[發(fā)明專利]一種線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及其控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910015201.1
• 申請日: 2019-01-08
• 公開（公告）號: CN109664939B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 錢興國;王春燕;趙萬忠;汪秋伊;王衍圣;魯廣超;吳剛;顏伸翔;施帥朋
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: B62D6/00
• 分類號: B62D6/00;B62D137/00;B62D5/04
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 賀翔

1.一種線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的防側(cè)翻及防側(cè)滑方法，所述線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包含轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向軸、力矩傳感器、路感電機、路感電機控制器、車速傳感器、電子穩(wěn)定單元、側(cè)向加速度傳感器、橫擺角速度傳感器、路面系數(shù)估計單元、轉(zhuǎn)向電機控制器、轉(zhuǎn)向電機、轉(zhuǎn)向器、前輪轉(zhuǎn)角傳感器和蜂鳴器；

所述轉(zhuǎn)向軸一端和所述轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)軸固連，另一端和所述路感電機的輸出軸固連；

所述的力矩傳感器設(shè)置在所述轉(zhuǎn)向軸上，用于感應(yīng)轉(zhuǎn)向軸的受力力矩并將其傳遞給所述電子穩(wěn)定單元；

所述車速傳感器、側(cè)向加速度傳感器、橫擺角速度傳感器、路面系數(shù)估計單元均設(shè)置在車身上，分別用于獲得車輛的車速、側(cè)向加速度、橫擺角速度和路面附著系數(shù)，并將其傳遞給所述電子穩(wěn)定單元；

所述前輪轉(zhuǎn)角傳感器設(shè)置在車輛的一個前輪上，用于獲得汽車的前輪轉(zhuǎn)角，并將其傳遞給所述電子穩(wěn)定單元；

所述轉(zhuǎn)向電機通過所述轉(zhuǎn)向器和汽車的前軸相連，用于控制汽車兩個前輪的轉(zhuǎn)向；

所述路感電機控制器分別和所述電子穩(wěn)定單元、路感電機相連，用于根據(jù)電子穩(wěn)定單元的指令控制路感電機工作；

所述轉(zhuǎn)向電機控制器分別和所述電子穩(wěn)定單元、轉(zhuǎn)向電機相連，用于根據(jù)電子穩(wěn)定單元的指令控制轉(zhuǎn)向電機工作；

所述電子穩(wěn)定單元分別和所述力矩傳感器、車速傳感器、側(cè)向加速度傳感器、橫擺角速度傳感器、路面系數(shù)估計單元、前輪轉(zhuǎn)角傳感器、路感電機控制器、轉(zhuǎn)向電機控制器、蜂鳴器相連，用于根據(jù)力矩傳感器、車速傳感器、側(cè)向加速度傳感器、橫擺角速度傳感器、路面系數(shù)估計單元、前輪轉(zhuǎn)角傳感器的感應(yīng)數(shù)據(jù)控制路感電機控制器、轉(zhuǎn)向電機控制器、蜂鳴器工作；

其特征在于，所述線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的防側(cè)翻及防側(cè)滑方法包括以下步驟：

步驟1)，力矩傳感器、車速傳感器、側(cè)向加速度傳感器、橫擺角速度傳感器、路面系數(shù)估計單元、前輪轉(zhuǎn)角傳感器分別感應(yīng)車輛的轉(zhuǎn)向軸的受力力矩、車速、側(cè)向加速度a_y、橫擺角速度、路面附著系數(shù)、車輛前輪轉(zhuǎn)角，并將其傳遞給電子穩(wěn)定單元；

步驟2)，電子穩(wěn)定單元根據(jù)接收到的轉(zhuǎn)向軸受力力矩、車速、路面附著系數(shù)計算相應(yīng)的目標(biāo)回正力矩和車輛前輪目標(biāo)轉(zhuǎn)角，并發(fā)出相應(yīng)指令給路感電機控制器、轉(zhuǎn)向電機控制器，使得路感電機輸出目標(biāo)回正力矩、轉(zhuǎn)向電機控制車輛前輪根據(jù)車輛前輪目標(biāo)轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)動；

步驟3)，電子穩(wěn)定單元根據(jù)以下公式計算側(cè)滑臨界加速度a_ych：

a_ych＝ug

式中，u為路面附著系數(shù)，g為重力加速度；

步驟4)，電子穩(wěn)定單元根據(jù)以下公式計算側(cè)翻臨界加速度a_ycf：

式中，m為整車質(zhì)量，T為汽車輪距，m_s為簧上質(zhì)量，e為簧載質(zhì)量到側(cè)傾中心的距離，k為側(cè)傾角速度增益，h為簧載質(zhì)量高度，LTR為預(yù)設(shè)的橫向載荷轉(zhuǎn)移率；

步驟5)，電子穩(wěn)定單元將側(cè)滑臨界加速度與側(cè)翻臨界加速度作比較：

步驟5.1)，當(dāng)a_ych小于a_ycf、即時，汽車更容易發(fā)生側(cè)滑，此時：

步驟5.1.1)，如果0.85a_ych＜a_y≤a_ych，電子穩(wěn)定單元控制蜂鳴器預(yù)警，提示駕駛員汽車處于即將側(cè)滑狀態(tài)；

步驟5.1.2)，如果a_ych＜a_y≤a_ycf，電子穩(wěn)定單元控制蜂鳴器預(yù)警，提示駕駛員汽車處于即將側(cè)翻狀態(tài)，此外，電子穩(wěn)定單元通過路感電機控制器控制路感電機提供預(yù)設(shè)的第一附加回正力矩，以增加駕駛員轉(zhuǎn)彎沉重感；

步驟5.1.3)，如果a_ycf＜a_y，電子穩(wěn)定單元控制蜂鳴器報警，提示駕駛員汽車處于側(cè)翻危險狀態(tài)，此外，電子穩(wěn)定單元通過路感電機控制器控制路感電機提供預(yù)設(shè)的第二附加回正力矩，并通過轉(zhuǎn)向電機控制器控制轉(zhuǎn)向電機輸出預(yù)設(shè)的附加前輪轉(zhuǎn)角，直至a_y小于等于0.98a_ycf；所述預(yù)設(shè)的第二附加回正力矩大于預(yù)設(shè)的第一附加回正力矩；

步驟5.2)，當(dāng)a_ych大于a_ycf、即時，汽車更容易發(fā)生側(cè)翻，此時：

步驟5.2.1)，如果0.9a_ycf＜a_y≤a_ycf，電子穩(wěn)定單元控制蜂鳴器預(yù)警，提示駕駛員汽車處于即將側(cè)翻狀態(tài)，此外，電子穩(wěn)定單元通過路感電機控制器控制路感電機提供預(yù)設(shè)的第一附加回正力矩，以增加駕駛員轉(zhuǎn)彎沉重感；

步驟5.2.2)，如果a_ycf＜a_y≤a_ych，電子穩(wěn)定單元控制蜂鳴器報警，提示駕駛員汽車處于側(cè)翻危險狀態(tài)，此外，電子穩(wěn)定單元通過路感電機控制器控制路感電機提供預(yù)設(shè)的第二附加回正力矩，并通過轉(zhuǎn)向電機控制器控制轉(zhuǎn)向電機輸出預(yù)設(shè)的附加前輪轉(zhuǎn)角，直至a_y小于等于0.98a_ycf。