一种车辆随动前照灯冗余控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及前照灯照明领域，具体涉及一种车辆随动前照灯多重冗余控制方法。
【背景技术】
[0002]目前，车辆随动前照灯系统用于计算前照灯旋转角度所使用的方法，一般是采用方向盘转角或前轮转角，并采集车速，利用车的轴距和方向盘转角或前轮转角进行近似计算。由于方向盘转角传感器和前轮转角传感器均为接触摩擦式机械传感器，因此可靠性差，传感器容易发生故障，且传感器发生故障后前照灯无法实现随动转向。
[0003]本发明提出了测量前轮转角并利用线性映射计算前照灯随动转向角，利用左前轮转角、右前轮转角分别构造第一倍前照灯随动转向冗余角、第二倍前照灯随动转向冗余角，根据方向盘转角与前照灯随动转向角的线性关系模型计算第三倍前照灯随动转向冗余角；引入故障判别与前照灯随动转向角的融合模型，确定前照灯随动转向融合角的方法。由于本发明的方法构造了三倍前照灯随动转向冗余角，因此可在左前轮转角传感器、右前轮转角传感器、方向盘转角传感器中任意一个传感器发生故障后前照灯仍能实现随动转向，提高了系统的安全性和可靠性。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术的不足，为解决前轮转角传感器或方向盘转角传感器中任意一个传感器发生故障后，前照灯随动转向系统仍能正常工作的方法，本方法可提高夜间行车的安全性与可靠性。
[0005]为实现上述目的，本发明采取的技术方案是:
如图1所示，电子控制器通过左前轮转角传感器、右前轮转角传感器和方向盘转角传感器，实时获取左前轮转角S1、右前轮转角δ2、方向盘转角Ψ的当前值。
[0006]将所获取左前轮转角S1、右前轮转角δ2，通过前轮转角与前照灯随动转向角的线性关系Q1=I1* S1' θ 2= η* δ2计算第一倍前照灯随动转向冗余角Θ i，第二倍前照灯随动转向冗余角θ2，其中η为匹配系数。由于方向盘转角Ψ=δ*μ，δ为前轮转角，μ为传动比，已知最大方向盘转角Ψ_为540°，传动比μ —般取12至18，因此前轮转角δ取值30°至45° ;前照灯相对车体的最大随动转向角QlmaxS 60°，因此将前轮转角与前照灯随动转向角进行区间线性映射，可得匹配系数n为1.33至2，一般取n为1.5。
[0007]建立第三倍前照灯随动转向角冗余模型，根据前轮转角与方向盘转角的线性关系Ψ=δ*μ 和 θ=η*δ 可得:
θ3=η*δ = η*Ψ/μ=Ψ/9(I)
构造前照灯随动转向角的融合模型:
Θ = (C1* 0 J+ C2* 0 2+ C3* 0 3) / ( C1+ C2+ C3)(2)
其中，Θ为前照灯随动转向融合角，Θ i为第一倍前照灯随动转向冗余角，Θ 2为第二倍前照灯随动转向冗余角，θ3为第三倍前照灯随动转向冗余角，q、C2、C3分别为0^0^03的故障权值。
[0008]故障判别，如图2所示，判断I Q1-G3KI θ「Θ 2 1、I Θ 2— Θ 3 |的值与故障阈值 ε 的大小，若 IΘ 1- Θ 2 I ^ ε ' I θ 2— Θ 3 I > ε，则方向盘转角传感器发生故障，设置所述融合模型式(2)中故障权值q=l，C2=L c3=0;若IΘ J- Θ 3 I ε ^ I θ「θ2|>ε、| θ 2— θ 3 | > ε ,则右前轮转角传感器发生故障，设置所述融合模型式⑵中故障权值q=l，c2=0, C3=I ;若IΘ 3 I >ε , I G1-θ2 I > ε、I θ 2- θ 3 I ^ ε，则左前轮转角发生故障，设置所述融合模型式(2)中故障权值 q=0，C2=L C3=I ;若1 Q1- θ 3 I ^ ε ' I θ 1- θ 2 I ^ ε ' I θ2— θ3!<ε，则无传感器发生故障，设置所述融合模型式(2)中故障权值C1=L c2=l，C3=1
[0009]融合输出，冗余控制支持的传感器故障情况有三种:左前轮转角传感器故障、右前轮转角传感器故障、方向盘转角传感器故障。仅左前轮转角传感器发生故障时，融合模型式
(2)的故障权值q=0，C2=L c3=l，可得前照灯随动转向融合角Θ =( Θ 2+ Θ 3)/2 ;仅右前轮转角传感器发生故障时，融合模型式(2)的故障权值q=l，C2=O, c3=l，可得前照灯随动转向融合角Θ =( Θ A Θ 3)/2 ;仅方向盘转角传感器发生故障时，融合模型式(2)的故障权值q=l，C2=I, c3=0，可得前照灯随动转向融合角θ=(θ1+θ2)/2;若无故障时，融合模型式(2)中故障权值q=l，C2=L c3=l，可得前照灯随动转向融合角3)/3，为θ η Θ 2、Θ 3加权平均值。
[0010]在以上三种可识别的故障情况下，电子控制器均可计算前照灯随动转向融合角Θ，并将计算所得前照灯随动转向融合角转化为PWM信号传递给步进电机驱动器，驱动器控制步进电机调整前照灯旋转角度，完成前照灯的随动转向，达到冗余控制的目的。在发生两个以上传感器故障的情况下，设置前照灯随动转向融合角Θ值为0，系统停止工作。
【附图说明】
[0011]图1为系统原理图；
图2为本发明的工作流程图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图给出本发明的一种车辆随动前照灯冗余控制方法的【具体实施方式】，但是，本发明不限于以下介绍的实施例。
[0013]首先初始化各个参数，设置匹配系数η为1.5，故障阈值ε为1°。
[0014]如图1所示，通过左前轮转角传感器、右前轮转角传感器和方向盘转角传感器，实时获取左前轮转角S1、右前轮转角δ2和方向盘转角Ψ的当前值，然后将以上传感器数据通过总线传递给电子控制器。
[0015]电子控制器根据前轮转角与前照灯随动转向角的线性关系、计算出第一倍前照灯随动转向冗余角G1，第二倍前照灯随动转向冗余角θ2，匹配系数η已设置为1.5，θ 1=1.5* δ 1、θ 2=1.5* δ 2;根据第三倍前照灯随动转向角冗余模型:
θ3=η*δ = η*Ψ/μ=Ψ/9(I)
计算出第三倍前照灯随动转向冗余角θ3。
[0016]如图2所不，电子控制器计算I Q1-Q3IJ θ 1- θ 2 I ^ I θ 2— Θ 3 I的值用以故障判别，即比较I Θ Θ 3 1、I Θ1— Θ 2 I ' I θ 2— θ 3 I与故障阈值ε的大小，ε为1°。传感器三种故障情况的冗余控制:1、设置左前轮转角传感器发生故障，右前轮转角传感器和方向盘转角传感器无故障，贝1J I θ 1~ Θ 3 I > ε ' I θ 1- θ 2 I > ε ' Iθ 2_ θ 3 I ^ ε，因此，融合模型式中故障权值q=0，C2=L c3=l，前照灯随动转向融合角θ=(θ2+θ3)/2 ;2、设置右前轮转角传感器发生故障，左前轮转角传感器和方向盘转角传感器无故障，则 IΘ Θ 2 I > ε ^ I θ 2— Θ 3 I > ε，因此，融合模型式中故障权值q=l，c2=0, c3=l，前照灯随动转向融合角Θ =( θ 1+ Θ 3)/2 ;3、设置方向盘转角传感器、左前轮转角传感器与右前轮转角传感器无故障，则I Q1- Θ 3 I > ε > I θ 1-θ2 I彡ε、I θ 2- θ 3 I > ε，因此，融合模型式中故障权值q=l，c2=l，c3=0，前照灯随动转向融合角Θ =( Θ ^ θ Ο/2 ;无故障时，融合模型式中故障权值ci=l，C2=L c3=l，可得前照灯随动转向融合角θ=(θ1+θ2+θ3)/3，为θ2、θ3加权平均值。
[0017]电子控制器将所得前照灯随动转向融合角Θ转化为PWM信号，输送给步进电机驱动器，驱动器控制步进电机转动，实现在识别传感器故障情况下的前照灯随动转向，达到冗余控制的目的。在发生两个以上传感器故障的情况下，设置前照灯随动转向融合角Θ值为0，系统停止工作。
【主权项】
1.一种车辆随动前照灯冗余控制方法，车辆上安装有电子控制器、左前轮转角传感器、右前轮转角传感器、方向盘转角传感器，其特征在于，包括以下步骤: 实时检测车辆的左前轮转角δ 1、右前轮转角δ 2、方向盘转角Ψ的当前值；所检测传感器数据通过总线传输给电子控制器，电子控制器根据前轮转角与前照灯随动转向角的线性关系模型计算第一倍前照灯随动转向冗余角Q1、第二倍前照灯随动转向冗余角θ2，根据方向盘转角与前照灯随动转向角的线性关系模型计算第三倍前照灯随动转向冗余角Θ 3；对θρ θ2、θ3进行故障判别，在传感器故障可识别的情况下，电子控制器根据传感器故障情况，设置前照灯随动转向角融合模型中相应的故障权值，计算前照灯随动转向融合角Θ ；并将所得前照灯随动转向融合角Θ转化为PWM信号，输送给步进电机驱动器，步进电机驱动器控制步进电机转动，实现前照灯随动控制；在发生两个以上传感器故障的情况下，设置前照灯随动转向融合角Θ值为O，停止工作。
2.根据权利要求1所述的车辆随动前照灯冗余控制方法，其特征在于:所述的第一倍前照灯随动转向冗余角θ工计算公式为θ != η * δ 10
3.根据权利要求1所述的车辆随动前照灯冗余控制方法，其特征在于:所述的第二倍前照灯随动转向冗余角Θ 2计算公式为θ 2= Π * 5 2°
4.根据权利要求1所述的车辆随动前照灯冗余控制方法，其特征在于:所述的第三倍前照灯随动转向冗余角Θ 3计算公式为: θ3=η*δ = η*Ψ/μ=Ψ/9 。
5.根据权利要求1所述的车辆随动前照灯冗余控制方法，其特征在于:前照灯随动转向角融合模型为: Θ = (C1* Θ j+ C2* Θ 2+ C3* Θ 3) / ( C1+ C2+ C3) 其中，Θ为前照灯随动转向融合角，Θ i为第一倍前照灯随动转向冗余角，Θ 2为第二倍前照灯随动转向冗余角，θ3为第三倍前照灯随动转向冗余角，Cl、C2、C3分别为0^0^03的故障权值。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的车辆随动前照灯冗余控制方法，其特征在于，所述对θρ θ2、Θ 3进行故障判别的方法为: 判断I QfQ3IJ Θ1— Θ 2 I ' I θ 2— θ 3 I的值与故障阈值ε的大小，若IΘ !- Θ 3 I > ε , I θ Θ 2 I ^ ε , I θ 2- θ 3 I > ε，则方向盘转角传感器发生故障，设置所述融合模型中故障权值C1=I，C2=I，C3=O ;若I Θ Θ 3 I ^ ε ^ I Θ Θ 2 I > ε ^ Iθ2- Θ 3 I >ε，则右前轮转角传感器发生故障，设置所述融合模型中故障权值q=l，c2=0，C3=I ;若 I θ Θ 3 I > ε , I θ Θ 2 I > ε , I θ 2— Θ 3 | 彡 ε，则左前轮转角发生故障，设置所述融合模型中故障权值q=0，C2=I，C3=I ;若I Q1-Q3ISeJ Θ Θ 2 |< ε、I θ2- θ 3 I ^ ε，则无传感器发生故障，设置所述融合模型中故障权值q=l，c2=l，C3=I ο
【专利摘要】本发明公开了一种车辆随动前照灯冗余控制方法，根据左前轮转角、右前轮转角与前照灯随动转向角的线性关系模型构造了第一倍前照灯随动转向冗余角和第二倍前照灯随动转向冗余角，根据方向盘转角与前照灯随动转向角的线性关系模型构造了第三倍前照灯随动转向冗余角；对随动转向角与随动转向冗余角的差值是否超过所设故障阈值进行故障判别，并根据故障情况实现融合输出。本发明可消除前轮转角传感器发生故障带来的影响，提高行车安全性与可靠性。
【IPC分类】B60Q1-12
【公开号】CN104553962
【申请号】CN201410759922
【发明人】姚江云, 李姗, 周彦明, 谢友慧, 戴永涛, 王玥
【申请人】广西科技大学鹿山学院
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月12日