[实用新型]四轮转向汽车稳定性控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及汽车转向与制动综合控制技术领域，尤其是涉及一种四轮转向汽车稳定性控制系统。

背景技术

汽车的稳定性是指当驾驶员通过操纵方向盘而给定汽车一个行驶方向时，汽车能够抵御企图改变其行驶轨迹的外力或外力矩等干扰而保持稳定行驶的能力。汽车稳定性的好坏将直接影响其操纵性的优劣，稳定性的丧失常易导致驾驶员失去对车辆的控制，使得车辆的动态行为变得不可预测，从而引发严重的交通事故。

引起车辆失稳的原因主要有以下几个方面：1)由于汽车纵向和侧向加速度引起的前、后轴以及左、右侧载荷转移，在某些情况下可以使车辆由转向不足变为转向过多，从而引发失稳；2)汽车的转动角速度响应往往滞后于驾驶员对方向盘的操纵，当汽车进行紧急变道时，由于这种滞后会使车辆在转向时产生比较大的横摆力矩，作用一段时间后会引起较大的车体侧偏角，因而在较大的车体侧偏角下，驾驶员往往很难操纵车辆而引发失稳；3)汽车轮胎分别处于不同摩擦系数的路面上(分离路面)时，易引起汽车发生很大姿态的改变；此外，不平路面对车辆的干扰以及侧向风等干扰也会引起汽车姿态的改变，当因这种改变引起的车体侧偏角很大时，就可能使汽车失稳；4)当驾驶员遇到紧急情况时，由于慌乱而操作不当使轮胎侧向力达到饱和，这时汽车会产生很大的车体侧偏角，使驾驶员无法通过进一步的调整来操纵车辆，引起失稳。

综合分析上述原因，可以归纳得出：过大的车体侧偏角与不合适的车体转动角速度(转向不足或转向过多)是引发车辆失稳的两个主要原因，因此通过对二者的合理控制是改善汽车行驶稳定性的有效方法，但是对于目前常见的单纯前轮转向汽车，在危险情况下仅依靠驾驶员通过方向盘对汽车前轮转角的调整来保证其稳定性通常效果甚微，因此需要附加有效的辅助控制系统以改善车辆的行驶稳定性状况。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种四轮转向汽车稳定性控制系统，其结构合理且使用操作简便，可有效改善汽车在极限或危险工况下的行驶稳定性，提高汽车在光滑路面高速大转角转向时的安全性。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种四轮转向汽车稳定性控制系统，其特征在于：包括实时对车体质心处速度方向相对于车体纵向轴线的偏转角度即车体侧偏角进行检测的车体侧偏角测量装置、实时对车体实际转动角速度与驾驶员给定转动角速度间的车体转动角速度偏差进行检测的车体转动角速度偏差测量装置，以及根据车体侧偏角测量装置和车体转动角速度偏差测量装置实时所输出信号相应对后轮转角控制器和制动轮判定及制动力矩分配控制器进行控制的电子控制单元；

所述制动轮判定及制动力矩分配控制器为根据电子控制单元所输出信号，判定是否需要对四轮转向汽车的左侧或右侧车轮进行制动以及相应具体分配需制动侧前后轮的制动力矩的控制器；所述制动轮判定及制动力矩分配控制器分别对四个车轮的车轮制动器进行控制。

所述车体侧偏角测量装置包括实时对车体纵向速度进行检测的纵向速度传感器、实时对车体侧向速度进行检测的侧向速度传感器，以及根据纵向速度传感器和侧向速度传感器所检测信号相应计算得出所述车体侧偏角的车体侧偏角控制器。

所述车体转动角速度偏差测量装置包括实时对方向盘转角进行检测的方向盘转角传感器、实时对车体转动角速度进行检测的车体转动角速度传感器，以及对方向盘转角传感器和车体转动角速度传感器所检测信号进行分析比较并结合推算得出的理想车辆动力学模型，相应计算得出所述车体转动角速度偏差的车体转动角速度偏差控制器；所述车体转动角速度传感器安装在车体质心。

所述电子控制单元包括对车辆稳定性进行实时分析判断的车辆稳定性判定功能模块，以及根据车辆稳定性判定功能模块所输出信号相应对后轮转角控制器和制动轮判定及制动力矩分配控制器进行控制的模糊控制功能模块；所述车辆稳定性判定功能模块为根据车体侧偏角测量装置和车体转动角速度偏差测量装置所输出信号相应对模糊控制功能模块进行控制。