态控制条件下的特征胎压prez计算;prez的算法一:基于“制动状态一”的爆胎判定,爆胎平衡车轮副二轮施加相等制动力,采用下述特征胎压prez1的计算模型:爆胎平衡车轮副左、右轮采用相等制动力Qi时,设定的En中同一参数之一为Qi,满足爆胎平衡车轮副二轮制动力Qi取值相同,视为二轮有效滚动半径Ri取值等效相同条件,e(ωk)则等效于e(ωe);非爆胎平衡车轮副二轮进行差动制动,采用下述prez2的计算模型:设定的En中同一参数为Qi、Ri,参数e(ωe)、同时满足各轮Qi、Ri取值等效相等的条件;prez算法二:爆胎、非爆胎平衡车轮副二轮均施加稳态控制差动制动不平衡制动力,采下述用prez3的计算模型,:设定的En中同一参数为Ri,参数e(ωe)、应满足平衡车轮副二轮制动力Qi、效滚动半径Ri取值等效相等的条件,该模型或可采用平衡车轮副二轮非等效制动力偏差e(Qk)取代e(Qe),通过参数e(Qk)补偿车辆横摆角速度偏差在爆胎控制中爆胎特征产生的“异常变动”;λi=f(μi、Nzi、δ)式中λi由左、右轮μi、Nzi、δ参数的等效模型确定;上述各式中e(ωe)可与e(Se)互换;基于X的值进行爆胎判定(参见下述爆胎判定相关章节);判定爆胎后,则比较前、后二车轴e(ωe)的绝对值,其中较大者为爆胎平衡车轮副,较小者为非爆胎平衡车轮副;在爆胎平衡车轮副中,通过e(ωk)的正、负号确定爆胎轮,或比较二车轮ωe绝对值的大小、其中较大者为爆胎轮;当转向盘转角δ较大时,设定地面摩擦系数μi相等,通过车辆转向盘转角δ、车速ux、或和车轮侧偏角αi等参数确定车辆转弯半径,由此确定左右轮行驶距离偏差及转动角速度偏差Δω12,根据Δω12或和左右轮载荷变动量ΔNz12的函数模型,确定等效修正参数λi;为简化的λi的计算,忽略前后车轮副二轮载荷转移,通过现场试验,确定λi与变量δ、参变量ux等相对应的函数关系,编制函数关系数值图表,数值图表存储于电控单元,制动控制中以δ、ux、μi等为参数查取、调用λi的值,用于前、后轴左右轮等效参数及状态胎压pre的确定;pre的计算模型中参数ωi可与滑移率Si相互取代;转向轮回转力矩偏差的定义为:正常与爆胎工况转向轮所受地面回转力矩Mk1、Mk2之间的偏差偏差的绝对值与车轮真实胎压pra、状态胎压pre减小量正相关;正常与异常工况条件下,参数可与转向盘转矩偏差ΔMc或转向助力矩偏差ΔMa互换;iii、转向力学状态、车轮车辆状态参数模式识别;在爆胎回转力矩Mb′产生和形成过程中,爆胎状态经转向系统向转向盘转移,转向盘转角δ、转向盘转矩Mc(矢量)大小和方向改变,当Mb′达到一临界状态时,可根据δ、Mc的变动特征,识别Mb′的产生及爆胎状态,并确定爆胎回转力矩Mb′;M′b的临界状态可由转向盘转角δ、转向盘转矩Mc的一临界点确定;δ、Mc的临界点表述为:爆胎过程中,转向盘转角δ、转矩Mc大小和方向改变,δ、Mc变动达到一个能识别车轮爆胎的“特定点位”,该“特定点位”称为δ、Mc的临界点;Mb′产生和形成后的,通过建立爆胎回转力矩Mb′形成判定及其方向判断的逻辑,根据判断逻辑进行爆胎识别及爆胎状态的确定;转向力学状态模式识别基于确定爆胎特征参数xv的爆胎识别模型;该模型以爆胎回转力Mb′、车轮车辆运动状态参数,主要包括等效非等效相对角速度及其导数偏差e(ωe)和e(ωk)、滑移率偏差e(Se)和e(Sk),横摆角速度偏差或和车辆质心侧偏角偏eβ(t)差,为主要输入参数,建立确定爆胎特征参数集xv[xvk、xvn、xvz、xvw]的爆胎识别模型;其中xvw为定性化的爆胎识别参数,xvw通过转向力学状态的识别方法确定:以转向轮(所受地面)回转力矩Mk(主要包括回正力Mj、爆胎回转力Mb′)、转向盘转角δ和转矩Mc为参数,基于转向轮回转力矩Mk及其方向,通过转向系统向转向盘传递的特性,根据δ、Mc大小、方向及其变化,判定爆胎回转力Mb′的形成的大小及的方向,并可根据Mb′的值及Mb′的方向,确定由xvw表征的爆胎状态是否成立;xvw确定的爆胎状态出现后,按xv[xvk1、xvn1、xvz1]的爆胎识别模型进行爆胎模式识别:xvn1=f(e(ωe))、在未按xvw确定爆胎状态的条件下,采用下述爆胎特征参数集xv[xvk2、xvn2、xvz2]的爆胎识别模型:xvn2=f(M′b,e(ωe))、进行爆胎模式识别;式中与e(Se)和e(Sk)可相互取代;在爆胎控制的不同阶段可由e(ωk)取代e(ωe)、e(Sk)取代e(Se);并按爆胎识别模型、驱动和制动控制类型及其特性、爆胎各控制阶段,确定爆胎特征参数集xv参数xvk、xvn、xvz的建模结构;xvk、xvn、xvz的爆胎识别模型中,M′b、e(ωe)、等参数具有不同的权重;当以爆胎特征参数xv对爆胎各控制期进行划分时,在确定xvk、xvn、xvz的爆胎识别模型中,各参数M′b、e(ωe)、具有不同的优先顺序逻辑关系(参见下述爆胎控制期(阶段)的划分);爆胎回转力Mb′由下述数学模型确定:Mb′=f(Mc,Mj,Mk,ΔMc)其中转向轮(所受地面)回转力Mk由转向系(统)力学方程确定:式中回正力Mj为转向盘转角δ的函数,Mk为转向轮回转力矩、Gm为减速器减速比、im为助力装置驱动电流、θm为助力装置(电机)转角、Bm为转向系统等效阻尼系数、Mc为转向盘转矩、jm为助力装置等效转动惯量、jc为转向系统等效转动惯量;按爆胎状态的定义,基于爆胎、正常工况下车轮车辆行驶的非正常状态及爆胎特征参数X,实现爆胎模式识别;iv、爆胎状态特征的变动及其修正;该状态特征的变动主要包括两类;类别一、“正常变动”:爆胎状态特征随爆胎过程的发展而相应真实变动,该变动主要包括车轮和车辆参数、控制参数、爆胎特征参数X的变动及参数值的增减;类别二、“异常变动”:爆胎过程中特别是进入爆胎控制后,由于控制对爆胎状态的作用和影响,表征车轮和车辆态参数、控制参数、爆胎特征参数X及参数值不完全随爆胎过程真实地反映爆胎本身的状态特征,X的参数值对爆胎状态产生定量化的偏离;为保正爆胎状态模式识别的有效性、准确性,在爆胎及爆胎控制过程中,应对确定爆胎、爆胎状态、状态胎压pre及爆胎判定的车轮、转向系、车辆相关参数,按爆胎状态、控制领域、控制期及其过程,采用包括等效参数、参数选择、参数模型替换、参数补偿、参数特征及特征值转移、爆胎模式识别及转换的不同模式,确定爆胎特征参数X相应的建模结构,使车轮车辆参数、爆胎特征参数X“异常变动”的爆胎特征及特征值、回归至或等效于、“正常变动”条件下的车轮车辆参数、爆胎特征参数X的爆胎特征及特征值;其一、等效参数模式:基于等效、非等效相对参数及其偏差的定义,按等效或非等效相对参数偏差的等效模式,通过对平衡车轮副二轮角速度偏差e(ωe)和e(ωk)、角加减速度偏差滑移率偏差e(Se)和e(Sk)、制动力偏差e(Qe)和e(Qk)偏差进行等效处理,使爆胎状态参数中相关参数的“异常变动”等同于或等效于“正常变动”,由此使爆胎特征参数集X的爆胎状态特征由“异常变动”转换为“正常变动”,其中爆胎状态参数包括:车轮、转向系统和车辆参数;其二、参数选择模式:爆胎控制中,在车轮车辆状态参数领域,通过主要包括e(Se)或e(Se)或e(Sk)、或ay各参数的选择,使爆胎状态和爆胎特征参数X中相关参数的爆胎状态特征由由“异常变动”转变为“正常变动”;其三、参数或其参数模型替换模式:爆胎控制中,采用爆胎状态参数中相应参数或其参数模型置换原有参数或其模型,使爆胎状态、爆胎特征参数集X中相关参数的爆胎状态特征由“异常变动”等效于和转换为“正常变动”;在不同参数范围及条件下,包括采用转向盘转矩偏差替换(或取代)转向轮回转力矩偏差或转向轮爆胎回转力矩Mb′;其四、参数替换及参数特征值转移联合模式:爆胎控制中,主要以横摆角速度偏差质心侧偏角偏差eβ(t)为爆胎控制变量,通过前后车轴平衡车轮副二轮差动制动,实现车辆稳态控制;在各轮差动制动的状态下,确定爆胎识别模型中,通过前后轴平衡车轮副二轮非等效相对角速度偏差e(ωka)和e(ωkb)替换或取代等效相对角速度偏差e(ωea)、e(Seb)的方式,使车辆状态参数(eβ(t)的爆胎状态特征向车轮状态参数e(ωka)、e(ωkb)的爆胎状态特征转移,通过其特征转移及特征值的补偿,使参数eβ(t)在制动控制过程中的爆胎状态特征由“异常变动”等效于和转换为“正常变动”;其五、参数补偿模式:采用车轮、转向系统、车辆相关参数的补偿系数、补偿模型和算法,直接对相应的爆胎状态及爆胎特征参数X进行补偿,使其参数的爆胎状态特征由“异常变动”等效于和转换为“正常变动”;其六、爆胎识别模式、模型的转换:爆胎控制过程中,按爆胎状态及控制领域、控制区间及其过程,采用不同的爆胎识别模式、模型,包括首先采用状态胎压的识别模式、模型,在车辆进入爆胎转向轮回转力控制后的一定控制过程,转入采用爆胎转向力学状态识别模式及模型,使爆胎状态及爆胎特征参数X的爆胎状态特征由“异常变动”等效于和转换为“正常变动”;④、爆胎判定;i、爆胎定义:无论车轮是否真实爆胎,只要车轮结构、力学及运动状态参数、车辆行驶状态参数、转向力学状态参数、爆胎控制参数定性及定量化表征的车轮车辆“非正常状态”出现,基于爆胎识别参数和爆胎模式识别建立的爆胎判定模型,通过该判定模型定性及定量化确定爆胎状态特征达到设定条件,则判定为爆胎,其中设定条件同样包括定性及定量条件;根据爆胎的定义,本方法所述爆胎状态特征与车轮车辆正常和爆胎工况下的非正常状态特征相一致,同时与真实爆胎后车轮、转向、车辆产生的状态特征相一致,所谓“状态特征相一致”是指:二者基本相同或等效;爆胎判定主要采用检测胎压pra、状态胎压pre、转向力学状态三种爆胎判定模式或其模式的组合;ii、爆胎判定模式;根据爆胎状态过程、爆胎控制期、爆胎控制过程的特定要求,选定爆胎识别参数、确立爆胎识别模式和爆胎识别模型,在爆胎和非爆胎的非正常状态出现的条件下,基于爆胎识别模型所定爆胎特征参数集X[xa、xe、xv]建立爆胎判定模型,爆胎判定模型采用定性和定量爆胎条件判定,定量爆胎判定主要采用爆胎逻辑门限模型形式,设定门限阈值,确立判定逻辑,根据判定逻辑进行爆胎判定,按爆胎定义,爆胎判定模型确定的值达到设定门限阈值,则判定为爆胎,否则爆胎判定不成立并退出其判定爆胎;逻辑门限模型主要包括:单参数、多参数或其联合参数门限模型,所设门限阈值主要包括:单参数、多参数及联合参数门限阈值;对于多参数单门限的门限模型的判定,可设定特征参数集X中相应参数的权重;多参数多门限的门限模型的判定,可设定特征参数集X中相应参数的权重和参数优先逻辑顺序;对爆胎判定逻辑赋值,用数学符号(逻辑符号)的正负“+”、“#”表示是否爆胎,电控过程中逻辑符号(+、#)用高、低电平或特定的逻辑符号代码(主要包括数字、数码等)表示;其一、检测胎压判定模式:基于爆胎特征参数集xa]xak、xan、xaz]的爆胎识别模型一般形式:爆胎特征参数集xa中各参数的函数形式主要包括:参数集xa的建模结构:xa为检测胎压pra减量的增函数、为车辆横摆角速度偏差和平衡车轮副二轮等效相对角速度偏差e(ωe)绝对值增量的增函数;确定xa的模型中,pra的权重大于的权重,的权重大于e(ωe)的权重;当pra为0时pra的权重取值为1,并且xak取得最大值;爆胎判定模型采用门限模型时,设定xa的门限阈值,确定判定逻辑,当xa达设定门限阈值时,判定为爆胎;对于采用xa集参数的联合爆胎判定模型,设定xak、xan的门限阈值,确定判定逻辑,当xak、xan分别达到所设主、副门限阈值,判定为爆胎,否则爆胎判定不成立或并出爆胎判定;其二、状态胎压判定模式:基于爆胎特征参数集xe的爆胎识别模型,xe参数模型的一般形式及线性化:xe=f(pre)、xe=kpre爆胎特征参数集xe中各参数xek,xen,xez的模型采用函数形式,主要包括:xek=f(prek)、xen=f(pren)、xez=f(prez)其中特征胎压prek、pren、prez采用下述方法确定:在车辆转向或非转向条件下,以车轮、车辆、转向参数及控制参数为输入参数,根据车辆非制动和非驱动、驱动、制动等不同控制过程及爆胎控制期的特要求,选定prek、pren、prez采用的参数,建立该参数的数学模型及建模结构;prek、pren、prez的各数学模型中,采用修正系数λi,通过λi对各轮地面摩擦系数μi、载荷Nzi、转向盘转角δ的变动进行补偿,修正系数λi通常由μi、Nzi、δ参数的等效模型确定;爆胎特征参数xek,xen,xez的爆胎判定模型采用逻辑门限模型形式,设定动态门限阈值,建立爆胎判定逻辑,当xek,xen,xez达设定门限阈值时,则判定为爆胎,否则爆胎判定不成立或退出其爆胎判定;其三、转向力学状态、车轮车辆参数判定模式:采用爆胎特征参数集xv[xvk、xvn、xvz、xvw]的联合爆胎识别模型;xvw为定性判定条件:建立参数Mk、δ、Mc、Mb′及转向盘(或转向轮)转动方向特定坐标系,爆胎回转力矩Mb′达转向盘转角δ、转矩Mc大小和方向变化的临界点,按转向力学状态爆胎识别模型确定Mb′方向的判断逻辑(参见下述转向轮回转力控制相关章节),通过该判断逻辑,确定Mb′方向;Mb′的方向判定成立则表明Mb′已形成,xvw即达设定判定条件;xvk、xvn、xvz为定量判定条件:在定性条件xvw达设定判定条件后,以xvk1、xvn1、xvz1为参数建立其参数的爆胎判定模型,该模型主要采用逻辑门限模型的形式,设定门限阈值及判定逻辑,当xvk1、xvn1、xvz1之一达到所设门限阈值时,则判定为爆胎,否则爆胎判定不成立并退出其判定爆胎;在不采用xvw的定性判定条件下,以xvk2、xvn2、xvz2为参数建立其参数的爆胎判定模型,该模型同样采用逻辑门限模型的形式,设定门限阈值,当xvk2、xvn2、xvz2之一达到设定门限阈值时,则判定为爆胎,否则爆胎判定不成立并退出爆胎判定;基于爆胎的定义,本爆胎判定为一种模糊化、重叠化、概念化、动态化的判定;模糊化与重叠化的特性表述为:经该判定的爆胎不一定真实发生,但很有可能真实发生,并表现为:在一定条件下,车辆正常、爆胎工况的车轮状态、转向状态、车辆状态相互重叠,其中主要包括在对开摩擦系数路面、制动驱动转向滑移等条件下的车轮、转向、车辆状态与爆胎条件下的车轮、转向和车辆状态相互重叠;概念化的特征表述为:经该判定的爆胎判定不一定真实发生,仅为一种正常工况与低胎压或真实爆胎相关的车轮、转向和车辆非正常状态特征的判定;动态化的特征表述为:该判定为一种正常与爆胎状态过程中车轮、转向和车辆非正常状态过程的判定;本判定规定了爆胎控制相应的技术特征,即不必作出真实的爆胎判定后再进入爆胎控制,爆胎控制过程与爆胎状态过程相适应;⑤、爆胎状态及爆胎控制期(阶段)的划分该划分基于爆胎特定点位,采用爆胎特征参数及其联合的控制期(阶段)划定方式,各控制期(阶段)划定后主控器输出相应的各期控制信号;在爆胎各控制期内,爆胎控制采用相同或不同的爆胎控制模式和模型;i、爆胎特定点位的控制期划定方式;其一、确定爆胎及爆胎控制的起始点、车轮状态及状态参数急剧变动点,该定主要包括零胎压、轮辋分离点、轮速、车轮角加减速度的转变点;其二、爆胎控制及控制参数的拐点,该点主要包括车轮角加减速度的转变点、奇点,制动中表示为制动力的转变点;基于爆胎状态及爆胎控制的上述特定时间和状态点,确定爆胎及爆胎控制期(阶段),控制期主要包括:爆胎前期、真实爆胎期、爆胎拐点、脱圈等状态及控制期;爆胎前期:爆胎控制起始点至真实爆胎起始点之间的时期;真实爆胎期:真实爆胎起始点至爆胎拐点之间的时期,真实爆胎起始点由检测胎压及其变化率、状态胎压及其变化率、转向力学状态特征参数的数学模型确定;爆胎拐点期:爆胎拐点至胎辋分离点之间的时期,爆胎拐点由检测胎压或状态胎压及其变化率、车轮车辆参数及其数学模型确定;爆胎拐点期内胎压及其变化率为0、车轮及车辆状态参数的改变接近一临界点;脱圈控制期:车轮胎辋分离后的状态和控制期,该期内检测胎压及变化率为0,车轮附着系数急剧改变,该控制期可通过车辆侧向加速度及车轮侧偏角等参数及其数学模型确定;ii、爆胎特征参数的控制期划定方式;基于爆胎状态、爆胎控制结构和类型,选定爆胎特征参数集X中相应参数,设定该参数若干级数的数值点位,各点位设定为爆胎状态及爆胎控制期(阶段)的划分点,各点位之间构成爆胎各状态期及爆胎控制期(阶段),爆胎各期内的爆胎状态基本与该期的真实爆胎状态过程相一致或等效相同;iii、爆胎特定点位、爆胎特征参数联合的控制期划定方式;采用上下两级的分级制划分方式;上级控制期:按爆胎特定点位确定爆胎前、真实爆胎、爆胎拐点、脱圈各控制期(阶段);下级控制期:在上级确定的爆胎前、真实爆胎、爆胎拐点、脱圈各控制期内,按爆胎特征参数值设定若干级数的数值点,各数值点之间为下一级各控制期(阶段);iv、爆胎及爆胎控制期;其一、爆胎前期:爆胎进入信号ia到来时系统进入爆胎控制前期,该控制期通常发生于车轮胎压的低中速率减压状态,根据该实际过程,车辆或进入真实爆胎期控制或退出爆胎控制;其二、真实爆胎期:以胎压pr(包括pra、pre)和轮胎减压速率为参数,在胎压检测的采样周期内,通过其参数的函数模型及PID算法确定胎压变动值Δpr式中pr0为标准胎压、t1至t2为胎压检测的采样周期的时间;按门限模型,胎压变动值Δpr达设定门限值aP1时确定为真实爆胎期,电控单元输出真实爆胎控制信号ib,爆胎控制器进入真实爆胎期的控制阶段;其三、爆胎拐点期:采用多种判定方式;判定方式一、对设置胎压传感器的系统,检测胎压值pra为0,且爆胎平衡车轮副二轮等效(或非等效)相对角速度e(ωe)、角加减速度滑移率e(se)偏差之一或多个参数的函数值达设定门限值aP2,即判定为爆胎拐点;判定方式二、在胎压检测的采样周期内,基于状态胎压pre及其变化率的函数模型确定其变动值Δpre按门限模型,当Δpre达设定门限阈值aP3,或和车轮状态参数包括等效非等效相对角速度、角加减速度、滑移率的正与负符号改变,判定为爆胎拐点;电控单元输出爆胎拐点控制信号ic,爆胎控制进入拐点控制阶段;其四、爆胎轮脱圈期:当车轮转向角达设定门限阈值,或爆胎平衡车轮副二轮等效相对侧偏角αi、车辆侧向加速度ay分别达设定门限阈值,或当其参数的数学模型值达设定门限阈值,判定轮胎与轮辋脱分离脱圈,电控单元输出脱圈信号id,爆胎控制系统进入脱圈控制阶段;⑥、爆胎控制的进入、退出及控制模式转换爆胎判定成立的条件下,主控器基于车辆爆胎状态、爆胎控制期、爆胎控制结构和类型,选定建立爆胎控制进入、退出模式和模型的参数;第一类参数:主要包括爆胎特征参数集[xak、xan、xaz]中的相关参数;第二类参数:车轮、车辆、环境相关参数,主要包括:车速ux,本车与前后左右车辆间的车距Lt、相对车速uc或防撞时区ta;人工操作界面操作参数:转向盘(或转向轮)转角δ、制动踏板行程Sw、油门踏板行程hi,对无人驾驶车辆、该人工操作参数由中央计算机输出的车辆主动加速和制动控制参数取代;按所选参数建立爆胎控制进入、退出模式和模型,该进入、退出模式主要由爆胎控制进入或退出的环境状况、人工干预、车辆状态等条件确定;爆胎控制的进入、退出的模型主要采用逻辑门限模型形式,设定门限阈值及判定逻辑,按该模型及判定逻辑,确定爆胎控制的进入、退出;爆胎控制的进入、退出确定后,主控器同时输出爆胎控制进入、退出信号ia、ie;i、爆胎控制主动进入和退出;确定其进入或退出的条件,采用多参数门限阈值可调的动态门限模型;控制器主要以爆胎特征值X、车速ux,本车与前、后车辆间车距Lt、相对车速uc或防撞时区ta,油门踏板行程±hi、制动踏板行程±Sw(或无人驾驶车辆主控器输出的车辆主动加速和制动控制参数)为输入参数,基于爆胎判定设置爆胎控制进入和退出条件,建立爆胎特征参数X和车速的主副门限模型;爆胎判定成立的条件下,根据设定条件和门限模型,确定爆胎控制的进入退出;其中所设爆胎控制进入和退出条件主要包括:是否设置防撞控制条件和控制区、是否人工干涉;爆胎控制进入和退出模式、模型由以下所述;其一、车辆爆胎控制的主动进入和退出模式、模型;主控器以爆胎特征参数集X中所选参数、车速ux为输入参数,设置主、副门限模型,当爆胎特征参数集X[xa、xe、xv]所选参数值达到主门限阈值ax1(主要包括axa1、axe1、axv1)、车速达到副门限阈值au1时,车辆进入爆胎控制,主控器所设电控单元输出爆胎控制进入信号ia;爆胎控制进入信号ia到来时,各控制器主动进入车轮、车辆的爆胎控制;设定爆胎控制门限阈值ax2(主要包括axa2、axe2、axv2)和au2,其中ax1与ax2、au1与au2相等或不等,二者相等时爆胎特征参数X或车速ux之一未达到门限阈值ax1、au1,爆胎控制退出;二者不相等时,车速ux或X之一达到设定门限阈值au2、ax2,爆胎控制退出,主控器所设电控单元输出爆胎控制退出信号ie;au1和au2为设定值或为转向盘转角δ或和地面摩擦系数μi的函数f(δ,μi),对其进行线性化处理,该线性函数主要包括:au=au0#k1δ#k2(μ0#μi)采用比例微分算法(PD):式中au0为车辆直行时所设门限阈值、au包括au1和au2、μ0为所设地面标准摩擦系数、k1和k2为系数;其二、爆胎控制主动协调进入和退出的模式、模型;按车辆防撞条件及逻辑门限模型,当本车与前、后车辆车距Lt、相对车速uc或防撞时区ta进入设定区间时,爆胎控制达到退出条件及门限模型设定门限阈值,主控器所设有人驾驶车辆电控单元或无人驾驶车辆主控计算机判定爆胎制动控制退出,并发出爆胎防撞控制信号ih,爆胎制动控制进入防撞模式,爆胎制动控制主动退出或主动重返;其三、爆胎控制主动进入和退出的人机交流模式、模型;交流模式一、有人驾驶车辆或无人驾驶车辆(带人机操作界面)的人机操作交流模式;确定爆胎控制自适应退出和重返条件和模型:主控器以油门踏板(或车辆加速控制操作界面)行程hi及其变化率为参数,基于油门踏板一、二、多次行程及正反行程的划分,建立自适应控制模型、控制逻辑及有条件限定的控制逻辑优先顺序;控制模型主要包括:爆胎制动控制主动退出、自动重返与发动机驱动控制的逻辑门限模型,设定门逻辑限阈值,制定控制逻辑,确定爆胎制动控制与发动机驱动控制之间的顺序;爆胎控制进入信号ia时,如车辆控制处于油门踏板行程一次行程中,无论油门踏板处于何种位置,发动机驱动即行终止;油门踏板二或多次行程的正行程中达到设定门限阈值时,爆胎制动控制主动退出,进入有条件限定的驱动控制;在油门踏板二或多次行程中的返回行程达设定门限阈值时,驱动控制退出,爆胎制动控制主动重返;系统引入爆胎控制期间驾驶员对车辆加减速控制意愿特征参数Wi(主要包括Wai、Wbi),参数Wi以油门踏板行程hi及其导数为参数,按油门踏板一、二及多次行程的划分,建立其参数hi的正、反行程的非对称函数模型;所谓其参数(主要包括hi)的正、反行程的非对称函数是指:其参数的正、反行程所建函数模型采用的参数、建模结构不完全相同,并且在其变量(参数)的相同取值点上、其函数值完全不同或不完全相同;一次行程的正、反行程模型Wa1、Wa2:Wa1=0、Wa2=0hi的计算原点为爆胎控制进入信号ia到来时hi的取值h0,Wai与油门踏行程位置h0无关;二次或多次行程的正、反行程模型Wb1、Wb2:hi的原点为0;油门踏板二或多次行程中,在变量hi的任意取值点上,正行程Wb1的函数值小于反行程的函数值Wb2;油门踏板行程hi的正负(±)分别表示驾驶员对车辆加、减速的意愿;油门踏板操作界面下的爆胎制动控制自适应退出和进入:采用以Wbi为参数的逻辑门限模型,设定各次踏板行程的逻辑门限阈值集合chbi;在油门踏板二次及多次行程中采用两种门限模型,模型一、Wbi的特征值由以下函数模型确定:当Wb1达门限阈值chb1时,爆胎制动控制主动退出,当Wb2达门限阈值chb2时主动重返其爆胎控制;模型二、Wbi的特征值分别由参数hi的主、副函数模型确定:Wbi1=f(±hi)、当Wb11、Wb12达主、副门限阈值chb11、chb12时,爆胎制动控制主动退出;当Wb21、Wb22达主、副门限阈值chb21、chb22时,爆胎制动控制主动重返其爆胎控制;在油门踏板的一、二次及多次行程的爆胎控制中,发动机节气门或燃油喷射控制采用递减、关闭或断油、常量、动态和怠速等不同的控制模式和模型,协调实现人机交流的爆胎主动制动与发动机驱动自适应控制;油门踏板操作界面主动进行的爆胎制动控制退出或重返时,电控单元输出(人机交流)制动控制退出信号ik或爆胎制动控制重返信号ia;油门踏板一、二次及多次行程的定义:电控单元按程序判定:爆胎进入信号ia到来时,油门踏板(或节气门开度)处于任意行程位置或由零位开始的正反行程称为一次行程,一次行程归零位后再重新启动的正反行程称为二次行程,二次行程后油门踏板的行程均称为多次行程;爆胎控制进入和人机交流模式退出后的自动重启信号均为ia,爆胎控制进入信号ia、退出信号ie为彼此独立的信号,ia、ie可由爆胎信号的高低电平或特定的逻辑符号代码(主要包括数字、数码等)表示;爆胎控制的进入和退出确定了爆胎控制随爆胎状态的改变随时退出的机制,为正常工况与爆胎工况控制的重叠提供了现实且具有可操作性的基础;ii、爆胎控制模式转及转换信号的设置;主控器根据爆胎控制期(阶段)划定条件,设定相应的上下两级控制期;上级控制期,主要通过爆胎前、真实爆胎、爆胎拐点、脱圈各控制转换信号ia、ib、ic、id,实现控制模式转换;下一级控制期,通过ia(ia1、ia2、ia3......)、ib(ib1、ib2、ib3......)、ic(ic1、ic2、ic3......)、id(id1、id2、id3......)爆胎控制转换信号,实现下级各控制期的控制模式转换;ia为爆胎控制进入信号,ia1、ia2、ia3......为爆胎前期內下级各控制期的控制模式转换信号;爆胎及爆胎控制的不同时期,控制器采用与爆胎状态相适应的爆胎控制模式、模型及算法;⑦、人工操作控制及控制器(RCC)RCC设置人工手动控制键;该控制键采用多键位或/和一定周期内设定连续键控次数的键位设定方式,以此确定人工键控键位类型;控制键主要包括:旋钮键、按压键;控制键设置“待机”及“关闭”两个键位;对二键位的逻辑状态Ug、Uf赋值,用高低电平或数码作为标识;爆胎中央主控器或主控器所设电控单元通过数据总线识别二键位开、关的逻辑状态及其变化,并识别逻辑状态的变动,“待机”、“关闭”的键位变动时输出其变动后的逻辑状态信号ig、if;车辆控制系统上电时,系统爆胎控制器清0,RCC控制键位的逻辑状态Ug、Uf由控制键所置“待机”或“关闭”的键位确定,当键位置于“关闭”状态,键位背景所设显示灯亮启,直至人工操作旋钮或按压键,使之转移至“待机”键位,背景显示灯熄灭;车辆行驶中,RCC控制键应始终置于“待机”键位,二键位的相互转移构成系统控制器的爆胎主动控制与人工键控操作控制的相互兼容,人工键控操作的控制逻辑优先并覆盖系统控制器的爆胎主动控制逻辑;i、旋钮键;在旋钮旋置于“待机”键位的逻辑状态Ug下,车辆爆胎后,爆胎控制进入和退出各信号ia、ie到来时,车辆主动进入或退出爆胎控制;当驾驶员按其意愿需关闭爆胎控制时,将旋钮转至“关闭”键位,RCC进入关闭的逻辑状态Uf,并输出爆胎控制退出信号if,爆胎控制系统及控制器的爆胎控制即行终止,直至驾驶员将旋钮键重新置于“待机”键位,通过RCC“待机”及“关闭”键位转换,实现爆胎主动控制的人工退出及重启的逻辑循环;ii、RCC按压键;RCC设置爆胎控制的待机和关闭两个键位;按压一次输出一个独立脉冲信号,连续按压两次输出一个双脉冲(两个脉冲的时间间隔较小),控制器对独立的单个脉冲和双脉冲进行逻辑赋值;车载控制系统及控制器上电时,RCC应置于“待机”键位,RCC未处于“待机”键位时,按压键背景的显示灯亮启,需驾驶员连续按压按控制键两次,将RCC按压键置于“待机”键位,RCC由此处于待机的逻辑状态Ug;车辆行驶过程中,爆胎控制系统及控制器按爆胎控制进入和退出各信号ia、ie到来时,车辆主动进入或退出爆胎控制;当驾驶员按其意愿需关闭爆胎控制时,驾驶员手动按压RCC按键一次,RCC输出爆胎控制退出信号if,爆胎控制系统及控制器退出爆胎控制,RCC进入关闭的逻辑状态Uf;驾驶员通过RCC“待机”及“关闭”键位的手动的转换,,实现爆胎主动控制的人工退出及重启的逻辑循环;当RCC由手动将“待机”转换为“关闭”键位时,爆胎控制退出,人工键控爆胎控制退出逻辑Ue优先并覆盖车辆爆胎主动控制逻辑Ua,即RCC由“关闭”转换为“待机”或处于“待机”键位,并仅当爆胎控制进入信号ia到来时,车辆爆胎主动控制重启;iii、人工操作控制器(RCC)的结构及控制流程;人工操作控制器RCC器(50)可独立设置或为车辆主控器或中央主控器的组成部分,主要由手动控制键(51)、输入接口(52)、信号转换器(53)、输出接口(54)、稳压电源(55)构成,信号转换器(53)主要包括电子转换开关、转换电路或和微处理器;爆胎主控器通过控制线路识别RCC“待机”、“关闭”键位的逻辑状态Ug、Uf以及Ug、Uf的状态信号ig、if;在Ug逻辑状态下,爆胎主控器输出的爆胎控制进入信号ia到来时,系统各控制器进入爆胎控制;RCC手动键置于“关闭”键位时,RCC处于“关闭”键位的逻辑状态Uf,信号转换器(53)输出手动键控的爆胎控制退出信号if;爆胎主控器调用手动爆胎控制退出子程序,系统各控制器退出爆胎控制;直至手动操作RCC控制键,使其进入“待机”键位及Ug逻辑状态,转换器(53)重启输出“待机”逻辑状态控制信号ig,爆胎主控器进入新一周期控制的循环;⑧、协调控制及控制器按爆胎不同控制期(阶段),爆胎协调控制器以爆胎控制信号I为输入信号,进行车辆爆胎制动、驱动、转向、防撞协调控制,各子系统的并行或独立协调控制,人机交流协调控制;该协调控制基于爆胎控制模式转换,通过车辆车速、转向及悬架控制实现;爆胎信号I主要包括正常与爆胎控制模式转换信号,主要包括爆胎控制进入信号ia、真实爆胎控制信号ib、拐点控制信号ic、脱圈控制信号id、爆胎控制退出信号ie、人工键控爆胎控制退出信号if、人工键控爆胎控制重启信号ig、防撞控制信号ih、人机交流制动控制退出信号ik、车辆加速控制信号ir、爆胎控制主动重启信号iy、协调控制信号iu、制动失效信号il;i、环境识别及制动防撞控制;该控制基于测距装置、信息互交系统、计算机视觉系统及驾驶员防追尾控制模型,根据爆胎前期、真实爆胎期、爆胎拐点控制等各阶段,采用车辆爆胎制动与前后车辆互适应、自适应防撞控制模式、模型和算法;进入防撞控制时,系统主控器所设电控单元输出防撞控制信号ih;其一、制动与防撞控制;建立爆胎车辆制动的车轮稳态(A)、平衡制动(B)、车辆稳态(C)及制动力总量(D)控制的模式和模型,设置A、B、C、D制动控制逻辑组合,在车辆防撞控制的调节模式下,通过各控制逻辑组合、模式转换及其控制逻辑组合的周期Hh循环,达到车辆防撞及爆胎车辆稳定减速、稳定性制动控制的目的,实现车辆互适应、自适应的适度减速协调控制,防止前后侧碰撞;其二、驱动与防撞控制协调;启动车辆驱动控制,控制车辆加速度,防止前后侧碰撞;其三、转向与防撞控制协调;通过转向轮转角控制,实现车辆路径跟踪、车道保持,防止侧向碰撞;ii、发动机制动与踏板制动协调控制;制动控制器通过车轮不平衡(差动)制动力(矩),对驱动轴车轮爆胎后发动机制动产生的不平衡制动力(矩)提供补偿,爆胎前期可首先启动发动机制动,在驱动轴差速器作用下二轮获得力矩相等的发动机制动力;如驱动轮之一为爆胎轮,出现爆胎轮有效滚动半径Ri减小等,二驱动轮轮胎力对车辆质心的力矩不相等,此时可启动制动控制;其一,通过驱动轴二轮的差动制动对爆胎轮同轴的另一车轮施加附加制动力(矩)Qi,该制动力Qi由驱动轴二轮半径R1、R2或胎压pr1、pr2为参数的函数模型确定,主要包括:Qi=f(pr1,pr2)其二、通过非驱动轴二轮的差动制动产生一附加的横摆力矩平衡发动机制动力产生的不平衡横摆力矩;iii、踏板制动与发动机节气门或燃油喷射协调控制;爆胎制动控制启动时或协调控制信号iu到来时,同时启动发动机节气门或燃油喷射控制,采用节气门或燃油喷射递减、动态、常量、怠速等控制模式;其中常量模式包括关闭节气门或终止燃油喷射,开启并调节设置于发动机怠速通道上的控制(怠速)阀、调节发动机输出,配合爆胎制动控制器的制动控制;爆胎控制退出信号ie、if等到来时,终止制动控制器爆胎制动控制,节气门或燃油喷射控制器返回正常工况控制模式;爆胎控制中,节气门控制器的节气门开度调节可与燃油喷射控制器的燃油喷射量控制相互取代,二者取其一;iv、设定转向轮回转力控制进入条件:爆胎控制进入信号ia到来,进入爆胎控制后,爆胎前期与真实爆胎期之间的任何时间点,或按门爆胎转向轮回转力控制二次门限模型,爆胎特征参数X(包括xa、xe、xv)的值达设定门限值、爆胎平衡回转力Mb或转向盘转矩目标控制值Mc1与转向盘转矩检测值Mc2之间的偏差ΔMc达设定门限值,启动转向轮回转力控制;v、设定升力悬架控制启动条件:爆胎控制进入信号ia到来,进入爆胎控制后,按升力悬架控制二次门限等模型,爆胎轮胎压或有效滚动半径低于设定门限值、车辆侧向加速度ay达设定门限值,启动升力悬架控制器,调节爆胎轮悬架升程,平衡车身的倾斜,补偿爆胎产生的各轮载荷变化,调节各轮载荷变化导致的制动控制器不平衡制动力分配;vi、转向轮回转力与主动转向协调控制;转向轮回转力控制器通过车载电控助力系统,对转向系统施加一附加回转力矩,平衡爆胎回转力矩,减小爆胎回转力矩对转向系统的冲击;主动转向控制器或线控转向控制器采用一附加的转角θeb补偿车辆爆胎产生的不足或过度转向角θeb′;转向轮回转力与主动转向控制器可同设或相互取代;vii、人工键控与车辆主动控制的协调,确定人工键控与车辆主动控制的协调逻辑,人工键控与车辆主动控制冲突时,人工键控优先;viii、人机操作界面控制的爆胎制动控制自适应退出、重返与发动机节气门、燃油喷射协调控制;系统进入爆胎控制后,在油门踏板一、二或多次行程中,主控器所设电控单元按爆胎制动控制自适应退出模式判定,需要退出制动控制时,输出人机交流的制动控制退出信号ik,信号ik终止制动控制器的爆胎主动制动控制,协调节气门开度和燃油喷射控制,调节发动机输出;当需要重启爆胎主动控制时,输出爆胎控制主动重启信号iy,启动爆胎控制重新进入;建立人工操作界面控制与车辆主动控制(简称二控制)的协调控制模式、模型及协调控制逻辑;其一、油门踏板发动机驱动与爆胎主动制动控制冲突时,按油门踏板行程二次、多次及正反行程的划分,设置限制条件,建立油门踏板发动机驱动与爆胎主动制动控制逻辑的优先顺序;油门踏板控制正、负行程中,通过门限模型、门限阈值及正负行程非对称模型,设定发动机驱动有限介入条件、发动机驱动退出条件,设定爆胎主动控制再次重启的控制逻辑;实现上述二控制的控制逻辑有条件相互覆盖;其二、人工键控操作爆胎控制退出时,键控爆胎控制退出的控制逻辑覆盖爆胎主动控制逻辑;ix、爆胎控制中,主控器或中央主控器对制动、驱动、转向各控制器之间的控制及数据交换进行协调,并协调各控制器之间通信接口的设置、通信方式的建立及通信协议的制定;⑨、车辆控制模式转换及转换器i、有人驾驶车辆控制模式转换及转换器;爆胎控制器所设电控单元独立设置,或与车载现有系统控制器电控单元同构共用,根据电控单元不同设置状况,控制器以爆胎信号I或和各控制子系统相应信号为切换信号,采用程序、协议和外置转换器三种不同转换模式和结构,实现车辆正常和爆胎工况、爆胎各控制阶段控制模式、模型的转换;其一、程序转换器:控制器所设电控单元与相应的车载系统采用同一个电控单元,电控单元以爆胎信号I为切换信号,调用控制模式转换子程序,自动实现爆胎控制进入和退出、爆胎与非爆胎、爆胎各阶段的控制和控制模式转换;其二、协议转换器:爆胎控制器所设电控单元与车载系统各电控单元相互独立设置,互设通信接口、建立通信协议,电控单元按通信协议,以爆胎信号I、各子系统控制器相关信号为切换信号,通过对各系统电控单元输出状态的控制,实现爆胎控制的进入、退出及上述各控制和控制模式的转换;其三、外置转换器;爆胎控制器的电控单元和车载系统所设电控单元简称二电控单元,二电控单元独立设置、其间未建立通信协议,二电控单元通过外置转换器,包括前置或后置转换器,实现爆胎控制的进入、退出及上述各控制模式转换;二电控单元之前设置前置转换器,各传感器测信号均经前置转换器输入电控单元及车载系统电控单元,前置转换器与系统电控单元之间设置爆胎信号I的通信接口和线路,爆胎信号I到来时,前置转换器以爆胎信号I为切换信号,通过对车载控制系统电源或各电控单元信号输入状态的控制,改变各电控单元信号输出状态,实现爆胎控制的进入、退出及上述各控制和控制模式的转换;爆胎控制器与车载系统的二电控单元后设置后置转换器,与车载系统电控单元输出信号均经后置转换器、再进入相应的车载控制系统执行装置,爆胎信号I到来时,通过对二电控单元输出状态的控制,实现爆胎控制的进入、退出及上述各控制和控制模式的转换;其中电控单元信号输入状态是指:电控单元有或无信号输入的状态,改变信号的输入状态是将有信号输入转换为无信号输入的状态、或将无信号输入转换为有信号输入的状态;同理,电控单元信号输出状态是指电控单元有或无信号输出的状态,改变信号的输出状态是将有信号输出转换为无信号的输出状态、或将无信号输出转换为有信号输出的状态;前或后置转换装置的硬件设置包括信号输入输出接口、电子转换开关、逻辑门电路、信号换电路、继电器或和微处理器;其一、程序转换器;爆胎控制器与车载相应的控制器电控单元同构共用,控制器所设电控单元的转换模块,以爆胎信号I及各子系统相关信号为切换信号,调用存储于电控单元中的控制及控制模式转换子程序,切换系统、子系统及车载系统各控制模块的正常与爆胎控制模式,调控相应控制信号的输入和输出,实现爆胎控制的进入、退出及各控制模式的转换;其二、协议转换器;爆胎控制器电控单元与车载相应的控制器彼此独立设置,二电控单元之间建立通信协议;二电控单元输入端口直接或由CAN总线与各传感器连接,二电控单元输出端口均与爆胎控制器、车载控制器相应执行单元的各装置输入接口连接;爆胎控制进入信号ia到来时,二电控单元按通信协议,车载控制器电控单元终止对执行单元各装置控制信号的输出,爆胎控制器电控单元按爆胎控制程序或软件进行数据处理,输出信号控制相应执行单元各装置,实现车辆的爆胎控制;爆胎主控制器输出的爆胎控制退出信号ie、if、ik、或ih等到来时,爆胎主控制器、控制器所设电控单元终止爆胎控制信号的输出,车载控制器电控单元恢复对车载各执行装置的控制输出,车辆恢复正常工况控制;其三、外置转换器;爆胎控制器电控单元与车载相应控制器所设电控单元彼此独立设置,两个电控单元未建立通信协议,设置外置转换器;其一、后置转换器;两个电控单元后设置后置转换器,两个电控单元输出信号经后置转换器再输入相应的车载各执行装置;后置转换器的输入端口与爆胎控制器输出端口连接;正常工况下,车载系统电控单元输出信号经转换器对相应各执行装置进行控制;爆胎控制进入信号ia到来时,后置转换器以爆胎进入信号ia为切换信号对两个电控单元输出的控制信号进行切换,即断开车载各控制器电控单元对相应执行装置的输出,同时接通爆胎控制器所设电控单元对相应执行装置的输出,实现爆胎控制;爆胎退出信号ie、if、ik、或ih等到来时,后置转换器以其为切换信号,断开爆胎控制器对后置各执行装置的输出,同时接通车载控制器对相应执行装置的输出,车辆恢复正常工况控制;其二、前置转换器;爆胎控制器电控单元和车载相应的控制器二电控单元之前设置前置转换器,传感器测信号、爆胎主控器输出的爆胎信号I通过前置转换器再输入两个电控单元;两个电控单元的输出端口与车载系统执行装置输入接口并连;前置转换器以爆胎信号I为切换信号,通过对电控单元置零、复位、终止等方式,改变两个电控单元输出状态;爆胎控制进入信号ia到来时,车载控制器电控单元终止控制信号的输出(输出为0),爆胎控制器所设电控单元输出爆胎控制信号,控制车载相应的执行装置,实现车辆爆胎控制;爆胎退出信号ie、if、ik、或ih等到来时,前置转换器以信号ie、if、ik、或和ih等为切换信号,使两个电控单元的输出状态反转,执行单元各装置恢复正常工况控制;ii、无人驾驶车辆爆胎控制模式转换及转换器;无人驾驶车辆中央主控器判定爆胎成立,主控器所设主控计算机输出爆胎信号I;中央主控器主要采用车辆人工智能爆胎和非爆胎工况主动驱动、转向、制动、车道保持、路径跟踪、防撞、路径选择、驻车各控制程序转换的结构和模式,设置爆胎控制转换模块,爆胎信号I到来时,主控计算机调用控制模式转换子程序,自动实现爆胎控制进入和退出、爆胎与非爆胎控制模式转换、爆胎各阶段的控制和控制模式转换;⑩、无人驾驶车辆爆胎主控及主控器;无人驾驶车辆中央主控器主要包括环境感知(识别)、定位导航、路径规划、正常及爆胎控制决策子控制器,涉及爆胎车辆稳定减速、稳定性控制,爆胎防撞、路径跟踪、驻车选址及驻车路径规划各领域;爆胎控制进入信号ia到来时,车辆转入爆胎控制模式:中央主控器所设主控计算机,基于各传感器、机器视觉、全球卫星定位、移动通信、导航、人工智能控制系统或和智能车联网络联网控制器,按爆胎状态过程、爆胎各控制期,并根据爆胎控制的制动、驱动、车辆方向、转向轮回转力、主动转向及悬架控制器采用的控制模式、模型和算法,通过车辆环境感知、定位、导航、路径规划、整车控制决策,统一规划车轮车辆稳态、车辆姿态及整车稳定减速或加速控制,统一协调爆胎辆车道保持、与前后左右车辆及障碍物的防撞控制,统一决策车辆行驶速度、路径规划和路径跟踪,确定驻车选址、规划行驶至驻车地的路径,并主要采用下述控制模式及其模式的组合,实现爆胎车辆的驻车控制;i、爆胎车辆车道保持及方向控制器;其一、环境感知、定位导航子控制器;该控制器通过全球卫星定位系统、车载雷达等传感器、机器视觉系统(主要包括光学电子摄像及计算机处理系统)、移动通信、或和车联网络系统,获取道路交通、道路路标、道路车辆及障碍物等信息,进行本车定位、行驶导航,确定本车与前后左右车辆、车道线、障碍物之间的距离、前后车辆相对车速等,作出本车与周边车辆定位、行驶环境状态、行驶规划的整体布局;其二、路径规化控制器;该控制器基于环境感知、定位导航及车辆稳定性控制,采用正常、爆胎工况车轮、车辆及转向控制模式和算法,确定爆胎车辆车速ux、车辆转向角θlr、车轮转角θe;控制模式和算法包括:控制器以本车与左右车道距离Ls、左右车辆距离Lg、前后车辆距离Lt、车道(包括车道线)在坐标中的定位角度θw,车道或车辆行驶轨迹的转弯半经Rs(或曲率)、转向轮滑移率Si、或和地面摩擦系数μi为主要输入参数,采用其参数的数学模型及算法,制定车辆位置坐标及变动图、规划车辆行驶图、确定车辆行驶路径,根据车辆位置坐标及坐标变动图、行驶图及行驶路径;其三、控制决策子控制器;正常工况及爆胎状态下,该子控制器根据车轮和车辆稳态控制、制动及防撞协调控制模式,通过环境识别,车辆、车道及障物定位,车辆导航,路径规划,车辆转向角、转向轮转角,车轮及车辆稳态控制,确定车速ux、转向轮转角θe,进行正常和爆胎工况下的车辆车道保持、路径跟踪、整车姿态及车辆防撞协调控制;车辆(理想)转向角θlr及转向轮转角θe由上述参数的数学模型和算法确定,主要包括:θlr(Lt,lg,θw,ux,Rs,Si,μi)、θlr(γ,ux,Rs,Si,μi)θe(Lt,lg,θw,ux,Rs,Si,μi)、θe(γ,ux,Rs,Si,μi)模型的建模结构包括:θlr及θe为参数Rs、μi增量的减函数,θlr及θe为车辆滑移率Si增量的增函数,通过lg、Lt、θw、Rs、ux等参数确定车道(线)、周边车辆、障碍物与本车的坐标位置,确定转向轮转角θe或和车辆转向角θlr理想控制值θe的方向和大小;定义θe或和θlr的理想值与实际值θe′、θlr′之间偏差eθn(t)、eθr(t):eθn(t)=θe#θe′、eθr(t)=θlr#θlr′其中θe的实际值θe′由转向轮转角传感器确定;θe、θlr为无人驾驶车辆车道规划和保持、路径跟踪的主要控制参数;ii、爆胎车辆的驻车的路径规划、路径跟踪及安全驻车;其一、设置车联网控制器;车联网控制器所设无线数字传输模块,通过全球卫星定位系统、移动通信系统,向途经的车联网络发出本车位置、爆胎状态及行驶控制状态,并通过车联网络获取本车爆胎车辆驻车位置的寻址、到达驻车位置路径规划等信息查询要求;其二、设置人工智能视图处理分析器;车辆行驶中,该处理分析器将周边道路交通及环境的摄像截图,按类别进行分类处理,典型图像存储并按一定周期和等级进行截图代取(覆盖),判定需存储的典型图像;基于人工智能,将其存储于主控计算机中的典型图像,包括高速公路应急停车道、匝道出口及公路边可停车位的各分类图像,总结归纳,得出典型的图像特征及抽象出基本特征;爆胎控制中,爆胎控制器按辆车驻车选址,采用机器视觉识别或和车联网的联网搜寻模式,将机器视觉实时所摄道路及其周边环境图像进行处理、分析,按其图像特征及抽象特征与存储于主控计算机中的驻车位置分类典型图像进行比较,通过分析及判定,确定高速公路应急停车道、匝道出口或公路边等可停车安全位置;驻车线路及位置规划后,爆胎车辆按控制器规划的线路进行路径跟踪,直至到达爆胎车辆的安全驻车位置;iii、爆胎车辆防撞、制动、驱动及稳定性控制;该控制器设置机器视觉、测距、通信、导航、定位控制器和控制模块,实时确定本车的位置、本车与前后左右车辆及障碍物之间的位置坐标,在此基础上计算本车与前后左右车辆及障碍物的距离、相对速度,按安全、危险、禁入、相撞多个等级的车距控制时区,通过A、B、C、D制动控制逻辑组合及周期Hh循环、制动与驱动控制转换及主动转向协调控制,实现爆胎车辆与前后左右车辆、障碍物的防撞及车轮车辆稳态及车辆的减速控制;iv、爆胎车辆控制结构及控制流程;爆胎及正常工况下,车辆中央主控计算机或电控单元按控制器作出的环境感知、定位导航、路径规划及控制决策,输出信号iae控制发动机节气门及燃油喷射系统、调节发动机输出控制信号组,输出信号iak控制制动调节器、调节各轮及整车制动力,输出信号ian控制线控转向系统、调节向轮转角θe或和转向轮所受地面回转力矩,实现车辆车速、主动转向及路径跟踪控制;爆胎时,中央控制器按爆胎模式识别、爆胎判定模式、模型进行爆胎判定,判定成立,输出爆胎控制进入信号ia,终止车辆正常工况控制,并按爆胎路径规划、路径跟踪控制决策的车速及方向控制,指令爆胎控制器按爆胎控制模式、模型主动进入爆胎制动、防撞、转向、悬架等协调控制,爆胎控制退出信号ie到来时,退出爆胎控制;4)、爆胎控制程序或软件、计算机及电控单元(ECU)①、计算机控制程序或软件;按爆胎控制模式、模型和算法,控制结构、流程和功能,采用程序设计语言,编制程序,加载数据,选择一定算法,进行程序运行性能分析和测试,编制车辆爆胎控制主程序及制动、驱动、转向、悬架、或和路径规划及路径跟踪子程序;采用结构化程序设计,通过顺序、条件、循环三种基本控制结构构造程序;程序模块化、进行结构化编程、规划设计模型,定义函数或相似函数集合在单个模块,模块测试后与其它模块整合形成爆胎控制的整个程序组织;程序模块:包括爆胎控制结构和功能模块,模块具体表现为函数、子程序、过程等,具有输入/输出、功能、内部数据和程序代码等特征;i、爆胎主控程序或软件;按爆胎主控器控制结构及流程、爆胎主控模式、模型和算法,编制爆胎主控程序或软件;采用结构化程序设计,主控程序:主要设置参数计算、爆胎模式识别、爆胎判定、爆胎及爆胎控制阶段划分、控制模式转换、各爆胎控制协调、制动驱动与防撞协调、人工操作、人机对接自适应、或和车联网控制程序模块;控制模式转换程序模块:以主控器爆胎信号I、爆胎控制相关参数信号为输入信号,实现爆胎控制进入或退出、正常与爆胎工况控制模式转换;人工操作控制程序模块:基于人工操作界面及控制器(RCC),按爆胎主动控制与人工键控控制逻辑,实现爆胎主动控制的退出和重启以及人工重启;人机对接自适应控制程序模块:按驾驶员对车辆驱动控制特征参数及模型,实现爆胎主动制动与驱动的控制协调;环境协调及防撞程序模块:根据车辆周边行驶环境状况、前后车辆车距及相对车速,按防撞控制模式模型,实现车辆爆胎主动制动、驱动与防撞的协调控制;电源及管理程序模块:对主控器所设独立稳压电源或车载系统共用电源,按其类型及用电方式进行电力分配和管理;ii、爆胎控制程序或软件;按爆胎各控制器采用的的控制结构及流程、控制模式模型和算法,编制爆胎控制程序或软件,设置车辆爆胎制动、发动机节气门和燃油喷射、转向轮回转力、主动转向、主动线控转向、悬架升程控制子程序;各子程序采用结构化设计,设置相应的各程序模块;②、计算机及电控单元(ECU)有人驾驶车辆设置爆胎主控电控单元及各控制器电控单元(ECU),无人驾驶车辆设置中央主控计算机及各控制器电控单元(ECU),其中中央主控计算机主要包括操作系统及中央处理器;各计算机及电控单元(ECU)采用数据总线进行数据传输,数据总线控制器、中央主控计算机、主控电控单元、各控制器所设电控单元均设置相互通信的物理线控应用接口;i、电控单元(ECU)主要由输入、微控制器(单元)(Microcontroller#Unit:MCU)、专用芯片、MCU最小外围电路、输出及稳压电源模块构成;微控制器MCU主要包括单片机、嵌入式微机系统、专用集成电路芯片(ASIC);MCU主要由中央处理器CPU(Central#Process#Unit)、计数器(Timer)、通用串行总线(USB)(包括数据、地址、控制总线)、异步收发传输器(UART)、存储器(RAM、RDM)、或和A/D(模数)转换电路构成;ECU设定复位、初始化、中断、寻址、位移、存储、通信、数据处理(算术和逻辑运算)等各工作程序;专用芯片主要包括:中央微处理器CPU、传感、存储、逻辑、射频、唤醒、电源芯片,以及GPS北斗(导航定位)、智能车联网络数据传输及处理芯片;ii、电控单元(ECU)主要设置输入、数据采集及信号处理、通信、数据处理及控制、监测、驱动及输出控制模块;电控单元(ECU)所设模块主要包括三种类型;其一、主要由电子元件、组件及电路构成;其二、主要由要电子元件、组件、专用芯片及其最小化外围电路构成;专用芯片采用大规模集成电路,可组合和变换、单独命名、能独立完成一定功能的程序语句,设置输入输出接口、具有程序代码和数据结构,外部特征:通过接口实现模块内外的信息通信和数据传输,内部特征:模块程序代码和数据结构;其三、主要由电子元件、组件、专用芯片、微控制单元(MCU)及其最小化外围电路、电源构成;控制模块为一种具有控制特定功能的电控硬件或和其程序结构的集合体,用于爆胎控制的模块同时具有爆胎控制特定功能;iii、电控单元(ECU)采用容错控制的冗余设计;电控单元特别是线控系统(包括分布式线控系统)所设电控单元,需加入专门用于容错控制的中央控制芯片及专门容错处理软件;ECU设置监控器,检测可能导致错误和失效的信号及产生错误的检测代码,并根据代码处理,控制其失效;ECU设定控制和安全两路微处理(控制)器,通过双向通信对系统进行监控;ECU或采用两套完全相同的微处理器,并按同一程序运行,通过冗余运行保证系统安全;5)、发动机制动控制及控制器对于设置发动机制动控制器的车辆,爆胎信号ia到来时车辆进入发动机制动控制,制动控制器的制动(包括踏板制动)可在爆胎前期至真实爆胎期前的任何时间点进入;发动机制动控制信息单元通过数据总线CAN获取发动机转速及车载节气门、燃油喷射系统各传感器检测信号;发动机制动控制器:主要包括发动机制动控制结构、流程,发动机空转、变速或排气节流等控制模式模型及算法,控制程序和软件,电控单元;根据发动机结构的不同类型,确定发动制动控制周期Hf,该周期Hf为设定值或由发动机转速ωb、驱动轮转速ωa等参数的数学模型确定;发动机制动控制器采用爆胎程序、协议或外置转换器的控制模式转换,爆胎控制进入信号ia到来时,控制模式转换模块终止发动机正常工况的燃油喷射,首先进入发动机无喷油空转制动;按逻辑门限模型,设定门限阈值ax11,当爆胎特征参数值X达设定门限阈值ax11时,发动机由空转制动转换为变速或/和排气节流制动;发动机制动单独操作时,以驱动轮综合角减速度(角速度负增量Δωu)、滑移率Su之一为控制变量,以爆胎轮胎压pr、地面摩擦系数μi、或和防撞控制时区ta为参数,采用其参数的等效模型和算法确定或Su的目标控制值,其中:Su=f(pra,ta)式中μa为地面综合摩擦系数,ta在防撞安全区内取为0;Su为防撞危险时区ta、μa增量的增函数,同为pr减量的增函数;①、发动机空转制动控制有人驾驶车辆无论油门踏板行程、节气门开度处于何种位置,无人驾驶车辆无论车辆是否处于加速控制的燃油喷射及节气门调控状态,首先终止发动机燃油喷射,启动发动机空转制动;在发动机气缸及其传动结构确定的条件下,Su的实时值Δωu′或Su′以节气门开度Dj为主要参数的等效数学模型和算法确定,其中:Su′=f(Dj,kg)、试中发动机变速器变速比kg由发动机制空转制动时的实时取值确定;定义控制变量Su目标控制值与实际值之间的偏差或Su(t),在发动制动控制周期Hf的循环中,通过调节节气门开度Dj,使控制变量实际值始终跟踪其目标控制值;②、变速制动控制;进入爆胎前期时,发动机由空转制动转换为自动变速器(AT)的变速制动;通过上述空转制动等效数学模型,确定相关参数Δωu或Su目标控制值,基于控制变量目标控制值与实际值之间的偏差或Su(t),调节节气门开度Dj和发动机变速器变速比kg,实现发动机变速制动控制;设定发动机最高转速门限阈值cωb,变速制动控制中限定发动机转速,使ωb始终低于cωb;③、排气制动控制;在发动机排气岐管和排气管之间设置节流装置,节流装置主要由节流阀或和蝶阀、流通通径传感器及流通支管路构成;发动机制动力或Δωu、Su的实际值Δωu′或Su′主要由节气门开度Dj、节流阀流通通径dt及发动机变速器变速比kg为参数的等效数学模型,采用一定算法实时确定:Su′=f(Dj,dt,kg)基于控制变量目标控制值与实际值之间的偏差,在现有发动机变速器变速比kg的状态下,通过调节节气门开度Dj及节流阀流通通径dt实现发动机制动控制;基于上述控制方式,发动机制动可采用空转、变速或和节气联合控制模式;设置联合控制器,发动机制动力或车辆减速度的实际值由上述各控制方式采用的相应参数的数学模型和算法实时确定;④、发动机制动控制发动机制动控制中,车辆爆胎主动制动或同时启动,车辆制动力总量为发动机制动和制动器制动的制动力之和;在其两种制动作用下,采用车辆减速度作为制动力度量:式中Dj为节气门开度、kg为发动机变速器变速比,为车轮综合角减速度,由各轮角减速度的平均或加权平均算法确定;定义车辆减速度的理想值与实际值之间的偏差在控制周期Hf的循环中,通过偏差的反馈和闭环控制,实现车辆减速度的调节;进行发动机制动时,如驱动轮爆胎,随爆胎轮半径的降低,发动机制动产生的轮胎力对车辆质心的力矩成为不断增大的不平衡力矩ΔMx′,制动子系统可通过车轮不平衡(差动)制动力(矩)ΔQc对发动机制动不平衡制动力(矩)提供补偿,直至发动机制动退出;发动机制动控制采用下述特定的退出方式:真实爆胎信号ib、ib之后的爆胎控制过程信号ic、id、ie、if到来,车辆进入防撞危险时区(ta)、发动转速ωb低于设定门限阈值、车辆横摆角速度偏差大于设定门限阈值,驱动轴车轮副二轮等效相对角速度e(ωe)偏差、角减速度偏差、滑移率e(se)偏差达设定门限值,满足上述条件之一或多个条件,即上述参数之一或多个参数达设定门限阈值,发动机制动退出;⑤、发动机制动控制程序或软件按发动机制动控制模式、模型和算法,控制结构、流程、功能,编制发动机制动控制子程序,该子程序采用结构化设计,设置模式转换、发动机空转、变速或排气节流控制模块;其中,发动机变速控制模块:包括节气门开度和发动机自动变速调节子模块;模式转换模块:主要包括发动机空转、变速或排气节流控制模式转换子模块;⑥、电控单元该电控单元主要由微控制器(MCU)、外围电路和稳压电源构成;主要设置输入、信号数据采集与处理、数据处理及控制、监测、驱动输出模块;电控单元按其程序进行数据及控制处理,输出相应的控制信号,分别控制燃油喷射、自动变速器、节气门或发动机排气节流装置,实现发动机制动控制;⑦、发动机制动控制结构及流程;发动机制动控制基于车载电子节气门(ETC)、电控燃油喷射系统(EFI)和自动变速器(AT);发动机制动控制器(60)及ETC、EFI、AT控制器(61)从数据总线(21)获取爆胎信号I(6)及ETC、EFI、AT传感器(67)相关检测信号,根据所设电控单元的类型和结构,主要设置传感、数据处理、控制模式转换、驱动、电源等控制模块;正常工况下,ETC、EFI、AT控制器(61)输出信号,控制电子节气门(ETC)执行装置(63)、电控燃油喷射系统(EFI)执行装置(64)和自动变速器(AT)执行装置、(65),实现正常工况节气门、电控燃油喷射及自动变速控制;爆胎控制进入信号ia到来时,爆胎工况发动机制动控制器(62)输出控制信号gp0,信号gp0经爆胎控制模式后置转换器(66)终止车载发动机节气门、燃油喷射装置、自动变速箱的正常工况控制;发动机制动控制器(60)以各传感器的检测信号为输入参数信号,按发动机空转、变速或排气控制模式、模型和算法进行数据处理,输出爆胎控制信号组gp(主要包括gp1、gp2、gp3);信号gp经驱动、功放、隔离、输出接口等电路、输入后置转换器(66),实现正常与爆胎工况各控制模式转换;后置转换器(66)输出控制信号gp1控制燃油喷射执行装置(64)停止喷油或退出断油控制,信号gp2控制自动变速箱(65)换挡,信号gp3调节电子节气门ETC(63)开度,信号gp4控制发动机排气节流装置,通过对ETC、EFI、AT的控制,实现发动机制动;需要退出发动机制动控制时,发动机制动控制器(60)按发动机制动退出条件发出爆胎控制退出信号ie等,ie等信号经后置转换器(66)控制ETC、EFI、AT,终止发动机制动,ETC、EFI、AT恢复正常工况控制;6)、制动控制及控制器爆胎状态下的车辆制动主要包括:有人驾驶车辆踏板制动和爆胎主动制动,无人驾驶车辆正常及爆胎工况下的主动制动;爆胎制动控制器,简称制动控制器或控制器,采用爆胎主动制动与车载制动防抱死/防滑(ABS/ASR)系统、电子制动力分配(EBD)系统、稳定控制系统(VSC)、动力学控制系统(VDC)或电子稳定程序系统(ESP)制动控制兼容模式;电控单元和液压执行装置采用一体化设计时,其间采用物理布线,实现信息和数据传输,并通过CAN总线与主控器、控制器及车载系统进行信息、数据交换;制动控制器或采用X#by#wire总线,控制器设计成为高速容错总线连结,高性能CPU管理,适用于正常、爆胎等各工况的线控制动;制动控制器与车载控制系统通过CAN数据总线进行信息、数据交换;控制器所设电控单元独立设置或与车载制动系统同设共用一个电控单元,根据电控单元设置情况,控制器以爆胎信号I为转换信号,采用程序、通信协议或外置转换器等三种不同的结构和模式;爆胎主控器与制动控制器或采用二位一体结构,信息单元所设传感器、车载系统所设传感器检测信号进入系统CAN总线,爆胎主控器、制动控制器均通过CAN总线获取各传感器检测信号及相关控制信号;制动控制器:采用电控液压制动和电控机械制动两种类型,主要包括爆胎制动控制结构及流程、控制模式模型及算法、电控单元、控制程序及软件,设置环境识别及防撞、车轮和车辆稳态、制动兼容等软硬件在内的相应控制模块;制动控制器的爆胎控制采用有人驾驶车辆踏板制动、无人驾驶车辆主动制动及辅助手动两种方式,地面、车轮、车辆状态参数联合控制、前后车辆防撞控制模式和模型;控制器主要以胎压pr、轮速ωi、制动力Qi、转向盘转角δ、横摆角速度ωr(或横向摆动率)、车辆纵横向加减速度前后车距Lt、相对车速uc、踏板行程Sw、或和踏板力pd为输入参数信号,设定车轮稳态制动、各轮平衡制动、车辆稳态(差动)制动、制动力总量(A、B、C、D)等四种制动控制类型(简称A、B、C、D制动控制),基于爆胎车辆的轮胎模型、车轮转动方程、车辆模型、车距控制模型及多自由度车辆运动微分方程,通过各模型、微分方程采用的解析式及状态方程表达式,确定A、B、C、D控制的相关算法,主要包括逻辑门限、模糊控制与PID复合算法、ABS鲁棒、鲁棒自适应、滑模变结构算法,确定各轮制动力Qi、角加减速度滑移率Si参数之一或多个参数的分配和调节;其一、制动控制器设定制动控制周期Hh及防撞控制周期Ht,控制周期Hh与Ht取值相同或不同;每一周期Hh内完成一次各传感器参数相关信号(主要包括pra、ωi、Qi、δ、ωrLt、uc等)的采样,存储本周期Hh及前若干周期Hh#n相应控制变量、输入参数实测值、偏差值;计算本周期Hh与上周期各参数采样信号、控制信号的变动值、偏差eH(t)值,实时估算车速、车轮角加减速度、滑移率、附着系数、各轮动态载荷、车轮有效滚动半径、车辆纵横加减速度等相关参数值;其二、制动控制器基于车辆纵向、横摆控制(DEB和DYC),设定A、B、C、D制动控制的逻辑组合,该逻辑组合规则如下;规则一、两种控制相互冲突的取代逻辑关系,采用逻辑符号表示,表示A取代B,该规则的逻辑组合为有条件的逻辑组合,该逻辑组合达设定条件将实现或完成控制的逻辑取代或转换;设定的转换条件主要包括:爆胎控制阶段、防撞控制时区、车轮和车辆状态参数的转换临界点,达转换条件,制动控制器发出相应爆胎控制模式转换信号,实现其控制逻辑的转换或取代;规则二、两种控制的逻辑和,采用符号“U”表示,BUC表示B与C两类控制同时执行,控制值为这两类控制值的代数和;采用该规则的逻辑组合为无条件逻辑组合,如无其它控制逻辑的取代将保持该逻辑控制状态;规则三、上、下位逻辑关系的控制,采用符号“←”表示,该逻辑关系为有条件逻辑组合关系,其条件为:每一周期Hh内A、B、C控制量已确定后方可执D控制(除非规定的条件:首先确定和执行D、其后基于D再执行A、B、C控制的逻辑组合),A、B、C控制的逻辑组合用符号(E)表示,上、下位逻辑关系的控制表示形式为D←(E);A、B、C控制类型组逻辑组合包括:从A、B、C中取一、二或三个元素与逻辑符号“U”、排列构成的全部组合,并规定其余未选取控制类型的控制量为0;构成的逻辑组合形式:控制逻辑组合的控制规则为:左侧的控制优先、覆盖、取代右侧的控制,执行规则为:由左向右执行;例如的控制逻辑为:首先执行C控制、车辆差动制动稳定性C控制优先、且可覆盖车轮稳态C控制;制动控制周期Hh同为控制逻辑组合的循环周期,Hh为设定值或由部分车轮和车辆状态参数的等效函数模型确定,模型主要包括:等式中为检测胎压的变化率,e(Se)为前、后车轮副二轮等效相对角加减速度、滑移率偏差,为车辆横摆角速度偏差的变化率;确定Hh的建模结构为:Hh为参数e(se)、绝对值增量的减函数;基于爆胎状态及控制阶段、车辆爆胎防撞控制的各时区,按控制周期Hh实施相应的控制逻辑组合;在每一制动控制周期中Hh,执行一组控制逻辑组合,一组控制逻辑在各周期可重复循环,也可根据转换信号转换为另一组控制逻辑组合;其三、制动控制器采用分级协调控制,上级为协调级,下级为控制级,控制器上级确定制动控制循环周期Hh内A、B、C、D控制的逻辑组合,以及各逻辑组合转换规则及转换周期;控制器下级在每一周期Hh内完成一次A、B、C、D控制的相关参数信号采样,按A、B、C、D控制类型及其逻辑组合、模型和算法完成数据处理,输出控制信号,实施一次各轮制动力Qi、各轮角减速度(或Δωi)、滑移率Si参数之一或多个参数的分配和调节;制动控制中当有车轮进入稳态控制A时,控制器采用两种控制方式:方式一、在完成本周期Hh控制模式和逻辑组合的制动控制后再进入新周期Hh+1的控制,方式二、立即终止本周期Hh制动控制、同时进入新一周期Hh+1制动控制;新周期内,非爆胎轮A控制采用正常工况车轮防抱死控制规则、控制模式和模型,A、B、C控制可保持原有控制逻辑组合或采用新的控制逻辑组合;在爆胎制动控制的不同阶段或控制期,采用与之相适应控制逻辑组合,通过其控制的周期Hh循环,实现车辆稳定减速和整车稳定性控制;其四、A、B、C、D独立控制或其逻辑组合的控制,基于车辆各自由度运动方程、车辆纵横向力学方程、车辆横摆力矩方程、车轮转动方程、以及车轮力学和运动状态参数的轮胎模型:Fxi=f(Si,Nzii,Ri)、建立各轮制动力Qi与车轮角加减速度滑移率Si等状态参数之间的关系模型,确定各控制变量Qi与其他控制变量Si之间的定量关系,实现控制变量QiSi的转换;式中FxiL、Ji分别为车轮所受地面轮胎力、车辆纵向加速度、车轮至过车辆质心纵轴线的距离、车辆转动惯量;A、B、C、D独立控制或其逻辑组合的控制中,在各轮制动力Qi的作用下,建立控制变量ωiSi与参变量αi、Nzi、μi、Gri、Ri之间关系的数学模型,模型主要包括:Si=f(Qi,αi,Nzi,μi,Gri,Ri)等式中αi、Nzi、μi、Gri、Ri分别为车轮侧偏角、载荷、摩擦系数、刚度、有效转动半径,其它字母意义同前述;在制动控制的稳定区域,对模型进行线性化处理,采用等效或补偿模型;车轮侧偏角αi可由各轮综合侧偏角αa或转向盘转角δ的等效函数模型f(δ)取代,对f(δ)线性化处理:αa=kiδA、B、C、D独立控制或其逻辑组合的控制中,在各轮制动力Qi的作用下,以Δω、Si中参数之一或多个参数为变量,以Nzi、μi为参变量,建立车轮状态参数Δωi、Si与车辆状态参数的等效函数模型,模型主要包括:等确定控制变量或Δωi、Si与车辆加减速度间的特性函数,式中Saμa、Nz分别为各轮综合滑移率、综合角加减速度、地面摩擦系数、各轮总负载,其值由各轮参数值采用平均或加权平均等算法确定,此类模型主要用于采用Δωi、Si等参数形式进行车辆纵向控制(DEB)和前后车距Lt控制;其五、制动控制器以各轮制动力Qi、车辆纵向减速度各轮角减速度(或角速度负增量Δωi)、滑移率Si参数之一或多个参数为控制变量,通过(或Δωi)、Si等参数的控制形式,间接控制各轮制动力Qi;在A、B、C、D控制的周期循环中,当控制周期Hh较小时,参数Δωi等效于参数制动控制器主要采用检测胎压、状态胎压或转向力学状态等三种爆胎模式识别,根据模式识别判定爆胎,基于爆胎判定及爆胎状态,确定爆胎控制阶段及防撞控制时区;建立控制变量(或Δωi)、Si的数学模型和算法,按A、B、C、D控制类型,在控制周期Hh的逻辑循环中,确定控制变量(或Δωi)、Si目标控制值(理想值)及各轮的分配值;其中D控制的制动力总量Qd目标控制值,由各轮A、B、C控制参数Qi、Δωi或Si目标控制值确定;其六、制动控制器的制动控制基于电控液压制动子系统(EHS)或线(电)控机械制动子系统(EMS);采用线控机械制动时,所设电控单元根据控制器采用的转换模型和算法,将制动踏板行程Sw或和踏板力pd传感器检测信号转换为相应车辆减速度制动力总量Qd、四轮综合角减速度滑移率Sdk等参数形式,其中EMB可直接采用Sw或和pd参数形式进行制动控制;在正常、爆胎等复杂工况下,制动控制器集合车辆驱动、制动、前后车辆防撞、姿态、路径跟踪等控制为一体,实现非爆胎轮防抱死控制、爆胎轮防滑和稳态控制、车轮制动力分配控制、车辆稳态控制及车辆防撞协调控制;①、环境识别防撞控制(简称防撞控制)及控制器i、有人驾驶车辆爆胎防撞控制及控制器;控制器基于超声波、雷达、激光测距、信息互交、计算机视觉检测等系统,主要采用车辆防追尾及爆胎制动协调控制模式,建立爆胎车辆制动与前后车辆自适应、互适应的防撞控制模型;进入防撞控制时,系统主控器所设电控单元输出防撞控制信号ih;其一、车距检测;主要采用雷达、激光雷达、超声波测距传感器,通过发射与接收波的多普勒频差,采用一定算法确定Lt;定义前后车辆相对车速:后车的绝对车速ub由下式确定:ub=ua+uc式中ua为前车绝对车速;其二、自适应防撞控制器;以前、后车距Lt和相对车速uc为输入参数,采用安全等级时区tai,其定义为:建立前后车辆防撞门限模型,设定tai的递减门限阈值集(合)cti,阈值集cti中的门限阈值为设定值,通过门限模型将前后车辆防撞时区tai分为安全、危险、禁入、相撞多个等级(包括ta1、ta2、ta3、......tan),并设定本车与后车相撞判定条件tan=ctn;建立爆胎车辆防撞与车轮、车辆稳态制动协调控制模式,在制动A、B、C、D制动控制逻辑组合的周期Hh循环及转换中,通过改变A、B、C、D制动控制逻辑组合,优先保证车辆稳态C控制的各轮差动制动力及其分配,随着tai和cti逐级递减,逐步减小本车各轮平衡制动B控制的制动力Qi、角减速度或滑移率Si,或和解除爆胎轮制动力及爆胎平衡车轮副的整车稳态C控制制动力,保持非爆胎平衡车轮副的整车稳态C控制的制动力;当车辆进入相撞时区解除各轮全部制动力,或和启动驱动控制,使本车与后车的防撞时区tai限定在“安全与危险”之间的合理范围内波动;确保车辆不触及tai=ctn的防撞极限时区,通过互交协调控制,实现车辆防撞与车轮、车辆稳态制动协调控制;其三、车辆互适应防撞控制器;该控制器用于未设置车距检测系统或仅设置超声波车距检测传感器的车辆,采用爆胎车辆稳态制动控制与驾驶员防追尾制动的互适应控制模式;根据车辆防追尾试验,确定驾驶员生理反应状态,建立后车驾驶员防追尾预瞄模型,同时建立后车驾驶员发现前车爆胎信号后的生理反应滞后期、制动控制反应期、制动保持期的制动协调模型,上述二模型统称为爆胎防追尾制动控制模型;在爆胎前期、真实爆胎期等控制阶段,爆胎车辆(前车)制动控制器参照“防追尾制动控制模型”进行制动,实现爆胎车辆适度制动与防后车追尾的协调控制,补偿后车驾驶员的防追尾制动生理反应滞后期及制动反应期带来的时间延迟,由此避开后车对前车的追尾碰撞危险期;爆胎车辆(前车)的爆胎拐点到来时,按防追尾预瞄制动控制模型,后车应已进入制动保持期,由后车驾驶员通过制动调节保持与爆胎前车的距离,通过前、后车辆各制动控制期的互适应调节降低爆胎前车主动制动引发后车追尾碰撞概率;ii、有人驾驶车辆爆胎左右方向防撞控制及控制器;有人驾驶车辆左右侧的防撞控制基于下述制动、驱动、转向轮回转力或和主动转向各协调控制;各控制器采用爆胎车轮车辆稳态制动、转向轮回转力、主动转向及有限驱动协调控制模式、模型和算法,通过车轮稳态、车辆姿态、车辆稳定减速、车辆方向及路径跟踪控制,防止车辆爆胎跑偏、车轮侧滑,实现爆胎车辆对左右侧行驶车辆及障碍物防撞控制;iii、无人驾驶车辆爆胎防撞控制及控制器;该控制器设置机器视觉、测距、通信、导航、定位控制器和控制模块,实时确定本车的位置、本车与前后左右车辆及障碍物之间的位置坐标,在此基础上计算本车与前后左右车辆及障碍物的距离、相对速度,按安全、危险、禁入、相撞多个等级的车距控制时区,通过A、B、C、D制动控制逻辑组合及周期Hh循环、制动与驱动控制转换及主动转向协调控制,实现爆胎车辆与前后左右车辆、障碍物的防撞、及车轮车辆稳态及车辆的减速控制;上述有人驾驶车辆爆胎各控制期的制动及与前后车辆防撞的协调控制同样可用于无人驾驶车辆;②、车轮稳态(A)控制及A控制器A控制的对象为单个车轮,包括爆胎轮稳态制动控制、非爆胎轮制动防抱死控制;爆胎状态下,滑移率Si已不具有正常车轮制动防抱死控制下的峰值滑移率的特定义意,在爆胎轮拐点、奇点的状态下,通过A控制对爆胎轮实施制动力逐级、非等量递减的稳态制动控制;A控制器以车轮角速度ωi、角加减速度滑移率Si等为数入参数,建立其参数的数学模型、采用一定算法确定控制结构及特性,A控制下各轮获得一动态的车轮稳态制动力;A控制器主要以Si为控制变量及控制目标,以制动力Qi为基本控制参数,设定A控制周期Hj,Hj包括爆胎轮稳态制动控制周期Hja和非爆胎轮制动防抱死控制周期Hjb,Hja与Hjb相等或不等;A控制模型采用一般解析式或将其转换为状态空间表达式,用状态方程形式表达车轮动力学系统,在此基础上应用现代控制理论,确定适当的控制算法;该算法包括逻辑门限、或模糊与PID复合、ABS鲁棒,鲁棒自适应、滑模变结构等,获得以Si参数描述的非爆胎轮制动防抱死及爆胎轮稳态制动控制系统;建立爆胎、非爆胎轮稳态控制模式、模型和算法,确定爆胎、非爆胎轮稳态、非稳态特性区域的附着系数与滑移率Si的关系模型及特性函数车轮稳态A控制中将爆胎轮的防抱死制动控制转换为车轮稳态控制;爆胎制动控制的周期Hja逻辑循环过程中,按爆胎轮运动状态特征,非等量、逐级减小爆胎轮制动力Qi;爆胎轮制动力Qi的减小则通过非等量、逐级减小的控制变量Si的目标控制值Ski实现,直至Si的目标控制值Ski为一设定值或0;控制过程中爆胎轮Si的实际值围绕其目标控制值Ski上下波动,由此间接调节制动力Qi,爆胎轮控制变量Si的实际值始终围绕其目标控制值Ski上下小幅波动,使Qi逐级、非等量递减直至为0;爆胎轮制动稳态A控制采用Si门限模型,设定Si的门限阈值,该门限阈值为Si的目标控制值Ski;建立确定Si目标控制值Ski的数学模型,并通过该模型确定Si逐级递减的门限阈值Ski的集合Ski[Ski#1、Ski+0、Ski+1、Ski+2......],本周期HjSki的值由上一周期Hj#1内参数Si上下波动值±Δωi#1、±ΔSi#1的数学模型确定:Ski+0=f(±Δωki#1,±ΔSki#1)该数学模型中,确定参数Si上下波动值±Δωi#1、±ΔSi#1具有不同的权重,其中的权小于#Δωki#1,+ΔSki#1的权重大于#ΔSki#1的权重;车轮稳态A控制中,通过爆胎轮制动力Qi逐级减小直至0,实现爆胎轮稳态控制的目的;车轮稳态A控制所确定的爆胎、非爆轮制动力分配及控制模型,最后应通过现场爆胎试验或现场模拟爆胎试验进行验证,根据现场试验结论修正控制模型所采用的参数及模型结构,以确定爆胎、非爆轮制动力分配及控制模型对现场试验效果的等效性、有效性及一致性;③、车轮平衡制动(B)控制及(B)控制器B控制对象为所有车轮,涉及纵向控制(DEB)的各轮平衡制动力,采用前后车轴或对角线爆胎、非爆胎平衡车轮副的制动力平衡分配和控制模式,平衡制动力总量为各轮分配的平衡制动力之和;B控制器以各轮滑移率Si为参数,确定爆胎各控制期车轮制动力分配和控制的稳定区域:0<Si<St,式中St为车轮滑移率设定值或为最大附着系数时的峰值滑移率;定义控制变量的平衡、不平衡分配和控制的概念:在各轮分配的制动力作用下,各轮胎力对车辆质心力矩相等或等效相等的控制变量包括QiΔωi或Si分配和控制称为各轮平衡制动力分配和控制,反之为非平衡制动力分配和控制;B控制器以各轮制动力Qi、角减速度(角减速度增量Δωi)、滑移率Si参数之一或多个参数为变量,主要以Nzi、μi、Gxi、Ri为参变量,建立各轮所受地面纵向力Fxi(简称纵向轮胎力)模型,模型解析式或等效模型为:Fxi=f(Si,Nzi,μi,Ri)采用一定算法,确定轮胎力Fxi与参数Δω、Si间的特性函数及特性函数曲线,该曲线包括Fxi~Si、Fxi~Qi等;式中Nzi、μi、Gxi、Ri分别为各轮载荷、地面摩擦系数、纵向刚度、有效滚动半径,Si可与Qi相互取代;在各轮制动力的作用下,即各纵向轮胎力对车辆质心的力矩之和(在理论上)为0,式中li为各轮至车辆(过质心)纵轴线的距离;i、平衡制动力总量Qb或Qb作用下的整车各轮综合角减速度综合滑移率Sb的分配和控制;制动控制器以各轮QbΔωb或Sb的参数之一或多个参数为控制变量,以爆胎轮胎压pri(包括pre、pra)、各轮角速度ωi、爆胎平衡车轮副二轮等效非等效相对角速度偏差e(ωe)和e(ωa)、转向盘转角δ、横摆角速度偏差eωr(t)、车辆质心侧偏角偏差eβ(t)、爆胎回转力Mk、各轮综合摩擦系数μb、本车与前或后车辆车距Lt、相对车速uc、踏板制动力Qp为主要输入参数,基于车辆制动控制结构、爆胎状态、防撞控制不同阶段及时区的控制特性,建立上述所选参数的数学模型及算法,确定各控制变量QbΔωb或Sb的目标控制值,其中算法主要包括各参数的PID、最优等现代控制理论的相应算法;ii、各控制变量Qb、Δωb或Sb目标控制值的各轮分配和控制;该分配和控制可采用前后车轴及对角线平衡车轮副的分配形式,平衡车轮副包括爆胎及非爆胎平衡车轮副,平衡车轮副及车轮副左右轮的分配可采用同一或不同的控制变量;其一、前、后车轴爆胎及非爆胎平衡车轮副各控制变量目标控制值的分配;控制器以车辆减速度前、后车轴平衡车轮副左右轮相对或等效相对角速度偏差e(ωkf)、e(ωkr)、e(ωef)、e(ωer),前、后车轴左右轮有效滚动半径偏差|R1#R2|、|R3#R4|或检测胎压偏差|Pra1#Pra2|、|Pra3#Pra4|的绝对值,前、后车轴载荷NZf、NZr为主要参数,建立前后车轴各控制变量目标控制值的分配模型,确定前后车轴二轮综合制动力Qbf和Qbr、角减速度或滑移率Sbf和Sbr的分配;其二、爆胎及非爆胎平衡车轮副左、右轮各控制变量QbSb目标控制值的轮间分配;采用二轮QbSb制动力相等分配模式、等效相等分配模式或平衡制动力分配模式;设定左、右轮地面摩擦系数μi、负载NZi相等,非爆胎平衡车轮副左、右轮采用QbSb等量分配模型,该模型适用于前后车轴或对角线平衡车轮副;爆胎平衡车轮副左、右轮在平衡制动力Qi作用下,基于轮胎模型、车轮纵向轮胎力方程及力矩方程,以滑移率Si、角减速度为变量,μi、NZi、Ri,Gzi为参数,建立车轮所受地面纵向作用力(简称纵向轮胎力)相等、等效相等力学模型及参数补偿的分配模型:Fxi=f(Si,Nzii,Ri,Gzi,)、Fx1=Fx2确定爆胎胎平衡车轮副左、右轮Qi、Si的分配,等效相等力学模型可采用各型补偿参数λi;通过上述分配模型;爆胎平衡车轮副二轮获得的纵向轮胎力Fxbi对车辆质心平衡的横摆力矩,在理论上基本满足方程,式中li为车轮至过质心纵轴线的距离、Ri为车轮半径、μi为爆胎平衡车轮副二轮的摩擦系数μi、NZi为二轮载荷,Gzi车轮纵向刚度;车轮平衡制动B控制所确定的各轮控制变量的分配模型,应通过现场爆胎试验或现场模拟爆胎试验进行验证,并根据现场试验结对模型所采用的参数及模型结构进行修正,以确定该模型对现场试验效果的等效性、有效性及一致性;④、车辆稳态制动(C)控制及C控制器C控制对象为所有车轮,涉及车辆横摆控制(DYC)各轮差动制动的不平衡制动力Qi,C控制主要以车辆横摆角速度ωr、质心侧偏角β等参数输入参数,采用其参数的数学模型和算法确定,并按一定分配规则分配给各轮;C控制的不平衡制动力采用四轮或前后车轴爆胎非爆胎平衡车轮副的分配形式;C控制器包括下述两种类型,i、力学参数型控制器,基于车载制动防抱死/防滑系统(ABS/ASR),采用爆胎横向力平衡的控制模式;在爆胎横向力或非平衡制动力分配和控制作用下,各轮(包括爆胎轮)所受地面作用力Fxyi对车辆质心的力矩和趋近于零,理论上满足平衡作用力方程:爆胎横向力控制基于爆胎车辆动力学模型,由各轮差动制动产生爆胎横摆平衡力矩Mu与爆胎横摆力矩Mω相平衡,即Mu=#Mω;Mω的确定采用分量及总量两种模式;其一、确定爆胎横摆力矩Mω的分量模式;Mω为爆胎滚动阻力产生的横摆力矩Mω1及爆胎侧向力产生的横摆力矩Mω2之和,即:Mω=Mω1+Mω2,式中Fxi为各轮滚动阻力、li为车轮至车辆过质心纵轴线的距离、Jz为整车转动惯量,分别为Mω1、Mω2作用下车辆的横摆角加减速度;其二、确定爆胎横摆力矩Mω的总量模式;主要包括采用车辆二及多自由的车辆理论模型和算法、设置稳定控制程序系统(ESP)的车辆的现场模拟试验和算法;按上述分量及总量模式确定爆胎横摆力矩Mω,与Mω平衡的车辆爆胎附加横摆力矩Mu的数学表达式为:Mu=#Mω式中k1、k2为爆胎状态反馈变量或参变量;制动控制过程中,控制器以爆胎横摆平衡力矩Mu为参数,结合制动器相关参数,建立各轮差动制动分配模型,实现各轮横摆制动控制(DYC)的制动力分配;ii、力学与状态参数联合控制类型;该控制类型基于车辆制动稳定控制系统,与稳定控制系统(VSC)、车辆动力学控制系统(VDC)或电子稳定程序系统(ESP)控制兼容;其一、最优附加横摆力矩Mu的确定;控制器以正常、爆胎工况车轮、车辆状态参数和力学参数为输入参数,建立车轮、车辆状态和力学参数的联合控制模式、模型和算法;控制器基于具有纵向、横摆二自由度车辆模型,以及具有纵向、侧向、横摆、侧倾等多自由度的车辆模型、轮胎模型及车轮转动方程,建立正常和爆胎等工况下,车轮、车辆力学系统的解析式,或将其转换为状态空间表达式,导出正常、爆胎工况车轮、车辆控制模式、模型的理论算法,正常、爆胎等工况下,车辆运动状态主要由横摆角速度ωr、质心侧偏角β表征,车轮运动状态主要由车轮(纵侧垂向)刚度、侧偏角,加减速度、滑移率及其参数的等效、非等效相度偏差确定;车辆的稳定性控制取决于(质心)侧偏角β和及其导数在β#β相平面上,稳定条件近似表示为:式中c1、c2为常量系数;理想横摆角速度ωr1通过车辆模型或车辆配置的传感器,采用一定算法确定,实际横摆角速度ωr2通过车辆质心位置所设横摆角速度传感器实时测定;理想和实际状态质心侧偏角β1、β2通过车辆模型及β观测器确定,β1、β2或通过传感器配置及相应算法确定;定义车辆理想与实际横摆角速度ωr1和ωr2、质心侧偏角β1和β2之间的偏差:eβ(t)=β12;爆胎状态下,C控制器一附加横摆力矩Mueβ(t)为主要变量,以μe、e(ωe)、ux、ax、ay为参变量,采用其参数的PID、最优、模糊、滑模、鲁棒、神经网络等现代控制理论的相应算法,采用等效、补偿模型确定;建立附加横摆力矩Mu的等效数学模型:模型中Pra为检测胎压,ux为车速、δ为转向盘转角,e(ωe)、分别为爆胎平衡车轮副二轮等效相对角速度偏差、角加减速度偏差,ax、ay为车辆纵、侧向加速度,μi为摩擦系数;确定附加横摆力矩Mu函数模型主要包括:式中μa为平衡车轮副二轮综合摩擦系数,检测胎压Pra或等效相对滑移率偏差e(Se)可与等效相对角加减速度偏差互换;确定附加横摆力矩Mu的模型和算法中,车辆的不足或过多转向采用以下多种模式判定;判定模式一、通过车辆横摆力矩偏差及转向盘转角δ的正负判定;判定模式二、通过质心侧偏角和横摆角速度判定;车辆稳态控制器以上述模型中的主要相关参数为基本参数,基于车辆一或和多自由度模型、运动微分方程、轮胎模型,建立确定最优附加横摆力矩Mu的理论模型、等效模型,在此基础上确定爆胎状态下最优附加横摆力矩Mu基本算式,该算式主要包括:式中k1(Pr)和k2(Pr)为爆胎状态反馈变量或参变量,其中e(Se)可与互换;鉴于横摆角速度ωr和质心侧偏角β存在藕合性,很难同时实现或达到理想横摆角速度ωr和质心侧偏角β,采用现代控制理论的控制算法,可决策最优附加横摆力矩;其中算法之一:根据LQR理论设计无限时间的状态观测器,决策出最优附加横摆力矩Mu;正常及爆胎工况下,车辆实际与理想运动状态,包括横摆角速度ωr和质心侧偏角β,存在偏差Δωr、Δβ,随着正常工况向爆胎工况转移及爆胎过程的发展,参数Δωr、Δβ反映爆胎车辆运行状态作用和影响的权重加大,需对车辆施加附加横摆力矩Mu、恢复车辆理想状态;当采用等效模型和算法时,对Mu修正的模式、模型和算法包括:参数反馈修正、时间滞后修正、爆胎冲击修正、脱圈及轮辋触地、卡地修正及爆胎综合修正模型和算法,其中Mu的爆胎综合参数修正,采用综合参数v的非线性或线性修正模型和算法,主要包括:式中v包括平衡车轮副二轮等效或非等效角速度偏差e(ωe)或e(ωk)、滑移率偏差e(Se),车速ux、车辆侧向加速度ay或和横摆角速度ωr;经修正后的Mu反映了爆胎状态的控制特性,各轮差动制动产生的附加附加横摆力矩Mu与爆胎横摆力矩Mω相平衡,通过对各轮控制变量制动力Qi、角减速(角速度减量Δωi)、滑移率Si之一的控制,直接、间接控制附加横摆力矩Mu;其二、最优加横摆力矩Mu的各轮控制变量QiΔωi或Si的分配;基于车轮车辆结构状态参数,建立最优加横摆力矩Mu与参数QiΔωi或Si之一的关系模型;车轮车辆结构状态参数:主要包括附加横摆力Mu、车轮纵侧向附着系数地面摩擦系数μi、各轮动态载荷载Nzi、前后车轴至车辆质心的距离la和lb、车轮侧向力作用因子λii)、前轮转角θa或和车速ux;制动器结构参数和静态参数:主要包括制动效能因数ηi、制动轮半径Ri,各轮纵向刚度Gri、车轴半轮距dzi;Mu与参数QiΔωi或Si的关系模型的建模结构为:通过前一类参数确定车轮在(或μi)、Fzi、la、lb时实取值状态下的轮胎力,通过后一类参数确定制动器对车轮提供的制动力Qi,其中控制变量Qi、Si为附加横摆力矩Mu绝对值增量的增函数;关系模型主要采用理论模型、等效模型或试验模型等类型;理论模型可车辆由纵向(或和侧向)轮胎力矩方程、车轮转动方程、轮胎模型及其车辆多自由度模型导出;等效模型主要以制动器制动效能因数ηi、制动轮半径Ri,各轮纵向刚度Gri、车轴半轮距dzi,车轮侧向力作用因子λii)、地面摩擦系数μi、车轮载荷Nzi或和车速ux为参数,采用其参数模型和算法,确定该制动力Qi作用下,附加横摆力矩Mu的QiΔωi、Si的各轮分配和控制;等效模型一:Qi=f(Ri,pi)、pi=Δpi+pi0、ρi=f(μi,Nzi)Δpi=f(Mu,ηi,dzi,λi(αi),Ri,Gri,ρi)式中Qi为各轮(差动)制动力,pi、pi0为本制动控制周期Hh与上一周期Hh#1之间制动轮缸的压力值,Δpi为本制动控制周期与上一周期车轮分配的制动轮缸压力变动值;在各控制变量的制动控制周期Hh循环中,在各轮分配制动力Qi的作用下,车辆获得最优附加横摆力矩为Mu;等效模型二:Si=Si0+ΔSi、ΔSi=f(Mu,Gri,dzi,λi(αi),ρi,ux)、ρi=f(μi,Nzi)式中Si和Si0分别为车轮本制动控制周期Hh和上一周期Hh#1滑移率,ΔSi为车轮本周期与上一周期之间滑移率变动值;等效模型三:ωi=ωi0+Δωi、Δωi=f(Mu,Gri,dzi,λi(αi),ρi)、ρi=(μi,Nzi)ωi和ωi0分别为车轮本周期Hh和上一周期Hh#1之间角速度值、Δωi为车轮本周期Hh与上一周期Hh#1之间角速度的变动值;等效模型的建模结构为:各控制变量的变动值Δpi、Δωi、ΔSi为Mu绝对值增量的增函数;非爆胎轮纵向刚度Gri设定为常数,不作为变量出现在模型和算法中,Gri可与车轮半径Ri互换;ρi为参数μi、Nzi的修正因子;因子λii)受摩擦圆的限制,当轮胎附着力趋于饱和时,随制动力矩增大,侧向力降低;λii)考虑了侧向力变化对横摆力矩的影响,λii)取一定值,在[0,1]区间较为合适;等效模型中,主要由附加横摆力矩Mu确定各轮控制变量Δpi(或ΔQi)、Δωi、ΔSi,Mu通常不分配给爆胎轮,控制变量Δpi、Δωi、ΔSi确定各轮所分配的附加横摆力矩Mui;最优附加横摆力Mu的各轮差动制动力QiΔωi、Si参数的分配和控制主要分布于车轮制动模型特性函数曲线(Fxi~Qi、Fxi~ΔωiFxi~Si)的稳定区域(或其线性段),在各轮差动制动力Qi的作用下,通过车轮纵向轮胎力Fxi对车辆质心的不平衡制动力矩,构成恢复车辆稳定的附加横摆力矩Mu;Mu的各轮分配采用多种模式和模型,实际应用中采用简化、等效模式和经验公式;其三、最优加横摆力矩Mu的各控制变量QiΔωi或Si的各轮分配模式;分配和控制方式一:效率侧偏角方式,根据各轮效率侧偏角和各轮侧偏角α的关系,差动制动产生的最优附加横摆力矩Mu分配给效率侧偏角之和较高的车轮副;定义为:各轮效率侧偏角式中:i为车轮号,1和4、2和3为对角线车轮,效率侧偏角分为两组αI和αII,分配和控制方式二:效率载荷方式,按制动控制周期计算各轮动态载荷NZi,定义效率载荷sN(i)=#s(i)sign(Mu)、计算各效率载荷,差动制动产生的最优附加横摆力矩分配给取较大值的车轮,若该轮为爆胎轮,取次大车轮进行Mu的分配;分配和控制方式三:爆胎、非爆胎平衡车轮副及前后车轴、对角线布置车轮Mu的配置分配方式;内侧前轮爆胎,差动制动产生的最优附加横摆力矩Mu主要分配给按对角线布置的非爆胎平衡车轮副,部分差动制动力或分配给爆胎平衡车轮副的非爆胎轮;外侧前轮爆胎,差动制动产生的最优附加横摆力矩Mu主要分配给按前后车轴布置的非爆胎平衡车轮副,部分差动制动力或分配给爆胎平衡车轮副的非爆胎轮;同理,内外侧后轮爆胎与前轮爆胎分配原理相同:首先确定爆胎、非爆胎平衡车轮副选定的车轮布置方式,差动制动产生的最优附加横摆力矩主要分配给非爆胎平衡车轮副,部分差动制动力或分配给爆胎平衡车轮副的非爆胎轮,Mu不分配给爆胎轮;其四、最优附加横摆力矩Mu各轮分配的控制结构和流程;基于爆胎轮状态参数及爆胎各控制阶段,Mu的各轮分配和控制采用控制变量QiΔωi或Si的线性、非线性模型或等效模型,通过车轮A、B、C、D制动控制的逻辑组合及控制的逻辑循环,进行非爆胎轮和非爆胎平衡车轮副、爆胎轮和爆胎平衡车轮副Qi或Si的分配和控制;爆胎前期、真实爆胎期:附加横摆力矩Mu,采用控制逻辑组合及上述效率侧偏角、效率载荷或爆胎左右轮的分配方式,进行Qi或Si的各轮分配和控制;对于爆胎平衡车轮副,采用控制逻辑组合,爆胎轮进行稳态A控制时,以Si为控制变量,逐级减小爆胎轮制动力、直至解除其制动;爆胎平衡车轮副中的非爆胎轮,以爆胎轮施加的制动力为基准,对其施加与爆胎轮等同的制动力、或车轮副二轮平衡的制动力,当解除爆胎轮制动时,同等解除该车轮副中非爆胎轮制动力;非爆胎平衡车轮副或和爆胎平衡车轮副中的非爆胎轮也可参与附加横摆力矩Mu的控制变量QiΔωi、Si之一的分配和控制;爆胎拐点及轮辋分离控制期:爆胎平衡车轮副二轮采用控制逻辑,爆胎轮进入稳态控制的最后阶段即行解除爆胎轮制动力,同等解除该车轮副中非爆胎轮制动力,该非爆胎轮或参与附加横摆力矩Mu的控制变量QiSi之一的分配和控制,当非爆胎轮达防抱死制动门限阈值时则进入制动防抱死控制;爆胎拐点控制期:通过上述各轮制动力的分配和控制,使爆胎轮和各轮均处于适当的附着状态,各差动制动车轮在最优滑移率区间获得最大横摆力矩轮辋分离控制期:因拐点控制中已解除爆胎轮制动,爆胎轮轮辋沿胎面作纯滚动,根据车辆模型可导出在无纵向滑移状态下爆胎轮的侧偏角β:式中ux、uy为车辆纵、横向速度,地面纵横向摩擦系数μx、μy则可由地面与橡胶的摩擦系数等参数确定;实验表明:侧偏角β超过临界阈值时脱圈的概率相当大,在不影响车辆的路径跟踪的条件下,按β的目标控制值、地面摩擦系数μy等参数,限定车辆方向盘转角,防止轮辋分离;当路面较为平整时纵、横向附着系数约为正常工况若干分之一,基于附着系数、纵横向力等参数,可对车轮脱圈后的附加横摆力矩Mu进行修正;轮辋卡地时横向附着系数急剧增大,的值可通试验确定,该值存储于电控单元,用于轮辋卡地时附加横摆力矩Mu的修正,有效实现爆胎车辆稳态控制;车辆稳态C控制所确定的各轮差动制动力分配及控制模型,最后应通过现场爆胎试验或现场模拟爆胎试验进行验证,并根据现场试验结论对控制模型所采用的参数及模型结构进行修正,以确定爆胎车辆稳态制动分配及控制模型对现场试验效果的等效性、有效性及一致性;⑤、车辆制动力总量(D)控制及D控制器D控制对象为所有车轮;D控制基于纵向一自由度、或纵向及回转二自由度的车辆单轮模型;该模型将车辆简化为制动力Qd、纵向轮胎力Fdx、横向轮胎力Fdy、整车重力Nd作用于一个单轮的车辆,并用整车单轮综合角减速度角速度负增量Δωd、滑移率Sd、车辆减速度表征车辆运动状态;Δωd、Sd的值由各轮稳态A控制、平衡制动B控制、车辆稳态制动C控制确定的控制变量Δωi、Si目标控制值的代数和;定义QdSd目标控制值目标控制值与实际值之间的偏差eQd(t)、eωd(t)、esd(t)、通过偏差的反馈及闭环控制,调节控制变量Δωd、Sd值,实现整车制动力总量Qd或车辆减速度的直接或间接控制;需要控制整车减速度时,按与单轮车辆模型的车轮综合纵向轮胎力Fdx、车轮综合角减速度车辆制动力总量Qd之间的关系模型,确定Qd或滑移率Sd的目标控制值,并以Qd或Sd的目标控制值作为基准值,反过来确定A、B、C控制的各轮控制变量Δωi或Si的目标控制值;车辆制动力总量D控制所确定的整车制动力总量控制模型,最后应通过现场爆胎试验或现场模拟爆胎试验进行验证,并根据现场试验结论对控制模型所采用的参数及模型结构进行修正,以确定制动力总量对现场试验效果的等效性、有效性及一致性;车辆制动力总量D控制所确定的整车制动力总量控制模型,最后应通过现场爆胎试验或现场模拟爆胎试验进行验证,并根据现场试验结论对控制模型所采用的参数及模型结构进行修正,以确定制动力总量对现场试验效果的等效性、有效性及一致性;⑥、制动兼容控制及控制器i、人工操作界面制动与爆胎主动制动兼容控制及控制器;人工操作制动界面包括有人驾驶车辆踏板制动器操作界面及无人驾驶车辆辅助制动器操作界面;制动兼容控制器的输入参数信号包括三类;一类信号:爆胎主动制动输出的制动力总量Qd、各轮综合角减速度角速度负增量Δωd、滑移率Sd、车辆减速度二类信号:制动器踏板制动位移Sw′,在制动力Qd′作用下,各轮综合角减速度角速度负增量Δωd′、滑移率Sd′;三类信号:车辆理想与实际横摆角速度偏差前或后轴爆胎平衡车轮副二轮等效(或和非等效)相对角速度偏差e(ωe)和角减速度偏差爆胎时区tai参数信号;基于e(ωe)、tai参数,建立爆胎状态及控制参数γ的数学模型;按爆胎主动制动和踏板制动(简称两种制动)的单独或并行操作状态、车辆制动与防撞协调控制模式确定制动操作兼容方式,由此解决两种制动并行操作时出现的控制冲突;爆胎主动制动、踏板制动单独操作或时,这两类操作的制动控制不冲突,制动兼容控制器不对其输入参数信号的兼容处理,其出信号为相应的输入信号;爆胎主动制动与踏板制动(以下简称二制动)并行操作时,制动兼容控制器按踏板制动位移Sw′与制动力Qd′之间的关系模型,按Qd′与车辆各轮综合角减速度角速度负增量Δωd′、滑移率Sd′之间的关系模型,确定车辆制动力Qd′作用下Δωd′或Sd′的目标控制值;定义爆胎主动制动控制变量目标控制值与踏板制动控制变量目标控制值之间的偏差:eQd(t)=Qd#Qd′、eSd(t)=Sd#Sd′、ΔQd′=|eQd(t)|、ΔSd′=|eSd(t)|、根据偏差eQd(t)、eSd(t)、的正、负,确定制动兼容的控制逻辑;当eQd(t)、eSd(t)、大于零时,制动兼容控制器以爆胎主动制动各控制变量Qd、Sd的目标控制值为控制器的输出值;当eQd(t)、eSd(t)、值小于零时,制动操作的输入参数信号经制动兼容控制器处理,输出制动兼容控制参数Qda或Sda信号,Qda或Sda的值由下述制动兼容控制模型确定,制动兼容模型为:Qda=f(Qd1)、Sda=f(Sd3)式中λ1、λ2、λ3为制动兼容特征参数;其建模结构为:Qda或Sda分别为Qd、Sd正增量的增函数,反之为其减量的减函数;Qda或Sda分别为λ1、λ2、λ3增量绝对值的减函数,反之为其减量绝对值的增函数;λ1、λ2、λ3主要由各轮制动力总量Qd′、综合角速度负综合滑移率Sd′、爆胎状态及控制参数γ为基本参数的非对称函数模型确定:λ1=f(±ΔQ′d,γ),λ2=f(±Δω′d,γ)、λ3=f(±ΔS′d,γ)爆胎状态及控制参数γ基于爆胎状态、制动控制期及防撞时区特性,由车辆理想与实际横摆角速度偏差前后轴平衡车轮副二轮等效(或和非等效)相对角速度偏差e(ωe)、角减速度偏差爆胎时区tai为参数的数学模型确定;参数γ的建模结构为:e(ωe)、绝对值增量的增函数、γ为tai减量的增函数;制动兼容特征参数λ1、λ2、λ3的建模结构为:λ1、λ2、λ3分别为γ增量的增函数,λ1、λ2、λ3分别为参数ΔQd′、ΔSd′、Δωd′正行程参数(+ΔQ′d、+Δω′d、ΔS′d)增量的减函数、负行程参数(#ΔQ′d、#Δω′d、#ΔS′d)增量的增函数;其中非对称函数模型是指:在制动踏板的正、负行程中,确定λ1、λ2、λ3的函数模型具有不同的结构,其参数ΔQ′d,γ在正行程中的权重小于负行程中的权重,正行程中其参数的函数值小于负行程中其参数的函数值:式中各参数的正、负(+,#)由制动踏板行程的正、负确定,各参数值增、减量的原点为偏差eQd(t)、eSd(t)或的0点;通过该模型可定量化确定踏板制动与爆胎主动制动并行操作人机自适应协调控制;当eQd(t)、eSd(t)或值小于零时,制动兼容控制器基于爆胎各控制期及特征参数λ1、λ2、λ3,确定车轮稳态、各轮平衡、车辆稳态、制动力总量(A、B、C、D)控制逻辑组合,包括等;制动兼容控制器采用闭环控制,当偏差为负时,控制器以制动兼容偏差eQd(t)、eSd(t)、为参数,通过制动兼容偏差的B、C控制进行各轮制动力分配和调节,使爆胎主动制动控制的实际值始终跟踪其目标控制值,制动兼容处理后爆胎主动制动控制输出值为其目标控制值Qda或Sda,即为0偏差的制动兼容控制;爆胎前期、前后车辆处于防撞安全时区时,γ取值为0,车辆主要采用的制动控制逻辑组合;真实爆胎期之后各期、或/和防撞安全危险各后期,采用的制动控制逻辑组合,按参数λ1、λ2或λ3的增加,可增大各轮平衡制动B控制的制动力分量,但各轮平衡制动B控制的制动力不分配给爆胎轮;随着爆胎状态的恶化或前后车辆进入防撞禁入时区,爆胎轮进入稳态控制,各轮平衡制动B控制的平衡制动力仅分配给非爆胎平衡车轮副;爆胎拐点后各控制期,随着爆胎状态的进一步恶化,解除爆胎轮制动力,除爆胎轮外的其它各轮或非爆胎平衡车轮副采用的制动控制逻辑组合,在其控制循环中,加大整车稳态C控制的各轮差动制动力,保持或减小平衡制动B控制的制动力,并通过制动兼容特征参数λ1、λ2或λ3模型中的γ、Q′d、ω′d或Sd′之间的协调,即Qda或Sda进行随λ1、λ2或λ3的减小而减小,Qda或Sda随Q′d、ω′d或Sd′的增大而增大的协调控制,实现人工踏板制动与爆胎主动制动的自适应兼容控制;ii、无人驾驶车辆的主动制动与爆胎主动制动(简称两类制动)兼容控制器;该控制器以整车单轮模型确定的爆胎制动控制的制动力总量Qd1、综合角减速度综合角速度负增量Δωd1、综合滑移率Sd1、车辆减速度参数之一,并以车辆主动制动控制的动力总量Qd2、综合角减速度角速度负增量Δωd2、滑移率Sd2的参数之一为输入参数,按车辆制动与防撞协调控制模式,根据两类制动单独或并行操作状态,采用以下制动操作兼容方式,解决两类制动并行操作的控制冲突;其一、两类制动单独进行时,这两类操作的制动控制不冲突,制动控制器独立进行爆胎主动制动或无人驾驶车辆主动制动控制操作;其二、两类制动并行操作时,制动兼容控制器根据所设车辆防撞控制模式、模型,确定下述制动兼容模式;制动兼容控制器以两类制动的参数之一为输入参数,定义两类制动参数的偏差:eQd(t)=Qd1#Qd2、eSd(t)=Sd1#Sd2根据偏差的正负(+、#)确定两类制动的“较大值”和“较小值”,偏差为正时确定为“较大值”,偏差为负时、确定为“较小值”;制动兼容控制器按前后车辆防撞控制模式对两类制动控制参数进行处理:两类制动控制均处于防撞安全时区tai内时,制动兼容控制器以两类制动控制参数(QdΔωd、Sd)中“较大者”的制动类型作为操作控制类型,并以参数“较大值”作为制动兼容控制器输出值;两类制动之一的控制处于防撞危险或禁入时区tai时,制动兼容控制器以两类制动控制参数“较小者”的制动类型为操作控制类型,其参数的“较小值”作为制动兼容控制器输出值,由此解决两类制动并行操作时的控制冲突,实现无人驾驶车辆主动制动与爆胎主动制动控制兼容;⑦、线控制动控制及控制器制动控制器主要包括:电控液压、线控机械制动控制器;电控液压制动控制器为以上所述;线控机械制动控制器基于上述电控液压制动控制器,同时增设线控失效判定器,用于正常和爆胎等各工况的制动及控制;i、线控机械制动控制器;该控制器以制动踏板行程Sw或制动踏板力传感器检测信号Pw为参数,建立Sw或Pw参数的等效转换模型,模型主要包括:Qd=f(Sw)、Sd=f(Sw,δ,μi,Nz)通过转换模型,将Sw或Pw转换为车辆减速度制动力总量Qd、车轮综合角减速度综合角速度负增量Δωd、滑移率Sd等其它参数形式;基于Qd、Δωd、Sd参数之一,按上述爆胎制动控制模式模型和算法,确定各轮或Si分配的目标控制值,通过A、B、C、D制动控制逻辑组合的周期循环,实现车辆爆胎线控制动控制;因QdSd等参数对参数响应滞后,可采用补偿器对其进行相位超前补偿:在制动控制的循环周期Hh中,经相位超前补偿后,传感器检测参数信号Sw与驾驶员对制动踏板输入的低频信号相位一致,控制变量QdSd与参数信号Sw的相位基本同步;相位补偿(校正)模型包括:式中Gc(t)为相位补偿时间、k为系数,经补偿后提高了制动控制系统及相关参数的响应速度;ii、线控制动控制失效判定;为确保故障失效判定的可靠性,线控制动控制器所设电控单元(ECU)、传感器等采用容错设计,根据线控制动系统结构、模型及算法,构造、组建各电控装置的轮速、制动力、踏板位移等传感器冗余信息,确定与容错对象相关联的电控装置、传感器等,通过残差进行故障判定,故障信息存储于电控单元,采用声、光报警器报警,提示驾驶员时效处理,由此降低电控制动子系统的系统性故障风险,在此基础上,同时实时进行运行故障失效判定;其一、车轮车辆状态参数失效判定器;该判定器主要以各轮综合角减速度或车辆减速制动踏板行程检测参数Sw或和制动力传感器检测参数信号Pw为输入参数信号,采用下述失效判定模式;模式一、轮速响应判定模式,建立失效判定响应函数:w1b=kbSw当w1b达设定门限阈值cw1b时,w1a小于限阈值cw1a时判定线控制动失效;模式二、制动力响应判定模式,建立失效判定响应函数:w2a=kaPw、w2b=kbSw当w2b达设定门限阈值cw2b,w2a小于门限阈值cw2a判定线控制动失效;判定制动失效后,电控单元输出制动失效信号il;其二、电控参数的正、逆向制动失效判定器;正、逆向故障失效判定是指:系统电控信号从输入到输出方向上的判定为正向故障失效判定、反之为逆向的故障失效判定;该判定模式为:线控制动控制器的电控参数在信号传递方向上,线控制动控制器的结构所设检测、控制参数的信号的输入不为0,相应参数信号输出为0,反之输入信号为0输出不为0,判定制动失效;按线控制动控制器的结构单元,所设检测、控制参数的信号的输入不为0,输出由不为0转为0,判定制动失效;正、逆向失效判定模式采用0和非0的逻辑门限模型及判断逻辑,满足模型规定的0和非0的逻辑判定条件,则判定系统故障失效,输出制动失效信号il;iii、线控制动控制装置;该装置主要设置稳压电源及电路、备用电源或电能存储元件(主要包括电容、电感存储件等)、电压或/和电流配置器、电压和电流监控器、报警器;稳压电源与EMS(或EHS)线控系统连结,备用电源与制动失效保护装置连结;其中电压或/和电流配置器为制动控制系统配置规定的电压、电流,按制动装置采用的驱动类型、结构和模式,为制动装置提供相应的电力;⑧、制动控制方式及流程i、制动控制方式;制动控制器采用闭环或开环控制,制动控制器以各轮制动力Qi、角减速度角速度正负增量Δωi或滑移率Si为控制变量,在车轮稳态制动、各轮平衡制动、车辆稳态制动、制动力总量(A、B、C、D)控制逻辑组合的周期循环中,按A、B、C、D控制模式、模型和算法,确定控制变量Qi或Si的目标控制值,QiSi的实际值由各轮制动压力传感器、轮速传感器实时检测信号,采用一定模型和算法确定;定义控制变量QiSi目标控制值与实际值的偏差eqi(t)、eΔωi(t)、esi(t);制动闭环控制中,制动控制器以控制变量的QiΔωi、Si参数形式,按偏差eqi(t)、eΔωi(t)、esi(t)或其偏差的数学模型所确定的值,在制动控制周期的循环中,控制制动执行装置,使各轮控制变量Qi、Δωi、Si的实际值始终跟踪其目标控制值,实现各轮制动力Qi或其它参数Δωi、Si的分配和控制;ii、制动控制流程;控制器所设电控单元按控制程序或软件进行数据处理,输出相应电控信号控制电控液压(EHS)、电控机械(EMB)制动执行装置,调节制动轮缸液压力或EMS制动电机转矩和转角,实现各轮制动力的分配和控制、正常与爆胎工况的车辆防撞控制、爆胎主动制动控制与ABS、ASR、VDC或ESP制动控制兼容;⑨、爆胎制动控制子程序及电控单元i、爆胎制动控制子程序;按爆胎制动控制结构及流程、制动控制模式、模型和算法,编制制动控制子程序或软件,采用结构化程序设计,该子程序主要设置:车轮稳态、平衡制动、车辆稳态及制动力总量(A、B、C、B)制动控制,制动控制参数及(A、B、C、B)制动控制类型组合配置,制动数据处理及控制处理,爆胎主动制与踏板制动兼容,制动与防撞控制协调控制程序模块,或和线控制动程序模块;A、B、C、B制动控制程序模块:主要包括A、B、C、B制动控制类型控制变量的各轮分配及控制子模块;参数及控制类型组合配置程序模块:按(A、B、C、B)控制类型及控制周期,选定控制变量,确定A、B、C、B控制类型的逻辑组合;制动数据处理及控制程序模块:设置A、B、C、B类型控制模式、模型和算法的数据处理,A、B、C、B制动控制各类型逻辑组合;制动兼容程序模块:爆胎主动制动与制动踏板并行操作时,按制动兼容控制采用的兼容模式、模型,对爆胎主动制动与踏板制动控制信号进行兼容处理;线控制动子程序模块增设下述程序子模块;其一、信号转换程序子模块:该子模块基于踏板行程Sw及其变化率或和制动踏板力传感器检测信号,按踏板行程Sw与车辆减速度或制动力总量Qd的等效参数模型和算法,确定Qd的目标控制值;其二、制动失效判定程序子模块:该子模块按制动失效判定器采用的车轮车辆状态参数、电控参数的正、逆向判定模式、模型,进行制动失效判定,判定成立后输出制动失效信号il;其三、制动失效控制模式转换程序子模块:该模块用于液压或机械制动系统的制动切换至制动失效保护装置的制动失效保护;其四、制动失效控制程序子模块:该子模块以制动失效信号il为切换信号,根据制动子系统电源、电控单元、电控装置、执行机构及其组合结构的特性,采用制动失效转换模型,启动制动失效保护装置,实现正常和爆胎工况制动控制与失效保护装置控制模式的转换;其五、电源管理程序子模块:该子模块按电控参数标准,对电源的电流、电压、频率等电控参数进行监控,低于设定标准输出失效报警信号il;ii、电控单元ECU;控制器所设电控单元ECU主要由输入/输出、微控制器MCU、最小化外围电路、稳压电源等构成;主要设置输入、数据信号采集与信号处理、通信、数据处理及控制、监测、电源管理、驱动输出模块;⑩、制动执行装置;制动执行装置采用电控液压制动、线控机械制动两种类型;i、电控液压制动执行装置及控制流程;其一、电控液压制动执行装置;该装置基于车载电控液压制动执行装置,建立正常、爆胎工况车轮车辆稳态(或稳定性)控制的电控制动装置结构,该装置主要包括:车轮正常工况制动防抱死及爆胎工况稳态控制,爆胎和非爆胎平衡车轮副二轮的制动力分配和调节,踏板制动与爆胎主动制动独立或并行操作兼容控制,爆胎与非爆胎制动失效控制;该装置以各轮制动力Qi、角减速度角速度负增量Δωi或滑移率Si为控制参数信号,设置对角线或前后轴布置的液压制动回路,实现三或四通道的各轮制动力轮间分配和控制;三通道制动控制方式:对同一控制的二车轮分配以平衡制动力,对独立控制的二车轮分配平衡制动力或差动制动的不平衡制动力,即在差动制动力基础上叠加一平衡制动力;四通道制动控制方式:对四个独立控制的车轮,分配以四轮平衡制动力、二轮差动制动力和二轮同一制动力、或四轮差动制动力、或进行平衡制动力叠加差动制动力,由此调节爆胎及非爆胎平衡车轮副各轮的制动力;该装置主要由踏板制动装置、制动调压装置、液压供能装置、制动轮缸等构成;踏板制动装置为一种伺服液压(或气压)助力随动制动装置,主要包括制动踏板、传动杆系、制动总泵、液压管路、压力或和踏板行程传感器、踏板感觉模拟装置、液压制动失效保护装置;制动调压装置主要由高速开关电磁阀、液压调压阀、电磁和液压开关阀、储油缸、液压管路或和调压缸等构成;液压供能装置主要包括电机、液压泵、阀门、蓄能器、储油缸,采用两类结构形式;结构形式一、以增压泵、储油缸、阀门等作为组件的结构形式设置于制动调压装置的液压调压回路中;结构形式二、由液压泵、储油缸、蓄能器及阀门构成,作为系统供能装置独立设置;在制动执行装置内,制动总泵和泵蓄能器、制动调压装置的二平衡车轮副液压制动回路(前、后轴或对角线布置的液压制动回路)、制动轮缸,通过液压制动回路上所设二控制阀(换向阀),构成或形成两类相互独立的液压制动回路I、II;控制阀未上电为常通,控制阀将供能装置(泵蓄能器)至制动调压装置的管路阻断,将制动总泵至制动调压装置的管路连通,组构或形成液压制动回路I;液压制动回路I构成为独立的踏板制动回路,制动总泵、制动调压装置及二平衡车轮副的制动轮缸共同构成各轮制动防抱死(ABS)、制力分配(EBD)的独立踏板液压控制系统,踏板制动力分配(EBD)控制主要包括前、后车轴制动力或和二车轴左、右制动力的分配和控制;控制阀上电时换位,控制阀将制动总泵与制动调压装置的管路阻断、并将制动总泵至踏板感觉模拟装置的管路连通、同时将供能装置(泵蓄能器)至制动调压装置的管路连通,组构或形成液压制动回路II;供能装置(泵蓄能器)、制动调压装置及二平衡车轮副制动的各轮缸,共同构成正常工况ASR、ESP(包括VSC、VDC)控制、爆胎工况车辆车轮稳态、各轮平衡、车辆稳态、制动力总量(A、B、C、D)控制独立的主动液压制动系统;驱动防滑(ASR)控制采用液压制动回路II,泵蓄能器输出的压力液进入驱动轴车轮副二轮,车轮副二轮制动液压回路相互隔离构成互独立的液压制动回路,通过二轮差动制动力分配,实现ASR控制;转向驱动过程中,通过驱动或和非驱动轴二平衡车轮副四轮差动制动力分配,实现驱动轴二轮防滑及转向驱动中车辆的不足或过度转向控制;正常工况ESP(包括VSC、VDC)控制及爆胎主动制动控制采用液压制动回路II,泵蓄能器输出的压力液经制动调压装置进入平衡车轮副二轮液压制动回路;制动执行装置采用控制变量特有的参数形式:制动力Qi、角减速度角速度负增量Δωi或滑移率Si,基于A、B、C、D制动控制类型的逻辑组合及其周期循环,通过二平衡车轮副二轮的同一或独立控制,实现平衡车轮副及各轮控制参数的分配和调节;制动调压装置中,通过所设电磁阀、液压调压阀、换向阀的阀芯位置状态(开、关)及其组合结构,建立起正常和爆胎工况、爆胎非爆胎平衡车轮副二轮相互隔离的同一控制或独立控制的液压制动回路,前者用于平衡车轮副二轮制动力相同的同一控制,后者用于平衡车轮副二轮制动力不同、差动制动的独立控制;该同一或独立控制包括:一车轮副二轮同一控制、另一车轮副二轮独立控制,或二车轮副的二轮采用独立控制;踏板制动装置输出的液压力由压力传感器检测,检测信号输入制动控制器,制动控制器以制动兼容的方式,对主动制动及踏板制动力进行互适应兼容处理,输出控制信号以ASR、ESP及爆胎非爆胎主动制动兼容控制方式控制制动调压装置;其二、电控液压制动调压装置的结构及调压方式;该调压装置主要由高速开关电磁阀、电磁换向阀、液压调压阀、液压换向阀(或和机械制动兼容装置)构成组合结构,主要设置液压泵(包括回流、低压、高压泵)及相应的储液室或和蓄能器,其中液压调压阀由调压缸及调压活塞等构成,高速开关电磁阀主要采用二位二通、三位三通、三位四通各类型;电控液压制动调压装置采用流通循环或可变容积的调压结构和控制模式,电控单元输出信号以脉宽(PWM)或频率(PFM)、振幅(PAM))调制方式,连续控制各轮制动回路中的高速开关电磁阀,通过调压系统增压、减压和保压的压力调节方式,调节各液压制动回路、制动轮缸中的液压力;调压过程中,各阀门组合及阀芯位置状态(开或关)构成不同类型结构的液压制动回路以及制动轮缸增压、减压和保压的三种特定的调压状态;增压结构及调压状态:制动轮缸的泄放通路由阀门或液压调压缸封闭,踏板制动装置或供能装置输出的压力液,经制动调压装置、进入制动轮缸,形成液压制动回路及制动轮缸的增压控制时区和状态;保压结构及调压状态:制动轮缸的泄放管路由阀门或液压调压缸封闭,踏板制动装置和供能装置通过制动调压装置进入制动轮缸的管路同时封闭,形成液压制动回路及制动轮缸的保压时区和状态;减压结构及调压状态:制动轮缸的泄放管路经阀门或液压调压缸连通蓄液缸的流通通路开启,踏板制动装置和供能装置经制动调压装置连通制动轮缸的管路封闭,形成制动轮缸的减压时区和状态;各轮制动力通过制动轮缸增压、保压和减压状态及控制周期的循环,构成各轮制动力分配和控制过程,实现各轮控制变量Qi、Δωi、Si的分配和控制;调压装置的流通调压结构和模式为:液压调压回路、制动轮缸的输入和输出端口分别设置高速开关电磁阀,电控单元采用脉宽调制信号(PWM)等信号调制方式,通过控制液压制动回路中所设制动轮缸输入、输出的高速开关电磁阀,调节液压制动回路及制动轮缸中压力液的增压、减压和保压三种状态,在调压过程三种状态的周期循环中,实现各轮制动力调节;制动调压装置的变容调压结构和模式为:该装置主要由调压缸、调压活塞、调压阀、电磁阀、高速开关电磁阀构成,通过电磁阀控制踏板制动装置或液压供能装置进入制动轮缸的通路,实现液压制动回路及制动轮缸的增压;同时通过调压阀、高速开关电磁阀控制踏板制动装置或液压供能装置输入压力液进入调压缸,由此调节调压活塞两端的压力,从而调控调压活塞的位移及调压缸的容积,基于调压缸容积的变化,保持或泄放制动轮缸中的压力液,实现制动轮缸的保压、减压;其三、电控液压制动执行装置的工作系统;制动执行装置通过液压制动回路I、II的特定结构构成正常工况踏板制动、爆胎工况主动制动、制动兼容、制动失效保护等相互独立、相互协调的工作系统;工作系统一、基于液压制动回路I;采用流通循环调压结构和模式:驾驶员独立制动操作时,制动总泵输出压力液经制动调压装置中电磁阀、液压阀的常通路在液压制动回路I中建立踏板随动制动液压力,通过高速开关电磁阀的调节,直接控制轮缸中的液压力;可变容调压结构和模式:在制动总泵与制动轮缸之间并连一套液压装置,该装置主要包括液压调压缸、调压活塞、液压阀,踏板制动液压油路与液压控制油路相互隔离,通过液压控制油路所设调压缸容积变化,间接控制轮缸制动压力;工作系统二、基于液压制动回路II,制动总泵输出的压力液经液压管路中设所设电磁或液压控制阀分别与调压装置、制动感觉模拟装置连结;进行ASR、VSC、VDC或ESP及爆胎主动制动控制时,控制阀换位,制动总泵输出压力液进入制动感觉模拟装置,液压供能装置输出压力液进入制动调压装置和制动轮缸的液压制动回路II,制动总泵输出压力液与泵蓄能器输出的压力液相互隔离;制动控制器所设电控单元以各轮角速度负增量Δωi或/和滑移率Si为控制变量,基于其目标控制值与实际值的偏差eΔωi(t)或/和esi(t),输出控制信号,以脉宽(PWM)调制方式,连续调节制动调压装置中高速开关电磁阀,通过增、减和保压的压力调节方式,进行各轮制动力的分配和调节,实现驱动防滑、动力学稳定、电子稳定程序系统(ASR、VSC、VDC或ESP)控制以及爆胎主动制动控制;工作系统三、爆胎主动制动与驾驶员制动并行操作时,制动控制器以制动总泵主缸所设压力传感器检测参数信号、爆胎主动制动参数信号为输入参数信号,按制动兼容模式对各轮制动力分配值进行兼容处理,输出制动兼容信号,通过液压制动回路II,以脉宽(PWM)调制方式,连续控制制动调压装置中高速开关电磁阀,调节爆胎、非爆胎平衡车轮副及各轮分配的制动力;工作系统四、采用两种制动失效保护方式;方式一、液压制动回路(I、II)中,至少包含一条由制动总泵至制动轮缸的常通液压管路,该液压管路中的电磁阀、液压阀设为常通(开),即电磁阀未上电时开启,在制动执行装置无控制电信号输入时,制动总泵输出的压力液可直接进入制动轮缸;方式二、液压制动回路I、II中,制动总泵或液压蓄能器与制动轮缸之间的液压制动回路设置一差压换向阀,制动总泵或液压蓄能器、差压换向阀及制动轮缸组构成一独立的液压制动回路,差压换向阀通过制动总泵或液压蓄能器与电控液压制动回路I、II之间液压力所形成的差压换向,电控液压制动执行装置的电控部分失效时,制动总泵或液压蓄能器输出的压力液通过该的独立的液压制动回路直接进入制动轮缸,实现制动失效保护;其四、电控液压制动执行装置控制结构及流程;正常、爆胎等工况下,制动控制过程中,控制器所设电控单元输出开关及各控制信号组;开关信号组gza,按各装置所设电磁阀开启、关闭的控制规则,分别控制液压供能装置(泵电机)和制动调节装置所设换向电磁阀(包括开关及控制阀),通过电磁阀的开启和关闭,实现制动总泵、电机泵、压力液的输入、泄放、换向、分流、合流等工作状态,协调完成各装置的功能以及爆胎制动控制的进入、退出;开关信号gza1按制动的供能需求和蓄能器的存储压力状态控制泵电机的运行和停止,并经控制阀在各轮的液压制动回路I或II中建立液压力;信号gza2控制换向电磁阀(控制阀),建立起各轮液压制动回路I或II;信号gza3控制设置于液压制动回路I或II中的增压泵的开启、关闭,实现制动调节装置液压制动回路的增、减或保压的调节;控制信号组的控制结构为以下所述;gzb为车辆驱动防滑控制(ASR)信号,驱动控制时,基于液压制动回路II,信号gzb调节驱动或和非驱动轴平衡车轮副二轮的制动力分配,实现车辆驱动防滑及不足或过度转向控制;gzc为正常工况前后车轴或和左右轮的制动力分配(EBD)信号,踏板制动控制时,基于液压制动回路I,信号gzc调节前后二车轴或和二轴左右轮制动力的分配,实现车轮制动防滑和车辆稳定性控制(包括防止踏板制动时车辆甩尾、不足或过度转向);gzd为正常工况各轮制动防抱死控制信号,基于液压制动回路I,当车轮达制动防抱死门限阈值,电控单元终止该轮其它控制信号的输出,调用制动防抱死信号gzd,调节该轮的制动力,实现其制动防抱死控制;gze为正常工况车辆电子稳定程序ESP(包括VSC、VDC)系统控制信号,未进行踏板制动时,信号gze为车辆稳态(C)控制的主动制动力目标控制值信号;当踏板制动与ESP主动制动并行操作时,由电控单元进行兼容处理,采用各轮平衡制动(B)控制与车辆稳态(C)控制的逻辑组合,ESP控制的制动力目标控制值为各轮分配的平衡制动(B)控制与车辆稳态(C)控制分配的差动不平衡制动力目标控制值之和;基于液压制动回路II,信号gze调节二平衡车轮副及各轮制动力分配,实现车辆稳定性控制;gzf(包括gzf1、gzf2、gzf3)为爆胎轮及爆胎车辆稳态控制信号,基于液压制动回路II,按爆胎状态及控制期(包括真实爆胎、拐点、脱圈等制动控制期),即信号ia、ib、ic或和各控制期内下级各期控制信号到来时,控制器所设电控单元即行终止各轮正常工况制动控制,转入爆胎工况制动控制模式,控制器所设电控单元以各轮制动力Qi、滑移率Si、角减速度负增量Δωi为控制变量,通过各轮、爆胎、非爆胎平衡车轮副的制动力Qi的直接分配或滑移率Si、角减速度负增量Δωi间接分配,实现爆胎轮稳态或其非爆胎轮防抱死、车辆稳态控制;爆胎控制进入信号ia到来时,无轮爆胎轮处于何种正常工况控制状态,该控制状态即行终止,爆胎轮进入稳态A控制,根据参数Si的门限及控制模型,信号gzf1控制制动调压装置中的高速开关电磁阀,逐级减小爆胎轮制动力Qi,使该轮处于稳态制动区域,爆胎拐点后期或轮辋分离时,解除爆胎轮制动,使该轮负增量Δωi、Si趋于0;在信号ia到来的本周期Hh或下一周期Hh+1,电控单元采用爆胎轮稳态A控制、各轮平衡制动B控制、整车稳态C控制的逻辑组合,输出爆胎工况车辆稳态控制信号gzf2,基于液压制动回路II,以A控制、C控制、或和叠加B控制逻辑组合进行各轮、爆胎、非爆胎平衡车轮副制动力分配,实现车辆纵向、横摆控制(DEB和DYC);当爆胎主动制动与踏板制动并行操作时,制动控制器所设电控单元输出经制动兼容处理后的控制信号gzf3,并由gzf3取代控制信号gzf2,其制动力分配和调节的目标控制值为踏板制动与爆胎主动制动兼容处理后的目标控制值;制动力总量D控制主要通过各轮平衡制动B控制的制动力总量、C控制的车辆稳态差动制动力及A控制的车轮稳态制动力的组合调控实现;制动控制器根据D控制的控制变量目标控制值与各轮分配的各控制变量A、B、C控制目标控制值之和的偏差,确定并调节整车D控制参数Δωd、Sd的目标控制值,间接调节整车D控制的制动力总量目标控制值;当电控液压制动执行装置制动失效时,电控单元输出信号gzg控制动失效保护装置所设电磁阀(该电磁阀或可由差压换向阀及其组合阀取代),连通蓄能器或制动总泵与各轮缸的液压通路,在制动轮缸建立起液压力,实现液压制动失效保护;爆胎退出信号ie等来时,爆胎制动控制和控制模式自行退出,转入正常工况控制和控制模式,直至爆胎进入信号ia再次到来;制动执行装置进入新一周期爆胎制动控制,由此构成A、B、C、D制动控制的周期循环;其五、在液压制动回路I、II中,平衡车轮副二轮或各轮组构成相互独立的制动回路;电控单元以制动力Qi、滑移率Si、角减速度参数之一或多个参数为控制变量,输出各组控制信号gz;制动控制器平衡车轮副二轮实施同一控制的条件为:平衡车轮副左、右轮控制信号gz1、gz2相同,平衡车轮副二轮的每一液压制动回路,以Qi、Si或Δωi参数形式,保持等值(同一)的制动力,在各轮增压、减压及保压控制的逻辑循环中,保持制动力等值或等效同一,保持增压、减压及保压控制时间的同步,控制参数Si或Δωi与Qi保持其等效性;正常工况下,车轮制动防抱死控制时,进行同一制动的平衡车轮副二轮采用制动力的高选或低选输入;爆胎工况,爆胎车轮副二轮采用制动力的低选输入或差动输入;平衡车轮副二轮独立控制时,电控单元以Qi、Si或Δωi参数形式,进行该车轮副左、右二轮相应参数的分配,输出信号gz1、gz2独立控制平衡车轮副左、右轮液压制动回路中的高速开关电磁阀,通过增压、减压及保压控制的逻辑循环,实现该车轮副左、右轮制动力的直接或间接分配和调节;ii、线控机械制动执行装置、控制流程及制动失效保护装置;其一、线控机械制动执行装置控制结构、控制流程;该装置主要由踏板行程或和制动力传感器,踏板制动感觉模拟装置,电机,减速、增矩、运动转化(转动平动转换)、离合器、制动钳体装置,复合电池组构成;装置采用无自增力或自增力两种结构;EMS采用前后车轴或对角线布置的二平衡车轮副同一控制或四轮独立制动,设置前、后车轴或对角线布置的两套相互独立的制动系统,当其中一套制动系统故障失效时、另一套系统独立实施应急制动;正常及爆胎等各工况下,、线控机械制动控制器所设电控单元以控制变量采用的参数形式:制动力Qi、角速度负增量Δωi或滑移率Si输出各轮制动力分配及调节信号组(简称信号)gz1、gz2、gz3、gz4、gz5、il;gz1为开关信号,控制各轮制动机电装置(包括电机)的开启和关闭,电机开启后处于待机状态;gz2为正常工况下平衡车轮副二轮或四轮的制动力分配及调节信号,控制由制动电机、减速、增矩、运动转化装置、车轮共同组构的线控机械制动执行装置,实现车轮车辆驱动防滑(ASR)、制动防抱死(ABS)、电子稳定程序(ESP)控制(包括VSC、VDC);gz3为爆胎工况车轮车辆稳态控制信号,基于线控机械制动执行装置,根据爆胎各控制期及防撞控制时区,按车轮稳态动(A)、平衡制动(B)、整车稳态(C)差动制动、制动力总量D控制的逻辑组合,实现爆胎、非爆胎平衡车轮副及车轮副二轮制动力分配和控制;gz4为车轮稳态控制信号,正常工况下,非爆胎轮达制动防抱死控制设定门限阈时,电控单元终止对该轮制动力调节信号gz3的输出,用信号gz41取代gz3,实现其制动防抱死控制;爆胎各控制期,电控单元对爆胎轮输出信号gz42,用以取代gz3,信号gz42控制爆胎轮制动执行装置,实现爆胎轮稳态控制,爆胎轮运动状态恶化时(包括制动拐点、脱圈等),解除爆胎轮制动;当爆胎主动制动与踏板制动并行操作时,制动控制器所设电控单元输出经制动兼容处理后的控制信号gz5,并由gz5取代控制信号gz3,其制动力分配和调节的目标控制值为踏板制动与爆胎主动制动兼容处理后的目标控制值;制动控制中,制动电机输出制动力矩,经减速、增矩、运动转化、离合器等装置,输入各轮制动钳体,各轮获得车轮稳态、整车稳定控制的制动力;其二、线控制动失效保护装置;制动失效判定器以各轮综合角减速度踏板行程或和制动力传感器检测信号Sw或和Pw电控参数信号为输入参数信号,按车轮车辆状态参数、电控参数正逆向制动失效判定模式、模型,判定制动故障失效,输出失效报警信号il;线控制动执行装置设置踏板制动感觉模拟装置和失效保护装置(简称二装置),同设踏板机构、液力应急备用制动装置,二装置复合为一体,共用制动踏板操作界面,并通过电控机械转换装置(主要包括电控器和机械转换装置),实现踏板力(包括机械或液压力)在二装置间的转移;制动失效报警信号il到来时,信号il控制电控机械转换装置中的电磁阀、机械或液压蓄能器,完成踏板力、机械或液压蓄能制动力在踏板制动感觉模拟装置及失效保护装置之间的转移;7)、爆胎节气门控制及控制器节气门控制基于车载发动机电子节气门(ETC),爆胎控制过程中通过节气门开度控制,间接控制发动机燃油喷射及功率输出,节气门控制器采用两种类型;其一、采用X#by#wire总线,构成高速容错总线连结、高性能CPU管理、适用于正常、爆胎等各工况的节气门电传控制(Throttle#by#wire)系统;其二、节气门信息单元、控制器与执行单元采用一体化结构,其间采用物理布线,并通过CAN数据总线进行信息、数据交换;节气门信息单元设置节气门开度或/和油门踏板位置传感器及信号处理电路,并与ETC共用传感器及传感信号处理电路;节气门控制器主要包括爆胎节气门控制结构及流程、控制模式模型及算法、电控单元、控制程序或软件,设置包括软硬件在内的相应控制模块,其中电控单元主要由微控制器、外围电路及稳压电源构成;控制器所设电控单元独立设置或与车载现有电子节气门(ETC)同设共构一个电控单元,根据电控单元设置状况,以爆胎信号I等为转换信号,采用程序、通信协议及外置转换器等不同的结构和模式,实现爆胎控制的进入、退出、正常与爆胎工况的控制和控制模式的转换;爆胎控制进入信号ia到来时,无论车辆(包括有人或无人驾驶车辆)处于正常工况的何种控制状态,均终止原工作状态,无论此时油门踏板处于何位置(包括油门踏板正处于一次行程的发动机驱动),进入爆胎节气门控制爆胎控制;爆胎退出信号ie、if等到来时,爆胎工况节气门控制退出,转入正常工况节气门控制;①、节气门控制器节气门控制器以节气门开度、节气门位置、油门踏板位置、发动机转速、节气门进气压力、空气流量信号为主要输入参数信号,以节气门开度为控制变量,采用主动或自回位控制方式,建立爆胎主动控制与有条件反映驾驶员控制意愿的协调控制方式,根据节气门开度Dj的目标控制值、空燃比cf,以及上述输入参数的参数值,确定发动机进气量和喷油量,调节发动机节气门开度和燃油喷射,间接控制发动机功率输出;i、主动控制方式:爆胎进入信号ia到来时,控制器采用递减、常量、动态、怠速控制模式及各模式的联合控制,其中递减、常量和怠速模式与油门踏板行程h控制信号无关,动态模式与油门踏板行程h有条件相关,按条件限定进入车辆驱动控制;其一、递减模式:以爆胎进入信号ia到来时的节气门开度为初始值Dj0,设定节气门开度递减量ΔDi、递减周期Hw和递减级(次)数n,按设定值ΔDj连续递减节气门开度直至为0位或达怠速位,爆胎前期、ΔDj或由爆胎轮胎压pri及其变化率为参数的等效数学模型确定:其二、常量模式:调节气门开度,节气门开度为设定值,对设置怠速进气道上及怠速阀的车辆关闭节气门,节气门关闭后并可通过调节设置于怠速进气道上的怠速阀,调节进气量;其三、动态模式,该模式主要用于有人驾驶车辆、设置或不设辅助人机操作界面的无人驾驶车辆,在爆胎制动控制的特定状态下有条件进入节气门动态模式,该特定状态主要包括:车辆爆胎制动模式防撞、路径跟踪及爆胎后车辆驱动的其它特定状态;动态模式采用爆胎工况节气门主动控制与爆胎工况人工及主动驱动控制介入的兼容模式;人工操作界面(包括油门踏板操作)控制及主动驱动控制介入时,节气门进入动态控制模式,爆胎制动控制同时退出;动态模式一、控制参数主要为驾驶员对车辆加减速控制意愿特征参数Wi,基于该参数建立逻辑门限模型,当Wi达设定门限阈值时,节气门进入动态控制模式;节气门动态控制以节气门开度Dj为控制变量,以车轮胎压pri(包括爆胎轮检测胎压pra或状态胎压pre)、油门踏板正、负行程(±h为主要输入参数,按pri、±h的非对称函数模型和算法,确定Dj目标控制值,主要包括:其中油门踏板二次或多次行程h初始位设定为原点、取值为0,pri=pr0pi,pr0为标准胎压,Δpi、h、取为绝对值;Dj函数模型建模结构:Dj(包括Dj1、Dj2)为pri和h绝对值增量的增函数,为胎压变化率绝对值的减函数;函数Dj2、Dj1在其正、负增量+Δhi、#Δhi的任何区间具有相同或不同的变化率,即所谓非对称性;非对称性或非对称模型表述为:在参数h、hj负增量(#Δh、#Δhj)区间、函数Dj1的绝对值小于参数h正增量(+Δh、+hj)区间函数的绝对值Dj2,在参数h正增量(+Δh)区间、函数的绝对值Dj2小于正常工况下参数在h区间节气门开度Dj3的绝对值,即:|Dj1|<|Dj2|<|Dj3|当Wi按门限模型未达逻辑门限阈值,节气门控制器退出动态控制模式并转入爆胎节气门的其它控制模式;动态模式二、无人驾驶车辆爆胎控制中,需要终止爆胎制动控制,启动发动机驱动控制,节气门进入动态控制模式,节气门开度Dj目标控制值按发动机驱动要求确定(参见下述爆胎驱动控制相关章节);节气门开度Dj目标控制值或采用PID、最优、模糊等相应的控制算法确定;其四、怠速模式,当发动机转速达设定门限阈值,调节节气门开度或怠速进气阀开度,使发动机转速稳定于怠速;怠速控制采用开环或闭环控制,基于节气门、燃油喷射传感器检测参数信号,通过对喷油量Qf、进气量Qn、空燃比cf等的调节,使发动机转速控制在怠速范围内;节气门控制模式的组合包括下述类型;类型一、通过递减模式后进入动态或常量模式;类型二、首先直接进入动态或常量模式,然后在动态与常量模式之间进行相互转换;上述各组合模式的控制中,达怠速条件进入怠速模式;递减模式主要用于爆胎控制进入信号ia到来时处于驱动加速的车辆,常量模式包括节气门0开度(关闭节气门)及其它设定常量值;节气门采用开环或闭环控制;闭环控制:以油门踏板位置、节气门位置(开度),发动机转速、进气压力和流量等为参数,采用正常工况、爆胎工况的递减、常量、动态、怠速、及其联合控制模型和算法确定节气门开度Dj目标控制值;定义节气门开度Dj目标控制值与节气门位置传感器实测值Dj′之间的偏差eDJ(t):eDJ(t)=Dj#Dj′控制器、电控单元(ECU)根据偏差eDJ(t)的反馈,确定并输出的控制电流、电压,调节节气门执行装置中的节气门开度,节气门实际开度Dj′始终跟踪其目标控制值Dj;按门限模型,当发动机转速ωb低于门限阈值时,发动机转入怠控制模式;ii、自回位控制方式:爆胎进入信号ia到来时,电控单元输出信号,控制ETC驱动电机与节气门体之间的传动系统,使传动系统中所设电磁离合器脱开(分离),节气门体中的节气门在回位弹簧作用下关闭,同时通过调节节气门怠速进气道上所设调节阀,控制发动机进气管路通径,发动机进入怠速控制;②、节气门控制子程序或软件基于爆胎节气门控制结构及流程、控制模式模型及算法,编制节气门控制子程序或软件,该子程序采用结构化设计,设置控制模式转换、递减、常量、动态、怠速联合控制程序模块;控制模式转换模块:递减、常量、动态、怠速及其联合控制模式转换;节气门常量及怠速联合控制程序模块:爆胎进入信号ia到来时关闭节气门或节气门开度为设定常量值,发动机转速达到怠速门限阈值时转入怠速控制;节气门常量、动态、怠速联合控制程序模块:爆胎控制进入信号ia到来时关闭节气门或节气门开度为设定常量值,人工操作界面(包括油门踏板操作)或车辆主动驱动控制介入时,节气门控制转入动态模式;该模式中,节气门开度Dj目标控制值以爆胎轮检测胎压pra(或状态胎压pre)、油门踏板正、负行程(±h)为主要参数的非对称函数模型和算法确定;对于无人驾驶车辆,节气门开度Dj目标控制值由防撞、路径跟踪及至驻车地车辆行驶加速度为主要参数的数学模型和算法确定;油门踏板行程h为0或的目标控制值为0时关闭节气门;发动机转速达到怠速门限阈值时转入怠速控制;③、电控单元(ECU)电控单元独立设置或与车载现有电子节气门(ETC)电控单元同设共构;ECU主要由输入/输出接口、单片机、外围电路构成;ECU采用模块化设计,主要包括输入、信号采集与处理、通信(主要包括CAN、MCU数据通信)、MCU数据处理及控制,驱动输出、监测等模块;④、节气门执行单元节气门控制以各传感器及其它子系统相关参数信号为输入参数信号,节气门电控单元按爆胎节气门控制子程序或软件进行数据处理,输出信号gd1、gd2、gd3控制节气门执行单元;节气门执行单元基于电控节气门(ETC)执行装置,主要由电机、节气门体、减速机构、怠速控制阀等构成;电控单元输出信号gd1控制直流或步进电机,电机输出的位移信号,经减速机构、离合器,进入节气门总成,调节节气门开度;信号gd2控制离合器的离合,gd2未到时离合器处于常闭状态;gd2到来时控制离合器脱开,节气门在回位弹簧作用下关闭;信号gd3控制设置于怠速进气通道上的怠速阀,实现发动机怠速进气调整;爆胎控制退出信号ie、if等到来或本制动子系统爆胎制动控制退出时,爆胎节气门控制即行退出,转入正常工况节气门控制,直至爆胎进入信号ia再次到来,进入新一周期的节气门控制循环;⑤、节气门控制结构和流程;节气门控制器(90)设置正常工况和爆胎工况两种控制模式;正常工况下,电控节气门(ETC)输出信号控制电控节气门(91)执行装置,实现正常工况节气门控制;爆胎工况下,主控器(5)输出爆胎信号I,节气门控制器(90)所设电控单元以爆胎控制进入信号ia为切换信号,无论油门操作界面(踏板)(92)处于何种位置,即行终止电控节气门的正常工况控制,转入爆胎控制及控制模式;电控单元以电控节气门所设传感器(93)(包括节气门开度、油门踏板位置、发动机转速、或和节气门进气压力、流量等传感器)检测信号为输入参数信号,根据所设电控单元的类型和结构,设置信号采集与处理、数据处理(MCU)、驱动输出、控制模式转换(采用后置转换器)、电源、监控等模块(94)、(95)、(96)、(97)、(98)、(99);转入爆胎控制后,各模块按节气门控制器(90)采用的控制程序及软件进行数据处理,输出信号gd;信号gd控制电控节气门执行装置(91)中的电机,电机输出转角和转矩经减速及传动装置(100),输入节气门体(101),调节节气门(102)开度;当发动机(103)转速达怠速门限阈值时,信号gd控制节气门(102)开度,进入怠速控制;对于设置怠速进气道和怠速空气调节阀(104)的发动机则调节怠速阀(104),实现发动机怠速控制;节气门采用闭环控制,节气门控制器(90)实时确定爆胎工况节气门开度目标控制值,其实际控制值由节气门开度传感器实时检测值确定,定义节气门(102)开度目标控制值与实际值之间的偏差,根据偏差的反馈控制,使节气门实际值始终跟踪其目标控制值;爆胎控制退出信号ie等到来时,节气门控制器(90)通过控制模式转换模块(后置转换器)(97)终止节气门爆胎控制,电控节气门(ETC)转入正常工况控制;8)爆胎燃油喷射控制及控制器燃油喷射控制基于车载发动机电控燃油喷射装置(EFI)和电子节气门(ETC),并与之实现设备资源共用共享;控制器所设电控单元、执行单元或和信息单元部分传感器使用一体化设计时,其间采用物理布线;控制器及车载系统通过数据总线进行信息、数据交换;信息单元设置传感器及传感信号处理电路;控制器主要由爆胎燃油喷射控制结构及流程、控制模式模型及算法、电控单元、控制程序及软件构成;电控单元主要包括微控制器、外围电路及稳压电源;控制器按其类型和结构,设置相应的控制模块;控制器电控单元独立设置或与车载现有电控燃油喷射装置(EFI)同设共用一个电控单元,电控单元主要以爆胎信号I为转换信号,采用程序、通信协议及外置转换器等不同的转换结构和模式,实现爆胎控制的进入、退出、正常与爆胎工况控制和控制模式的转换;燃油喷射控制器包括喷油量控制器和进气量控制器;节气门控制与燃油喷射控制可相互取代、其两种控制或构成其复合控制结构;①、喷油量控制器控制器以爆胎信号I、爆胎轮胎压pri、节气门开度或/和油门踏板位置、发动机转速、空气流量、进气压力信号为主要输入参数信号,以喷油量及进气量为控制目标,爆胎控制进入信号ia到来时,基于发动机工作循环周期,采用减油、断油、动态、怠速控制模式、或其控制模式的组合;断油、怠速模式与油门踏板行程或节气门开度无关;减油、动态模式与油门踏板行程h有条件相关,按条件限定进入爆胎车辆驱动控制;爆胎控制进入信号ia到来时,无论车辆(包括有人或无人驾驶车辆)处于正常工况的何种控制状态,燃油喷射控制器均终止原工作状态进入爆胎控制;i、减油模式;以爆胎进入信号ia到来时的发动机喷油量为初始值,按设定的递减喷油量ΔQf和工作循环周期级数n,使喷油量递减至零;ii、断油模式;爆胎进入信号ia到来时,无论油门踏板行程处于何种位置,控制器所设电控单元发出信号,终止发动机喷油;iii、动态模式;该模式主要用于有人驾驶车辆、设置辅助人机操作界面的无人驾驶车辆,在爆胎控制的特定状态下有条件进入,该特定状态主要包括:车辆爆胎制动防撞、路径跟踪及爆胎后车辆需驱动的其它特定状;该模式采用燃油喷射主动控制与人工介入控制的兼容模式;进入动态模式后,喷油器停止喷油;其一、有人驾驶车辆的爆胎燃油喷射控制器进入油门踏板一、二或多次行程的动态控制模式;油门踏板第一次行程中,无论油门踏板处于何位置,发动机终止喷油或按怠速控制模式调节喷油量;油门踏板操作控制介入时,在油门踏板二次或多次行程控制状态下,燃油喷射进入爆胎动态控制模式,爆胎制动控制同时退出;动态模式的控制参数主要为驾驶员对车辆加减速控制意愿特征参数Wi,基于该参数建立逻辑门限模型,当Wi达设定门限阈值时,燃油喷射进入动态控制模式;该模式以燃油喷射量Qf为控制变量,以车轮胎压pri(包括爆胎轮检测胎压pra或状态胎压pre)、油门踏板正、负行程±h为主要输入参数,按pri、±h的非对称函数模型和算法,确定Qf目标控制值,该模型主要包括:式中pri=pr0#Δpri、pr0为标准胎压,Δpri、h、均取为绝对值;Qf的建模结构:Qf(包括Qf2、Qf1)为胎压pri和油门踏板行程h增量绝对值的增函数,为胎压变化率减量绝对值的减函数;函数Qf2、Qf1在其正、负增量+Δh、#Δh的任何区间具有不同的变化率,即所谓非对称性;非对称性模型或非对称性表述为:在参数h负增量(#Δh)区间函数Qf1值小于参数h正增量(+Δh)区间函数值Qf2,在参数h正增量(+Δh)区间函数的绝对值Qf2小于正常工况参数h区间喷油量Qf3,即:Qf1<Qf2<Qf3燃油喷射量Qf目标控制值或采用PID、最优、模糊等现代控制理论的控制算法确定;其二、无人驾驶车辆的爆胎燃油喷射控制器,按车速控制、路径跟踪的要求,以喷油量Qf为控制变量,以车速ux、前后车辆防撞控制时区tai为参数,设置车辆驱动控制周期,建立其参数增减量的控制模型:Qf=f(Δux,Δtai)按控制周期的逻辑循环,确定喷油量Qf目标控制值;前后车辆处于防撞安全时区时、tai取值为0;车辆进入与后车防撞危险时区,Qf为tai减量的增函数;车辆进入与前车防撞危险时区,Qf为tai减量的减函数函数;iv、怠速模式;按门限模型,当发动机转速ωb低于门限阈值af时进入怠速模式,怠速控制采用开环或闭环控制,基于节气门、燃油喷射系统传感器检测参数信号,通过喷油量Qf、进气量Qn或空燃比cf调节,使发动机转速控制在怠速范围内;怠速进气量主要由设置于怠速进气道的怠速旁通阀调节;燃油喷射控制模式的组合主要包括下述类型;其一、通过递减模式后再进入动态或断油模式;其二、直接进入动态或断油模式,然后进入动态与断油模式之间的相互转换;爆胎控制退出信号ie、if等到来时,电控燃油喷射装置(EFI)退出爆胎燃油喷射控制,转入正常工况燃油喷射控制;②、进气量控制器喷油量Qf目标控制值确定后,进气量控制器设定空燃比cf,基于喷油量Qf目标控制值,按发动机进气计算模型和算法,在控制周期的逻辑循环中,确定发动机所需进气量Qh、节气门开度Dj目标控制值,计算模型主要包括:Qh=f(Qf、cf)、Dj=f(Qh、ug)式中ug为节气门进气流速,ug由进气流量传感器检测值确定;③、燃油喷射控制子程序、软件基于爆胎燃油喷射控制结构及流程、控制模式、模型及算法,编制燃油喷射控制程序或软件,采用结构化成程序设计,燃油喷射控制子程序设置:控制模式转换、燃油喷射程序模块主要由减油、断油、动态、怠速联合控制子模块构成;其一、断油及怠速联合喷油控制程序模块:爆胎进入信号ia到来时终止发动机燃油喷射,发动机转速达到怠速门限阈值时转入怠速控制;其二、断油、动态、怠速联合控制程序模块;爆胎控制进入信号ia到来时终止发动机燃油喷射,人工操作界面(包括油门踏板操作界面)或车辆主动驱动控制介入时,燃油喷射转入动态控制模式;该模式中,燃油喷射量Qf以爆胎轮检测胎压pra(或状态胎压pre)、油门踏板正、负行程(±h)为主要参数的非对称函数模型和算法确定;对于无人驾驶车辆,Qf目标控制值由防撞、路径跟踪及至驻车地的车辆行驶加速度为主要参数的数学模型和算法确定,当的目标控制值为0时、燃油喷射进入怠速控制模式;进气量控制程序模块:进气量Qh以爆胎燃油喷射Qf、空燃比cf为主要参数的函数模型确定,并由此确定节气门开度;控制模式转换模块:采用程序、协议或转换器转换的模式和结构,爆胎控制进入信号ia到来时,同时进入爆胎燃油喷射及进气量程序控制;④、电控单元(ECU)ECU独立设置或与车载电控燃油喷射系统(EFI)电控单元同构共用;电控单元主要由单片机、外围电路构、稳压电源构成;采用模块化设计,主要包括输入、信号采集与处理、CAN数据通信、MCU数据处理及控制,驱动输出、监测块;⑤、爆胎燃油喷射执行单元该执行单元设置燃油喷射执行装置,该装置主要由燃油泵、燃油滤清器、燃油压力调节装置、喷油装置、开关电磁阀、或和节气门及怠速控制阀构成;燃油喷射子系统(EFS)控制器根据EFI喷油器结构,EFI的燃油单点、多点或缸内喷射等类型及上述控制模式、模型的组合;在喷油压力保持一定时,喷油量控制转换为有效喷油持续时间控制;喷油控制主要包括时间、空燃比、点火正时控制;时间控制:采用同时、分组或顺序喷油;空燃比控制:采用开环或闭环控制;闭环控制中,通过目标和实际空燃比的偏差信号的反馈,确定喷油脉宽;点火正时控制:主要包括点火提前角控制;⑥、燃油喷射控制结构及流程燃油喷射控制器(110)主要由喷油量控制器(111)和进气量控制器(112)构成;控制器(110)所设电控单元从数据总线(21)获取主控器(5)输出的爆胎信号I,获取电控节气门(ETC)所设传感器(包括油门踏板位置、节气门位置、发动机转速传感器)(113)及燃油喷射系统(EFI)所设传感器(114)(包括节气门进气压力、流量传感器等)检测信号,电控单元微控制器(MCU)控制模块按正常与爆胎工况控制模式、模型和算法进行数据处理,输出信号gm(gm1、gm2),信号gm1控制燃油喷射执行装置(115),信号gm2控制节气门装置(116);i、喷油量控制器(111);爆胎控制进入信号ia到来时,无轮油门操作界面(踏板)处于何种位置,燃油喷射控制器(110)通过后置转换器(117),即行终止正常工况发动机节气门和燃油喷射控制;喷油量控制器(111)转入爆胎控制的减油或断油、动态、怠速控制模式,各控制模块按控制程序及软件进行数据处理,输出信号gm1控制主要由喷油(燃油)泵(118)、燃油压力调节器(119)、喷油器(120)、怠速旁通阀(121)、油箱(122)等构成的发动机燃油喷射装置(115),调节油喷射装置(115)对发动机(126)的喷油,实现爆胎工况燃油喷射控制;ii、进气量控制器(112);正常工况下,控制器112以油门操作界面(踏板)位置为主要参数,建立其参数的数学模型和算法,确定节气门开度;爆胎控制进入信号ia到来时,进气量控制器(112)基于喷油量控制器(111)采用的减油或断油、动态、怠速控制模式,以燃油控制量Qf、空燃比cf为主要参数,通过建立其参数的数学模型和算法,确定节气门开度Dj的目标控制值Djk,并通过Djk确定发动机进气量,Djk与油门踏板位置的实际值无关;Djk确定后,进气量控制器(112)输出信号gm2控制发动机节气门装置(116),调节发动机进气量;进气量控制过程为:空气经进气管、空气滤清器(123)、(空气)流量计(124)、节气门(125)进入发动机(126);在连通节气门体前、后的支管路上设置一怠速空气调节阀(127),用于发动及怠速机辅助进气量调节;燃油喷射控制器(110)根据所设电控单元的结构和类型,设置信号采集与处理模块(128)、数据处理(控制)模块(129)、监控模块(130)、驱动输出(131)、控制模式转换模块(132),其中控制模式转换模块采用后置转换器,燃油喷射控制器(110)输出信号控制燃油喷射执行装置(115)及节气门装置(116),调节发动机(126)输出;9)、爆胎驱动控制及控制器爆胎过程中,车辆(有人和无人驾驶车辆)瞬间出现跑偏甚至侧滑,除进行车轮、车辆稳定性减速控制外,在车辆爆胎防撞、寻址驻车、至驻车位置的路径跟踪特定状态下,启动车辆爆胎驱动控制;爆胎过程中,车辆(有人和无人驾驶车辆)瞬间出现跑偏甚至侧滑,除进行车轮、车辆稳定性减速控制外,在车辆爆胎防撞、寻址驻车、以及在爆胎车辆至驻车位置的路径跟踪特态下,启动车辆爆胎驱动控制;爆胎驱动控制器,基于车载制动系统、发动机电控节气门(ETC)和电控燃油喷射装置(EFI),通过数据总线进行信息、数据交换,实现设备资源共用共享;爆胎驱动控制器主要包括爆胎驱动控制结构及流程、控制模式模型及算法、控制程序及软件、电控单元,按其采用的类型和结构设置相应的软硬件模块,其中电控单元主要由微控制器、专用芯片、外围电路及稳压电源构成;爆胎驱动控制器基于爆胎状态过程、爆胎控制期及防撞控制时区,采用传感设备,实现有人或无人驾驶车辆的车距检测、环境识别模式,按爆胎驱动与车辆前后左右防撞协调控制模式,调节爆胎车辆发动机驱动输出,并根据爆胎车辆平衡驱动与车轮车辆稳态制动协调控制模式、模型和算法,确定控制变量的各驱动轴驱动力(矩)Qp、平衡车轮副二轮(差动)制动力(矩)Qy((包括Qya、Qyb、Qyc、Qyd);作为控制变量的各驱动轴驱动力(矩)Qp可与车辆加速度节气门开度Dj、燃油喷射量Qj、驱动轴车轮角加速度或滑移率Si等效互换,Dp与Dj的互换采用二参数之间相互关系的等效模型,经Qp与Dj现场试验测试的相关数据确定;Qp或Si的等效互换条件为:作为同一参数的车轮有效滚动Ri等效相同;爆胎驱动控制中,发动机输出的驱动力矩,经传动装置及差速器,将相等的驱动力矩传递给驱动轴二轮或独立的四轮;其一、设置人工辅助操作界面的无人驾驶车辆或有人驾驶车辆的驱动控制;爆胎驱动控制器以发动机驱动力矩Qp、节气门开度Dj或燃油喷射控制量Qj之一为控制变量,以检测胎压pra或状态胎压pre、油门踏板行程h为主要参数,按其参数的非对称数学模型,确定Dj、Qj的目标控制值,间接控制发动机驱动力矩Qp;其二、无人驾驶车辆的驱动控制;爆胎驱动控制器以车辆驱动力Qp或车辆加速度节气门开度Dj之一为控制变量,QpDj为无人驾驶车辆驱动实时控制值,该值由下述函数模型确定:Qp=Qpk+Qy′、Dj=Djk+DjaQpk=f(Qpk0,γ)、Djk=f(Dja0,γ)式中QpkDjk分别为车辆中央主控器确定的爆胎车辆路径跟踪所需驱动力、车辆加速度或节气门开度,Qy′为与车辆差动制动力Qy相平衡的驱动力、为车辆驱动力Qy′下的车辆加速度、Dja为车辆获得驱动力Qy′条件下的节气门开度;Qpk0Djk0分别为车辆中央主控器确定的爆胎车辆路径跟踪预定值;γ为爆胎状态特征和控制参数,参数γ为车辆横摆角速度偏差爆胎平衡车轮副二轮等效相对角速度那偏差e(ωe)及角加减速度偏差绝对值增量的增函数、γ为tai减量的增函数;QpkDjke(ωe)、绝对值增量的减函数、并同为tai减量的增函数;当本车进入前(包括前左、前右)车相撞的危险或禁入时区tai,启动本车驱动控制;爆胎驱动控制器以防撞时区tai为参数,建立其参数的函数模型:Qpk=f(tai)、或Djk=f(tai)该模型建模结构为:QpkDjk为tai减量的增函数,当本车退出与前车相撞的危险时区tai,解除爆胎驱动控制或进入车辆路径跟踪的驱动控制;在车速ux低于爆胎控制进入的门限阈值范围内,车辆可实施或不实施车轮整车稳态减速制动控制,或按车辆平衡驱动与车辆稳态控制(差动制动)的协调控制模式、模型和算法,调节发动机输出,实施车辆驱动控制;车轮驱动力矩Qy′与车论差动制动制动力Qy相平衡,Qy′包括Qya′、Qyb′、Qyc′、Qyd′①、设置驱动、非驱动轴车辆的爆胎驱动控制器i、驱动轴车轮爆胎;鉴于该车轴二轮半径Ri和R2、附着系数或摩擦系数μi不相等,驱动轴二轮难以获得理想(目标)、且相等的驱动力矩;爆胎驱动过程中,爆胎驱动控制器采用驱动轴(或驱动轮)驱动及车轮附加差动制动的平衡驱动模式;爆胎驱动控制器以Dj或Qj、爆胎非爆胎轮半径R1和R2、爆胎非爆胎轮附着系数或摩擦系数μi、或和负载Ni为主要输入参数,建立其参数的驱动轴二轮驱动力矩Qp等效模型;其一、爆胎驱动轴驱动力Qp的确定;驱动控制器基于爆胎各控制期,以二轮附着系数车轮半径Ri为参数,建立其参数的爆胎驱动轴二轮(差动)制动力Qya的等效数学模型,该模型主要包括:Qp=Qp+Qya′、Qya′=#Qya式中Qp为爆胎驱动轴驱动力矩,eR(t)分别为爆胎、非爆胎轮附着系数、有效滚动半径之间的偏差,Qya′为与制动力Qya等值的驱动力,即Qya′为与爆胎驱动轴二轮差动制动力Qya相平衡的驱动力矩;Qya的建模结构为:Qya为Qp增量的增函数,为eR(t)绝对值增量的增函数,Qya的增大将增大驱动轴的驱动力矩;爆胎前期,对爆胎车轴二轮通常不施加差动制动的平衡驱动力;真实爆胎及其以后的各控制期,对爆胎车轴的爆胎轮施加差动制动力Qya,即Qya仅分配给爆胎驱动轴二轮中参数(或μe)取值较小、有效滚动半径Ri较小的车轮;其二、对非爆胎非驱动轴;驱动控制器或对非爆胎的非驱动轴二轮施加差动制动不平衡制动力Qyb,通过Qyb差动制动力产生的横摆力矩平衡、平衡爆胎驱动轴二轮半径差eR(t)带来的爆胎驱动力矩对车辆质心的不平衡横摆力矩;该差动制动力Qyb以爆胎驱动轮制动力Qya为主要参数的等效数学模型确定,主要包括:Qyb=f(Qya)、Qyb=KQya式中K为系数;确定Qyb的建模结构为:Qyb为Qya增量的增函数,Qyb的值小于Qya的值;ii、非驱动轴车轮爆胎;爆胎驱动控制器以节气门开度Dj或燃油喷射量Qj为控制变量,基于发动机输出与Dj或Qj的关系模型,调节Dj或Qj的值由此发动机输出;发动机输出的驱动力矩经传动装置及差速器,将相等的驱动力矩传递给驱动轴二轮;驱动力(矩)Qp计算式为:目标控制值为:Qp=Qp0+Qyc′、Qyc′=#Qyc式中Qp0为驱动力的目标控制值,Qyc′为与制动力Qyc等值的驱动力;控制器或同时对非驱动轴爆胎平衡车轮副二轮采用车辆稳态制动C控制,由C控制确定的差动制动力Qyc产生的横摆力矩,平衡车轮爆胎产生的爆胎横摆力矩,实现爆胎车辆平衡驱动及整车稳定性控制;C控制目标控制值确定的附加横摆力矩Mu由车辆横摆角速度、质心侧偏角偏差eβ(t)为主要参数的数学模型确定:式中k1(Pr)、k2(Pr)为爆胎状态反馈变量;②、设置前和后驱动轴的车辆的爆胎驱动控制器前或后驱动轴一车轮爆胎,爆胎驱动控制器以节气门开度Dj或燃油喷射量Qj为控制变量,基于发动机输出与Dj或Qj的关系模型,调节Dj或Qj的值由此发动机输出调节发动机输出,发动机输出的驱动力矩经传动装置及差速器将相等的驱动力矩传递给爆胎和非爆胎驱动轴二轮;爆胎驱动控制器对非爆胎驱动轴采用平衡驱动模式、模型和算法,对爆胎驱动轴采用平衡驱动、非平衡制动模式、模型和算法;i、非爆胎驱动轴二轮通过差速器获得发动机输出的相等驱动力矩;ii、鉴于爆胎与非爆胎轮有效滚动半径Ri、附着系数(或摩擦系数μi)及二轮载荷不同,二轮所受地面驱动作用力(即轮胎驱动力)不相等,采用爆胎驱动轴二轮的不平衡差动制动模式、模型和算法,对爆胎驱动轴二轮中的非爆胎轮进行制动,通过该车轴不平衡制动力Qyd的平衡或补偿,(在理论上)使爆胎轮获得与非爆胎相等的轮胎驱动力;制动力Qyd以本驱动轴获得的驱动力矩Qp、驱动轴二轮有效滚动半径Ri、附着系数(或摩擦系数μi)、二轮载荷Ni为主要参数的等效函数模型确定:Qyd=f(Ri,μi,Ni,Qp)定义二轮参数Ri、μi、Ni的非等效相对偏差(或比例):eR(t)、eN(t),并对该模型进行线性化处理,忽略Ni的变动,确定Qyc的等效函数模型主要包括:式中k1、k2、k3为系数;Qyd的建模结构为:Qyd为偏差eR(t)、绝对值增量的增函数;制动力Qyd的目标控制值需经现场试验予以效定,通过系数k1、k2、k3的调节,调节Qyd的目标控制值;爆胎驱动轮的制动采用闭环控制,转向轮转角为0时,爆胎轮制动力Qyd的实际值始终跟踪其目标控制值,在其制动力的作用下,爆胎轮(在理论上)可获得与非爆胎相等的轮胎驱动力;转向轮转角不为0时,基于车辆转动方向、理论与实际横摆角速度偏差,判定车辆驱动过程中的不足或过度转向,通过调节爆胎驱动轴非爆胎轮制动力Qyd的目标控制值,使驱动车辆保持一种轻度不足转向状态;③、四轮独立驱动车辆的爆胎驱动控制器四轮独立驱动车辆采用平衡车轮副、独立车轮的驱动和制动协调控制模式或采用单一驱动控制模式,驱动、制动协调控制采用的控制参数、控制变量及控制模型与上述驱动、非驱动轴车辆相同;i、四轮独立驱动和制动协调控制模式;主要包括:上述前、后车轴的驱动和制动协调控制及四轮独立驱动与制动的协调控制模式;四轮独立驱动与制动协调控制模式主要包括:各车轮均可采用单独驱动或同时再施加制动的控制模式,以及(前后或对角线)爆胎、非爆胎平衡车轮副二轮驱动、制动的协调控制模式;该模式下,可对爆胎轮施加或不施加驱动力及制动力,对非爆胎轮施加驱动力或同时再施加不施加制动力;并通过非爆胎轮各轮所获得的对车辆质心相同或不同的驱动力矩,补偿爆胎轮所获得的对车辆质心不平衡的驱动力矩及爆胎阻力矩,各轮对车辆质心横摆驱动力矩之和(在理论上)基本为0;ii、四轮独立驱动控制模式,主要包括:四轮独立驱动或二平衡车轮副驱动控制模式;四轮独立驱动模式:非爆胎轮获得的驱动力矩为一种对车辆质心不平衡的驱动力矩,通过该不平衡驱动力矩,补偿爆胎轮所获得的对车辆质心不平衡的驱动力矩或爆胎阻力矩;二平衡车轮副驱动控制模式:爆胎平衡车轮副二轮获得的驱动力矩为一种对车辆质心不平衡的驱动力矩,通过该不平衡驱动力矩,补偿爆胎平衡车轮副二轮获得对车辆质心的不平衡驱动力矩及或爆胎阻力矩,由此整车获得的各轮对车辆质心横摆驱动力矩之和(在理论上)趋于为0或基本为0;④、爆胎驱动控制子程序或软件基于爆胎驱动控制结构及流程、控制模式模型及算法,编制爆胎驱动控制程序或软件;程序采用结构化设计,车轮驱动控制子程序主要包括:爆胎制动和驱动控制模式转换、爆胎驱动轴及非爆胎驱动轴二轮驱动、爆胎驱动轴及非爆胎驱动轴车轮差动制动、非爆胎非驱动轴车轮差动制动、平衡车轮副及独立车轮的驱动和制动协调控制、四轮独立驱动控制程序模块;对于设置驱动及非驱动轴的车辆,爆胎驱动轴二轮通过驱动程序模块和爆胎轮制动程序模块的程序控制,增大爆胎驱动轴二轮的平衡驱动力;或和通过非爆胎非驱动轴车轮差动制动程序模块的程序控制,平衡爆胎驱动轴的爆胎轮半径改变对整车产生的不平衡横摆力矩;对于设置前后驱动轴的四驱车辆,爆胎驱动轴二轮通过驱动程序模块和非爆胎轮制动程序模块的程序控制,平衡驱动轴爆胎轮半径及附着系数的改变对整车产生的不平衡横摆力矩;非爆胎驱动轴二轮则通过非爆胎驱动轴驱动程序模块的程序控制获得整车平衡驱动力矩;驱动控制程序模块:设置发动机节气门或和燃油喷射程序子模块;制动程序模块:设置爆胎轮及非爆胎轮差动制动程序子模块;⑤、电控单元爆胎驱动控制器所设电控单元独立设置或与车载发动机节气门、燃油喷射、制动控制电控单元同构共用;电控单元主要设置:输入、驱动和制动参数信号采集处理、CAN及MCU数据通信、微控制器MCU数据处理及控制、检测、驱动输出模块;10)、转向轮回转力矩控制(简称回转力控制)及控制器回转力控制器基于车载电动助力转向系统(EPS)、电控液压助力转向系统(EPHS),主要包括爆胎回转力控制结构和流程、控制模式模型及算法、电控单元、控制程序及软件,设置爆胎回转力控制子程序及相应的程序模块;电控单元主要由微控制器、外围电路及稳压电源构成,并设置相应的结构及控制模块;控制器所设电控单元独立设置或与车载现有电控助力转向系统同设共构;根据电控单元设置情况,以爆胎信号I为转换信号,采用程序、通信协议及外置转换器等不同的转换结构和模式,实现爆胎回转力控制的进入、退出、正常与爆胎工况控制和控制模式转换;回转力控制器包括爆胎方向判定器及爆胎控制器,控制器设定转向盘转矩控制周期Hn,Hn为设定值或为转向盘转动角速度的函数,即Hn绝对值增量的减函数;回转力控制器采用转向盘转角、转向助力矩、转向盘转矩及其联合控制模式;①、爆胎方向判定器该方向判定器主要用于爆胎回转力矩、转向助力矩、助力电机电流im及助力电机转动方向判定;转向助力控制器规定:转向盘转角δ和转矩Mc(或转向轮转角和转矩)、转向轮所受地面回转力矩Mk(主要包括回正力矩Mj、爆胎回转力矩Mb′),转向盘(或转向轮)转角传感器、转矩传感器所测转角δ和转矩Mc的0点为原点;基于原点规定:转角传感器所测转角增大为正程(+)、转角减小为回程(#);基于转向盘转角传感器所测转角δ的原点(0点),将转向盘转角δ分为左旋和右旋:当转角δ为右旋时,规定转向盘转矩Mc右旋为正(+)、左旋为负(#);当转角δ为左旋时,规定转向盘转矩Mc左旋为正(+)、右旋为负(#);即转向盘转角δ以0为原点、转向盘左右旋向相反时,规定的转向盘转矩的正(+)、负(#)相反;同时规定:爆胎回转力矩M′b、转向助力矩Ma的方向规定与转向盘转角δ方向的规定相同,并用的正(+)、负(#)表示;基于上述规定,对于Mb′及Ma方向判定采用以下多种模式;其一、扭矩方向判定模式;转向盘转角和转矩传感器设置于转向系统的传动轴系中,其中转矩传感器设置于转向盘和转向器之间的转向轴上;基于上述转向盘转角δ和转矩Mc的原点规定,上述转向盘转角δ左、右旋的方向的规定,以及转向盘转矩Mc的规定,建立爆胎回转力矩方向正(+)、负(#)的判断逻辑,根据判断逻辑判定爆胎回转力矩Mb′方向,并根据爆胎回转力矩Mb′方向的正(+)、负(#),判定转向助力矩Ma方向的正(+)、负(#);其二、转角差判定模式;二转角传感器设置于转向系统转轴扭力杆两端(即方向盘一端和转向器一端),测定转轴扭力杆两端对非转动轴系的绝对转角和转角方向,计算二绝对转角间的相对转角及其方向,绝对转角、相对转角的方向及其差值用正(+)、负(#)表示;基于上述转向盘转角δ和转矩Mc的原点规定,上述转向盘转角δ左、右旋的方向的规定,转向盘转矩Mc的规定,以及传感器所测转角和转角差值的正负的规定,建立判断逻辑,根据判断逻辑判定判定爆胎回转力矩Mb′的方向,并根据爆胎回转力矩Mb′方向的正(+)、负(#),确定转向助力矩Ma方向的正(+)、负(#);其三、爆胎轮位置判定模式;基于爆胎轮位置、转向盘转角方向、车辆不足及过多转向的判定,确定爆胎回转力Mb′的方向及转向助力矩Ma的方向;其四、车辆横摆判定模式;以转向盘转角δ的方向、车辆理想与实际横摆角速度偏差的正负,判定车辆的不足或过度转向,由此确定爆胎回转力Mb′及转向助力矩Ma的方向;②、爆胎控制器爆胎回转力(矩)控制主要采用转向盘转角、爆胎转向助力(矩)及转向盘转矩控制模式;i、转向盘转角控制器;该控制器以转向盘转角δ为变量,以车速ux、地面综合摩擦系数μk、车重Nz为主要参数,建立爆胎状态下δ及其导数的特征参数Yk的数学模型:该数学模型主要包括以δ及ux、ux或和μk为参数函数模型:Ykai=f(δai,ux,Nz)、或Ykai=f(δai,uxk,Nz)、Ykai确定的值为转向盘转角目标控制值,Ykbi确定的值为转向盘转动角速度目标控制值,Ykai、Ykbi的值可由上述数学模型或和现场试验确定,式中μk为设定标准值或实时评估值,μk由转向轮触地摩擦系数的平均或加权平均算法确定;Yk的建模结构为:Ykai、Ykbo为μk增量的增函数,Ykai为车速uxi减量的增函数;按车速递减的系列值集合uxi[uxn......ux3、ux2、ux1]确定各车速下对应的转向盘转角δ、转动角速度目标控制值的集合Ykai[Ykan......Yka3、Yka3、Yka2、Yka1]、Ykbi[Ykbn......Ykb3、Ykb3、Ykb2、Ykb1];集合的数值中uxn为爆胎后车辆的最大车速;Ykai集合中的各值为:一定车速uxi、地面综合摩擦系数μk、车重Nz下车辆转向盘转角δ能所能达到的极限值或最优设定值,Ykbi为:一定车速uxi、车重Nz、地面综合摩擦系数μk下车辆转向盘转动角速度能到的限定值或最优设定值;爆胎过程中,定义一定uxi、μk、Nz状态下,车辆转向盘转角目标控制值Ykai与转向盘转角实际转角δyai之间的偏差eyai(t),车辆车速为uxi的状态件下,eyai(t)为正(+)、此时的转向盘转角δyai在δ的限定范围内,偏差eyai(t)为负(#)、控制器以偏差eyai(t)为参数,建立确定转向盘转向助力矩Ma1的数学模型:Ma1=f(eyai(t))在转向轮回转力(矩)控制周期Hn的逻辑循环中,控制器根据偏差的正(+)、负(#)确定转向盘转角δ减小的方向,按数学模型确定的转向助力矩Ma1,控制转向助力电机向转向系统提供一个限制转向盘转角δ增大的回转力矩,直至eyai(t)为0;定义uxi、μk、Nz一定状态下特征参数Ykbi的绝对值与车辆转向盘转动角速度绝对值之间的偏差eybi(t),车速为uxi状态件下,当偏差eybi(t)小于0为负(#)时,控制器以偏差eybi(t)为参数,建立确定转向盘转向助力矩Ma2的数学模型:Ma2=f(eybi(t))在转向轮回转力(矩)控制周期Hn的逻辑循环中,基于数学模型确定的转向助力矩Ma2,根据偏差eybi(t)的正负,按转向盘转动角速度绝对值减小的方向,由转向助力电机提供转向助力或阻力矩,调节转向盘转动角速度,使偏差eybi(t)为0;总之,在车辆一定uxi及μk状态下,控制器按上述控制模式和模型,输出转向助力或阻力矩,控制转向助力电机,向转向系统提供一个限制转向盘转角δ、转动速度的回转力矩,实现车辆爆胎稳定转向控制;该转向盘转角控制模式可独立使用,也可与下述爆胎回转力控制模式同构组成联合控制模式;ii、爆胎转向助力(矩)控制器;该控制器基于爆胎方向判定器的扭矩或转角差方向判定模式,判定转向盘转角δ和转矩Mc(或转向轮转角和转矩)、转向轮所受地面回转力矩Mk(包括回正力矩Mj、爆胎回转力矩Mb′)及转向助力矩Ma的方向;其一、该控制器基于转向盘转角δ、转向盘转矩Mc及爆胎回转力矩Mb′的方向判定,以δ、Mc为主要输入参数信号,以转向盘转矩Mc为变量,以车速ux为参变量,确定爆胎转向助力控制模式、模型及特性函数;首先,在转向盘转角δ的正、反行程上,建立正常工况其变量Mc和参变量ux的转向助力矩Ma控制模型:Ma1=f(Mc,ux)该模型确定了正常工况转向助力矩Ma的特性函数及特性曲线,特性曲线包括直线、折线或曲线三种类型;Ma1的建模结构和特性为:在转向盘转角的正、反行程上,特性函数和曲线相同或不同,并且转向助力矩Ma1为参变量ux增量的减函数、同为转向盘转矩Mc增量绝对值的增函数及减量绝对值的减函数;其中所谓的“不同”是指:在转向盘转角的正、反行程上,特性函数Ma采用的函数模型不同,在变量和参变量Mc或和ux的同一取值点位上Ma1的取值不同,反之为“相同”;基于各参数计算值,制定数值图表,该图表存储于电控单元;正常、爆胎工况下,电控单元按控制器采用的助力转向控制程序,通过查表法,以转向盘转矩Mc、车速ux、转向盘转动角速度为主要参数,从电控单元调用正常工况转向盘转向助力矩Ma1目标控制值;其二、控制器采用多种模式确定爆胎回转力矩Mb′;模式一、采用转向力学状态模式确定爆胎回转力Mb′;爆胎回转力Mb′方向判定成立后,Mb′的值可由转向盘转矩Mc、转向盘转角δ、转向轮所受地面作用力Mk、回正力矩Mj、或和转向盘(或转向轮)回转力矩增量ΔMc为主要参数的数学模型及转向系统力学方程确定;确定Mb′的等效数学模型为:Mb′=f(Mc,Mj,Mk,ΔMc)转向系统力学方程为:式中回正力Mj为δ的函数,Gm为减速器减速比、im为助力装置驱动电流、θm为助力装置转角、Bm为转向系统等效阻尼系数、jm为助力装置等效转动惯量、jc为转向系统等效转动惯量;模式二、采用等效模式和模型确定Mb′;基于爆胎状态、爆胎控制阶段和转向系统的结构,以爆胎轮半径Ri(或纵侧向刚度)、滑移率Si、载荷Nzi、摩擦系数μi、胎压pri,或和等效相对角速度ωe、角减速度转向盘转角δ,车速ux、车辆侧向加速度横摆角速度状态偏差为主要参数,建立其参数的爆胎回转力Mb′等效计算模型,采用PID、滑模控制、模糊、滑模控制算法或爆胎试验,确定爆胎回转力矩Mb′及爆胎平衡回转力Mb的值;其三、控制器通过一附加转向助力矩Ma2与爆胎回转力矩Mb′相平衡,即Ma2=#M′b=Mb;爆胎工况下,转向助力矩Ma目标控制值为爆胎工况下转向盘转矩传感器检测值Ma1与爆胎附加转向助力矩Ma2之和:Ma=Ma1+Ma2其中Mb为爆胎回转力矩Mb′的平衡力矩;转向轮回转力矩控制中,通过补偿模型对转向助力矩Ma进行相位超前补偿,提高EPS系统响应速度;其四、爆胎转向助力(矩)控制器可独立采用,或可与上述转向盘转角控制器组构成联合控制控制器,在车辆一定车速、一定地摩擦摩擦系数μk状态下,通过转向盘最大转角δk或和转向盘转动角速度的限定,有效实现爆胎车辆的稳定转向控制;其五、控制器按转矩Ma与电机的电流im或电压Vm的关系模型:im=f(Ma)、Vm=f(Ma)将转向助力矩Ma转换为助力装置(包括电机)的控制电流ima或电压Vma;转向助力控制器设置爆胎平衡回转力矩|Mb|的助力限定值ab,控制中使|Mb|≤ab、ab小于爆胎回转力矩|Mb′|的最大值,|Mb′|的最大值可由现场试验确定;控制器采用基于相位校正模型的相位补偿器,补偿器之一:以直流斩波(PWM)开关周期Hx(或转向助力控制周期Hn)为参数,建立转向助力相位补偿模型,模型包括:控制中,通过补偿模型对转向助力矩Ma进行相位超前补偿,提高转向轮回转力控制的响应速度;iii、爆胎转向盘转矩控制器;其一、该控制器,基于爆胎方向判定器的扭矩或转角差方向判定模式,直接判定转向助矩力Ma的方向;方向判定模型为:定义转向盘转矩目标控制值Mc1与转向盘转矩传感器实时检测值Mc2之间的偏差ΔMc:ΔMc=Mc1#Mc2根据偏差ΔMc的正负(+、#),确定转向助力矩Ma、助力电机电流im及助力电机转动方向;当ΔMc为正时,转向助力矩Ma的方向为助力矩Ma增大的方向,当ΔMc为负时,转向助力矩Ma的方向为转向助力矩Ma减小的方向,即阻力矩Ma增大的方向;其二、该控制器,以转向盘转角δ为变量,以车速ux、转向盘转动角速度为参变量,建立确定转向盘转矩控制模式、模型及特性函数,其转向盘转矩Mc模型为:Mc=f(δ,ux)或该模型确定了正常工况转向盘转矩的特性函数及特性曲线,特性曲线包括直线、折线或曲线三种类型;特性函数Mc确定的值为车辆转向盘转矩目标控制值,Mc的建模结构和特性为:在转向盘转角的正、反行程上,特性函数和曲线相同或不同,并且转向盘转矩Mc为参变量ux增量的减函数,Mc为δ、增量绝对值的增函数及减量绝对值的减函数;其中所谓的“不同”是指:在转向盘转角的正、反行程上,特性函数Mc采用的函数模型不同,在变量和参变量δ、或和ux的同一取值点位上Mc的取值不同,反之为“相同”;根据特性函数,确定正常工况转向盘转矩目标控制值Mc1,基于各参数计算值,制定数值图表,该图表存储于电控单元;正常、爆胎工况下,电控单元按控制器采用的助力转向控制程序,通过查表法,以转向盘转角δ、车速ux、转向盘转动角速度为参数,从电控单元调用转向盘转矩的目标控制值Mc1;转向盘转矩实际值Mc2由转矩传感器实时检测值确定;定义转向盘转矩目标控制值Mc1与转向盘转矩传感器实时检测值Mc2之间的偏差ΔMc:ΔMc=Mc1#Mc2通过偏差ΔMc的函数模型,确定正常及爆胎工况转向盘助力(或阻力)矩Ma:Ma=f(ΔMc)基于转向特性函数,转向盘转矩控制采用多种模式;模式一、基本回正力矩型,主要采用Mc=f(δ,ux)的转矩函数模型,通过该模型具体的函数形式、包括折线曲线、确定Mc目标控制值Mc1;在转向盘转角的任意点位,Mc1的导数与车辆转向回正力矩Mj的导数基本一致,在Mj的作用下驾驶员获得最佳或较好的转向盘手感;Mc1转矩函数模型中,一定车速ux下,Mc1与回正力矩Mj同随δ增大而增大,Mc1与转向盘转动角速度无关,转向盘转矩传感器实时检测值Mc2(即转向盘手力)随转向盘转动角速度的变动而变动;模式二、平衡回正力矩型,主要采用的转矩函数模型,由该模型具体函数形式,确定的转向盘转矩Mc目标控制值Mc1;在转向盘转角的任意点位,Mc1的导数与车辆转向回正力矩Mj的导数基本一致;Mc转矩函数模型中,一定车速ux条件下,Mc1随δ增大而增大;转向盘转矩Mc的目标控制值Mc1和转向盘转矩传感器实时检测值Mc2(即转向盘手力)与转向盘转动角速度同步相关;在转向盘转矩控制的每一周期Hn中,在转向盘转角δ的正、反行程上,Mc1和Mc2按不同且适当的比例、随着的增大或减小而同步增大或减小;基于转向盘转矩定义:ΔMc=Mc1#Mc2建立Ma=f(ΔMc)的具体适当的函数模型,转向系统在转向助力或阻力Ma的作用下,无论其处于何种工况,驾驶员均可获得最佳的转向盘手感和路感,由此增大转向助力对转向盘转矩的调节力度;其三、控制器按转向盘转矩与电机电流(或电压)的关系模型:imc=f(ΔMc)、Vmc=f(ΔMc)将ΔMc转换为电机电流imc或电压Vmc;在转向盘转矩Mc方向确定的条件下,各参数Mc、imc、Vmc均为矢量;③、爆胎回转力矩控制子程序或软件基于爆胎回转力(矩)控制结构及流程、控制模式、模型及算法,编制爆胎回转力矩控制子程序,该子程序采用结构化设计,主要设置转向相关参数方向判定、转向盘转角δ和转动角速度、爆胎转向助力矩、转向盘转矩、或和爆胎回转力矩控制子程序模块;方向判定模块包括扭矩方向判定、转角差判定,或和转向助力矩直接方向判定程序子模块;转向盘转角δ转动角速度子程序模块:主要由转向盘转角和转动角速度程序子模块构成;爆胎转向助力矩控制程序模块:主要由正常工况转向助力矩E控制程序子模块、转向助力矩与电流电压关系G控制子模块及爆胎回转力矩控制算法程序子模块构成;转向盘转矩控制模块:主要由转向盘转矩E控制程序子模块及转向助力矩力矩与电流电压关系G控制程序子模块构成;④、电控单元(ECU)爆胎回转力控制器所设电控单元与车载电控助力转向电控单元同构共用;电控单元主要设置输入,转向盘转角、转向盘转矩及转向助力矩各参数信号采集处理,CAN及MCU数据通信,微控制器MCU数据处理及控制、控制监测、驱动输出模块⑤、电动助力转向控制执行装置,包括电控机械或电控液压助力转向装置、机械转向系统、转向轮,主要由助力电机或液压助力装置、减速机构、机械传动装置构成;爆胎控制进入信号ia到来时,电控单元按控制程序或软件进行数据处理,输出信号控制助力装置中的电机或液压装置,在规定的转动方向上输出助力转矩,助力转矩经减速机构或和离合器、机械传动机构输入转向系统,在转向盘任一转角位,对转向系统提供转向助力或阻力矩;11)、有人、无人驾驶车辆主动转向控制及控制器有人驾驶车辆主动转向基于车载主动转向系统AFS(active#from#steering)、车辆稳定控制程序系统(ESP)或和四轮转向系统FWS(four#wheel#steering),主要采用AFS、ESP的协调控制模式,由电控机械主动转向控制器或设置路感控制器的线控转向控制器实现;控制器主要包括主动转向控制结构及流程、控制模式模型及算法、控制程序或软件、电控单元;爆胎信号I到来时,控制及控制模式转换器以爆胎信号I为转换信号、采用程序转换、协议转换和转换器转换的模式和结构,实现爆胎控制的进入和退出、正常工况与爆胎工况控制和控制模式的转换;爆胎主动转向控制器主要采用电控机械主动转向及线控主动转向控制两种类型;规定车辆转向轮转角、转矩,或和转向盘转角、转矩及其方向,用正负(+、#)表示;规定转角、转矩的0位为原点,从原点开始、转角和转矩的左旋、右旋为正程,用正值(+)表示,反之回程为负,用负值(#)表示,控制器所涉及的力矩、转角、电机驱动电流(包括Mk、Mh、θe、iz等)均为矢量,该规定同时适用于有人及下述无人驾驶车辆;①、有人驾驶车辆主动转向控制器i、爆胎附加转角θeb方向判定器;按上述转向盘转角δ的0位及方向规定,用正负(+、#)表示;基于δ的方向及横摆角速度偏差eωr(t)的正负(+、#),确定车辆的不足和过度转向,并由转向盘转角δ及其方向、车辆的不足和过度转向或和爆胎轮位置,确定爆胎控制附加转角θeb的方向(+、#);ii、爆胎附加转角控制器;基于转向盘所确定的转向轮转角θea,并对主动转向系统AFS执行机构施加一个不依赖于驾驶员操作确定的附加转角θeb,在车辆稳态控制的临界车速范围内,产生的一附加横摆力矩θeb,平衡车辆爆胎产生横摆力矩,补偿车辆爆胎产生的不足或过度转向,转向轮实际转角θe为转向盘确定的转向轮转角θea和爆胎附加转角θeb矢量的线性叠加:θe=θea+θeb附加转角θeb与爆胎转向角θeb′的关系为:θeb=#θeb′爆胎机械主动转向控制器以转向系统传动比Kh、转向盘转角δ、伺服电机转角θk、车轮速ωi、横摆角速度ωr,或和车辆横向加速度附着系数转向轮滑移Si、胎压pr为主要输入参数,基于爆胎状态参数及其确定的阶段,采用状态差异法或相平面法,建立各转向轮转角θe相应的独立或协调控制模式、模型,采用PID、滑模控制、最优控制或模糊控制等现代控制理论相应控制算法,确定转向系统转角θe的目标控制值;电控机械主动转向控制器采用独立或联合控制模式;其一、确定转向轮附加转角θeb控制模式、模型和算法;控制器以爆胎、非爆胎轮结构力学状态参数、车辆状态参数为输入参数,基于其中的相应参数建立转向轮附加转角θeb的等效数学模型,主要包括:等效函数模型主要包括:θeb=f(eωr(t),e(ωe),λb)θeb=f(eωr(t),prab)对爆胎转向角θeb′进行力学分析,θeb′主要可分解为θeb1′、θ′eb2、θeb3′:θ′eb=θ′eb1+θ′eb2+θeb3′θ′eb3=f(M′b)式中Ri0、Ri、b,e(ωe)、e(Se),M′bux、pri、eωr(t)分别为标准胎压车轮半径、爆胎轮半径、轮距,转向或非转向爆胎平衡车轮副二轮等效相对角速度、角加减速度、滑移率偏差,转向轮爆胎回转力(矩)、车辆横向加速度、车速、爆胎轮胎压、车辆理想和实际横摆角速度ωr1、ωr2之间的偏差;建模结构为:模型中θeb为爆胎平衡车轮副e(Se)绝对值增量的增函数,θeb同为爆胎轮胎压减量Δpri的增函数;当前或后车轮副的一车轮爆胎时,爆胎轮轮径减小,设定各轮均作纯滚动,车辆产生转向角θeb1′;爆胎时,前、后轴平衡车轮副侧向轮胎力不相等、产生的爆胎转向角θeb2′;θeb2′为参数e(ωe)、增量的增函数;转向轮爆胎时,爆胎回转力矩M′b形成,对转向系(盘)的冲击产生爆胎向转角θeb3′,实际控制中需确定θeb3′持续的时间te,持续的时间te过后θeb3′取值为0;由于车辆及主动转向系统(AFS)的惯性、阻尼及爆胎对转向盘的冲击等,爆胎产生的附加转角θeb′与横摆角速度、胎压、转向盘转角δ传感器等检测信号存在时间或相位差,附加转角θeb的控制或采用补偿及补偿系数λ(λa、λb),设置θeb时间滞后补偿系数λa和爆胎冲击补偿系数λb;时间或相位补偿系数λa以主动转向动力机构(包括电机等)的控制周期Hy及综合滞后系数v为参数的函数模型确定,主要包括:λa=f(Hy,v)参数v由系统相关传动装置的惯性和阻尼、传感器检测参数信号的滞后时间、车轮车辆状态对相关参数反应滞后时间等确定,通过补偿提高AFS的响应速度;爆胎冲击补偿系数λb以M′b或和ux为参数的函数模型确定,主要包括:等式中为M′b的导数,根据转向系统的传动比将θeb转换为转向盘附加转角Δδ;转向轮爆胎平衡附加转角θeb或采用其参数的一定的控制算法确定,算法包括:Δpri=pra0#pra式中pra0为标准胎压,pra为胎压传感其检测胎压及变化率,kp、kI、kD分别为比例、积分、微分系数,eωr(t)为横摆角速度状态偏差,k0、K1为系数;其二、主动转向协调控制模式该模式基于ESP(电子稳定控制程序系统)、AFS(主动转向系统)或和FWS(四轮转向系统),要采用ESP与AFS或和FWS多种协调控制模式;协调控制模式一、建立AFS、FWS与ESP二系统共用参考模型,二系统以共用参考模型为跟踪目标,通过主动转向系统(ASSA、SBWS、SAWS)在相关方向上产生相位一致的横摆力矩,确定爆胎产生的横摆力矩的方向,使二系统产生的横摆力矩与爆胎横摆力矩相平衡;控制模式二、基于车辆二或和多自由度运动微分方程,建立与车辆爆胎转角θ′eb相平衡的附加转向角θeb参考模型,根据参考模型确定的目标状态参数与车辆实际状态参数的偏差,确定车辆补偿的横摆力矩,使车辆始终跟踪参考模型,按一定规则和分配比例将横摆力矩分配给制动系统横摆力矩控制器(DYC)和前轮主动转向系统(AFS)或/和FWS转向系统,并控制车辆横摆DYC、AFS或/和FWS相互切换的频率;控制模式三、采用滑模控制;基于AFS滑模控制和状态反馈变力矩VTD(variable#torque#distribution)的分配及控制,提出模糊规则:小横摆力矩下、仅启动AFS,中等横摆力矩由AFS和VTD共同承担,大横摆力矩完全由VTD承担;基于主动转向系统结构,建立伺服电机、机械转向装置、角位移叠加装置和转向轮系统动力学模型,确定系统动态响应、超调量、稳定时间等动力学特性参数;控制器采用转向轮转角θe与转向轮驱动转矩Mh双参数联合控制模式:控制器以转向系统传动比Kh、转向盘转角δe、转向轮所受地面回转力Mk、转向轮回转驱动力矩Mh或转向伺服电机输出的转向力矩为主要输入参数,以θe、Mh为控制变量,确定转向轮目标转角与实际转角、转向轮目标转矩与实际转矩之间的偏差;在Mk、Mh的作用下,通过回转驱动转矩Mh及转向轮转角θe的主动或自适应调节,控制转向轮转角θee的实际值始终跟踪其目标控制值,转向伺服电机输出的转向力矩(或Mh)始终跟踪其目标控制值,通过θe与Mh双参数联合控制,实现爆胎附加转角补偿及减小爆胎回转力对转向盘的冲击;iii、爆胎主动转向控制子程序或软件;基于爆胎主动转向控制结构及流程、控制模式、模型及算法,编制爆胎主动转向控制子程序,该子程序采用结构化设计,主要由爆胎附加转角方向判定、爆胎附加转角、转向轮转角、爆胎主动转向与电子稳定控制程序系统ESP控制协调、或和爆胎主动转向回转驱动力矩程序模块构成;爆胎附加转角模块:主要由爆胎附加转角控制模式模型和算法、四轮转向系统FWS前后车轴转角分配程序子模块构成;iv、电控单元;爆胎主动转向控制器所设电控单元与车载主动转向电控单元同构共用;电控单元主要设置输入、车轮车辆相关参数信号采集处理、数据通信、微控制器MCU数据处理及控制、微控制器MCU最小化外围电路、驱动输出、控制监测模块;v、主动转向执行单元;采用电控机械主动转向装置(或采用设置路感控制器的线控转向执行装置,参见下述有人驾驶车辆线控主动转向控制执行单元相关章节);电控机械主动转向装置主要由机械式转向系统及主动转向装置构成,主动转向装置通常设置于转向系统的转向轴和转向器之间,由双行星齿轮机构实现转向盘转角θea和伺服电机附加转角θeb的叠加,主动转向系统(AFS)或与助力转向系统(EPS)或构成为组合装置;②、有人驾驶车辆线控主动转向控制及控制器该控制器为一种高速容错总线连结、高性能CPU控制和管理、由方向盘操作控制的线控转向控制器;线控转向控制器采用冗余设计,设置各转向轮线控系统组合结构,采用前轮线控转向、后轮机械转转向或四轮线控独立转向多种结构和控制模式,主要包括二、三或四组电控单元(ECU)或和一套机械转向系统,两重或多重软件及其硬件的组合设置;转向系统主要由转向盘和转向轮模块构成,二模块分离或用离合器联结;转向轮模块通过转向电机、转向机械和转向轮构成动力学系统;转向盘模块通过转向盘及线控系统构成电控转向系统;系统组构转向、路感反馈及转向失效多个功能环,构成转向轮转角、回转力矩、或和转向盘力等多个反馈控制环,实现转向轮转角、转向轮回转力自适应控制;线控转向控制器设置机械线控转向、各轮差动制动横摆力矩辅助转向的故障失效控制模式和控制器;线控转向控制设置信息单元、控制器和执行单元;信息单元主要包括转向轮转角、转矩及其方向,或和转向盘转角、转矩及其方向传感器,以及各传感器检测信号处理电路;采用X#by#wire总线,并通过车载数据总线与本控制器、车载系统进行信息、数据交换;控制器主要设置转向轮、转向路感、线控故障失效子控制器,电控单元,控制程序及相应的结构和功能模块;转向控制执行单元为一个机械动力学系统;控制器以转向轮转角θe、转向回转力矩Mk和转向轮回转驱动力矩Mh为主要参数,建立该系统动力学方程,该方程主要包括:Mk=Mj+Mb′+Mm式中ju、Bu分别为转向系统等效转动惯量、等效阻力系数,Mb′为爆胎回转力矩、Mm为转向轮所受地面的回转摩擦力矩、Mj为回正力矩,Mk的大小和方向均动态改变;对于采用转向电机、齿轮传动装置、转向轮的转向系统,其动力学模型为:i、转向电机模型:Tm=ktim式中Tm、Jm、θm、Bm、G、kt、im分别为电机转矩、转动惯量、转角、粘性摩擦系数、转速比、电磁转矩常数、电流;Ta为小齿轮轴力矩,Ta由转向轮回转力矩Mk的数学模型确定:Ta=f(Mk)Mk由转向系统所设力矩传感器检测参数值确定,采用等效模型时:Ta=λaMkλa为等效系数,λa由车轮和转向机构的转动惯量Jma及其粘性摩擦系数及等参数确定;ii、转向电机及电器模型:式中Vm、R、Lm分别为反电动式、电枢电阻、电感;iii、转向轮与转向机构模型:式中Tr、Js、Bs分别为等效的小齿轮轴转向阻力矩、转向轮和转向机构转动惯量、各传动装置粘性摩擦系数;忽略电机扭转刚度、考虑电机与小齿轮轴的速度匹配、θm=Gθs,忽略Tr、进行拉氏变换、得传递函数:采用PID控制算法,整数、分数阶PIλDμ控制器的传递函数为:当λ、μ取值为0或时,构成为整数阶PID、PI或PD控制器,在转向电机转动方向确定的条件下,由控制器确定驱动电流、电压及转向轮转角;采用分数阶进行控制时,系统响应时间及超调量基本保持不变;其它现代控制理论的模糊、神经网络、最优等相应控制算法及控制器略;基于系统动力学方程,线控转向控制器建立正常、爆胎、颠簸路面、驾驶员超调及故障控制模式、模型和算法,采用转向轮转角θe与转向轮回转驱动力矩Mh双参数藕合控制模式,在转向轮转角控制中,同时控制θe与Mh两个参数;转向控制器所设电控单元按线控转向控制模式、模型和算法进行数据处理,输出信号控制线控机械转向系统,实现线控主动转向控制;i、转向轮控制器;其一、转向轮转角控制;正常、爆胎工况下,基于正常工况转向盘转角δea确定的转向轮转角θea,控制器对转向系统施加一个不依赖于驾驶员的爆胎附加转角θeb,在车辆稳态控制的临界车速范围内,产生的一附加横摆力矩平衡车辆爆胎产生横摆力矩,补偿车辆爆胎产生的不足或过度转向,转向轮转角θe为转向轮转角θea和爆胎平衡附加转角θeb矢量的线性叠加:θe=θea+θeb式中θea为正常工况由转向盘转角δea确定的转向轮转角,θea由δea和转向系统传动比Cn确定,θeb与爆胎转向轮转角θeb′的关系为θeb=#θeb′;转向轮控制器以爆胎轮传感器检测胎压pra、车速ux、转向盘转角δ、车辆横摆角速度ωr、质心侧偏角β为主要参数,建立其参数的爆胎附加转角θeb的等效数学模型,模型主要包括:θeb=f(pra,,eωr(t),eβ(t),ux)式中eωr(t)、eβ(t)分别为车辆理想和实际横摆角速度、质心侧偏角之间的偏差,e(ωe)为转向轮爆胎平衡车轮副左右轮等效相角速度偏差,μi为地面摩擦系数;确定θeb的具体数学表达式包括:θeb=kωreωr(t)+kββ+kee(ωe)式中kωr、kβ、ke分别为横摆角速度ωr、质心侧偏角β及e(ωe)参数的反馈系数;θeb或采用其参数的PID、模糊等现代控制理论的相应算法确定;设定转向控制周期Hy,Hy为设定值,Hy或由单位时间内参数Δδ、fy的数学模型确定:Hy=f(Δδ、fy)式中Δδ为单位时间内转向盘转角正和负变动次数ni变动量绝对值之和,fy为电机或转向系统响应频率;爆胎控制中,转向轮控制器以转向轮转角θe为控制变量,以转向盘转角δea、系统转向传动比Cn、爆胎平衡附加转角θeb主要参数,建立其参数的数学模型,确定θe的目标控制制,模型主要包括:θe=f(δe,Cn)、δe=δea+δebθea=f(δea,Cn)θeb=f(δeb,Cn)、θe=f(δea,Cn)+f(δeb,Cn)式中δeb为θeb和Cn所确定的转向盘爆胎平衡附加转角;线控转向控制器采用二转向轮的独立或同一控制结构,独立结构中转向轮转角θe目标控制值θe1和实际值θe2为单个车轮各自的参数值,同一控制结构中θe1、θe2为二轮共有的参数值;非爆胎时e(ωe)、取值为0,爆胎进入信号ia到来时e(ωe)、的值由前述车轮的检测参数采用一定算法确定;传动比Cn为常数值或通过数学模型确定的动态值;Cn为常数K时,车辆转向稳态横摆角速度增益ωr/δ)e为车速的函数,由此加大了驾驶员转向的要求和负担;基于人#车#路闭环动力学模型、车辆动力学模型,确定Cn的动态函数模型由ux,ay,β,ωr中的参数之一或多个参数的数学模型确定,模型主要包括:Cn=f(ux)、Cn=f(ωr)、Cn=f(ux,ay,β,ωr)式中车辆侧向加速度ay、车辆质心侧偏角β,横摆角速度ωr为状态反馈参数,通过ωr、ay,β的反馈,调节车辆的Cn,由此控制车辆的转向特性,改善ωr、β响应速度及驾驶员路径跟踪的能力,补偿车辆负载及操纵条件(包括路面摩擦系数等)变化,使车辆转向特性不受车速ux、转向盘转角δe变化的影响;定义转向轮转角θe的目标控制值θe1与实际值θe2之间的偏差:e(θe)=θe1#θe2其中实际值θe2由设置于转向轮转向驱动系中的转角或位移传感器实时检测值确定;基于偏差e(θe),采用开环或闭环控制,在转向轮控制周期Hy的循环中,转向轮转角的实际值θe2始终跟踪其目标控制值θe1;电机的转动方向由偏差e(θe)的正(+)、负(#)确定,e(θe)为正时电机的转动方向为θe增大的方向,反之为其减小的方向;其二、转向轮回转驱动力矩Mh控制器;控制器以转向盘转角δe、转向轮所受地面回转力Mk、转向轮回转驱动力矩Mh为输入参数,以θe、Mh为控制变量,在Mk、Mh的作用下,通过驱动转矩Mh及转向轮转角θe的主动或自适应联合调节,控制转向轮转角θe,使θe的实际值始终跟踪其目标控制值;爆胎时,产生爆胎回转力矩Mb′,地面作用于转向轮回转力矩Mk的大小和方向均发生改变,在转向轮转角θe控制的同时,需实时进行转向轮回转驱动力矩Mh调节;确定Mh采用两种模式;模式一、在转向轮与转向系统之间的机械传动机构中设置转向回转力或力矩传感器,检测转向轮的回转力矩Mk;根据微分方程:确定Mh的目标控制制,式中ju、Bu分别为转向系统等效转动惯量、等效阻力系数;鉴于传感器的检测信号的滞后,对Mk进行相位补偿;在转向控制周期Hy循环中,补偿系数Ge(y)采用以转向轮转角目标控制值θe1与实际值θe2之间的偏差e(θe)及其导数传动装置阻尼系数为主要参数的数学模型确定:其中Ge(y)为、e(θe)、绝对值及增量的增函数;模式二、在转向控制周期Hy循环中,控制器以e(θe)、e(ωe)为主要参数,建立其部分或全部参数的等效数学模型,确定转向轮回转力(矩)Mk及转向轮回转驱动力矩Mh,数学模型主要包括:采用确定Mh的等效数学模型,其数学表达式包括:控制模型和算式中,Ge(y)为补偿系数、Hy为转向控制周期、为转向轮转角θe的目标控制值θec与实际值θed之间偏差的导数,k1、k2为系数,转向轮爆胎平衡车轮副左右轮等效相角速度偏差e(ωe)可由二转向轮等效相对滑移率偏差e(Se)取代;基于转向系统结构,建立转向系统包括电机、转向机构(齿轮齿条等)及车轮的动力学模型,对模型进行拉氏变换,确定传递函数,采用PID(包括整数、分数阶PIλDμ)、模糊、神经网络、最优等现代控制理轮相应控制算法,设计转向控制器,使系统响应时间及超调量保持在一最佳的范畴(包括基本不变);线控转向控制器通过理想传动比及动态传动比Cn的控制,横摆角速度ωr、质心侧偏角β等参数的状态反馈,转向轮转角θe与转向轮回转力矩Mk或转向驱动力矩Mh的控制藕合,确定转向控制中相关参数(包括车辆横摆角速度ωr等)的动态响应,解决超调量、稳定时间、(爆胎)回转力矩大小、方向急剧改变等技术问题;ii、路感控制器;该控制器主要包括电机、磁流变体,或和操纵杆、踏板等新型人机操作界面采用的路感控制器,通过路感控制,使驾驶员感受车轮车辆对地附着状态、侧偏力及转向系统路感反馈逆效应;路感控制器采用PID、模糊、滑模、遗传、神经网络、自抗干扰控制(ADRC)等现代控制理论的相应算法设计,包括基于模糊PID控制设计的线控液压转向系统的路感反馈控制器;基于转向盘转角、车速、车辆侧向加速度与转向阻力矩的关系、应用多变量模糊控制算法,设计一种参数及路感数据调整控制器,该控制器包括基于BP神经网络整定的PID自适应控制器等;路感控制器采用真实和虚拟两种控制模式,该模式同时适用于正常、爆胎工况;其一、真实路感模式;控制器设置转向轮回转驱动力矩Mh(或Mk)检测传感器,以转向轮回转驱动力矩Mh(或转向轮所受地面回转力矩Mk)、转向电机电流is之一为变量,以车速ux、地面模摩擦系数μ、横摆角速度ωr、转向盘转角δe及侧向加速度ay为主要参变量,建立真实路感装置反馈力Mwa的数学模型,主要包括:Mwa(Mh,ux,ωr,ay,μ,δe)由此确定路感反馈力Mwa对于转向轮回转力矩Mh(或Mk、is)及其参变量的特性函数;其中转向轮回转力矩Mk主要由回正力(矩)Mj、爆胎回转力矩Mb′及地面回转摩擦力矩Mm构成,并为其矢量和:Mwa(或路感电机电流it)的建模结构包括以下所述:模型中Mwa(或it)为转向轮回转力矩Mk(或Mh)绝对值、摩擦系数μ、转向盘转角δe的增量的增函数,Mwa(或it)为车速ux、侧向加速度ay、横摆角速度ωr的减函数,并可基于所测转向轮回转力矩Mk,通过参变量ux、μ、ωr、δe对Mwa进行线性化处理;设定参变量μ、δe的取值区间,在μ、δe区间各参变量的取值对Mwa具有不同的权重;当ay大于限阈值ca1......can、当ωr大于限阈值cω1......cωn,分别逐级加大参变量ωr的权重,使路感反馈力Mwa(或it)减量的梯度增大,直至Mwa(或it)为一常数或0;采用转向轮回转驱动力矩Mh(或齿轮齿条传动力)传感器检测值确定Mk的值及其方向;鉴于线控转向系统的转向盘与转向轮机械传动装置断开,正常、爆胎工况下,定义转向轮回转驱动力矩Mh与回正力(矩)Mj、地面回转摩擦力矩Mm之间的偏差ehj(t):根据ekj(t)的正、负,确定Mwa(或it)的方向;真实路感装置反馈力Mwa的等效数学表达式,主要包括:Mwa=f(ekj(t),Mj,Mm,ux,ωr,ay,μ,δe)各参数的意义与上述相同;其二、虚拟路感模式;线控转向控制器不设转向轮转矩传感器,基于虚拟车轮、车辆相关模型和观察器,采用多种虚拟路感模式;模式一、主要以转向盘转角δe、转向盘转矩Mc、或和转向(电机)电流传感器检测参数信号is,建立路感反馈力Mwb的模型,模型主要包括:Mwb(Mkb,δe,ux,ωr,ay)Mwb(is,δe,ux,ωr,ay)采用一定算法,确定Mwb的目标控制值Mwb0;式中转向轮回转力(矩)Mkb的值由上述转向轮回转力(矩)Mk或和转向轮回转驱动力矩Mh的数学模型确定,主要包括:式中参数θe1、θe2为转向轮转角目标控制值、实际值,e(ωe),Jw的名称和意义如前所述;模式二、采用轮胎力估算方法,将摩擦力建模为随机Gass#Markov过程,设计扩展卡尔曼滤波器,估算转向轮回转力矩Mk,基于Mk确定路感反馈力Mwb;模式三、建立转向系统模型及转向系统微分方程:利用二自由度整车模型作为虚拟车辆参考模型,确定转向盘路感反馈力Mwb;路感控制器的控制过程中,基于路感模块的路感电机或磁流变体的路感装置,使驾驶员通过转向盘、转向操纵杆或转向踏板等操作界面,获得反映路面、车轮、车辆行驶状态的路感信息;iii、转向系统(AFS)与电子制动稳定程序(ESP)系统协调控制器;基于上述有人驾驶车辆AFS与ESP协调控制模式,根据爆胎状态、爆胎控制期及前后左右防撞控制时区,协调控制器采用车辆稳态制动控制中的车轮稳态、平衡制动力、车辆稳态及制动力总量(A、B、C、D)控制类型的逻辑组合,通过各轮差动制动不平衡制动力矩产生的横摆力矩及转向轮转角调节的控制协调,实现车辆方向、姿态控制及路径跟踪;iv、线控转向失效判定器;其一、失效判定器采用转向盘转角、转向轮轮转角、车辆状态参数及电参数失效判定模式,该模式以转向盘转角δe、转向轮转角θe、车速ux、横摆角速度ωr、质心侧偏角β为主要参数,建立失效判定响应函数Zk,函数包括:Zk=f(δe,e(θe),ux)、Zk=f(e(θe),δe,ux,ωr,β)采用PID、模糊等控制算法,确定Zk失效判定值,式中e(θe)为转向轮转角的目标控制值θe1和实际值θe2之间的偏差,δe,ux,ωr,β参数的意义同前;设定门限阈值cwk,按门限模型,当Zk达门限阈值cwk时,判定线控制动失效;其二、失效判定器采用电控装置参数的正、逆向失效判定模式;正、逆向故障失效判定是指:线控控制结构单元(主要包括信息单元、控制器、执行单元)电控参数在信号传递正、反方向上的过程失效判定;该结构单元所设检测及控制参数的信号的输入不为0,相应参数信号输出为0,为正向故障失效判定;反之信号输入为0,输出不为0,为逆向故障失效判定;正、逆向失效判定采用0和非0的逻辑门限模型及判断逻辑,满足模型规定的0和非0的逻辑判定条件,则判定线控控制系统故障失效,失效控制器输出失效控制信号iz;v、线控转向失效控制器;有人驾驶车辆线控转向失效控制;保留一套机械转向系统,采用二前轮(二轮独立或同一)线控转向、并保留一套机械转向控制器的控制模式和结构;正常工作时转向盘和转向轮两个模块断开,线转向系统失效时控制器输出的失效控制信号iz,控制离合器闭合,转向盘和转向轮模块的机械联结,由驾驶员转向盘操作,实现人工机械转向;vi、爆胎线控转向控制程序或软件;基于有人驾驶车辆爆胎主动转向控制结构和流程、控制模式、模型及算法,编制爆胎主动转向控制子程序,该子程序采用结构化设计,主要设置转向轮转角、转向轮回转驱动力矩、主动转向与电子制动稳定控制程序系统控制协调、主动转向与稳定驱动系统控制协调、前后车轴转向轮转角分配、线控转向失效判定、线控转向失效控制,转向路感各程序模块;转向轮转角程序模块:主要包括转向轮转角及爆胎附加转角程序子模块;转向路感程序模块:主要包括真实路感或虚拟路感程序子模块;线控转向失效控制模块:主要包括转向盘和转向轮机械离合控制、线控失效控制程序子模块;vii、电控单元;爆胎主动转向控制器所设电控单元与车载主动转向电控单元同构共用;该电控单元主要设置输入、车轮车辆状态相关参数信号采集处理、数据通信、转向失效控制模式转换、微控制器(MCU)数据处理及控制、MCU最小化外围电路、控制监测及驱动输出模块;viii、线控转向执行单元;该执行单元设置转向盘、转向轮二模块;转向盘模块主要包括转向盘、转向柱、路感电机或用于路感的磁流变体液路传感装置、减速装置、转向盘转角及转矩传感器;转向轮模块主要由转向电机、减速装置、传动装置(主要包括齿轮齿条或转向拉杆、离合器)及转向轮构成;③、无人驾驶车辆爆胎线控主动转向控制器线控转向控制器为一种高速容错总线连结、高性能CPU控制和管理的主动转向控制器,该控制器采用冗余设计,设置各转向轮线控系统组合结构:采用前后车轴或四轮线控独立转向等多种控制模式和结构,设置二或三组(人工智能)中央主控计算机、两重或三重线控转向控制电控单元,两重或多重软件,二或三组电控单元与主动转向电动机的独立组合结构;该控制器,基于转向轮、转向电机、转向装置及地面作用力构成的动力学系统,形成线控转向、路面状态反馈、转向失效多个控制功能环及反馈控制环;控制器设置转向轮、线控故障失效或和转向路感子控制器,采用线控转向、制动系统各轮差动制动产生的横摆力矩辅助转向的转向故障失效控制模式,实现线控转向失效保护;线控转向控制器采用X#by#wire总线,并通过车载数据总线与本控制器、车载系统进行信息和数据交换;线控转向控制信息单元:设置转向轮转角、转矩及其方向,或和转向盘转角、转矩及其方向,转向驱动电机转角和转矩及其方向传感器,传感器检测信号经检测信号电路处理后输入数据总线;线控转向控制器:从数据总线获取各传感器检测信号及相关参数导出信号,按车辆爆胎制动或驱动、防撞、主动转向协调控制模式、模型进行数据处理;该控制器所设电控单元:输出各工况控制信号,控制各轮线控转向执行装置,通过转向动力学转向系统,进行车辆主动自适应方向修正,实现车轮和车辆稳态、车辆转向、车道保持、路径跟踪及姿态控制;i、爆胎转向控制器;该控制器以车辆转向角θlr(或转向轮转角θe)、转向轮回转驱动力矩Mh为控制变量,控制器基于中央主控器路径跟踪确定的车速ux、车辆转向角θlr、转向轮转角θe目标控制值,按爆胎主动转向控制模式、模型,通过转向轮转角θe、转向轮回转驱动力矩Mh双参数联合(耦合)控制算法,计算爆胎状态下θe或θlr的目标控制值;其一、转向轮转角控制器;控制器基于中央主控器输出的正常工况车辆转向角θlr、转向轮转角θe目标控制值,按θlr、θe的值进行车辆方向控制;定义车辆和车轮的两类偏差;偏差一:中央主控器确定的车辆路径规划、路径跟踪的理想转向角θlr与车轮实际转向角或θe′之间的偏差θen(t):eθT(t)=θlr#θe′偏差二、车辆理想转向角θlr与车辆实际转向角θlr′之间的偏差eθlr(t):eθlr(t)=θlr#θlr′设定转向轮转角动态控制周期Hθn,Hθn以车速ux、转向轮转角偏差eθlr(t)为主要参数的等效模型及算法确定:Hθn=f(ux,eθlr(t),)Hθn的建模结构包括:Hθn为ux、eθlr(t)绝对值增量的减函数;在转向轮转角θe控制的周期循环中,通过减小控制周期Hθn,使单位时间内爆胎车辆行驶轨迹偏差及横向位移的修正量大于正常工况;在转向轮转角控制周期的逻辑循环中,控制器以eθlr(t)、eθT(t)、θe为参数,建立爆胎状态下本周期转向轮理想转角θe的目标控制值θek控制模型及函数模型:θek(eθT#1(t),eθlr#1(t),θe)、θek=f(eθT#1(t),eθlr#1(t),θe)式中eθT#1(t)、eθlr#1(t)为前一周期的参数值,;定义转向轮理想转角θek与实际转角θe′之间的偏差eθ(t),转向轮转角θe采用闭环控制,每一控制周期Hθn内,以0偏差eθ(t)为控制目标,使转向轮转角的实际值θe′始终跟踪θek的目标控制值;其二、转向轮回转驱动力矩控制器;控制器以转向轮转角θe、转向轮回转力(矩)Mk、转向轮回转驱动力矩Mh为主要参数,建立其参数的转向系统动力学方程:基于该方程确定转向轮回转驱动力矩Mh目标控制值Mhk,式中ju、Bu分别为转向系统等效转动惯量、等效阻力系数;爆胎控制过程中Mk的大小和方向均动态改变,Mk的值由设置于转向轮与转向驱动电机之间、械传动机构中转矩传感器检测值确定;转向轮回转力(矩)Mk或由转向轮转角θe、地面摩擦系数μ、转向系统转动惯量jr为主要参数的等效数学模型确定:该模型的函数表达式为:式中Mmk为转向轮所受地面的回转力阻力矩、Mj为回正力矩;控制器采用闭环控制,按转向轮转角θek、转向轮回转驱动力矩Mh双参数联合(耦合)控制模式、模型和算法,在正常、爆胎、颠簸路面及Mmk变动的状态下,主动调节转向系统驱动电机对转向轮输出转向轮转角的目标控制值θek及回转驱动力矩Mhk,使θe及Mh始终跟踪其目标控制值;ii、转向系统(AFS)与电子制动稳定程序系统(ESP)协调控制器;该协调控制器,按上述有人驾驶车辆AFS与ESP协调控制模式,基于爆胎状态、爆胎控制期及前后左右防撞控制时区,协调控制器采用车辆稳态制动控制中的车轮稳态、平衡制动、车辆稳态及制动力总量(A、B、C、D)控制的逻辑组合,通过各轮差动制动不平衡制动力矩产生的横摆力矩及转向轮转角的控制协调,实现车辆稳态制动或驱动、车辆方向、车辆姿态控制及路径跟踪;iii、线控转向失效判定器;其一、采用上述线控转向失效判定器确定的电控装置参数正向、逆向失效判定模式;其二、采用转角偏差判定模式:以车轮理想转向角θe与实际转向角或θe′之间的偏差eθn(t)为主要参数,在确定车辆(人工智能)中央控制计算机正常工作的条件下,采用其参数的门限模型,在转向轮转角控制周期循环中内,计算所设n个周期内参数eθn(t)绝对值的累加值ψθr:计算偏差的门限阈值Cθlr:Cθn=f(θen,ux)按门限模型,ψθn达门限阈值Cθn则判定线控转向失效;iv、线控转向失效控制器;其一、线控转向控制器、电控单元(ECU)及传感器等采用容错设计方案;根据控制器结构、控制模型及算法,基于电控装置、轮速、人工操作界面、各传感器冗余信息,确定与容错对象相关联的电控装置、传感器,通过残差等方式进行故障判定,故障信息存储于电控单元,采用声、光报警器报警,提示驾驶员时效处理;其二、线控转向失效控制器采用前或后车轴独立转向二轮或线控独立转向四轮的控制模式和结构,通过电控装置参数的正、逆向失效判定模式进行转向失效判定;判定线控转向系统任一独立或多个车轮转向失效后,线控转向控制器发出失效控制信号izi;线控转向失效控制器、电控单元(ECU)或控制模块对未失效的线控转向系统车轮转向角θe及转向轮回转驱动力矩Mh进行重新分配,由其承接并实施整车的线控转向;其三、线控转向整体失效控制器;对于有人或无人驾驶车辆,转向整体失效时,系统中央主控器所设线控转向整体失效控制器、中央主控计算机,按线控转向失效控制的制动转向模式、模型及算法进行数据处理,输出信号控制液压制动子系统(HBS)、电控液压制动子系统(EHS)或电控机械制动子系统(EMS),通过各轮不平衡差动制动,辅助实现线控转向失效控制;中央主控器设置制动转向控制器,该控制器采用车辆各轮差动制动产生附加横摆力矩进行车辆辅助转向模式和结构,转向失效控制信号iz到时,控制器基于车辆稳定控制系统(VSC)、车辆动力学控制系统(VDC)或电子稳定程序系统(ESP),采用车轮稳态制动、各轮平衡制动、车辆稳态(差动)制动、制动力总量(A、B、C、D)控制等四种制动控制类型的控制模式、模型和算,以车辆理想与实际横摆角速度、质心侧偏角之间的偏差eβ(t),车辆(或车轮)理想转向角θlr(或θei)与实际转向角θlr′(或θei′)之间的偏差eθl(t)、eθi(t),以及车速ux为输入主要参数,采用逻辑组合;按车辆运动方程(包括二自由度及多自由度)车辆模型,确定一定车速ux或和地面附着系数μ下的转向盘转角δe与车辆横摆角速度ωr之间的关系模型,计算车辆理想横摆速度ωr1和质心侧偏角β1,车辆实际横摆角速度ωr2由横摆角速度传感器实时测定;定义车辆理想与实际横摆角速度、质心侧偏角之间的偏差eβ(t):eβ(t)=β1#β2以eβ(t)为主要参数,建立其参数的数学模型,通过LQR理论设计的无限时间状态观测器,确定车轮差动制动下产生的最优转向附加横摆力矩Mx,建立线控转向车辆转向轮转角θe与车辆横摆力矩Mx之间的关系模型,模型数学表达式主要包括:θe和Mx的一般数学式主要包括:θe=f(Mx)由θe的数学模型确定转向轮转角的目标控制值,式中k1、k2为状态反馈变量或参变量,k1、k2采用上述正常或爆胎工况主动转向状态反馈变量的控制模型和算法确定;正常、爆胎等工况下,最优转向横摆力矩Mx的各轮分配采用制动力Qi、角加减速度角速度负增量Δωi、滑移率Si等参数的分配和控制形式,并且其分配和控制主要限于车轮制动模型特性函数(曲线)的稳定区域:Fxi~Qi、Fxi~ΔωiFxi~Si式中Fxi为各轮所受地面纵向轮胎力,通过制动控制等逻辑组合的周期循环,进行转向失效控制;人工操作界面制动与车轮主动差动制动并行操作状态下,线控转向失效控制采用的控制逻辑组合,B控制的制动力由人工操作界面输出的制动力的函数模型确定,当有车轮进入防抱死控制时,在新的制动周期Hh中,减小各轮平衡制动B控制的制动力Qi或减小Δωi、Si,直至B控制分配的各轮平衡制动力Qi或Δωi、Si为0;按门限模型,当偏差(或和eβ(t))的绝对值小于设定门限阈值时,采用制动控制逻辑组合,当其大于时采用的制动控制逻辑组合,通过制动周期Hh的逻辑循环,实现线控转向整体失效控制及稳定减速控制;v、线控转向控制子程序或软件;基于中央主控器的环境感知、定为导航、路径规化、控制决策主程序,按爆胎主动转向控制结构和流程、控制模式、模型及算法,编制爆胎主动转向控制子程序,该子程序采用结构化设计,设置转向轮转角、转向轮回转驱动力矩、主动转向与制动、驱动控制协调、四轮转向前后车轴车轮或四轮独立转向角分配、转向与车辆防撞控制、线控转向失效判定、线控转向失效控制各程序模块;其中,主动转向与车辆制动、驱动控制协调程序模块:主要包括主动转向与制动电子稳定控制程序(ESP)、爆胎车轮车辆稳定控制协调,以及主动转向与驱动、爆胎车轮车辆稳定性驱动控制协调各程序子模块;vi、电控单元;爆胎线控主动转向控制器所设电控单元与车载线控主动转向电控单元同构共用;该电控单元主要设置输入、车轮车辆参数信号采集处理、数据通信、微控制器(MCU)、MCU最小化外围电路、控制监测及驱动输出模块;其中,微控制器(MCU)模块:基于中央计算机环境感知、路径规化确定的本车车速、车辆转向角、转向轮转角、转向轮回转驱动力矩及目标控制(值)等相关数据,vii、线控转向执行装置及控制流程;线控主动转向控制器输出信号,控制主动转向执行装置中的驱动电机,驱动电机输出转向轮转角和回转驱动转矩,经传动及机械转向装置,控制车辆线控主动转向系统AFS(active#from#steering)、四轮动转向系统FWS执行装置,调节转向轮转角,实现无人驾驶车辆的主动转向;爆胎控制退出信号ie到来时,爆胎主动转向控制退出;12)爆胎升力悬架控制及控制器该控制器基于车载被动、半主动或主动悬架系统,设置信息单元、控制器和执行单元;控制器采用天棚阻尼、PID、最优、自适应、神经网络、滑模变结构或模糊等现代控制理论相应算法,建立正常及爆胎工况悬架弹性元件刚度Gv、减振器减振阻尼Bv及悬架行程位置高度Sv协调控制模式、模型和算法,确定Gv、Bv及Sv的目标控制值;控制器所设电控单元独立设置或与车载现有主动悬架系统同设共构,在主控器爆胎判定成立的条件下,即爆胎控制进入信号ia到来时,采用主、副门限模型,作悬架启动二次判定,二次判定成立,控制器输出悬架爆胎控制二次进入的启动信号iva,由二次进入的启动信号iva和退出信号ive实现悬架正常与爆胎工况控制模式的转换;悬架行程调节执行装置采用升力装置、减震器及减震弹性件一体化复合结构;①、悬架升程(行程)控制器i、悬架升程控制的进入和退出;控制器设置以爆胎轮胎压pr(pra、pre)(或有效滚动半经Ri)、车辆侧向加速度为参数的门限模型,设定门限阈值av(av1、av2);爆胎控制进入信号ia到来时,按逻辑门限模型,当pra(或Ri)达主门限阈值av1值达副门限阈值av2,或达主门限阈值av2、pre达副门限阈值av1,或pra之一达相应门限阈值av1、av2,车辆进入爆胎悬架控制,控制器所设电控单元发出悬架控制进入信号iva;否则退出爆胎悬架控制,输出爆胎控制退出信号ive;其中av2为侧翻阈值,av2由下述数学表达式确定:式中Lv为轮矩、hk为质心高度、cosγa为坡度角的余弦、g为重力加速度、K为等于或大于2的系数,当车辆进入真实或拐点爆胎控制期,调节K值,K大于2,降低的门限阈值av2;ii、控制器;信息单元设置悬架行程位置Sv、动力装置输出压力pv、悬架位移速度加速度传感器及传感器检测信号处理电路;控制器以以悬架行程Sv、减震阻力Bv、悬架刚度Gv为控制变量,采用Gv、Bv及Sv协调控制模式,建立Gv、Bv、Sv协调控制模型,确定各轮Gv、Bv、Sv目标控制值,并计算悬架在车身垂直方向上的振幅及频率;控制器采用悬架行程或和悬架刚度减振阻尼及其协调控制;其一、在Gv、Bv及Sv协调控制模式下,该控制器以悬架行程调节装置输入压力pv、或/和流量Qv、负载Nzi,减振器各工作缸之间液体流动阻尼(或节流阀开度kj)、流体粘度vy、悬架位移Sv的架位移速度加速度(或流体流经节流阀的流速、加速度),悬架弹簧弹性系数kx(包括kxa、kxb)为主要参数,建立其参数的Sv、Bv、Gv的数学模型:Sv=f(pv,Nzi,Gv)、Sv=Sv1+Sv2+Sv3Gv=f(kxa,pv)或Gv=f(kxb,hv)式中Sv1悬架静态高度参数、Sv2为正常工况位置高度调节参数、Sv3爆胎悬架位置高度调节参数,kxa和kxb分别为空气、螺旋弹簧弹性系数,hv为螺旋弹簧弹变形长度;气液压弹簧悬架采用气、液动力源及伺服调压装置,调节值Sv3由爆胎轮有效滚动半径Ri或胎压pra为参数的函数模型确定:Sv3=f(Ri)、Ri=f(pra)采用气、液压升力装置进行悬架行程位置调节时,建立调节装置气囊、液压缸输入压力pv(或/和流量Qv)与独立悬架行程位置高度Sv、负载Nzi、悬架刚度Gv等参数之间的关系模型:pv=f(Sv,Nzk,Qv、Gv)将各轮悬架位置高度Sv的目标控制值转换为调节装置输入压力pv或/和流量Qv值,式中Nzk为爆胎轮动态载荷;Nzk为正常工况下车轮的载荷Nzi与爆胎轮的载荷变动值ΔNzi之和:Nzk=Nzi+ΔNzi载荷变动值ΔNzi以车轮有效滚动半径Ri(或胎压)与ΔNzi之间的等效函数模型确定:ΔNzi=f(Ri)或ΔNzi=f(pra)为简化计算,采用试验确定爆胎载荷变动值ΔNzi与胎压pra的特性函数,确定爆胎状态下各轮的负载Nzi及其变动值ΔNzi;设定车轮正常工况下的负载Nz0,动态试验中检测车轮系列递减胎压Δpra或有效滚动半径ΔRi下的负载变动值ΔNzi,建立参数Δpra或ΔRi与ΔNzi的特性函数及数据表,该表存储于电控单元,爆胎控制中以Δpra或ΔRi为输入参数查取ΔNzi的值作为Sv的计算参数值;定义悬架位置高度实测值Sv′与目标控制值Sv的偏差ev(t),通过偏差ev(t)的反馈控制,调节包括爆胎轮在内的各轮悬架位置高度,通过悬架升程调节,保持车身平衡及各轮载荷平衡分布;其二、悬架行程Sv、减振阻力Bv、刚度Gv协调控制器;建立各控制变量Gv、Bv、Sv的协调控制模型:Sv(Gv,Bv)悬架行程Sv的调节时,设定的控制值,控制值适合于悬架液力减振器的阻尼Bv控制;对于采用磁流变体减振器悬架,减振阻尼Bv调至最低常数值;气液压弹簧悬架中复合一液力减振器,在悬架行程Sv(或减振活塞)、速度加速度一定的条件下,液力减振器的Bv由连通各减振液压缸所设减振阻尼阀的开度及减振液粘度确定;气液压弹簧悬架中复合一磁流变体减振器,在减振阻尼阀的开度一定的条件下,Bv通过调节电控磁流变体的粘度,实现减振阻力的调节;空气弹簧悬架,悬架刚度Gv主要由悬架升程调节气囊及空气弹簧气囊充气压力及弹性系数确定;螺旋弹簧悬架的刚度Gv由弹簧的变形量及弹性系数确定;②、爆胎悬架控制程序或软件基于爆胎悬架升程控制结构和流程、控制模式、模型及算法,编制爆胎悬架升程控制子程序,该子程序采用结构化设计,设置车辆爆胎悬架控制进入的二次门限,爆胎与非爆胎控制模式转换,车轮悬架Gv、Bv、Sv控制,车轮悬架Gv、Bv、Sv控制协调,悬架行程调节装置(输入压力pv或/和流量Qv)伺服控制各程序模块;车轮悬架行程控制模块主要由悬架静态高度、正常工况位置高度和爆胎悬架位置高度各调节子模块构成;其中车轮悬架Gv、Bv、Sv协调控制程序模块基于悬架系统的结构及其协调控制模式、模型和算法;③、电控单元爆胎悬架升程控制器所设电控单元独立设置或与车载悬架电控单元同构共用;该电控单元主要设置输入、悬架参数检测传感器信号采集处理、数据通信、悬架控制模式转换、微控制器(MCU)、MCU最小化外围电路、控制监测及驱动输出模块;④、悬架系统(执行装置)悬架系统包括主动、半主动、被动悬架;主动悬架采用空气弹簧悬架结构;被动、半主动悬架采用螺旋弹簧或气液压弹簧复合结构,主要设置下述两种结构类型;i、气液压弹簧悬架;该悬架主要由液或气压动力装置、调压装置、气液弹簧、减振器构成,气液弹簧与升力装置复合为一体,气、液压动力装置输出压缩空气或压力液,经伺服装置调节,实现包括爆胎轮在内的各轮悬架行程调节;ii、螺旋弹簧悬架;该悬架主要由液或气压动力装置、螺旋弹簧和减振器构成,螺旋弹簧与升力装置复合为一体;爆胎工况下电控单元输出的信号组gv1、gv2、gv3;信号gv1控制减振活塞内电磁调节阀,开启或关闭减振活塞内连结上、下活塞缸之间的流通通道;信号gv2控制设置于活塞下缸至储液缸的流通通道上的调节阀,关闭流通通道,活塞下缸成为一升力缸,减振器成为升力装置;电控单元输出的信号gv3控制气液压伺服装置,流体经伺服装置调节,输入活塞下缸,通过活塞及活塞杆位移,实现悬架位置(高度)调节,恢复车身平衡和各轮重力平衡分布,减小车辆爆胎侧翻的风险;爆胎退出信号ive到来时,爆胎工况悬架升程控制退出;13)、本方法采用的技术方案本方法采用一种新型的汽车爆胎控制理念和技术方案,涵盖了有人、无人驾使爆胎控制中的主要关键技术;该技术主要包括车辆爆胎“双重失稳”的控制,定义并确立了检测胎压、状态胎压及转向力学状态模式的爆胎判定,基于爆胎各状态点、控制过程的真实爆胎点、爆胎拐点,控制奇点及防撞控制时区,使爆胎控制与爆胎状态过程相适应,实现车轮车辆爆胎控制阶段化、时区化;本方法采用爆胎控制进入和退出机制、正常与爆胎工况控制模式转换,建立车轮车辆爆胎主动控制、状态控制及人机交流自适应控制模式;本方法设置爆胎主控,发动机制动、制动器制动、节气门开度或/和燃油喷射、转向轮回转力、主动转向、升力悬架控制器,基于控制器的类型、结构,设定相应的控制器及控制模块;通过车载数据总线及X#by#wire新型专用数据总线,协调进行车辆制动、驱动、转向、转向轮回转力、悬架调节,实现正常、爆胎工况、真实或非真实爆胎的过程的爆胎控制。
 【页数】  254
 【主分类号】  B60W30/02
 【专利分类号】  B60W30/02;B60W30/182
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