[實用新型]四輪轉向汽車穩定性控制系統

無效

• 申請號: 200920032093.0
• 申請日: 2009-03-04
• 公開（公告）號: CN201362249Y
• 公開（公告）日: 2009-12-16
• 發明（設計）人: 魏朗;趙建有;陳濤;邱兆文;張;林廣宇;杜峰;趙偉;袁望方
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: B60T8/1755
• 分類號: B60T8/1755;B62D6/00;B60W10/18;B60W10/20;B60W40/10;B60W30/02;B62D101/00;B62D113/00
• 代理公司: 西安創知專利事務所
• 代理人: 譚文琰

技術領域

本實用新型涉及汽車轉向與制動綜合控制技術領域，尤其是涉及一種四輪轉向汽車穩定性控制系統。

背景技術

汽車的穩定性是指當駕駛員通過操縱方向盤而給定汽車一個行駛方向時，汽車能夠抵御企圖改變其行駛軌跡的外力或外力矩等干擾而保持穩定行駛的能力。汽車穩定性的好壞將直接影響其操縱性的優劣，穩定性的喪失常易導致駕駛員失去對車輛的控制，使得車輛的動態行為變得不可預測，從而引發嚴重的交通事故。

引起車輛失穩的原因主要有以下幾個方面：1)由于汽車縱向和側向加速度引起的前、后軸以及左、右側載荷轉移，在某些情況下可以使車輛由轉向不足變為轉向過多，從而引發失穩；2)汽車的轉動角速度響應往往滯后于駕駛員對方向盤的操縱，當汽車進行緊急變道時，由于這種滯后會使車輛在轉向時產生比較大的橫擺力矩，作用一段時間后會引起較大的車體側偏角，因而在較大的車體側偏角下，駕駛員往往很難操縱車輛而引發失穩；3)汽車輪胎分別處于不同摩擦系數的路面上(分離路面)時，易引起汽車發生很大姿態的改變；此外，不平路面對車輛的干擾以及側向風等干擾也會引起汽車姿態的改變，當因這種改變引起的車體側偏角很大時，就可能使汽車失穩；4)當駕駛員遇到緊急情況時，由于慌亂而操作不當使輪胎側向力達到飽和，這時汽車會產生很大的車體側偏角，使駕駛員無法通過進一步的調整來操縱車輛，引起失穩。

綜合分析上述原因，可以歸納得出：過大的車體側偏角與不合適的車體轉動角速度(轉向不足或轉向過多)是引發車輛失穩的兩個主要原因，因此通過對二者的合理控制是改善汽車行駛穩定性的有效方法，但是對于目前常見的單純前輪轉向汽車，在危險情況下僅依靠駕駛員通過方向盤對汽車前輪轉角的調整來保證其穩定性通常效果甚微，因此需要附加有效的輔助控制系統以改善車輛的行駛穩定性狀況。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種四輪轉向汽車穩定性控制系統，其結構合理且使用操作簡便，可有效改善汽車在極限或危險工況下的行駛穩定性，提高汽車在光滑路面高速大轉角轉向時的安全性。

為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是：一種四輪轉向汽車穩定性控制系統，其特征在于：包括實時對車體質心處速度方向相對于車體縱向軸線的偏轉角度即車體側偏角進行檢測的車體側偏角測量裝置、實時對車體實際轉動角速度與駕駛員給定轉動角速度間的車體轉動角速度偏差進行檢測的車體轉動角速度偏差測量裝置，以及根據車體側偏角測量裝置和車體轉動角速度偏差測量裝置實時所輸出信號相應對后輪轉角控制器和制動輪判定及制動力矩分配控制器進行控制的電子控制單元；

所述制動輪判定及制動力矩分配控制器為根據電子控制單元所輸出信號，判定是否需要對四輪轉向汽車的左側或右側車輪進行制動以及相應具體分配需制動側前后輪的制動力矩的控制器；所述制動輪判定及制動力矩分配控制器分別對四個車輪的車輪制動器進行控制。

所述車體側偏角測量裝置包括實時對車體縱向速度進行檢測的縱向速度傳感器、實時對車體側向速度進行檢測的側向速度傳感器，以及根據縱向速度傳感器和側向速度傳感器所檢測信號相應計算得出所述車體側偏角的車體側偏角控制器。

所述車體轉動角速度偏差測量裝置包括實時對方向盤轉角進行檢測的方向盤轉角傳感器、實時對車體轉動角速度進行檢測的車體轉動角速度傳感器，以及對方向盤轉角傳感器和車體轉動角速度傳感器所檢測信號進行分析比較并結合推算得出的理想車輛動力學模型，相應計算得出所述車體轉動角速度偏差的車體轉動角速度偏差控制器；所述車體轉動角速度傳感器安裝在車體質心。

所述電子控制單元包括對車輛穩定性進行實時分析判斷的車輛穩定性判定功能模塊，以及根據車輛穩定性判定功能模塊所輸出信號相應對后輪轉角控制器和制動輪判定及制動力矩分配控制器進行控制的模糊控制功能模塊；所述車輛穩定性判定功能模塊為根據車體側偏角測量裝置和車體轉動角速度偏差測量裝置所輸出信號相應對模糊控制功能模塊進行控制。