CN200971099Y

CN200971099Y - 乘用车电子稳定性控制系统

Info

Publication number: CN200971099Y
Application number: CN 200620029514
Authority: CN
Inventors: 初亮; 史新民; 欧阳�; 罗明贵
Original assignee: Jilin University
Current assignee: Jilin University
Priority date: 2006-10-27
Filing date: 2006-10-27
Publication date: 2007-11-07
Anticipated expiration: 2016-10-27

Abstract

本实用新型公开了一种适用于乘用车上的液压式乘用车电子稳定性控制系统。该系统由电子控制回路和液压控制回路组成；电子控制回路由轮速传感器(2、12、14、21)，发动机控制器(24)、压力传感器(18)、集成的横摆角速度与侧向加速度传感器(20)、方向盘转角传感器(4)和电子控制单元(17)组成，他们之间用信号线连接；液压控制回路由主缸(7)、液压调节单元(8)和车轮制动器(3、10、15、22)组成，他们之间用管路连接；两个回路通过液压调节单元(8)和电子控制单元(17)集成连接。采用电液两回路，既满足制动力的要求，又提高系统的反应时间和容错能力；在转向工况下，具有良好的操纵稳定性，控制精确。

Description

乘用车电子稳定性控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种汽车主动安全行驶控制装置，尤其是涉及一种乘用车电子稳定性控制系统

背景技术

当车辆在平直路面上行驶时，制动防抱死系统(ABS)和驱动防滑转系统(ASR)显示出良好的性能，通过安装在转向节或车桥上的轮速传感器获取的转速信号计算出车轮的转速和车速，由转速和车速计算出车轮的滑移率或滑转率，通过一定的控制方法将此滑移率或者滑转率控制在最佳范围之内。然而车辆在转弯行驶时，不能仅由轮速传感器获取车辆实际的行驶车速，无法精确计算出汽车实际的行驶状态，容易产生转向不足或转向过度等危险工况。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种汽车主动安全行驶控制系统，尤其是涉及一种适用于乘用车上的液压式乘用车电子稳定性控制系统

参阅图1，为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案，所述的乘用车电子稳定性控制系统是由电子控制回路和液压控制回路组成。

技术方案中所述的电子控制回路是由固定在转向节或车桥上的四个轮速传感器、固定在发动机上的发动机控制器、固定在主缸上压力传感器、固定在车身中部底板处的集成的横摆角速度与侧向加速度传感器、与安全气囊时钟弹簧集成为一体的方向盘转角传感器和电子控制单元组成，四个轮速传感器、发动机控制器、压力传感器、集成的横摆角速度与侧向加速度传感器、方向盘转角传感器的各接口皆和电子控制单元的接口用信号线连接。

技术方案中所述的液压控制回路主要是由固定在车架上的主缸、固定在变速箱壳体上的液压调节单元和固定在转向节和半轴套管上的四个车轮制动器组成，主缸上的两个出油口与液压调节单元上的两个入油口用管路连接，液压调节单元上的四个出油口分别用液压管路和四个车轮制动器相连接。

电子控制回路中的电子控制单元与液压控制回路中的液压调节单元在选用时已被集成一体，两者之间的电信号传输关系已被连接好。

技术方案中所述的液压控制回路中选用的是控制前后对角线两个车轮制动器的那种液压调节单元。

技术方案中所述的四个轮速传感器固定在转向节或车桥上是指：当汽车是两前轮转向时，两个前轮的轮速传感器是安装在转向节上，两个后轮的轮速传感器是安装在车桥上；当汽车是四轮转向时，四个轮速传感器都安装在转向节上。

技术方案中所述的乘用车电子稳定性控制系统采用的四个车轮制动器有两种使用方式：一种情况是四个车轮皆采用的是盘式制动器；第二种情况是两个前轮采用的是盘式制动器，两个后轮采用的是鼓式制动器。

本实用新型的有益效果：

1.本实用新型整合了ABS与ASR的功能，不仅具有制动防抱死与驱动防滑控制的功能，而且具有车辆行驶稳定性控制的功能；

2.采用电液两回路的控制方式，既能满足乘用车制动力的要求，又提高系统的反应时间和容错能力；

3.在转向工况下，具有良好的操纵稳定性，控制精确。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明：

图1是乘用车电子稳定性控制系统结构示意图；

图2是乘用车电子稳定性控制系统液压控制回路的液压原理图；

图中：1.车轮，2.轮速传感器，3.车轮制动器，4.方向盘转角传感器，5.液压管路，6.制动踏板，7.主缸，8.液压调节单元，9.液压管路，10.车轮制动器，11.车轮，12.轮速传感器，13.液压管路，14.轮速传感器，15.车轮制动器，16.车轮，17.电子控制单元，18.压力传感器，19.液压管路，20.集成的横摆角速度与侧向加速度传感器，21.轮速传感器，22.车轮制动器，23.车轮，24.发动机控制器，25.真空助力器，26.储液罐，27.出油口，28.出油口，29.截断阀，30.换向阀，31.单向阀，32.溢流阀，33.单向阀，34.泵，35.单向阀，36.阻尼器，37.单向阀，38.出油阀，39.进油阀，40.低压蓄能器，41.单向阀，42.出油阀，43.进油阀，44.单向阀，45.电机。

具体实施方式

参阅图1，本实用新型具有多种实施方式。本具体实施方式的是针对前轮转向的乘用车电子稳定性控制系统，该控制系统是由电子控制回路和液压控制回路两部分组成。

所述的电子控制回路是由四个轮速传感器2、轮速传感器12、轮速传感器14、轮速传感器21、发动机控制器24、压力传感器18、集成的横摆角速度与侧向加速度传感器20、方向盘转角传感器4和电子控制单元17组成。这些零部件皆为按需选用的商品件。

轮速传感器2固定在车轮1的转向节上，轮速传感器12固定在靠近车轮11的后车桥上，轮速传感器14固定在靠近车轮16的后车桥上，轮速传感器21固定在车轮23的转向节上，发动机控制器24固定在发动机的外壳上，压力传感器18固定在主缸7上，集成的横摆角速度与侧向加速度传感器20固定在车身中部底板处，方向盘转角传感器4与安全气囊时钟弹簧集成为一体，电子控制单元17和液压调节单元8选购时是集成一体的，即电子控制单元17是安装在液压调节单元8上的。

然后，用信号线将轮速传感器2、轮速传感器12、轮速传感器14、轮速传感器21、发动机控制器24、压力传感器18、集成的横摆角速度与侧向加速度传感器20、方向盘转角传感器4与电子控制单元17连接起来，所述的电子控制回路实施完毕。

所述的液压控制回路主要是由主缸7、液压调节单元8和四个车轮制动器3、车轮制动器10、车轮制动器15和车轮制动器22组成。在这里，车轮制动器3、车轮制动器10、车轮制动器15和车轮制动器22选用的皆为盘式制动器。

主缸7固定在车架上，在主缸7上端依次固定上真空助力器25与制动踏板6并用管路将储液罐26连接起来，液压调节单元8固定在变速箱壳体上，车轮制动器3固定在车轮1的转向节上，车轮制动器10固定在靠近车轮11的半轴套管上，车轮制动器15固定在靠近车轮16的半轴套管上，车轮制动器22固定在车轮23的转向节上。

然后，将主缸7上的出油口27与出油口28和液压调节单元8上的两个入油口用管路连接(图2中出油口28通过管路连接液压调节单元8上的那部分没有画出来，这部分和出油口27通过管路连接液压调节单元8上的那部分内容相同，图中作了省略处理。)，将液压调节单元8上的四个出油口分别用液压管路5、液压管路9、液压管路13、液压管路19、和四个车轮制动器3、车轮制动器10、车轮制动器15、车轮制动器22连接起来，所述的液压控制回路实施完毕。

由于电子控制单元17和液压调节单元8选购时是集成一体的，即电子控制单元17是安装在液压调节单元8上的，液压调节单元8内的各电磁阀的控制线路和电子控制单元17的信号线路已连接好。那么电子控制回路和液压控制回路已有机结合，乘用车电子稳定性控制系统一种实施方式实施完毕。

当乘用车电子稳定性控制系统实施对象即车型(轿车、面包车、客车等)不同时，零部件的选用，零部件的安装位置将要发生变化，也就是说乘用车电子稳定性控制系统实施方式将不同，虽然是整个乘用车电子稳定性控制系统不发生本质的变化。如：所服务的车型是四轮转向的车型，那么控制系统中四个轮速传感器都要安装在四个车轮的转向节上；所服务的车型要求两个前车轮采用的为盘式制动器，两个后车轮采用的为鼓式制动器，实施起来就和具体实施方式中所讲到的就不同了；还有方向盘转角传感器4、集成的液压调节单元8与电子控制单元17、集成的横摆角速度与侧向加速度传感器20随着车型的不同其安装位置也将不同。对于这些情况只要调换零部件，改变零部件安装位置就可以了，其他的和具体实施方式中所讲到一样，这里不再赘述。

乘用车电子稳定性控制系统的工作原理：

本实用新型总的设计思想是通过方向盘转角传感器4和车轮轮速传感器2、轮速传感器12、轮速传感器14、轮速传感器21的信号来识别驾驶员的驾驶意图，并把集成的横摆角速度和侧向加速度传感器20测得的信号值与电子控制单元17中的车辆模型计算出的横摆角速度、侧向加速度的值进行对比，由电子控制单元17发出控制指令，对指定的车轮实施制动控制，达到控制车辆稳定的目的。

汽车的行驶工况比较复杂，随机性强，在汽车的行驶过程中，如果前方突然出现障碍物时，驾驶员通常会在实施制动的同时猛打方向盘进行避让，这种情况下很容易发生失稳，此时，电子控制单元17会收到方向盘转角传感器4传来的方向盘转角信号的大小值及车轮1、车轮11、车轮16、车轮23的转向节或车桥上的轮速传感器2、轮速传感器12、轮速传感器14、轮速传感器21传来的车轮转速信号，并利用整车的动力学模型计算得到驾驶员上述操作要求的运动状态，与由集成的横摆角速度和侧向加速度传感器20传来的信号计算得到的车辆当前的运动状态相比，并确定要求的轮胎作用力的大小，同时根据车轮转速信号判断当前车轮与路面之间的实际作用状态，计算得到实际能够提供的作用力的大小，将上述两个关于力的计算结果进行对比后，通过向液压调节单元8发出控制指令，决定电磁阀的开关，从而对相应的车轮实施制动控制，达到控制车辆稳定行驶的目的。当地面和轮胎的摩擦力不足以抵消侧向力时，轮胎就会侧滑，引起车的横摆，造成不足转向或过多转向。这就需要对车辆进行横摆力矩控制，当车辆在转弯时发生转向不足使车辆向外偏离想要的行驶路线，将制动力施加到牵引车的内后轮，当发生转向过度时使车辆回转半径快速减少，将对外前轮实施制动控制。

在汽车的行驶过程中，当驾驶员判断需要对车辆进行减速时，驾驶员踩下制动踏板6，主缸7上的制动压力传感器18能够产生一个电信号，反应主缸的压力，该信号由信号线传递至电子控制单元17中，电子控制单元17把由轮速传感器2、轮速传感器12、轮速传感器14、轮速传感器21送来的车轮转速信息及由主缸压力传感器测得的压力信息经过分析、计算后再由电子控制单元17内部的程序发出控制指令，控制指令由通讯线传递到液压调节单元8中去，它们在接收到电子控制单元17发出的指令后，使它内部的电磁阀产生动作，电子控制单元17的控制指令可以决定进入左前车轮制动器3、左后车轮制动器10、右后车轮制动器15、右前车轮制动器22油液的压力值。

参阅图2，以车轮制动器22的制动过程为例来说明液压调节单元8工作过程。为说清楚这个问题，首先对图2所示的乘用车电子稳定性控制系统液压控制回路的液压原理图作一说明，图2所示的是对角分布的液压控制回路。液压控制回路实质上是由一个制动踏板6(它有指定的制动灯开关BLS)，一个真空助力器25，一个制动主缸7、一个储液罐26和液压调节单元8组成。主缸7在输出端首先根据驾驶员要求通过制动踏板6产生一个制动压力，这个制动压力通过出油口27与出油口28经液压管路被传输到液压调节单元8。车轮制动器3，车轮制动器10，车轮制动器15，车轮制动器22和液压调节单元8用管路相连。以车轮制动器22为例，进油阀39和出油阀38被连接到车轮制动器22上。作为一个设计原则，进油阀39是在无电流通过时是连通的，出油阀38在无电流通过时是断开的。在进口端，主缸7中的油液可以直接进入进油阀39。另外液压泵34也可以向进油阀39的进口端供油，从而实现为车轮制动器22提供压力，45为泵的驱动电机。在吸入端，泵34通常与主缸7相连，从中吸取液压油。泵34被放在吸入端的单向阀33和出口端的单向阀35之间。在泵34的出口和主缸7之间，有一个截断阀29，在泵34工作的时候它被关闭，这就确保了所提供的油液通过进油阀进入车轮制动器22，而不是流回主缸7的方向。40是低压蓄能器，它用来接收从出油阀38流出的液压油。37是单向阀，防止油液回流。在泵的吸入端与主缸间有一个换向阀30。作为一个设计准则，换向阀30在没有电流通过时是关闭的，截断阀在没有电流通过时是打开的。一个单向阀31和一个溢流阀32通过管路与截断阀29并连连接。单向阀31向右为打开方向。泵34为车轮制动器22、车轮制动器10工作。对每个车轮制动器22，车轮制动器10来说，都有进油阀39、进油阀43和出油阀38、出油阀42，以及单向阀41、单向阀44。截断阀29，换向阀30各自为对角分布的两个车轮制动器10、车轮制动器22工作。泵34操纵前轴右侧车轮的制动器22和后轴左侧车轮的制动器10。串联的阻尼器36用于吸收液压调节造成的压力脉动。因为车轮制动器3，车轮制动器15相连的第二个制动回路的设计与和出油口27连接的第一制动回路是一样的，它们之间用液压管路与出油口28相连，所以不再赘述。

驾驶员踩下制动踏板6后，电子控制单元17发出控制指令，液压调节单元8执行该控制指令。驾驶员作用在制动踏板6上的力经过真空助力器25作用于主缸7上，主缸7中的油液经截断阀29进入进油阀39中，由进油阀39进入车轮制动器22，当电子稳定性控制系统(ESP)需要进行压力调节增大车轮制动器22中的压力时，首先对截断阀29通电进行关闭，对换向阀30通电打开，液压泵34开始工作，吸取主缸7中的油液经进油阀39进入车轮制动器22，此时，出油阀38仍未通电，为关闭状态。车轮上的轮速传感器21把当前的车轮轮速信息送到电子控制单元(ECU)17中，当电子控制单元17判断有抱死趋势时，它的控制算法自动调用防抱死控制逻辑，对车轮的制动压力进行调整，对进油阀39通电关闭，出油阀38通电打开，换向阀30通电打开，截断阀29通电关闭，泵34将油液吸出车轮制动器22，当减到某一数值时，进油阀39通电关闭，出油阀38断电也关闭，进行保压状态。如此的进行增压、减压、保压循环工作，防止车轮抱死。当电子控制回路无法正常工作时，电子控制单元17会关闭整个系统，此时的制动系统即为普通的液压制动系统。本电子稳定性控制系统采用电液双回路的控制方式，使系统更加安全可靠。

在驱动工况下，当驱动轮的滑转率超过设定的门限后，电子控制单元17就会根据设定的控制算法发出相应的控制指令，对相应的车轮实施制动控制或发动机的转矩控制，从而保证车辆良好的行驶工况。

当汽车在分离路面直线低速行驶时(左右两侧车轮的附着系数不相同)，一侧驱动轮如右后轮行驶在低的附着系数的路面上，左后轮行驶在高的附着系数路面上，由于两个驱动轮的附着率不同，在相同的驱动力矩的作用下，左右两侧的车轮的滑转率不相同，由右后轮转速传感器检测到该车轮过分滑转，达到设定的滑转率门限值，汽车就不能顺利的加速、起步，此时，电子控制单元17就会调用驱动防滑转控制模式，通过通讯线把控制指令传递到发动机控制单元24，使发动机输出的扭矩减少；通过通讯线把控制指令传递到液压调节单元8，对滑转率大的右后轮进行适当的制动控制，即增加右后轮的制动压力，使它的滑转率控制在允许的范围内。若制动压力过大，将导致右后轮有抱死的趋向，右后轮的轮速传感器就会检测到这一情况并反馈给电子控制单元17，电子控制单元17就对右后轮进行制动防抱死控制。

Claims

1.一种乘用车电子稳定性控制系统，其特征在于：所述的乘用车电子稳定性控制系统是由电子控制回路和液压控制回路组成；

所述的电子控制回路是由固定在转向节或车桥上的四个轮速传感器(2)、轮速传感器(12)、轮速传感器(14)、轮速传感器(21)、固定在发动机上的发动机控制器(24)、固定在主缸上压力传感器(18)、固定在车身中部底板处的集成的横摆角速度与侧向加速度传感器(20)、与安全气囊时钟弹簧集成为一体的方向盘转角传感器(4)和电子控制单元(17)组成，四个轮速传感器、发动机控制器(24)、压力传感器(18)、集成的横摆角速度与侧向加速度传感器(20)、方向盘转角传感器(4)的各接口皆和电子控制单元(17)的接口用信号线连接；

所述的液压控制回路主要是由固定在车架上的主缸(7)、固定在变速箱壳体上的液压调节单元(8)和固定在转向节上的车轮制动器(3)、车轮制动器(22)及固定在半轴套管上的车轮制动器(10)和车轮制动器(15)组成，主缸(7)上的出油口(27)和出油口(28)与液压调节单元(8)上的两个入油口用管路连接，液压调节单元(8)上的四个出油口分别用液压管路(5)、液压管路(9)、液压管路(13)、液压管路(19)和车轮制动器(3)、车轮制动器(10)、车轮制动器(15)、车轮制动器(22)相连接；

电子控制回路中的电子控制单元(17)与液压控制回路中的液压调节单元(8)在选用时已被集成一体，两者之间的电信号传输关系已被连接好。

2.按照权利要求1所述的乘用车电子稳定性控制系统，其特征在于：所述的液压控制回路中选用的是控制前后对角线两个车轮制动器的那种液压调节单元(8)。

3.按照权利要求2所述的乘用车电子稳定性控制系统，其特征在于：所述的四个轮速传感器固定在转向节或车桥上是指：当汽车是前轮转向时，轮速传感器(2)、轮速传感器(21)安装在转向节上，轮速传感器(12)、轮速传感器(14)安装在车桥上；当汽车是四轮转向时，四个轮速传感器都安装在转向节上。

4.按照权利要求2或3所述的乘用车电子稳定性控制系统，其特征在于：所述的乘用车电子稳定性控制系统采用的车轮制动器(3)、车轮制动器(10)、车轮制动器(15)和车轮制动器(22)有两种使用方式：一种情况是四个车轮皆采用的是盘式制动器；第二种情况是两个前轮采用的是盘式制动器，两个后轮采用的是鼓式制动器。