[發明專利]一種轉向耦合主動懸架抗側翻集成控制裝置及其控制方法

在審

• 申請號: 201910161409.4
• 申請日: 2019-03-04
• 公開（公告）號: CN109895577A
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 廖聰;李曼;孫悅超;李明圣;藍瑩
• 申請（專利權）人: 嶺南師范學院
• 主分類號: B60G17/015
• 分類號: B60G17/015;B60G17/019
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 陳偉斌;劉瑤云

本發明涉及汽車安全領域，特別是涉及一種轉向耦合主動懸架抗側翻集成控制裝置及其控制方法。將主動轉向系統耦合主動懸架系統進行集成控制，通過采集車身側傾角，控制單元對數據進行計算分析，并根據結果輸出控制指令到轉向控制器和懸架控制器，使主動轉向系統和主動懸架系統啟動進行抗側翻，通過合理的力矩分配，在常規工況和極限工況下，提高汽車的主動安全指標，改善車輛的抗側翻性能。本發明的抗側翻集成控制裝置在建立主動轉向耦合主動懸架抗側翻動力學模型的基礎上，實施分層集成控制，比單一的抗側翻控制裝置具有更好的抗側翻效果，可以有效地減少因為大半徑轉彎、躲避障礙物等工況下汽車的側翻所造成的交通事故。

技術領域

本發明涉及汽車安全領域，特別是涉及一種轉向耦合主動懸架抗側翻集成控制裝置及其控制方法。

背景技術

微型客車一般有輪距較小、重心高、懸架剛度小等特點，令其在道路行駛時更容易發生側翻事故。單一控制系統的抗側翻，很多專家學者都進行了相關研究，不同的單一系統的抗側翻控制，都有不同的優缺點，例如差動制動，可以基于防抱死剎車系統ABS或電子機械制動EMB等來設計控制器，易于實現，成本低，但防傾翻效果有限；對于主動防傾翻桿，防傾翻效果較好，但系統復雜，成本較高；主動懸架防側翻抗側翻力矩大，防傾翻效果好，適合于各種車輛，但需要額外增加硬件，成本高，電液懸架時滯時間過長等；主動轉向控制在提高車輛傾翻穩定性的同時，減小了側向加速度，但降低了車輛轉彎能力和車道保持能力，改變了駕駛員的駕駛意圖，使汽車不能有效地規避障礙。主動轉向系統耦合主動懸架系統抗側翻通過集成控制，可以合理利用兩種控制系統優點，避開控制系統的缺點。單一控制系統的抗側翻效果有限，主動轉向系統耦合主動懸架系統抗側翻集成控制通過合理的力矩分配，在常規工況和極限工況下，提高汽車的主動安全指標，改善車輛的抗側翻性能，可以取得較單一控制系統更好的抗側翻效果。

發明內容

本發明抗側翻集成控制裝置在建立主動轉向耦合主動懸架抗側翻動力學模型的基礎上，實施集成控制，比單一的抗側翻控制裝置具有更好的抗側翻效果，可以有效地減少因為大半徑轉彎、躲避障礙物等工況下汽車的側翻所造成的交通事故，提高汽車行駛的安全性。

本發明的技術方案是：

一種轉向耦合主動懸架抗側翻集成控制裝置，包括控制單元、轉向控制器、懸架控制器、側傾角傳感器、主動轉向系統、主動懸架系統；

所述側傾角傳感器用于測量車身側傾角，并將其傳輸給所述控制單元；

所述控制單元分別與側傾角傳感器、轉向控制器、懸架控制器電連接，所述控制單元根據接收到的所述側傾角傳感器測量的車身側傾角信號利用側翻預警算法進行運算，得到橫向載荷轉移率的絕對值作為側翻指標，并根據運算的結果向所述轉向控制器和所述懸架控制器發出控制指令；

所述轉向控制器與所述主動轉向系統電連接，所述轉向控制器得到來自所述控制單元的控制指令后傳遞信號給所述主動轉向系統，所述主動轉向系統抗側翻發生作用，對所述轉向控制器使用H_∞控制，所述主動轉向系統根據車輛的運行狀態和駕駛員意圖，通過對前輪轉向角進行適當修正主動轉向可以自動調整轉向角，減小車輪的轉角；

所述懸架控制器與所述主動懸架系統電連接，所述懸架控制器得到來自所述控制單元的控制指令后傳遞信號給所述主動懸架系統，對所述主動懸架系統使用H_∞控制，所述主動懸架系統控制車輛左右懸架的作用力，根據車輛狀態，抬高外側或傾斜側車身的高度；

該控制裝置通過對所述主動轉向系統和所述主動懸架系統進行集成控制，使車輛在發生側翻危險時，能對車身進行調整，使其不會發生側翻。

進一步，所述側傾角傳感器與所述控制單元之間設有傳感器信號處理機構，所述傳感器信號處理機構分別與所述側傾角傳感器和所述控制單元電連接，所述傳感器信號處理機構將所述側傾角傳感器輸入的信號進行放大、降噪和抗干擾處理之后，再把模擬信號轉換成數字信號輸出到所述控制單元。