專利名稱：依靠電動助力轉向系統(tǒng)實施主動轉向的電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及汽車的操縱裝置，特別是涉及一種汽車的依靠電動助力轉向系統(tǒng)(EPS)實施主動轉向的電子穩(wěn)定控制技術。
背景技術：
電子穩(wěn)定性裝置(ESP)是在防抱死制動系統(tǒng)(ABS)、牽引力控制系統(tǒng)(TCS)系統(tǒng)基礎上發(fā)展起來的旨在改善車輛高速彎道行駛或受大側向力作用時操縱穩(wěn)定性的主動安全裝置。通過在裝有ABS/TCS的車輛上加裝側向加速度傳感器、橫擺角速度傳感器、制動壓力傳感器、方向盤轉角傳感器及相應控制器，從而控制車輛的橫向運動，不僅能控制車輛急轉彎時的過度轉向，而且能控制其轉向不足，使車輛處于穩(wěn)定的運行狀態(tài)，即使在低附著系數(shù)的極限運動條件下使駕駛員也能夠更容易地操縱車輛。
常規(guī)電子穩(wěn)定性裝置(ESP)在驅動行駛狀態(tài)下通過減小驅動力(如減小發(fā)動機節(jié)氣門開度、延遲點火或減少燃油供給等)或在驅動輪上施加制動力來增大側向力潛能，在制動行駛狀態(tài)下，通過減小制動力來達到同樣效果。但沒有考慮到同時依靠電動助力轉向系統(tǒng)(EPS)實施主動轉向來調(diào)節(jié)轉向輪側偏角來獲得轉向輪上合理作用力和力矩分布，來進一步提高車輛的操縱穩(wěn)定性，因而未能使與操縱穩(wěn)定性最為密切的轉向系統(tǒng)的性能發(fā)揮其最大作用，也沒有最大程度地發(fā)揮ESP的功能和調(diào)節(jié)范圍，不能使車輛獲得最佳的動態(tài)響應。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術中存在的缺陷，本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種能提高車輛的操縱穩(wěn)定性的依靠電動助力轉向系統(tǒng)實施主動轉向的電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)。
為了解決上述技術問題，本發(fā)明所提供的一種依靠電動助力轉向系統(tǒng)實施主動轉向的電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)，包括一車輛穩(wěn)定性控制模塊和分別連接所述車輛穩(wěn)定性控制模塊的驅動力控制模塊、制動力控制模塊；其中，車輛穩(wěn)定性控制模塊以橫擺角速度傳感器信號、側向加速度傳感器信號為基礎判斷車輛的穩(wěn)定性，并將所計算的目標控制量輸送到驅動和制動轉向控制模塊中；驅動力控制模塊以目前發(fā)動機輸出和車輛狀態(tài)量為基礎，計算發(fā)動機的目標輸出值，然后將驅動要求送到TCS系統(tǒng)，與TCS的要求組合在一起，通過發(fā)動機管理系統(tǒng)控制發(fā)動機輸出轉矩；制動力控制模塊以車輛狀態(tài)量為基礎，計算出為使汽車恢復到穩(wěn)定狀態(tài)，不同車輪需要產(chǎn)生的不同的制動力，將制動要求送到ABS系統(tǒng)，將ESP的要求與ABS的要求組合在一起，驅動制動作動系統(tǒng)動作；其特征在于，還包括連接所述車輛穩(wěn)定性控制模塊的主動轉向控制模塊，所述車輛穩(wěn)定性控制模塊將所計算的目標控制量輸送到所述主動轉向控制模塊，所述主動轉向控制模塊計算出轉向前輪的轉向角修正量，將相應要求送至EPS系統(tǒng)，將ESP的要求與EPS的要求組合在一起，驅動電動助力轉向系統(tǒng)動作。
較佳地，所述轉向前輪的轉向角修正量的產(chǎn)生是先由橫擺角速度傳感器測量得到的實際橫擺角速度及由側向加速度傳感器信號與縱向速度計算得到的質(zhì)心側偏角在比較點中與由理想?yún)⒖寄Ｐ蛦卧斎氲睦硐霠顟B(tài)變量經(jīng)相減運算得到輸出響應偏差量，再由所述輸出響應偏差量經(jīng)魯棒穩(wěn)定性反饋控制單元產(chǎn)生所述轉向前輪的轉向角修正量。
較佳地，在所述EPS系統(tǒng)中，所述轉向前輪的轉向角修正量經(jīng)EPS系統(tǒng)的前饋控制單元調(diào)節(jié)電樞控制電流，控制驅動EPS系統(tǒng)的轉向電機，所述轉向電機通過轉向系統(tǒng)改變車輛系統(tǒng)的前輪轉向角，從而實施ESP控制系統(tǒng)的主動轉向功能，改善車輛的操縱穩(wěn)定性。
較佳地，所述EPS系統(tǒng)的前饋控制單元由方向盤轉角傳感器、車速傳感器和方向盤扭矩傳感器分別輸入傳感信號。
利用本發(fā)明提供的依靠電動助力轉向系統(tǒng)實施主動轉向的電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)，由于采用通過在常規(guī)ESP裝置基礎上，附加電動助力轉向系統(tǒng)(EPS)來實施主動轉向功能，可使處于極限行駛工況下的轉彎車輛不僅可通過制動、驅動系統(tǒng)來調(diào)節(jié)車輪運動狀態(tài)，以改變車輪上縱向力和側向力分布來獲得有效橫擺力矩和增大側向力潛能，同時還可依靠主動轉向來調(diào)節(jié)轉向輪側偏角來獲得轉向輪上合理作用力和力矩分布，來提高車輛的操縱穩(wěn)定性，尤其對于行駛在分離附著系數(shù)路面、受大側向風或路面?zhèn)葍A作用時，車輛無需制動和驅動系統(tǒng)參與僅通過主動轉向，就能改善車輛的操縱穩(wěn)定性；本發(fā)明實施例在常規(guī)ESP系統(tǒng)基礎上，通過增加轉向盤轉矩傳感器和EPS執(zhí)行機構和電機來實施主動轉向功能，構成依靠EPS實施主動轉向功能的ESP裝置，可使ESP作用過程中轉向、制動和驅動系統(tǒng)協(xié)同作用，從而使車輛側向力潛能發(fā)揮到極致。


圖1是本發(fā)明實施例的ESP系統(tǒng)功能的原理框圖；圖2是本發(fā)明實施例的依靠EPS實施主動轉向功能的ESP控制系統(tǒng)的原理框圖。
具體實施例方式
以下結合

對本發(fā)明的實施例作進一步詳細描述，但本實施例并不用于限制本發(fā)明，凡是采用本發(fā)明的相似結構及其相似變化，均應列入本發(fā)明的保護范圍。
參見圖1所示，本發(fā)明實施例所提供的一種依靠電動助力轉向系統(tǒng)實施主動轉向的電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)，包括一車輛穩(wěn)定性控制模塊和分別連接所述車輛穩(wěn)定性控制模塊的驅動力控制模塊、制動力控制模塊、主動轉向控制模塊；其中，車輛穩(wěn)定性控制模塊以橫擺角速度傳感器信號、側向加速度傳感器信號為基礎判斷車輛的穩(wěn)定性，并將所計算的目標控制量輸送到驅動、制動和主動轉向控制模塊中；驅動力控制模塊以目前發(fā)動機輸出和車輛狀態(tài)量為基礎，計算發(fā)動機的目標輸出值，然后將驅動要求送到TCS系統(tǒng)，與TCS的要求組合在一起，通過發(fā)動機管理系統(tǒng)控制發(fā)動機輸出轉矩；制動力控制模塊以車輛狀態(tài)量為基礎，計算出為使汽車恢復到穩(wěn)定狀態(tài)，不同車輪需要產(chǎn)生的不同的制動力，將制動要求送到ABS系統(tǒng)，將ESP的要求與ABS的要求組合在一起，驅動制動作動系統(tǒng)動作；主動轉向控制模塊計算出轉向前輪的轉向角修正量，將相應要求送至EPS系統(tǒng)，將ESP的要求與EPS的要求組合在一起，驅動電動助力轉向系統(tǒng)動作。
依靠EPS實施主動轉向功能的ESP控制系統(tǒng)原理框圖見圖2所示，由橫擺角速度傳感器測量得到的實際橫擺角速度及由側向加速度傳感器信號與縱向速度計算得到的質(zhì)心側偏角在比較點中與由理想?yún)⒖寄Ｐ蛦卧斎氲睦硐霠顟B(tài)變量經(jīng)相減運算得到輸出響應偏差量，所述輸出響應偏差量經(jīng)魯棒穩(wěn)定性反饋控制單元產(chǎn)生前輪轉向角修正量，所述前輪轉向角修正量經(jīng)逆轉向動力學單元產(chǎn)生扭距修正量，所述扭距修正量經(jīng)EPS系統(tǒng)的前饋控制單元調(diào)節(jié)電樞控制電流，控制驅動EPS系統(tǒng)的轉向電機，所述EPS系統(tǒng)的前饋控制單元由方向盤轉角傳感器、車速傳感器和方向盤扭矩傳感器分別輸入傳感信號；所述轉向電機通過轉向系統(tǒng)改變車輛系統(tǒng)的前輪轉向角，從而實施ESP控制系統(tǒng)的主動轉向功能，改善車輛的操縱穩(wěn)定性；車輛系統(tǒng)輸入的橫擺力矩的校正量由制動和驅動系統(tǒng)調(diào)節(jié)車輪上制動或驅動力矩來完成；魯棒穩(wěn)定性反饋控制單元主要完成ESP系統(tǒng)的功能。
權利要求
1.一種依靠電動助力轉向系統(tǒng)實施主動轉向的電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)，包括一車輛穩(wěn)定性控制模塊和分別連接所述車輛穩(wěn)定性控制模塊的驅動力控制模塊、制動力控制模塊；其中，車輛穩(wěn)定性控制模塊以橫擺角速度傳感器信號、側向加速度傳感器信號為基礎判斷車輛的穩(wěn)定性，并將所計算的目標控制量輸送到驅動和制動轉向控制模塊中；驅動力控制模塊以目前發(fā)動機輸出和車輛狀態(tài)量為基礎，計算發(fā)動機的目標輸出值，然后將驅動要求送到TCS系統(tǒng)，與TCS的要求組合在一起，通過發(fā)動機管理系統(tǒng)控制發(fā)動機輸出轉矩；制動力控制模塊以車輛狀態(tài)量為基礎，計算出為使汽車恢復到穩(wěn)定狀態(tài)，不同車輪需要產(chǎn)生的不同的制動力，將制動要求送到ABS系統(tǒng)，將ESP的要求與ABS的要求組合在一起，驅動制動作動系統(tǒng)動作；其特征在于，還包括連接所述車輛穩(wěn)定性控制模塊的主動轉向控制模塊，所述車輛穩(wěn)定性控制模塊將所計算的目標控制量輸送到所述主動轉向控制模塊，所述主動轉向控制模塊計算出轉向前輪的轉向角修正量，將相應要求送至EPS系統(tǒng)，將ESP的要求與EPS的要求組合在一起，驅動電動助力轉向系統(tǒng)動作。
2.根據(jù)權利要求1所述的電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)，其特征是，所述轉向前輪的轉向角修正量的產(chǎn)生是先由橫擺角速度傳感器測量得到的實際橫擺角速度及由側向加速度傳感器信號與縱向速度計算得到的質(zhì)心側偏角在比較點中與由理想?yún)⒖寄Ｐ蛦卧斎氲睦硐霠顟B(tài)變量經(jīng)相減運算得到輸出響應偏差量，再由所述輸出響應偏差量經(jīng)魯棒穩(wěn)定性反饋控制單元產(chǎn)生所述轉向前輪的轉向角修正量。
3.根據(jù)權利要求1所述的電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)，其特征是，在所述EPS系統(tǒng)中，所述轉向前輪的轉向角修正量經(jīng)EPS系統(tǒng)的前饋控制單元調(diào)節(jié)電樞控制電流，控制驅動EPS系統(tǒng)的轉向電機，所述轉向電機通過轉向系統(tǒng)改變車輛系統(tǒng)的前輪轉向角，從而實施ESP控制系統(tǒng)的主動轉向功能。
4.根據(jù)權利要求1所述的電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)，其特征是，所述EPS系統(tǒng)的前饋控制單元由方向盤轉角傳感器、車速傳感器和方向盤扭矩傳感器分別輸入傳感信號。
全文摘要
一種依靠電動助力轉向系統(tǒng)實施主動轉向的電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)，涉及汽車的操縱技術領域；該系統(tǒng)包括一車輛穩(wěn)定性控制模塊和分別連接所述車輛穩(wěn)定性控制模塊的驅動力控制模塊和制動力控制模塊；其中，車輛穩(wěn)定性控制模塊以橫擺角速度傳感器信號、側向加速度傳感器信號為基礎判斷車輛的穩(wěn)定性，并將所計算的目標控制量輸送到驅動和制動轉向控制模塊中；其特征在于，還包括連接所述車輛穩(wěn)定性控制模塊的主動轉向控制模塊，所述主動轉向控制模塊計算出轉向前輪的轉向角修正量，將相應要求送至EPS系統(tǒng)，將ESP的要求與EPS的要求組合在一起，驅動電動助力轉向系統(tǒng)動作；本發(fā)明的電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)能有效地提高車輛的操縱穩(wěn)定性。
文檔編號B60W30/02GK1749077SQ200510030560
公開日2006年3月22日 申請日期2005年10月14日 優(yōu)先權日2005年10月14日
發(fā)明者萬鋼, 趙治國, 余卓平, 孫澤昌 申請人:上海燃料電池汽車動力系統(tǒng)有限公司, 萬鋼