CN104527639B - 汽车转弯防侧滑的控制方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种汽车转弯防侧滑的控制方法及系统。解决了汽车过弯不安全的问题，技术方案为：包括防侧滑控制器、车轮偏角测量仪、速度传感器和数据处理器，车轮偏角测量仪，车轮偏角测量仪配设在车辆前轮处，速度传感器也配设在车辆前轮处，车轮偏角测量仪、速度传感器配设在车辆的同一侧，车轮偏角测量仪和速度传感器均与数据处理器电连接，防侧滑控制器与数据处理器电连接，车底板和车身板之间通过防侧滑控制器连接，防侧滑控制器包括左侧液压杆、右侧液压杆和驱动电路，左侧液压杆的控制端和左侧液压杆的控制端均通过驱动电路与数据处理器电连接。采用本发明的汽车过弯时不需要通过降速来实现安全转弯，行驶时较为安全。

Description

汽车转弯防侧滑的控制方法及系统
技术领域
本发明是一种汽车转弯防侧滑的控制方法及系统，特别是涉及一种汽车转弯防侧滑的控制方法及系统。
背景技术
如今，随着经济的发展以及人们生活水平的大幅度提高，汽车基本已经走入千家万户。汽车已经成为了主流的交通运输方式，无论是家用车还是大型货车以及载车辆，凭借其自身无法取代的优点占据了交通行业的半壁江山。可是，随着汽车的大量增加，给交通安全性带来了巨大的考验。如果是雨雪天气或者道路结冰时，汽车在转弯时很容易发生侧滑，从而带来严重的交通事故，对人们带来残酷的生命与财产上的危害。现阶段，一些已有的防侧滑的方法，包括雨雪天气时车辆添加防滑链，低档慢行，缓加油，轻刹车，慢转弯等方法，很考验驾驶员雨雪天气的驾驶技巧。尤其在转弯时，驾驶员很难把握好转弯的力度，一不小心就容易发生侧滑，带来巨大的危害。如果通过踩刹车降速来保证安全转弯时，在雨雪天气踩刹车本身就是危害很大的，不但会带来轮胎的磨损，也会减少发动机，离合器等设备的使用寿命，增加油耗，对刹车片也是一种伤害。因此，如何防止在转弯时发生侧滑，提高车辆的行驶安全性，已经成为了现在汽车科研方面所面临的一个主要难题。
对比技术：CN200410058170.1，开日期2006年2月22日，公开内容：属于汽车安全领域。在该领域，各种汽车安全措施日益受到人们的关注。但是，对于汽车转弯时出现的侧翻问题，尚没有较为有效的防范系统，公开了一种利用陀螺效应防止汽车转弯时出现侧翻的系统。一种汽车转弯防侧翻系统，包括控制子系统和飞轮，其特点是：飞轮旋转轴和汽车后轮的安装轴平行，且飞轮转向与后轮相反，该飞轮受控制子系统控制，飞轮转速与汽车转弯速度成正比。但是此类技术方案依然汽车转弯时安全性较差，容易出现摩擦力汽车打滑不足的问题。
发明内容
本发明的目的是为解决目前的技术方案存在汽车转弯时安全性较差，容易出现摩擦力汽车打滑不足的问题，提供一种汽车转弯防侧滑的控制方法及系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种汽车转弯防侧滑的控制系统，所述汽车包括车底板和车身板，包括防侧滑控制器、车轮偏角测量仪、速度传感器和数据处理器，所述车轮偏角测量仪，所述车轮偏角测量仪配设在车辆前轮处，所述速度传感器也配设在所述车辆前轮处，所述车轮偏角测量仪、速度传感器配设在车辆的同一侧，所述车轮偏角测量仪和速度传感器均与所述的数据处理器电连接，所述防侧滑控制器与所述数据处理器电连接，所述车底板和车身板之间通过防侧滑控制器连接，所述防侧滑控制器包括左侧液压杆、右侧液压杆和驱动电路，所述左侧液压杆的控制端和右侧液压杆的控制端均通过驱动电路与所述数据处理器电连接，所述左侧液压杆的上端与所述车身板左侧的下表面固定连接，所述左侧液压杆的下端与所述车身板的上表面固定连接，所述右侧液压杆的上端与所述车身板右侧的下表面固定连接，所述右侧液压杆的下端与所述车身板的上表面固定连接。本申请在汽车转弯的时候可以根据相应的情况控制左侧液压杆和右侧液压杆，只要左侧液压杆和右侧液压杆伸缩合理，能够明显增加汽车抓地力，转弯时不需要通过降速来实现安全转弯，大大提高汽车的安全性，例如汽车左转时，右侧液压杆上升，左侧液压杆下降，最终达到汽车安全稳定过弯的效果。
作为优选，还包括对应每个车轮的充气泵和对应每个车轮的电磁放气阀，所述每个车轮开设有一个紧急放气口，所述电磁放气阀设置在所述紧急放气口上，所述电磁放气阀的控制端与所述数据处理器电连接，所述充气泵与车轮的充气孔连接，所述充气泵固定在所述车轮的轮毂内侧，所述充气泵的控制端与所述数据处理器电连接。这样设置是因为当汽车处于抓地力严重不足的时候，电磁放气阀打开，紧急放气口放出一部分气，轮胎抓地面增加，轮胎的抓地力增加，当汽车成功过弯后，充气泵动作回复轮胎的原状，作为一种安全手段，起到辅助的效果。
作为优选，所述数据处理器与汽车的ECU通过总线连接。这样设置可以与汽车整体联动，获得更多的保护，当汽车时失控时，可以启动汽车内的安全气囊。
作为优选，所述车轮偏角测量仪有两个，每侧的车轮均配设有一个车轮偏角测量仪，所述速度传感器有两个，每侧的车轮均配设有一个速度传感器，当汽车左转的时候安装在左侧车轮处的车轮偏角测量仪和速度传感器为主车轮偏角测量仪和主速度传感器，安装在右侧车轮处的车轮偏角测量仪和速度传感器为校对车轮偏角测量仪和校对速度传感器，当汽车右转的时候安装在右侧车轮处的车轮偏角测量仪和速度传感器为主车轮偏角测量仪和主速度传感器，安装在左侧车轮处的车轮偏角测量仪和速度传感器为校对车轮偏角测量仪和校对速度传感器。这个是一个辅选方案，一般用在车辆试验时对数据处理器进行参数标定和调教的时候，也可以应用在普通车上，虽然成本偏高但是安全系数更高。
一种汽车转弯防侧滑的控制方法，适用于权利要求3所述的汽车转弯防侧滑的控制系统，车轮测量仪和速度传感器均安装在右前方车轮的位置，汽车转弯时，车轮偏角测量仪获取当前前轮转角θ1，速度传感器获取当前前轮的速度v1，数据处理器录下每个时刻的当前前轮的速度v1与当前前轮转角θ1，数据处理器根据已知θ1的大小，应用算法：cot(θ2)＝cot(θ1)+K/L求得另一个前轮转角θ2的大小，K为车辆两侧主销轴线与地面交点之间的距离，L为车辆的轴距，m为车辆质量，g为重力加速度，均由人工设定在数据处理器内，数据处理器根据四轮离心力之和等于F＝2mgΔh/K由力的平衡算法转化为：通过具体算法：r1＝L/sin(θ1)，r2＝L/sin(θ2)，r3＝L/tan(θ2)和r4＝r3+K，由于车辆在转弯过程中，每个轮子的角速度是一定的，根据已知的v1获取v2＝r2v1/r1，v3＝r3v1/r1，v4＝r4v1/r1计算出Δh，Δh为右侧液压杆和左侧液压杆的变化量，若汽车左转则右侧液压杆上升Δh，而左侧液压杆下降Δh，若汽车右转则左侧液压杆上升Δh，而右侧液压杆下降Δh，直至汽车恢复直线行驶时，右侧液压杆和左侧液压杆恢复原状。
作为优选，所述数据处理器内将计算出的Δh乘以一个修正系数后作为右侧液压杆和左侧液压杆的变化量输出，所述修正系数包括低速段修正系数、中速段修正系数和高速段修正系数，当汽车转弯时若速度传感器获取当前前轮的速度v1小于第一设定值则选用低速段修正系数，当汽车转弯时若速度传感器获取当前前轮的速度v1大于等于第一设定值小于第二设定值则选用中速段修正系数，当汽车转弯时若速度传感器获取当前前轮的速度v1大于等于第二设定值则选用高速段修正系数，所述低速段修正系数、中速段修正系数和高速段修正系数、第一设定值、第二设定值均由人工根据车型进行设定，且低速段修正系数小于中速段修正系数小于高速段修正系数，第一设定值小于第二设定值。这样设置，在低速转弯的时候，调低了修正系数，降低了车辆中乘客的感受，将一定的负面影响降低了。
作为优选，所述当汽车转弯时若速度传感器获取当前前轮的速度v1大于等于第二设定值时，电磁放气阀动作，动作时间0.75秒-1秒，当汽车转弯时若速度传感器获取当前前轮的速度v1大于等于第三设定值时，电磁放气阀动作，动作时间1秒-2秒，所述第三设定值由人工设定且大于所述第二设定值。本发明这样设置，在紧急情况下可以增加摩擦力，起到安全保护的作用，对安全转弯增加一个保障。
本发明的实质性效果是：本申请在汽车转弯的时候可以根据相应的情况控制左侧液压杆和右侧液压杆，只要左侧液压杆和右侧液压杆伸缩合理，能够明显增加汽车抓地力，转弯时不需要通过降速来实现安全转弯，大大提高汽车的安全性，例如汽车左转时，右侧液压杆上升，左侧液压杆下降，最终达到汽车安全稳定过弯的效果。
附图说明
图1为本发明的电路原理示意图；
图2为本发明中权利要求1的车辆转弯受力分析图；
图3为本发明单次运行流程图。
图中：1、电磁放气阀，2、充气泵，3、校对车轮偏角测量仪，4、右侧液压杆，5、左侧液压杆，6、驱动电路，7、主速度传感器，8、主车轮偏角测量仪，9、校对速度传感器，10、ECU，11、CAN总线。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
实施例1：
一种汽车转弯防侧滑的控制系统(参见附图1、附图2和附图3)，所述汽车包括车底板和车身板，特别是现在的电动汽车，配设有电池包的情况下，车身板和车底板之间存在着连接方式的情况，可以在此区域配设防侧滑控制器，包括防侧滑控制器、车轮偏角测量仪、速度传感器和数据处理器，所述车轮偏角测量仪，所述车轮偏角测量仪配设在车辆前轮处，所述速度传感器也配设在所述车辆前轮处，所述车轮偏角测量仪、速度传感器配设在车辆的同一侧，所述车轮偏角测量仪和速度传感器均与所述的数据处理器电连接，所述防侧滑控制器与所述数据处理器电连接，所述车底板和车身板之间通过防侧滑控制器连接，所述防侧滑控制器包括左侧液压杆5、右侧液压杆4和驱动电路6，所述左侧液压杆的控制端和右侧液压杆的控制端均通过驱动电路与所述数据处理器电连接，所述左侧液压杆的上端与所述车身板左侧的下表面固定连接，所述左侧液压杆的下端与所述车身板的上表面固定连接，所述右侧液压杆的上端与所述车身板右侧的下表面固定连接，所述右侧液压杆的下端与所述车身板的上表面固定连接。还包括对应每个车轮的充气泵2和对应每个车轮的电磁放气阀1，所述每个车轮开设有一个紧急放气口，所述电磁放气阀设置在所述紧急放气口上，所述电磁放气阀的控制端与所述数据处理器电连接，所述充气泵与车轮的充气孔连接，所述充气泵固定在所述车轮的轮毂内侧，所述充气泵的控制端与所述数据处理器电连接。所述数据处理器与汽车的ECU10通过CAN总线11连接。
一种汽车转弯防侧滑的控制方法，适用于上述实施例中的汽车转弯防侧滑的控制系统，车轮测量仪和速度传感器均安装在右前方车轮的位置，汽车转弯时，车轮偏角测量仪获取当前前轮转角θ1，速度传感器获取当前前轮的速度v1，数据处理器录下每个时刻的当前前轮的速度v1与当前前轮转角θ1，数据处理器根据已知θ1的大小，应用算法：cot(θ2)＝cot(θ1)+K/L求得另一个前轮转角θ2的大小，K为车辆两侧主销轴线与地面交点之间的距离，L为车辆的轴距，m为车辆质量，g为重力加速度，均由人工设定在数据处理器内，数据处理器根据四轮离心力之和等于F＝2mgΔh/K，而F＝Ff1+Ff2+Ff3+Ff4， 由力的平衡算法转化为： 通过具体算法：r1＝L/sin(θ1)，r2＝L/sin(θ2)，r3＝L/tan(θ2)和r4＝r3+K，由于车辆在转弯过程中，每个轮子的角速度是一定的，根据已知的v1获取v2＝r2v1/r1，v3＝r3v1/r1，v4＝r4v1/r1计算出Δh，Δh为右侧液压杆和左侧液压杆的变化量，若汽车左转则右侧液压杆上升Δh，而左侧液压杆下降Δh，若汽车右转则左侧液压杆上升Δh，而右侧液压杆下降Δh，直至汽车恢复直线行驶时，右侧液压杆和左侧液压杆恢复原状。所述数据处理器内将计算出的Δh乘以一个修正系数后作为右侧液压杆和左侧液压杆的变化量输出，所述修正系数包括低速段修正系数、中速段修正系数和高速段修正系数，当汽车转弯时若速度传感器获取当前前轮的速度v1小于第一设定值则选用低速段修正系数，当汽车转弯时若速度传感器获取当前前轮的速度v1大于等于第一设定值小于第二设定值则选用中速段修正系数，当汽车转弯时若速度传感器获取当前前轮的速度v1大于等于第二设定值则选用高速段修正系数，所述低速段修正系数、中速段修正系数和高速段修正系数、第一设定值、第二设定值均由人工根据车型进行设定，且低速段修正系数小于中速段修正系数小于高速段修正系数，第一设定值小于第二设定值。所述当汽车转弯时若速度传感器获取当前前轮的速度v1大于等于第二设定值时，电磁放气阀动作，动作时间0.75秒-1秒，当汽车转弯时若速度传感器获取当前前轮的速度v1大于等于第三设定值时，电磁放气阀动作，动作时间1秒-2秒，所述第三设定值由人工设定且大于所述第二设定值。本实施例成本实施较低，在汽车转弯的时候可以根据相应的情况控制左侧液压杆和右侧液压杆，只要左侧液压杆和右侧液压杆伸缩合理，能够明显增加汽车抓地力，大大提高汽车的安全性，例如汽车左转时，右侧液压杆上升，左侧液压杆下降，最终达到汽车安全稳定过弯的效果。使用本实施例当汽车处于抓地力严重不足的时候，电磁放气阀打开，紧急放气口放出一部分气，轮胎抓地面增加，轮胎的抓地力增加，当汽车成功过弯后，充气泵动作回复轮胎的原状，作为一种安全手段，起到辅助的效果。本实施例还能与汽车整体联动，获得更多的保护，当汽车时失控时，可以启动汽车内的安全气囊。本实施例中右侧液压杆为两套单独的液压杆，本实施例中左侧液压杆为两套单独的液压杆。
实施例2：
所述车轮偏角测量仪有两个，每侧的车轮均配设有一个车轮偏角测量仪，所述速度传感器有两个，每侧的车轮均配设有一个速度传感器，当汽车左转的时候安装在左侧车轮处的车轮偏角测量仪和速度传感器为主车轮偏角测量仪8和主速度传感器7，安装在右侧车轮处的车轮偏角测量仪和速度传感器为校对车轮偏角测量仪3和校对速度传感器9，当汽车右转的时候安装在右侧车轮处的车轮偏角测量仪和速度传感器为主车轮偏角测量仪和主速度传感器，安装在左侧车轮处的车轮偏角测量仪和速度传感器为校对车轮偏角测量仪和校对速度传感器。这个是一个辅选方案，一般用在车辆试验时对数据处理器进行参数标定和调教的时候，也可以应用在普通车上，虽然成本偏高但是安全系数更高。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (3)

1.一种汽车转弯防侧滑的控制方法，所述汽车包括车底板和车身板，适用于汽车转弯防侧滑的控制系统，包括防侧滑控制器、车轮偏角测量仪、速度传感器和数据处理器，所述车轮偏角测量仪配设在车辆前轮处，所述速度传感器也配设在所述车辆前轮处，所述车轮偏角测量仪、速度传感器配设在车辆的同一侧，所述车轮偏角测量仪和速度传感器均与所述的数据处理器电连接，所述防侧滑控制器与所述数据处理器电连接，所述车底板和车身板之间通过防侧滑控制器连接，所述防侧滑控制器包括左侧液压杆、右侧液压杆和驱动电路，所述左侧液压杆的控制端和右侧液压杆的控制端均通过驱动电路与所述数据处理器电连接，所述左侧液压杆的上端与所述车身板左侧的下表面固定连接，所述左侧液压杆的下端与所述车底板的上表面固定连接，所述右侧液压杆的上端与所述车身板右侧的下表面固定连接，所述右侧液压杆的下端与所述车底板的上表面固定连接；所述数据处理器与汽车的ECU通过总线连接；车轮测量仪和速度传感器均安装在右前方车轮的位置，其特征在于：汽车转弯时，车轮偏角测量仪获取当前前轮转角θ1，速度传感器获取当前前轮的速度v1，数据处理器录下每个时刻的当前前轮的速度v1与当前前轮转角θ1，数据处理器根据已知θ1的大小，应用算法：cot(θ2)＝cot(θ1)+K/L求得另一个前轮转角θ2的大小，K为车辆两侧主销轴线与地面交点之间的距离，L为车辆的轴距，m为车辆质量，g为重力加速度，均由人工设定在数据处理器内，数据处理器根据四轮离心力之和等于F＝2mgΔh/K由力的平衡算法转化为： 通过具体算法：r1＝L/sin(θ1)，r2＝L/sin(θ2)，r3＝L/tan(θ2)和r4＝r3+K，由于车辆在转弯过程中，每个轮子的角速度是一定的，根据已知的v1获取v2＝r2v1/r1，v3＝r3v1/r1，v4＝r4v1/r1计算出Δh，Δh为右侧液压杆和左侧液压杆的变化量，若汽车左转则右侧液压杆上升Δh，而左侧液压杆下降Δh，若汽车右转则左侧液压杆上升Δh，而右侧液压杆下降Δh，直至汽车恢复直线行驶时，右侧液压杆和左侧液压杆恢复原状。
2.根据权利要求1所述的汽车转弯防侧滑的控制方法，其特征在于：所述数据处理器内将计算出的Δh乘以一个修正系数后作为右侧液压杆和左侧液压杆的变化量输出，所述修正系数包括低速段修正系数、中速段修正系数和高速段修正系数，当汽车转弯时若速度传感器获取当前前轮的速度v1小于第一设定值则选用低速段修正系数，当汽车转弯时若速度传感器获取当前前轮的速度v1大于等于第一设定值小于第二设定值则选用中速段修正系数，当汽车转弯时若速度传感器获取当前前轮的速度v1大于等于第二设定值则选用高速段修正系数，所述低速段修正系数、中速段修正系数和高速段修正系数、第一设定值、第二设定值均由人工根据车型进行设定，且低速段修正系数小于中速段修正系数小于高速段修正系数，第一设定值小于第二设定值。
3.根据权利要求2所述的汽车转弯防侧滑的控制方法，其特征在于：所述当汽车转弯时若速度传感器获取当前前轮的速度v1大于等于第二设定值时，电磁放气阀动作，动作时间0.75秒-1秒，当汽车转弯时若速度传感器获取当前前轮的速度v1大于等于第三设定值时，电磁放气阀动作，动作时间1秒-2秒，所述第三设定值由人工设定且大于所述第二设定值。
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