一种汽车软件在线升级导致车辆翻滚失控的判定方法

技术领域

本发明涉及智能网联汽车技术领域，具体涉及一种汽车软件在线升级导致车辆翻滚失控的判定方法。

背景技术

车辆事故中最主要的是正面碰撞、侧面碰撞和追尾碰撞，翻滚事故占比很小。据目前最大的深度事故数据库CIDAS显示，在造成人员伤亡的交通事故中，涉及翻滚事故的比例达19.5％，从伤亡程度看，翻滚事故受伤率55.6％，死亡率10.9％，远高于正面、侧面、追尾等情况，同时，翻滚事故还具有群死群伤的重大事故特征，而汽车发生翻滚事故除了驾驶员操作不当所导致外，还有很大一部分原因是车辆自身控制系统出现错误而导致车辆运行失控。因此汽车软件在线升级(又称“OTA升级”)后对车辆安全状态的定量分析，尤其是车辆翻滚失控判定方法具有重要的经济性和社会性意义。

汽车软件在线升级能增加功能，快速修补缺陷，给用户带来了常开常新体验，但涉及到动力域、自动驾驶域的软件在线升级可能涉及到车辆控制安全重要参数变更，对汽车产品带来“实质性改变”，OTA升级后对车辆安全的影响如何评估成为问题焦点。目前，对于汽车软件OTA升级的标准符合性评价和研究，也已经有许多科研机构进行了多方面的研究，但是这些关于OTA升级过程的功能和性能的研究大都侧重于功能安全和信息安全方面，没有关于智能网联汽车软件OTA升级后导致车辆翻滚失控方面的研究。

发明内容

本发明意在提供一种汽车软件在线升级导致车辆翻滚失控的判定方法，以直观高效准确地完成对智能网联汽车软件OTA升级后的车辆安全状态进行定量分析，对OTA升级后是否会导致车辆翻滚失控进行判定。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种汽车软件在线升级导致车辆翻滚失控的判定方法，包括以下步骤：

步骤S1，根据车辆翻滚运动引起车辆左右车轮垂直方向上的荷载差计算测试车辆的垂直荷载传递比，并利用a

步骤S2，利用扭矩平衡方程分析测试车辆的横向动力学，并建立翻滚失控分析模型，得到垂直荷载传递比与测试车辆的加速度、重心高度以及轮胎间距之间的关系；

步骤S3，采集测试车辆OTA升级前后的三维加速度计数据和三维陀螺仪数据，并计算OTA升级前后a

本方案的原理及优点是：实际应用时，首先根据车辆翻滚运动引起车辆左右车轮在垂直方向上的荷载差来计算垂直载荷传递比，并且根据扭矩平衡方程分析车辆横向动力学，得到垂直载荷传递比与加速度、重心高度以及轮胎间距之间的关系，并建立翻滚失控分析模型，最后得到测试车辆在OTA升级后是否会发生翻滚失控与测试车辆三维加速度之间的关系，然后再采集测试车辆在OTA升级前、后加速度a

相比于现有技术，本方案的优点在于能简便高效的完成对智能网联汽车软件OTA升级后的车辆安全状态进行定量分析，对OTA升级后是否会导致车辆翻滚失控进行准确判定，并且本方案无需额外改动测试车辆，只需利用车辆本身自带的移动智能终端就能完成数据采集，然后通过比对OTA升级前后加速度比值的变化是否满足判定公式就能快速完成测试车辆是否会发生翻滚失控的判定，极大程度提高了关于测试车辆翻滚失控方面的测试效率和有效降低了测试成本，并且也能够一定程度上提高车辆在OTA升级后的运行安全性。

优选的，作为一种改进，步骤S1中，在计算垂直荷载传递比时，测试车辆不同的转弯路径会存在不同的翻滚运动，因此垂直荷载传递比的计算结果也会发生变化，当垂直荷载传递比在安全阈值范围内时可判定测试车辆不会发生翻滚失控。

优选的，作为一种改进，安全阈值范围为-1～1。

优选的，作为一种改进，垂直荷载传递比的计算公式为

其中，F

优选的，作为一种改进，扭矩平衡方程包括以下公式：

其中，h为测试车辆的重心高度，l

优选的，作为一种改进，通过扭矩平衡方程可变换得到垂直荷载传递比与加速度、重心高度以及轮胎间距之间的关系，并建立翻滚失控分析模型：

再将表达式等量变换为加速度比值关系式：/>

优选的，作为一种改进，步骤S3中，在采集三维加速度计数据和三维陀螺仪数据时，利用安装于测试车辆上的车载移动终端获取测试车辆OTA升级前后的三维加速度计数据和三维陀螺仪数据。

优选的，作为一种改进，在判断OTA升级是否导致测试车辆翻滚失控时，分别计算OTA升级前、后的a

附图说明

图1为本发明一种汽车软件在线升级导致车辆翻滚失控的判定方法实施例一的流程示意图。

图2为本发明一种汽车软件在线升级导致车辆翻滚失控的判定方法实施例一的车辆坐标系示意图。

图3为本发明一种汽车软件在线升级导致车辆翻滚失控的判定方法实施例一的车辆翻滚运动示意图。

图4为本发明一种汽车软件在线升级导致车辆翻滚失控的判定方法实施例一的坐标系对照关系示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

实施例一：

本实施例基本如附图1所示：一种汽车软件在线升级导致车辆翻滚失控的判定方法，包括以下步骤：

步骤S1，根据车辆翻滚运动引起车辆左右车轮垂直方向上的荷载差计算测试车辆的垂直荷载传递比，并利用a

步骤S2，利用扭矩平衡方程分析测试车辆的横向动力学，并建立翻滚失控分析模型，得到垂直荷载传递比与测试车辆的加速度、重心高度以及轮胎间距之间的关系；

步骤S3，采集测试车辆OTA升级前后的三维加速度计数据和三维陀螺仪数据，并计算OTA升级前后a

如附图2所示，在测试车辆上建立坐标系，用a

根据车辆翻滚运动引起车辆左右车轮垂直方向上的荷载差计算测试车辆的垂直荷载传递比：

其中，F

当测试车辆具有正侧倾角(即θ>0)时，左轮胎上的垂直力F

而考虑到LTR的计算不直观，左右轮胎的垂直力无法直接检测得到实时值，因此也就无法直接根据上述公式直接计算得到垂直荷载传递比来判断测试车辆是否会发生翻滚失控。由于左右轮胎是测试车辆的两个支撑点，因此考虑可以用扭矩平衡方程来分析车辆横向动力学。

联立公式(1)(2)(3)，建立翻滚失控分析模型：

而为了进一步定量分析OTA升级后可能导致的车辆失控安全风险，又将公式(4)进行等量变换，得到判定公式：

其中，/>

具体的，轿车的静态稳定系数为1.1；SUV的静态稳定系数为1.4；车辆翻滚运动的阈值为0.6。

因此，当计算出来的a

进一步，利用安装在测试车辆上的车载移动终端获取测试车辆OTA升级前后的三维加速度计数据和三维陀螺仪数据，在采集数据前，先将车辆的坐标系和车载移动终端的坐标系对齐，如附图4所示，然后再采集数据进行车辆翻滚失控的判定。

在汽车软件在线升级前后，也即OTA升级前后，分别采集测试车辆在Y轴和Z轴方向上的加速度a

一般而言，对于汽车的OTA升级，仅是在汽车的中控系统中增加了软件层面的控制策略或者更新了控制代码，而没有对汽车本身的物理硬件做出对应的升级改造，因此会存在一些特殊情况，例如在OTA升级后软硬件不匹配的问题，造成两者的工作指标或者工作性能不在同一维度，从而可能导致汽车出现运行控制故障，导致汽车在行驶时存在翻滚失控的风险。一方面，这可能是汽车的软硬件使用过程中造成的干扰或者不匹配问题，另一方面，还可能是由于汽车行驶的真实客观环境导致汽车的控制功能出现短暂的偏差，从而导致汽车发生翻滚失控。因此，从技术问题层面上，本方案就已经存在独特的新创性，不容易被想到，并且本方案还具有十分突出且实际的技术效果，不仅能够快速检测出OTA升级对汽车安全性的影响，还能够极大程度上提高对汽车的控制驾驶安全性。

同时，OTA在升级时，根据软件功能升级的程度或者占比不同，对各个功能模块的控制调用顺序的重要性排序或者优先级的分类也会造成不同程度的影响，例如部分功能在OTA升级前处于第一运行优先级，但是在升级后，其降低到了二级甚至三级运行优先级，因此对汽车的整个控制策略会造成干扰，甚至可能在极限情况下导致汽车的控制功能短暂性失效，从而引起汽车在运行时发生翻滚失控。因此，通过本方案，能够直观、有效地测试OTA在升级前后的功能性差别，从而快速检测出OTA升级有没有对汽车的行驶产生影响，甚至是导致汽车翻滚失控，并且，在OTA升级前，汽车默认的坐标系是不变的，但是可能会由于OTA升级导致其坐标系发生偏差，因此也就变相导致汽车增大了翻滚失控的风险，而本方案在测试前，通过对汽车坐标系以及数据采集模块的坐标系均会进行重新校正，从数据的采集层面控制数据的精准度，从而提高测试评估结果的准确性。

本实施例的具体实施过程如下：

在测试车辆上建立坐标系，并根据车辆翻滚运动引起左右轮垂直方向上的荷载差计算垂直荷载传递比，然后再结合扭矩平衡方程来分析车辆横向动力学，得到垂直荷载传递比与加速度、重心高度以及轮胎间距之间的关系，并建立翻滚失控分析模型；

同时为了定量分析OTA升级后可能导致的车辆失控安全风险，将得到的公式再次进行等量变换，得到加速度a

在众多车辆安全事故中，以翻滚事故更让驾驶者关心在意，即使翻滚事故占比很小，但是一旦发生翻滚事故，其造成的破坏以及对驾驶人员的安全威胁无疑是最大的。汽车软件在线升级在更新车辆系统功能的同时，可能会导致车辆控制安全重要参数变更，从而导致车辆发生翻滚失控的情况。而目前对于汽车软件OTA升级的标准符合性评价和研究，一般均只局限于功能安全和信息安全方面，没有往软件在线升级可能导致车辆翻滚失控方面去延伸，也就导致车辆在OTA升级后还存在翻滚安全隐患。

一般而言，车辆自身控制系统出错是由于OTA升级所导致的，其在更新车辆系统功能的同时，可能会导致车辆控制安全重要参数变更，从而导致车辆在行驶过程中发生翻滚失控的情况。而目前对于汽车软件OTA升级的标准符合性评价和研究，一般均只局限于功能安全和信息安全方面，没有往导致车辆翻滚失控方面去延伸，也就变相导致车辆在OTA升级后还存在一定的安全隐患。

针对上述问题，本方案特地研发了一种针对汽车软件在线升级导致车辆翻滚失控的判定方法，通过定量测试车辆的参数以及运行指标，分析计算出车辆发生翻滚失控的相关变量以及影响因素，首先根据车辆翻滚运动引起左右轮垂直方向上的荷载差计算垂直荷载传递比，并利用扭矩平衡方程分析测试车辆横向动力学，得到垂直荷载传递比与加速度、重心高度以及轮胎间距之间的关系，建立翻滚失控分析模型，最后通过采集到的OTA升级前后加速度a

通过本方案，不仅省却了对测试车辆的改装、测试过程，仅需利用车载移动智能终端就能完成数据采集，也省却了复杂的分析指标体系，极大程度降低了测试成本，大大提升了测试效率，并且本方案基于严谨的数学公式推导完成车辆翻滚失控的判定，利用测试车辆在两个方向上的加速度在OTA升级前后的变化情况就能完成对车辆翻滚失控风险的评估与判定，一方面确保了测试结果的准确性和科学性，另一方面也简化了测试流程，提升了测试效率，更重要的是，通过本方案快速完成车辆翻滚失控的判断后，也能极大程度保障车辆在OTA升级后的运行安全。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。