本發(fā)明涉及汽車電子控制，更具體地，本發(fā)明涉及一種汽車傳感器的校準(zhǔn)方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在汽車行駛過(guò)程中，輪速傳感器是車輛控制系統(tǒng)中至關(guān)重要的部件，它能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)車輪的轉(zhuǎn)速，為車輛的制動(dòng)系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以及自動(dòng)駕駛系統(tǒng)等提供準(zhǔn)確的速度信息?，F(xiàn)有的輪速傳感器通常基于霍爾效應(yīng)原理，通過(guò)檢測(cè)磁場(chǎng)變化來(lái)輸出脈沖信號(hào)，從而反映車輪的轉(zhuǎn)速。然而，這種傳感器在實(shí)際應(yīng)用中面臨著諸多挑戰(zhàn)。一方面，車輪在行駛過(guò)程中會(huì)受到多種因素的影響，如輪胎溫度變化、剎車盤熱輻射、輪轂振動(dòng)等，這些因素會(huì)導(dǎo)致傳感器的輸出信號(hào)產(chǎn)生偏差，影響輪速測(cè)量的準(zhǔn)確性。另一方面，車輛在不同的工況下，如加速、制動(dòng)、轉(zhuǎn)彎等，其動(dòng)態(tài)參數(shù)也會(huì)發(fā)生變化，進(jìn)一步加劇了輪速傳感器的測(cè)量誤差。此外，現(xiàn)有的校準(zhǔn)方法大多只能在靜態(tài)條件下進(jìn)行，無(wú)法適應(yīng)車輛動(dòng)態(tài)運(yùn)行過(guò)程中的實(shí)時(shí)校準(zhǔn)需求，導(dǎo)致校準(zhǔn)精度有限，難以滿足現(xiàn)代汽車對(duì)輪速測(cè)量高精度的要求。

2、在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明實(shí)施例過(guò)程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在如下問題或缺陷：現(xiàn)有輪速傳感器的校準(zhǔn)方法無(wú)法有效應(yīng)對(duì)車輛動(dòng)態(tài)運(yùn)行過(guò)程中多種復(fù)雜因素的耦合影響，導(dǎo)致校準(zhǔn)精度不足；同時(shí)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)輪速傳感器在制動(dòng)工況下的實(shí)時(shí)精確校準(zhǔn)，難以滿足現(xiàn)代汽車控制系統(tǒng)對(duì)輪速測(cè)量高精度、高可靠性的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種汽車傳感器的校準(zhǔn)方法和系統(tǒng)。

2、在本發(fā)明的第一方面中，提供了一種汽車傳感器的校準(zhǔn)方法，包括：

3、獲取輪速傳感器的工作耦合參數(shù)及車輛動(dòng)態(tài)參數(shù)；所述工作耦合參數(shù)包括輪胎胎溫梯度、輪轂振動(dòng)基頻和剎車盤熱輻射強(qiáng)度；所述車輛動(dòng)態(tài)參數(shù)包括驅(qū)動(dòng)軸扭矩、懸掛壓縮行程和輪胎滑移率；

4、將所述工作耦合參數(shù)、所述車輛動(dòng)態(tài)參數(shù)輸入脈沖預(yù)校準(zhǔn)模型輸出輪速預(yù)測(cè)值；

5、根據(jù)所述輪速預(yù)測(cè)值和基準(zhǔn)輪速值計(jì)算第一校準(zhǔn)補(bǔ)償量，以將輪速傳感器的霍爾脈沖信號(hào)調(diào)整為第一校準(zhǔn)脈沖；

6、根據(jù)所述第一校準(zhǔn)補(bǔ)償量調(diào)整霍爾元件觸發(fā)閾值生成第一校準(zhǔn)脈沖；

7、獲取輪速傳感器在制動(dòng)工況下的實(shí)時(shí)響應(yīng)特征；所述實(shí)時(shí)響應(yīng)特征包括脈沖畸變率、磁隙變化量和電磁干擾強(qiáng)度；

8、將所述工作耦合參數(shù)和所述實(shí)時(shí)響應(yīng)特征輸入精確校準(zhǔn)模型輸出輪速精確值；所述精確校準(zhǔn)模型為融合輪胎-路面接觸力學(xué)的多物理場(chǎng)耦合模型；

9、根據(jù)所述輪速精確值和基準(zhǔn)輪速值計(jì)算第二校準(zhǔn)補(bǔ)償量，以將輪速傳感器的霍爾脈沖信號(hào)調(diào)整為第二校準(zhǔn)脈沖；

10、根據(jù)所述第二校準(zhǔn)補(bǔ)償量調(diào)整霍爾元件磁滯回差生成第二校準(zhǔn)脈沖。

11、進(jìn)一步地，獲取輪速傳感器的工作耦合參數(shù)，包括：

12、通過(guò)紅外測(cè)溫陣列采集輪胎胎面溫度分布；

13、將所述溫度分布輸入胎溫梯度模型，計(jì)算輪胎徑向溫度梯度曲線；所述輪胎徑向溫度梯度曲線包括胎冠高溫區(qū)、胎側(cè)中溫區(qū)和胎唇低溫區(qū)；

14、根據(jù)溫度梯度曲線的分區(qū)斜率確定輪胎胎溫梯度補(bǔ)償系數(shù)。

15、進(jìn)一步地，獲取輪速傳感器的工作耦合參數(shù)，還包括：

16、通過(guò)剎車盤熱電偶陣列采集剎車盤瞬時(shí)溫度場(chǎng)；

17、若檢測(cè)到剎車盤熱衰退現(xiàn)象，根據(jù)熱衰退模式和熱傳導(dǎo)速率確定剎車盤熱輻射修正因子；

18、所述熱衰退模式包括摩擦材料碳化、金屬晶相轉(zhuǎn)變和熱裂紋擴(kuò)展；

19、所述熱傳導(dǎo)速率包括線性傳熱階段、非線性傳熱階段和熱飽和階段；

20、所述熱輻射修正因子根據(jù)所述熱衰退模式與所述熱傳導(dǎo)速率的協(xié)同效應(yīng)計(jì)算獲得。

21、進(jìn)一步地，若未檢測(cè)到剎車盤熱衰退現(xiàn)象，則將剎車盤溫度場(chǎng)輸入穩(wěn)態(tài)熱模型，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)熱輻射強(qiáng)度；

22、所述標(biāo)準(zhǔn)熱輻射強(qiáng)度包括冷態(tài)輻射、溫態(tài)輻射和熱態(tài)輻射三個(gè)工作區(qū)間。

23、進(jìn)一步地，獲取輪速傳感器的工作耦合參數(shù)，還包括：

24、通過(guò)輪轂安裝的三軸mems加速度計(jì)采集輪速傳感器本體的振動(dòng)頻譜；

25、將所述振動(dòng)頻譜輸入輪轂?zāi)B(tài)分析模型，分離出輪轂振動(dòng)基頻成分；

26、所述輪轂振動(dòng)基頻成分包含輪輞彎曲振動(dòng)、輪輻扭轉(zhuǎn)振動(dòng)和軸承滾道諧波振動(dòng)。

27、進(jìn)一步地，獲取輪速傳感器的實(shí)時(shí)響應(yīng)特征，包括：

28、通過(guò)高精度示波器捕獲霍爾元件輸出脈沖的上升沿畸變率和下降沿振蕩幅度；

29、通過(guò)激光位移傳感器在線檢測(cè)磁阻輪齒與霍爾元件之間的動(dòng)態(tài)間隙變化量；

30、通過(guò)近場(chǎng)電磁探頭測(cè)量輪速傳感器線束耦合的pwm干擾強(qiáng)度。

31、進(jìn)一步地，若檢測(cè)到剎車盤熱衰退現(xiàn)象，則所述輪速預(yù)測(cè)值表示為：

32、

33、若未檢測(cè)到剎車盤熱衰退現(xiàn)象，則所述輪速預(yù)測(cè)值表示為：

34、

35、其中：vpre為輪速預(yù)測(cè)值；,,,為材料特性系數(shù)；δt為輪胎徑向溫度梯度；r為熱輻射修正因子；n為標(biāo)準(zhǔn)熱輻射強(qiáng)度；m為輪轂振動(dòng)基頻幅值；g為輪胎-地面摩擦系數(shù)；s為輪胎滑移率。

36、進(jìn)一步地，所述精確校準(zhǔn)模型的輸入?yún)?shù)包括：

37、輪胎徑向溫度梯度、剎車盤熱輻射強(qiáng)度、輪轂振動(dòng)基頻、脈沖畸變率、動(dòng)態(tài)磁隙變化量、pwm干擾強(qiáng)度；

38、輸出為補(bǔ)償后的輪速精確值。

39、進(jìn)一步地，將輪速傳感器的霍爾脈沖信號(hào)調(diào)整為第一校準(zhǔn)脈沖，包括：

40、將輪速預(yù)測(cè)值和基準(zhǔn)輪速值輸入預(yù)補(bǔ)償控制器；

41、計(jì)算輪速預(yù)測(cè)值與基準(zhǔn)輪速值之間的第一頻偏差值；

42、根據(jù)第一頻偏差值通過(guò)動(dòng)態(tài)滑?？刂扑惴ㄓ?jì)算第一校準(zhǔn)補(bǔ)償量；

43、將輪速傳感器的霍爾脈沖信號(hào)調(diào)整為第二校準(zhǔn)脈沖，包括：

44、將輪速精確值和基準(zhǔn)輪速值輸入微補(bǔ)償控制器；

45、計(jì)算輪速精確值與基準(zhǔn)輪速值之間的第二頻偏差值；

46、根據(jù)第二頻偏差值通過(guò)非線性觀測(cè)器算法計(jì)算第二校準(zhǔn)補(bǔ)償量。

47、在本發(fā)明的第二方面中，提供了一種汽車輪速傳感器校準(zhǔn)系統(tǒng)，包括：

48、參數(shù)獲取模塊，用于獲取所述的工作耦合參數(shù)及車輛動(dòng)態(tài)參數(shù)；

49、預(yù)校準(zhǔn)處理模塊，連接所述參數(shù)獲取模塊，用于運(yùn)行脈沖預(yù)校準(zhǔn)模型輸出輪速預(yù)測(cè)值；

50、第一補(bǔ)償控制模塊，包括預(yù)補(bǔ)償控制器、頻差計(jì)算單元、動(dòng)態(tài)滑模算法單元及閾值調(diào)整單元，用于生成第一校準(zhǔn)脈沖；

51、實(shí)時(shí)響應(yīng)采集模塊，用于獲取所述的實(shí)時(shí)響應(yīng)特征；

52、精確校準(zhǔn)處理模塊，連接所述參數(shù)獲取模塊和實(shí)時(shí)響應(yīng)采集模塊，用于運(yùn)行多物理場(chǎng)耦合模型輸出輪速精確值；

53、第二補(bǔ)償控制模塊，包括微補(bǔ)償控制器、頻差計(jì)算單元、非線性觀測(cè)器單元及磁滯回差調(diào)整單元，用于生成第二校準(zhǔn)脈沖。

54、根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施例至少具有以下有益效果：

55、1、通過(guò)綜合采集輪胎胎溫梯度、輪轂振動(dòng)基頻和剎車盤熱輻射強(qiáng)度等多維度工作耦合參數(shù)，結(jié)合驅(qū)動(dòng)軸扭矩、懸掛壓縮行程等車輛動(dòng)態(tài)參數(shù)，建立全面的輪速信號(hào)影響因素評(píng)估體系，可以顯著提升輪速傳感器在復(fù)雜工況下的環(huán)境適應(yīng)能力，有效解決傳統(tǒng)校準(zhǔn)方法因參數(shù)單一導(dǎo)致的測(cè)量誤差問題。

56、2、采用脈沖預(yù)校準(zhǔn)和精確校準(zhǔn)的雙階段補(bǔ)償機(jī)制，通過(guò)動(dòng)態(tài)滑?？刂扑惴ê头蔷€性觀測(cè)器算法分別調(diào)整霍爾元件觸發(fā)閾值和磁滯回差，可以針對(duì)不同行駛工況實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的脈沖信號(hào)補(bǔ)償，大幅提升輪速傳感器在制動(dòng)、振動(dòng)等極端條件下的信號(hào)輸出質(zhì)量。

57、3、基于輪胎-路面接觸力學(xué)原理構(gòu)建的多物理場(chǎng)耦合模型，通過(guò)實(shí)時(shí)分析脈沖畸變率、動(dòng)態(tài)磁隙變化等響應(yīng)特征，可以智能識(shí)別并補(bǔ)償電磁干擾、機(jī)械振動(dòng)等干擾因素對(duì)輪速信號(hào)的影響，確保車輛控制系統(tǒng)獲得持續(xù)穩(wěn)定的輪速數(shù)據(jù)輸入。