一种线控转向系统及其控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109664939A(43)申请公布日2019.04.23(21)申请号201910015201.1(22)申请日2019.01.08(71)申请人南京航空航天大学地址210016江苏省南京市秦淮区御道街29号(72)发明人钱兴国王春燕赵万忠汪秋伊王衍圣鲁广超吴刚颜伸翔施帅朋(74)专利代理机构江苏圣典律师事务所32237代理人贺翔(51)Int.Cl.B62D6/00(2006.01)B62D137/00(2006.01)B62D5/04(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称一种线控转向系统及其控制方法(57)摘要本发明公开了一种线控转向系统及其控制方法，包含转向盘、转向轴、力矩传感器、路感电机、路感电机控制器、车速传感器、电子稳定单元、侧向加速度传感器、横摆角速度传感器、路面系数估计单元、转向电机控制器、转向电机、转向器、前轮转角传感器和蜂鸣器。本发明通过采集前轮转角、横摆角速度、侧向加速度和车速判断车辆状态。根据车辆的实时状态，判断出车辆处于的危险程度，对驾驶员指令做出准确的响应。本发明有效避免了驾驶员操作不当以及恶劣条件下路面附着条件的影响导致发生侧滑或者侧翻事故的现象，能够提高弯道工况下汽车的安全性，提高汽车行驶过程的稳定性和安全性。CN109664939ACN109664939A权利要求书1/2页1.一种线控转向系统，其特征在于，包含转向盘、转向轴、力矩传感器、路感电机、路感电机控制器、车速传感器、电子稳定单元、侧向加速度传感器、横摆角速度传感器、路面系数估计单元、转向电机控制器、转向电机、转向器、前轮转角传感器和蜂鸣器；所述转轴一端和所述转向盘的转轴固连，另一端和所述路感电机的输出轴固连；所述的力矩传感器设置在所述转向轴上，用于感应转向轴的受力力矩并将其传递给所述电子稳定单元；所述车速传感器、侧向加速度传感器、横摆角速度传感器、路面系数估计单元均设置在车身上，分别用于获得车辆的车速、侧向加速度、横摆角速度和路面附着系数，并将其传递给所述电子稳定单元；所述前轮转角传感器设置在车辆的一个前轮上，用于获得汽车的前轮转角，并将其传递给所述电子稳定单元；所述转向电机通过所述转向器和汽车的前轴相连，用于控制汽车两个前轮的转向；所述路感电机控制器分别和所述电子稳定单元、路感电机相连，用于根据电子稳定单元的指令控制路感电机工作；所述转向电机控制器分别和所述电子稳定单元、转向电机相连，用于根据电子稳定单元的指令控制转向电机工作；所述电子稳定单元分别和所述力矩传感器、车速传感器、侧向加速度传感器、横摆角速度传感器、路面系数估计单元、前轮转角传感器、路感电机控制器、转向电机控制器、蜂鸣器相连，用于根据力矩传感器、车速传感器、侧向加速度传感器、横摆角速度传感器、路面系数估计单元、前轮转角传感器的感应数据控制路感电机控制器、转向电机控制器、蜂鸣器工作。2.根据权利要求1所述的线控转向系统的防侧翻及防侧滑方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)，力矩传感器、车速传感器、侧向加速度传感器、横摆角速度传感器、路面系数估计单元、前轮转角传感器分别感应车辆的转向轴的受力力矩、车速、侧向加速度ay、横摆角速度、路面附着系数、车辆前轮转角，并将其传递给电子稳定单元；步骤2)，电子稳定单元根据接收到的转向轴受力力矩、车速、路面附着系数计算相应的目标回正力矩和车辆前轮目标转角，并发出相应指令给路感电机控制器、转向电机控制器，使得路感电机输出目标回正力矩、转向电机控制车辆前轮根据车辆前轮目标转角转动；步骤3)，电子稳定单元根据以下公式计算侧滑临界加速度aych：aych＝ug式中，u为路面附着系数，g为重力加速度；步骤4)，电子稳定单元根据以下公式计算侧翻临界加速度aycf：式中，m为整车质量，T为汽车轮距，ms为簧上质量，e为簧载质量到侧倾中心的距离，k为侧倾角速度增益，h为簧载质量高度，LTR为预设的横向载荷转移率；步骤5)，电子稳定单元将侧滑临界加速度与侧翻临界加速度作比较：2CN109664939A权利要求书2/2页步骤5.1)，当aych小于aycf、即时，汽车更容易发生侧滑，此时：步骤5.1.1)，如果0.85aych＜ay≤aych，电子稳定单元控制蜂鸣器预警，提示驾驶员汽车处于即将侧滑状态；步骤5.1.2)，如果aych＜ay≤aycf，电子稳定单元控制蜂鸣器预警，提示驾驶员汽车处于即将侧翻状态，此外，电子稳定单元通过路感电机控制器控制路感电机提供预设的第一附加回正力矩，以增加驾驶员转弯沉重感；步骤5.1.3)，如果aycf＜ay，电子稳定单元控制蜂鸣器报警，提示驾驶员汽车处于侧翻危险状态，此外，电子稳定单元通过路感电机控制器控制路感电机