CN102069845A - 一种基于电动助力转向装置的汽车防侧翻控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于电动助力转向装置的汽车防侧翻控制系统，属于汽车技术领域。它解决了现有的汽车防侧翻控制系统无法有效保护汽车行驶安全的问题。本基于电动助力转向装置的汽车防侧翻控制系统，包括电子控制单元以及均与其相联接的电动机、转矩转向传感器、垂向力检测器和用于检测方向盘转速的转速检测器，垂向力检测器用于检测汽车车轮所受的垂向力并发送给电子控制单元，当汽车一侧车轮所受垂向力小于设定值时，电子控制单元判断汽车具有侧翻趋势并发送控制信号控制电动机产生反向力矩以减小方向盘的转速。本基于电动助力转向装置的汽车防侧翻控制系统具有能有效避免因方向盘转速过快与转角过大而造成汽车侧翻情况的优点。

Description

一种基于电动助力转向装置的汽车防侧翻控制系统

技术领域

本发明属于汽车技术领域，涉及一种汽车防侧翻控制系统，尤其涉及一种基于电动助力转向装置(EPS)的汽车防侧翻控制系统。

背景技术

随着汽车行业的不断发展，汽车的保有量也在日益增加。作为使用最多的交通工具，汽车的增加除了给人们的出行带来便利外，还同时伴随着各种会给人们人身安全带来威胁的交通事故。其中，在汽车高速行驶中为紧急避开障碍物，驾驶员往往会迅速急打方向盘进而导致汽车受到离心力作用侧翻，从而造成比与障碍物相碰撞更严重的交通事故。

为此，人们设计出一种基于ABS系统的汽车防侧翻系统，并申请了中国专利，(其申请号为：200820222164.9；其公开号为：CN201309478Y)，该防侧翻系统包括安装在车体上的ABS系统、方向盘转角传感器、车辆横向加速度传感器、车辆姿态控制单元以及由车辆姿态控制单元控制的主动补气电磁阀。汽车在高速行驶过程中，由方向盘转角传感器检测汽车的转向情况，车辆横向加速度传感器检测汽车的横向加速度，而ABS系统则运算处理得出汽车速度、车辆加速度、各个车轮加速度以及车辆是否转弯，车辆转弯半径等，ABS系统中的ABS控制单元将这些分析处理结果跟方向盘转角传感器测出的车辆方向实际转角进行比较，从而判断出汽车是否转弯过度，当汽车转弯过度时，ABS控制单元控制汽车外侧两个车轮的电磁阀启动，从而对转弯时车辆外侧的车轮施加制动，降低车辆外侧轮速以达到降低整车转弯速度的目的，进而降低过度转弯的风险。

但是，在汽车速度较高且转弯角度较大时，驾驶员对方向盘的操作也会更快，而上述防侧翻系统仅仅采取制动车轮的方法而不控制方向盘的转向极易导致汽车后轮侧滑而引发更严重的车祸。此外，该防侧翻系统在判断汽车是否会侧翻时是通过大量数据的采集、计算与对比的方法得到的，如在此过程中任一步骤出现差错都会导致系统的判断失误而无法有效的保护汽车的行驶安全。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种能在汽车具有侧翻趋势时控制方向盘转速的基于电动助力转向装置的汽车防侧翻控制系统。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种基于电动助力转向装置的汽车防侧翻控制系统，所述的电动助力转向装置用于协助驾驶员进行动力转向，包括电子控制单元以及均与其相联接的电动机和转矩转向传感器，其特征在于，所述的控制系统还包括均与上述电子控制单元相联接的垂向力检测器和用于检测方向盘转速的转速检测器，所述的垂向力检测器用于检测汽车车轮所受的垂向力并发送给电子控制单元，当汽车一侧车轮所受垂向力小于设定值时，所述的电子控制单元判断汽车具有侧翻趋势并根据转速检测器以及转矩转向传感器所检测的方向盘工作状态发送控制信号控制电动机产生反向力矩以减小方向盘的转速，反之，则由电子控制单元控制电动机正常工作。

当垂向力检测器检测到汽车两侧车轮所受的垂向力均大于设定值时，电子控制单元接收转矩转向传感器所检测到的驾驶员操作方向盘的动作信号并发送控制信号控制电动机提供正向力矩以协助驾驶员进行动力转向。当垂向力检测器检测到汽车一侧车轮所受的垂向力小于设定值时，电子控制单元判断汽车具有侧翻趋势并接收转矩转向传感器所检测到的方向盘的转向与转矩信息和转速检测器所检测到的方向盘转速信息进行处理，再发送相应的控制信号给电动机控制电动机输出反向力矩以降低方向盘的转动速度，进而平稳车身。

在上述的一种基于电动助力转向装置的汽车防侧翻控制系统中，所述的汽车车轮为四个，所述的垂向力检测器为四个能分别检测四个车轮所受垂向力的车轮垂向力传感器，当汽车一侧的两个车轮所受的垂向力均小于设定值时，电子控制单元判断汽车具有侧翻趋势并作出相应的控制，当汽车一侧的两个车轮中仅有一个车轮所受垂向力小于设定值或两个车轮所受垂向力均大于设定值时，电子控制单元控制电动机正常工作，为方向盘的转向提供助力。

在上述的一种基于电动助力转向装置的汽车防侧翻控制系统中，所述的车轮垂向力传感器设置于车轮与轮毂连接处的轴承上以检测汽车对车轮所施加的垂向力。

在上述的一种基于电动助力转向装置的汽车防侧翻控制系统中，所述的转速检测器为设置于方向盘处的转速传感器。

与现有技术相比，本基于电动助力转向装置的汽车防侧翻控制系统具有以下优点：

1、本基于电动助力转向装置的汽车防侧翻控制系统仅通过用车轮垂向力传感器检测汽车车轮所受垂向力的方法来判断汽车是否具有侧翻趋势，检测结构简单有效。

2、本基于电动助力转向装置的汽车防侧翻控制系统在发现汽车具有侧翻趋势以后控制方向盘的转速，可以有效地避免因方向盘转速过快与转角过大而造成汽车侧翻的情况。

附图说明

图1是本基于电动助力转向装置的汽车防侧翻控制系统的原理结构图。

图2是本基于电动助力转向装置的汽车防侧翻控制系统的工作流程图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1所示，一种基于电动助力转向装置的汽车防侧翻控制系统，包括用于协助驾驶员进行动力转向的电动助力转向装置以及均与电动助力转向装置相联接的垂向力检测器和转速检测器。其中，电动助力转向装置包括电子控制单元、电动机以及用于检测方向盘转向与转矩的转矩转向传感器，电动机和转矩转向传感器均与电子控制单元相联接。在本实施例中，垂向力检测器为四个能分别检测汽车四个车轮所受垂向力的车轮垂向力传感器，且四个车轮垂向力传感器分别设置于四个车轮与轮毂连接处的轴承上；转速检测器为设置于方向盘处用于检测方向盘转速的转速传感器；车轮垂向力传感器与转速传感器均与电子控制单元相联接并能将检测到的信息发送给电子控制单元。

如图2所示，本基于电动助力转向装置的汽车防侧翻控制系统中的车轮垂向力传感器与转速传感器时刻检测汽车四个车轮所受的垂向力以及方向盘的转动速度并将检测到的信息发送给电子控制单元进行处理。

当汽车进行正常行驶时，汽车四个车轮所受的垂向力均大于设定值，此时，电子控制单元根据转矩转向传感器所检测到的方向盘的转向及转矩信息控制电动机输出正向力矩，协助驾驶员对汽车进行小角度转向。

当汽车进入弯道进行转弯时，汽车外侧车轮所受的垂向力减小，如果车轮垂向力传感器检测到汽车外侧两个车轮所受的垂向力中有至少一个大于设定值时，电子控制单元控制电动机正常工作，给方向盘的转动提供助力。

如果车轮垂向力传感器检测到汽车外侧两个车轮所受垂向力均小于设定值时，电子控制单元判断汽车具有侧翻趋势并根据转矩转向传感器与转速传感器发送的方向盘工作情况发送相应的控制信号给电动机，控制电动机输出反向力矩以减小方向盘的转动速度，进而平稳车身。当汽车外侧两个车轮中有至少一个所受的垂向力恢复至设定值以上时，电动机的反向力矩输出停止，电动助力转向装置正常工作。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (4)

1.一种基于电动助力转向装置的汽车防侧翻控制系统，所述的电动助力转向装置用于协助驾驶员进行动力转向，包括电子控制单元以及均与其相联接的电动机和转矩转向传感器，其特征在于，所述的控制系统还包括均与上述电子控制单元相联接的垂向力检测器和用于检测方向盘转速的转速检测器，所述的垂向力检测器用于检测汽车车轮所受的垂向力并发送给电子控制单元，当汽车一侧车轮所受垂向力小于设定值时，所述的电子控制单元判断汽车具有侧翻趋势并根据转速检测器以及转矩转向传感器所检测的方向盘工作状态发送控制信号控制电动机产生反向力矩以减小方向盘的转速，反之，则由电子控制单元控制电动机正常工作。

2.如权利要求1所述的基于电动助力转向装置的汽车防侧翻控制系统，其特征在于，所述的汽车车轮为四个，所述的垂向力检测器为四个能分别检测四个车轮所受垂向力的车轮垂向力传感器，当汽车一侧的两个车轮所受的垂向力均小于设定值时，电子控制单元判断汽车具有侧翻趋势并作出相应的控制，当汽车一侧的两个车轮中仅有一个车轮所受垂向力小于设定值或两个车轮所受垂向力均大于设定值时，电子控制单元控制电动机正常工作，为方向盘的转向提供助力。

3.如权利要求2所述的基于电动助力转向装置的汽车防侧翻控制系统，其特征在于，所述的车轮垂向力传感器设置于车轮与轮毂连接处的轴承上以检测汽车对车轮所施加的垂向力。

4.如权利要求1或2或3所述的基于电动助力转向装置的汽车防侧翻控制系统，其特征在于，所述的转速检测器为设置于方向盘处的转速传感器。

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