[发明专利]基于主动干预转向系统的车辆稳定性控制系统

说明书

本发明涉及基于主动干预转向系统的车辆稳定性控制系统，其特征在于，至少具备：电子助力转向模块，用于接收来自电子制动控制模块的扭矩请求指令，并输出扭矩对转向轮和方向盘的位置进行干预的信号指令；以及电子制动控制模块，用于根据驾驶员通过制动踏板施加的液压力、通过轮速传感器输入的车轮工作状态、以及通过车身惯量传感器输入的车辆实际加速度和横摆角速度信号判断车辆的行驶状态，以及根据驾驶员施加的制动背压计算得到当前车辆的控制状态与理想控制状态的稳定性偏差以及补偿稳定性偏差需要的转向轮转角，并得到实现目标转向轮转角所要提供的辅助扭矩值并发送给所述电子助力转向模块。

技术领域

本发明涉及车辆控制技术，更具体地是涉及在传统通过调节制动压力控制稳定性的基础上增加主动的转向系统扭矩控制改变转向轮的角度从而产生额外的横摆力矩以强化稳定性控制作用的车辆稳定性控制系统。

背景技术

目前已有的道路车辆稳定性控制系统主要涉及以下两类：

1．制动防抱死(ABS)，这类系统采集轮速信号来估算车辆的车轮运行状态包括轮速、轮加速（减速）以及滑移率等。ABS系统通过通断电磁阀来调制各个轮缸的压力来达到防止抱死和控制车身稳定性的目的。其中比较典型的工况是分离路面制动，由于两侧车轮所处路面的附着系数差值较大，制动时产生的差分力会产生强烈的横摆作用导致车辆失稳。针对这种工况，高附侧车轮会在探测到初始横摆趋势时，进行一个大的泄压，以减小横摆趋势，帮助驾驶员控制车辆；然后缓慢通过电磁阀的启闭精确控制压力上升梯度，以逐步重新获得减速度。为了保证减速度，高附侧的制动力仍然会明显高于低附侧，导致横摆力矩仍然存在。此时需要驾驶员通过向低附侧修正方向盘以消除这种横摆趋势。

2．电子稳定性控制(ESC)系统，这类系统一般通过采集轮速信号和车身姿态信号(横摆角速度信号、侧向加速度信号)得到车辆的实际运动状态，并与通过方向盘转角得到的驾驶员意图进行对比，得到实际状态与意图的偏差值并计算消除偏差所需要的干预量，并通过轮边的主动力矩控制或者滑移率控制（特定滑移率对应的轮胎侧向力和纵向力）产生对车辆质心的侧偏力矩进行纠偏。

以上稳定性控制系统，都是直接通过对车轮的制动力调节来具备对车辆稳定性进行控制或干预的能力，但由于在轮胎相平面的力学特性限制，其能实现的干预范围仍然有限。另外后轮承担了后轴的侧向支撑作用，侧向力随滑移率升高而降低决定了后轮能被干预的程度有限，不然容易造成后轴失稳。而像分离路面制动的工况，由于要保证减速度，高附侧的制动力必然高于低附侧，因此横摆的作用不能被完全消除。以上种种可以视作通过车轮制动力调节来控制稳定性的掣肘。

因此需要引入一种额外的方法来克服制动力调节的限制。

发明内容

鉴于所述问题，本发明旨在提供一种能够强化稳定性控制作用的主动干预转向系统扭矩引导方向盘操作的稳定性控制系统。

本发明的车辆稳定性控制系统在传统通过调节制动压力控制稳定性的基础上，额外增加了对转向轮的转角控制，它通过对转向系统主动扭矩控制改变转向轮的角度从而产生额外的横摆力矩以强化稳定性控制作用。同时，这种干预会同时对方向盘产生引导作用，帮助驾驶员将方向盘控制在目标位置。

本发明的基于主动干预转向系统的车辆稳定性控制系统，其特征在于，具备：

车身惯量传感器，用于测量车辆的实际侧向加速度和横摆角速度并提供给下述的电子制动控制模块；

方向盘，用于向驾驶员传递系统的干预意图并接收来自下述电子助力转向模块的信号指令；

电子助力转向模块，用于接收来自下述电子制动控制模块的扭矩请求指令，并经过规定计算并输出扭矩对转向轮和方向盘的位置进行干预的信号指令；以及