一种电控转向安全控制设备、方法、系统以及工程机械的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种电控转向安全控制设备、方法、系统以及工程机械。该设备包括：接收装置，用于接收N桥实际角度与目标角度偏差；控制装置，用于在所述N桥实际角度与目标角度偏差小于或等于第一预设值的情况下进行数据拟合，得到所述N桥实际角度与目标角度偏差随时间变化的趋势，并根据在下一时刻所述N桥实际角度与目标角度偏差的预测值与第二预设值之间的关系确定是否报警；其中所述第一预设值大于所述第二预设值；在所述N桥实际角度与目标角度偏差大于所述第一预设值的情况下报警。本发明能够有效地对转向系统状态参数的劣化趋势进行预测，可增加转向系统使用可靠性，提高了行驶安全性。
【专利说明】—种电控转向安全控制设备、方法、系统以及工程机械
【技术领域】
[0001]本发明涉及工程机械，具体地，涉及一种电控转向安全控制设备、方法、系统以及工程机械。
【背景技术】
[0002]在车辆行驶的过程中，转向控制对于行车安全具有非常重要的意义，并且也能够影响驾驶人员的操纵感受。转向控制方案随着汽车技术的发展，已经从纯机械式转向系统发展到了利用现代电子和控制技术的线控转向系统。线控转向系统可以减少路面冲击，降低噪声，并能够提高驾驶舒适度。
[0003]现有的线控转向系统可以简单的故障诊断功能，但不能够实现故障预测，从而不能够保证驾驶人员及时地对可能发生的故障做出反应，可能会影响到驾驶人员的个人安全，特别是对于工程机械而言，由于工程机械的工作环境非常恶劣，线控转向系统可能因此受到影响，从而对工程机械的线控转向系统故障进行预测更有必要。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种电控转向安全控制设备、方法、系统以及工程机械。
[0005]为了实现上述目的，本发明提供了一种电控转向安全控制设备，该设备包括:接收装置，用于接收N桥实际角度与目标角度偏差；控制装置，用于在所述N桥实际角度与目标角度偏差小于或等于第一预设值的情况下，根据所述N桥实际角度与目标角度偏差以及所述N桥实际角度与目标角度偏差对应的时间进行数据拟合，得到所述N桥实际角度与目标角度偏差随时间变化的趋势，并根据该N桥实际角度与目标角度偏差随时间变化的趋势得到在下一时刻所述N桥实际角度与目标角度偏差的预测值，根据所述在下一时刻所述N桥实际角度与目标角度偏差的预测值与第二预设值之间的关系确定是否报警；其中所述第一预设值大于所述第二预设值；在所述N桥实际角度与目标角度偏差大于所述第一预设值的情况下报警。
[0006]相应地，本发明提供了一种电控转向安全控制方法，该方法包括:接收N桥实际角度与目标角度偏差；在所述N桥实际角度与目标角度偏差小于或等于第一预设值的情况下，根据所述N桥实际角度与目标角度偏差以及所述N桥实际角度与目标角度偏差对应的时间进行数据拟合，得到所述N桥实际角度与目标角度偏差随时间变化的趋势，并根据该N桥实际角度与目标角度偏差随时间变化的趋势得到在下一时刻所述N桥实际角度与目标角度偏差的预测值，根据所述在下一时刻所述N桥实际角度与目标角度偏差的预测值与第二预设值之间的关系确定是否报警；其中所述第一预设值大于所述第二预设值；在所述N桥实际角度与目标角度偏差大于所述第一预设值的情况下报警。
[0007]相应地，本发明提供了一种电控转向安全控制系统，该系统包括所述的设备；该系统还包括:采集装置，用于采集所述N桥实际角度与目标角度偏差。
[0008]相应地，本发明提供了一种工程机械，该工程机械包括所述的系统。[0009]本发明能够有效地对转向系统状态参数的劣化趋势进行预测，可增加转向系统使用可靠性，提高了行驶安全性。
[0010]本发明的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0012]图1是本发明提供的电控转向安全控制设备示意图；
[0013]图2是本发明提供的电控转向安全控制方法流程图；
[0014]图3是本发明提供的电控转向安全控制系统示意图。
[0015]附图标记说明
[0016]100接收装置 200控制装置
[0017]300采集装置
【具体实施方式】
[0018]以下结合附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0019]为了对可能发生的故障进行预测以提高车辆，特别是工程车辆的安全性，本发明提供了一种电控转向安全控制设备，如图1所示，该设备包括:接收装置100，用于接收N桥实际角度与目标角度偏差；控制装置200，用于在所述N桥实际角度与目标角度偏差小于或等于第一预设值的情况下，根据所述N桥实际角度与目标角度偏差以及所述N桥实际角度与目标角度偏差对应的时间进行数据拟合，得到所述N桥实际角度与目标角度偏差随时间变化的趋势，并根据该N桥实际角度与目标角度偏差随时间变化的趋势得到在下一时刻所述N桥实际角度与目标角度偏差的预测值，根据所述在下一时刻所述N桥实际角度与目标角度偏差的预测值与第二预设值之间的关系确定是否报警；其中所述第一预设值大于所述第二预设值；在所述N桥实际角度与目标角度偏差大于所述第一预设值的情况下报警。在进行数据拟合时，可以根据所接收到的接收N桥实际角度与目标角度偏差来形成偏差时间序列，通过偏差时间序列来进行数据拟合。该对于数据拟合的方式而言，可以采用多种方法，例如曲线拟合、时间序列拟合或神经网络拟合等等。需要说明的是，此处数据拟合的方式仅用作示例而非限制。为了使数据拟合更加精确，可以对所采用的拟合方式预设多个阶次(例如3-5阶次)，对于每个阶次，可以根据所述N桥实际角度与目标角度偏差时间序列得到该阶次对应的指标，例如均方根误差(RMSE)、和方差(SSE)以及均方差(MSE)等等(本实施例中以RMSE为例)，然后比较各个阶次对应的RMSE，选择最小的RMSE对应的阶次来进行数据拟合。所述控制装置200在下一时刻所述N桥实际角度与目标角度偏差的预测值大于所述第二预设值时报警，从而可以提醒驾驶人员及时地对车辆进行维修保养，保证行车安全，避免重大的安全事故发生。可以根据实际的安全性的需要来进行选择，例如高安全性的话可以选择下一时刻为下一秒，而对于低安全性而言可以选择下一时刻为下一分钟或五分钟。
[0020]相应地，本发明提供了一种电控转向安全控制方法，包括接收N桥实际角度与目标角度偏差；在所述N桥实际角度与目标角度偏差小于或等于第一预设值的情况下，根据所述N桥实际角度与目标角度偏差以及所述N桥实际角度与目标角度偏差对应的时间进行数据拟合，得到所述N桥实际角度与目标角度偏差随时间变化的趋势，并根据该N桥实际角度与目标角度偏差随时间变化的趋势得到在下一时刻所述N桥实际角度与目标角度偏差的预测值，根据所述在下一时刻所述N桥实际角度与目标角度偏差的预测值与第二预设值之间的关系确定是否报警；其中所述第一预设值大于所述第二预设值；在所述N桥实际角度与目标角度偏差大于所述第一预设值的情况下报警。如上所述，数据拟合的方式可以为曲线拟合、时间序列拟合或神经网络拟合等等。为了便于说明，本发明选择曲线拟合为例进行说明。
[0021]图2示出了本发明提供的电控转向安全控制方法流程图。如图2所示，首先启动车辆，此后采集N桥实际角度与目标角度偏差(步骤201 )，并判定N桥实际角度与目标角度偏差是否大于设定值(步骤203)，例如是否大于第一预设值。在N桥实际角度与目标角度偏差大于第一预设值的情况下报警(步骤219)。在N桥实际角度与目标角度偏差小于或等于第一预设值的情况下，可以通过采集到的偏差所形成的偏差时间序列进行曲线拟合。在进行曲线拟合的过程中，先进行预测曲线阶次初始化(步骤205)，例如初始化的阶次可以为
I。本示例中假设预设的阶次数量为3，因此在整个流程中，在曲线阶次初始化以后，要判定初始的阶次是否大于阶次的预设值(步骤209)，如果不大于的话，则可以计算偏差时间序列在该曲线阶次下线性拟合的RMSE(步骤211)，并增加曲线阶次(步骤207)，并在此执行步骤209，直至曲线阶次大于阶次的预设值。当曲线阶次大于阶次的预设值时，选取RMSE中最小的RMSE，并根据该最小的RMSE选取相应的阶次，用该相应的阶次进行曲线拟合，获取曲线参数(步骤213)。通过曲线拟合得到偏差随时间变化的曲线，从而可以通过该曲线可以预测出在未来时间的偏差值(步骤215)，例如该曲线可以是偏差与时间的函数，可以根据所选择的未来时间得到相应的预测偏差。得到未来时间(例如下一时刻)的偏差预测值后，可以将该预测值与N桥角度偏差的设定值(例如第二预设值)进行比较，如果该预测值大于第二预设值就可以报警，否则可以继续执行步骤203。对于在什么情况下进行报警可以采取多种方式，例如可以确定在未来五分钟处的预测值大于N桥角度偏差的第二预设值报警，或者在未来一小时处的预测值大于N桥角度偏差的第二预设值报警等等，本领域技术人员可以根据安全性的要求选择不同的报警方案。对于第一预设值和第二预设值的确定，可以根据实际经验来设定，例如通过若干次试验来确定该两个预设值。
[0022]相应地，本发明还提供了一种电控转向安全控制系统，如图3所示，该系统包括所述的设备；该系统还包括:采集装置300，用于采集所述N桥实际角度与目标角度偏差。对数据进行采集后，可以便于控制装置200进行相应的处理。
[0023]相应地，本发明提供了一种工程机械，该工程机械包括所述的系统。
[0024]以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
[0025]另外需要说明的是，在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。[0026]此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
【权利要求】
1.一种电控转向安全控制设备，其特征在于，该设备包括: 接收装置，用于接收N桥实际角度与目标角度偏差； 控制装置，用于在N桥实际角度与目标角度偏差小于或等于第一预设值的情况下，根据所述N桥实际角度与目标角度偏差以及所述N桥实际角度与目标角度偏差对应的时间进行数据拟合，得到所述N桥实际角度与目标角度偏差随时间变化的趋势，并根据该N桥实际角度与目标角度偏差随时间变化的趋势得到在下一时刻所述N桥实际角度与目标角度偏差的预测值，根据所述在下一时刻所述N桥实际角度与目标角度偏差的预测值与第二预设值之间的关系确定是否报警；其中所述第一预设值大于所述第二预设值； 在所述N桥实际角度与目标角度偏差大于所述第一预设值的情况下报警。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述数据拟合为曲线拟合、时间序列拟合或神经网络拟合。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述控制装置还用于在根据所述N桥实际角度与目标角度偏差以及所述N桥实际角度与目标角度偏差对应的时间进行数据拟合时，根据所述N桥实际角度与目标角度偏差、所述N桥实际角度与目标角度偏差对应的时间和预设的多个阶次得到多个与所述预设的多个阶次相应的指标，并选择最优的指标对应的阶次进行数据拟合。
4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述最优的指标为均方根误差最小。
5.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述控制装置用于所述在下一时刻所述N桥实际角度与目标角度偏差的预测值大于所述N桥实际角度与目标角度偏差的预设值时报警。`
6.—种电控转向安全控制方法,其特征在于,该方法包括: 接收N桥实际角度与目标角度偏差； 在所述N桥实际角度与目标角度偏差小于或等于第一预设值的情况下，根据所述N桥实际角度与目标角度偏差以及所述N桥实际角度与目标角度偏差对应的时间进行数据拟合，得到所述N桥实际角度与目标角度偏差随时间变化的趋势，并根据该N桥实际角度与目标角度偏差随时间变化的趋势得到在下一时刻所述N桥实际角度与目标角度偏差的预测值，根据所述在下一时刻所述N桥实际角度与目标角度偏差的预测值与第二预设值之间的关系确定是否报警；其中所述第一预设值大于所述第二预设值； 在所述N桥实际角度与目标角度偏差大于所述第一预设值的情况下报警。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述数据拟合为曲线拟合、时间序列拟合或神经网络拟合。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述N桥实际角度与目标角度偏差以及所述N桥实际角度与目标角度偏差对应的时间进行数据拟合包括: 在根据所述N桥实际角度与目标角度偏差以及所述N桥实际角度与目标角度偏差对应的时间进行数据拟合时，根据所述N桥实际角度与目标角度偏差、所述N桥实际角度与目标角度偏差对应的时间和预设的多个阶次得到多个与所述预设的多个阶次相应的指标，并选择最优的指标对应的阶次进行数据拟合。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述最优的指标为均方根误差最小。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述在下一时刻所述N桥实际角度与目标角度偏差的预测值与第二预设值之间的关系确定是否报警包括: 所述在下一时刻所述N桥实际角度与目标角度偏差的预测值大于所述N桥实际角度与目标角度偏差的预设值时报警。
11.一种电控转向安全控制系统，其特征在于，该系统包括根据权利要求1-5任意一项所述的设备；该系统还包括: 采集装置，用于采集所述N桥实际角度与目标角度偏差。
12.—种工程机械，其特征在于，该工程机械包括根据权利要求11所述的系统。
【文档编号】B62D15/00GK103661598SQ201310683974
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月13日 优先权日:2013年12月13日
【发明者】方杰平, 郭纪梅, 张虎 申请人:中联重科股份有限公司