[發(fā)明專利]基于主動干預(yù)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的車輛穩(wěn)定性控制系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2017-10-24
• 公開（公告）號: CN109693663B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 夏天;樂美祺;趙向東;朱玙熹;楊洪福
• 申請（專利權(quán)）人: 上汽通用汽車有限公司;泛亞汽車技術(shù)中心有限公司
• 主分類號: B60W30/02
• 分類號: B60W30/02;B60W30/045;B60W10/18;B60W10/20
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 臧霽晨;付曼

本發(fā)明涉及基于主動干預(yù)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的車輛穩(wěn)定性控制系統(tǒng)，其特征在于，至少具備：電子助力轉(zhuǎn)向模塊，用于接收來自電子制動控制模塊的扭矩請求指令，并輸出扭矩對轉(zhuǎn)向輪和方向盤的位置進(jìn)行干預(yù)的信號指令；以及電子制動控制模塊，用于根據(jù)駕駛員通過制動踏板施加的液壓力、通過輪速傳感器輸入的車輪工作狀態(tài)、以及通過車身慣量傳感器輸入的車輛實際加速度和橫擺角速度信號判斷車輛的行駛狀態(tài)，以及根據(jù)駕駛員施加的制動背壓計算得到當(dāng)前車輛的控制狀態(tài)與理想控制狀態(tài)的穩(wěn)定性偏差以及補(bǔ)償穩(wěn)定性偏差需要的轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角，并得到實現(xiàn)目標(biāo)轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角所要提供的輔助扭矩值并發(fā)送給所述電子助力轉(zhuǎn)向模塊。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及車輛控制技術(shù)，更具體地是涉及在傳統(tǒng)通過調(diào)節(jié)制動壓力控制穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上增加主動的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)扭矩控制改變轉(zhuǎn)向輪的角度從而產(chǎn)生額外的橫擺力矩以強(qiáng)化穩(wěn)定性控制作用的車輛穩(wěn)定性控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前已有的道路車輛穩(wěn)定性控制系統(tǒng)主要涉及以下兩類：

1．制動防抱死(ABS)，這類系統(tǒng)采集輪速信號來估算車輛的車輪運(yùn)行狀態(tài)包括輪速、輪加速（減速）以及滑移率等。ABS系統(tǒng)通過通斷電磁閥來調(diào)制各個輪缸的壓力來達(dá)到防止抱死和控制車身穩(wěn)定性的目的。其中比較典型的工況是分離路面制動，由于兩側(cè)車輪所處路面的附著系數(shù)差值較大，制動時產(chǎn)生的差分力會產(chǎn)生強(qiáng)烈的橫擺作用導(dǎo)致車輛失穩(wěn)。針對這種工況，高附側(cè)車輪會在探測到初始橫擺趨勢時，進(jìn)行一個大的泄壓，以減小橫擺趨勢，幫助駕駛員控制車輛；然后緩慢通過電磁閥的啟閉精確控制壓力上升梯度，以逐步重新獲得減速度。為了保證減速度，高附側(cè)的制動力仍然會明顯高于低附側(cè)，導(dǎo)致橫擺力矩仍然存在。此時需要駕駛員通過向低附側(cè)修正方向盤以消除這種橫擺趨勢。

2．電子穩(wěn)定性控制(ESC)系統(tǒng)，這類系統(tǒng)一般通過采集輪速信號和車身姿態(tài)信號(橫擺角速度信號、側(cè)向加速度信號)得到車輛的實際運(yùn)動狀態(tài)，并與通過方向盤轉(zhuǎn)角得到的駕駛員意圖進(jìn)行對比，得到實際狀態(tài)與意圖的偏差值并計算消除偏差所需要的干預(yù)量，并通過輪邊的主動力矩控制或者滑移率控制（特定滑移率對應(yīng)的輪胎側(cè)向力和縱向力）產(chǎn)生對車輛質(zhì)心的側(cè)偏力矩進(jìn)行糾偏。

以上穩(wěn)定性控制系統(tǒng)，都是直接通過對車輪的制動力調(diào)節(jié)來具備對車輛穩(wěn)定性進(jìn)行控制或干預(yù)的能力，但由于在輪胎相平面的力學(xué)特性限制，其能實現(xiàn)的干預(yù)范圍仍然有限。另外后輪承擔(dān)了后軸的側(cè)向支撐作用，側(cè)向力隨滑移率升高而降低決定了后輪能被干預(yù)的程度有限，不然容易造成后軸失穩(wěn)。而像分離路面制動的工況，由于要保證減速度，高附側(cè)的制動力必然高于低附側(cè)，因此橫擺的作用不能被完全消除。以上種種可以視作通過車輪制動力調(diào)節(jié)來控制穩(wěn)定性的掣肘。

因此需要引入一種額外的方法來克服制動力調(diào)節(jié)的限制。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于所述問題，本發(fā)明旨在提供一種能夠強(qiáng)化穩(wěn)定性控制作用的主動干預(yù)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)扭矩引導(dǎo)方向盤操作的穩(wěn)定性控制系統(tǒng)。

本發(fā)明的車輛穩(wěn)定性控制系統(tǒng)在傳統(tǒng)通過調(diào)節(jié)制動壓力控制穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，額外增加了對轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)角控制，它通過對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主動扭矩控制改變轉(zhuǎn)向輪的角度從而產(chǎn)生額外的橫擺力矩以強(qiáng)化穩(wěn)定性控制作用。同時，這種干預(yù)會同時對方向盤產(chǎn)生引導(dǎo)作用，幫助駕駛員將方向盤控制在目標(biāo)位置。

本發(fā)明的基于主動干預(yù)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的車輛穩(wěn)定性控制系統(tǒng)，其特征在于，具備：

車身慣量傳感器，用于測量車輛的實際側(cè)向加速度和橫擺角速度并提供給下述的電子制動控制模塊；

方向盤，用于向駕駛員傳遞系統(tǒng)的干預(yù)意圖并接收來自下述電子助力轉(zhuǎn)向模塊的信號指令；

電子助力轉(zhuǎn)向模塊，用于接收來自下述電子制動控制模塊的扭矩請求指令，并經(jīng)過規(guī)定計算并輸出扭矩對轉(zhuǎn)向輪和方向盤的位置進(jìn)行干預(yù)的信號指令；以及