CN201769809U

CN201769809U - 一种车辆电子稳定系统

Info

Publication number: CN201769809U
Application number: CN2009202870600U
Authority: CN
Inventors: 张丙军; 钟国华; 皮大伟; 宋彪
Original assignee: SAIC Motor Corp Ltd; Nanjing Automobile Group Corp
Current assignee: SAIC Motor Corp Ltd; Nanjing Automobile Group Corp
Priority date: 2009-12-30
Filing date: 2009-12-30
Publication date: 2011-03-23
Anticipated expiration: 2019-12-30

Abstract

本实用新型涉及一种用于提高车辆主动安全的电子稳定系统，其包括有用于检测车辆轮速的车轮轮速传感器、用于稳定性控制的控制开关、带有执行机构的主控制器、能够向所述主控制器提供制动信号的制动踏板、用于测量车辆纵向加速度、侧向加速度和横摆角速度的组合传感器和用于检测车辆转向角度的转向角传感器，其中，所述车轮轮速传感器、所述控制开关、所述组合传感器和所述转向角传感器、所述制动踏板信号直接或者通过总线系统接入到所述主控制器上，所述主控制器与车辆发动机控制单元相连接以组成车辆中的通信系统。本实用新型的电子稳定系统通过加装的各种状态检测传感器和执行器实时检测车轮状态和车辆状态，从而能够提高车辆的主动安全性。

Description

一种车辆电子稳定系统

【技术领域】

本实用新型涉及一种车辆安全系统，更具体而言，本实用新型涉及一种车辆电子稳定系统，其能够在车辆起步和运行过程中对存在的危险状况进行识别判断并采取相应措施，以避免车辆在行驶过程中发生的潜在危险。

【背景技术】

随着车辆的日益普及，车辆已经成为人们生活中不可或缺的交通工具。近年来私有车辆也越来越融入到中国普通家庭中的生活中。但是中国道路交通安全却没有显著的改善。自2000年以来，中国每年道路交通伤害导致的死亡人数往往都有数十万人，每年的经济损失都以百亿计。与国际上主要发达国家相比，我国的交通事故死亡在绝对值上是日本的13.4倍、德国的18.4倍；在相对数值的万车死亡人数上是德国的9.5倍、日本的12.2倍。考虑到汽车在我国机动车保有量所占的比例，我国单辆汽车造成的死亡人数比万车死亡率的反映情况更为严重。预计在2020年以前，我国的机动车保有量仍然还会呈现一种快速增长的趋势，这使得中国的道路交通在未来几十年内都将承受巨大的压力。正是如此，车辆的安全性也将越来越被大众所关注，尤其地，在购买车辆时，越来越多的消费者也会将车辆的主动安全性作为车辆质量和性能的最重要的一个参考指标。

现有技术中，车辆的主动安全系统主要包括有ABS系统、ASR系统、ESP系统等，这些系统主要用于对车辆起步、转向和制动等方面进行主动干预。通过这些系统的使用，将会很大程度地降低由于车辆质量或者车辆性能所引发的安全事故。正是如此，在西方主要发达国家，上述系统的配置已经被强制为车辆的最低标准安全配置。但是，在中国，由于上述系统相对高昂的价格，多数车辆都没有匹配这些系统。其中，ESP系统目前在国内仅在少数中高级车辆中配置，而ABS系统的配置率也仅仅不到50％。因此，中国车辆的性能与发达国家还具有很大的差距，这显然也是中国的车辆更容易发生交通事故的不可避免的一个重要因素。

正是如此，针对中国目前的现状，提供一种能够被广大厂商接受的主动安全系统，诚为本领域的技术所需并且是本领域技术人员所亟需解决的技术问题。

【实用新型目的】

本实用新型的一个目的在于，提出一种车辆电子稳定系统，其通过加装的各种状态检测传感器和执行器实时检测车轮状态和车辆状态。当车辆发生起步打滑、制动抱死、转向不足、转向过度等危险状态时，本实用新型车辆电子稳定系统能实时进行主动纠正车辆的状态以保障车辆的行车安全。

本实用新型的另一个目的在于提供一种除了具有传统ABS和ASR功能、还具有车辆横摆力矩控制功能的电子稳定系统。

本实用新型的目的通过如下技术方式实现：

本实用新型提供一种用于提高车辆主动安全的电子稳定系统，其包括有用于检测车辆轮速的车轮轮速传感器、用于稳定性控制的控制开关、带有执行机构的主控制器、能够向所述主控制器提供制动信号的制动踏板、用于测量车辆纵向加速度、侧向加速度和横摆角速度的组合传感器和用于检测车辆转向角度的转向角传感器，其中，所述车轮轮速传感器、所述控制开关、所述组合传感器和所述转向角传感器、所述制动踏板信号直接或者通过总线系统接入到所述主控制器上，所述主控制器与车辆发动机控制单元相连接以组成车辆中的通信系统。

本实用新型所提供的电子稳定系统，优选地，所述车轮轮速传感器设置在车轮上。

本实用新型所提供的电子稳定系统，优选地，所述组合传感器设置在车辆质心附近位置。

本实用新型所提供的电子稳定系统，优选地，所述转向角传感器设置在车辆的转向轴上。

本实用新型所提供的电子稳定系统，优选地，所述转向角传感器为通过电位计原理、光电编码原理或磁电原理而设置的传感器。

本实用新型所提供的电子稳定系统，优选地，所述组合传感器为内置的MEMS微机电技术传感器模块。

本实用新型所提供的电子稳定系统，优选地，所述车轮轮速传感器为通过采用霍尔原理或者磁电原理对设置在车轮上的齿盘进行车轮速度采集的传感器。

本实用新型所提供的电子稳定系统，优选地，所述主控制器为DSP控制器。

本实用新型所提供的电子稳定系统，优选地，所述电子稳定系统还包括有警示灯，其直接或者通过总线系统接入到所述主控制器上。

本实用新型所提供的电子稳定系统，优选地，所述警示灯包括有ABS指示灯、ESP指示灯、主油路压力传感器信号、制动液位信号、UART。

在本实用新型的电子稳定系统工作过程中，系统首先采集相关传感器信号，例如来自轮速传感器、组合传感器、转向角传感器、制动踏板开关的信号等，并将这些信号传送到处理器中进行处理。通过这些信号，可以测算出车轮即时滑移率以及车辆的横摆角速度、车辆侧偏角等与车辆行驶安全密切相关的参数。这些原始信号在控制器中经过相关算法的处理后可以得出两种量值，其中一个量值为车辆理想运行状态，另一个量值为车辆实际运行状态。当两者的差值在预设值内时，车辆的控制器不介入状态纠正工作，而当两者的差值达到或者超过该预设值时，电子稳定系统的控制器进一步指示状态纠正，以对车辆的实际运行状态进行主动纠正从而避免或降低车辆发生意外的风险。

容易理解，本实用新型上述技术方案的车辆稳定系统能通过对车辆运行过程中危险状况的实时识别判断，指示控制器对车辆行驶力矩、轮胎滑移率、发动机工作状态进行主动纠正，从而降低了车辆发生危险的可能性。

【附图说明】

现结合下述附图，对本实用新型的技术方案进行详细或者优选的描述，其中，

图1是本实用新型的电子稳定系统的结构示意图；

图2是本实用新型的电子稳定系统的安装位置示意图。

【具体实施方式】

容易理解，根据本实用新型的技术方案，在不变更本实用新型的实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出本实用新型的多个结构方式。因此以下具体实施方式以及附图仅是对本实用新型的技术方案的具体说明，而不应当视为本实用新型的全部或者视为对本实用新型技术方案的限定或限制。

下面请参考附图1，其示意性地示出了本实用新型的电子稳定系统100的结构示意图。本实用新型的电子稳定系统主要包括用于检测车辆轮速的车轮轮速传感器1、用于稳定性控制的控制开关2、包括有执行机构的主控制器4、能够向主控制器提供制动信号的制动踏板5、用于测量车辆纵向加速度、侧向加速度和横摆角速度的组合传感器6和用于检测车辆转向角度的转向角传感器7。在本实用新型的一个优选实施方式中，车轮轮速传感器1、控制开关2、组合传感器6和转向角传感器7、制动踏板信号直接接入到主控制器4上，或者通过总线相连接。进一步优选地，主控制器4与发动机控制单元通过总线系统组成车辆中的通讯网络，例如通过车辆中的CAN-BUS总线系统。优选地，本实用新型所采用的转向角传感器7可以为通过电位计原理、光电编码原理或磁电原理而设置的传感器。并且优选地，本实用新型所采用的组合传感器6，可以为内置的MEMS微机电技术传感器模块，以对车辆纵向加速度、侧向加速度和横摆角速度进行测量。优选地，本实用新型的车轮轮速传感器1可以为通过采用霍尔原理或者磁电原理对设置在车轮上的齿盘进行车轮速度采集的传感器。

本实用新型的主控制器4可以为车辆中常用的DSP微处理器，例如TMS320F2812型号的DSP控制器，通过外围电路中输入信号对车辆进行控制并输出相关的控制输出信号。其中，为了进一步保证车辆行车的安全性和扩展性，本实用新型的电子稳定系统还包括有警示灯3，警示灯3例如包括有ABS指示灯、ESP指示灯、主油路压力传感器信号、制动液位信号、UART等。相应地，在主控制器4上增加有警示灯3的接口。主控制器4能够针对不同类型的信号进行不同的处理。当输入信号为直流信号时，可以先对其进行整形并传送到主控制器4中进行处理；而当输入信号为模拟信号时，可以对其进行滤波处理以将信号电压调整到适合A/D转换器幅值的范围后在传送到主控制器4中进行处理；当输入信号为功率信号，优选地可以通过选取相应的高端和低端功率开关而进行驱动。

在上述传感器中，其中通过车轮轮速传感器1获取的轮速信号与转向角传感器7获得的转向角度信号，可以测算出车辆质心的质心轮速。此外，通过对质心轮速进行拟合并通过对纵向加速度积分，可以获得车辆的参考车速。进一步修正可以得到车辆的车速，进而通过计算可以获取车轮即时滑移率。而上述信号进一步结合车辆的相关计算参数，可以测算得到车辆运行的预设横摆角速度和预设车辆侧偏角。

参考附图2，其示意性地示出了本实用新型的电子稳定系统100的安装位置。如图中所示，本实用新型的电子稳定系统100在安装时，优选地将其安装在车辆原先ABS系统安装的位置，并在此基础上加装稳定性控制开关，用于关闭动态稳定控制。在车辆质心附近安装组合传感器6，并在转向轴上安装转向角传感器7。优选地，尽可能的保持车辆原有真空助力器、制动总泵、制动分泵、油管等部件的位置不变，以尽可能地提高本实用新型的电子稳定系统100安装的便利性。

当安装有本实用新型的电子稳定系统100的车辆发生紧急制动时，此时单个或多个轮胎处于打滑状态，即车轮轮速脱离车速并且滑移率超过20％，而紧急制动时车轮最佳滑移率为20％左右。因此这时本实用新型的电子稳定系统100介入控制并对车辆的打滑车轮压力进行调节。传统的ABS由于缺少相应的传感器测算车辆的转向角度和车身横摆力矩的功能，在制动过程中同时进行转向操作的工况下不能很好地进行控制。这具体表现为当ABS介入时，相同速度下转向半径明显变大，从而不利于躲闪障碍物。本实用新型的电子稳定系统100通过其上的传感器设置进一步地提供了车辆横摆力矩功能，在上述情况下，通过对相关车轮进行压力调节，增加了额外的转向力矩。

当车辆发生驱动打滑时，即单个或者多个驱动轮滑移率超过-20％，本实用新型的电子稳定系统100介入进行工作。电子稳定系统100一方面通过对打滑的驱动轮进行制动，将车轮滑移率调节到-20％以内，另一方面通过车辆控制总线系统对发动机功率、扭矩进行控制，将发动机的功率和扭矩降低到合理水平，从而避免驱动打滑。

在车辆处于正常行驶的过程中，本实用新型的电子稳定系统100不断地对车辆状态进行跟踪和判断。系统首先判断方向盘的转动方向，然后比较车辆预设横摆力矩和实际横摆力矩以得出其差值，当该差值达到或者超过一预设值时，启动稳定性控制。根据转角的正负和两个横摆力矩的差值的正负来判断车辆为转向不足还是转向过度，并且进一步通过对单个车轮进行一定强度的制动来进行干预。例如，当转向不足时制动转向盘转动方向的后侧车轮，当转向过度是制动转向盘转动反方向的前轮。

显然，本实用新型的电子稳定系统能够在车辆的起步、制动和转向过程中检测车辆的状态并将其与预设状态相比较，以对车辆运行状态进行主动式纠正，从而显著地提高了车辆的行车安全。

Claims

1.一种用于提高车辆主动安全的电子稳定系统，其包括有用于检测车辆轮速的车轮轮速传感器、用于稳定性控制的控制开关、带有执行机构的主控制器、能够向所述主控制器提供制动信号的制动踏板、用于测量车辆纵向加速度、侧向加速度和横摆角速度的组合传感器和用于检测车辆转向角度的转向角传感器，其特征在于，所述车轮轮速传感器、所述控制开关、所述组合传感器和所述转向角传感器、所述制动踏板信号直接或者通过总线系统接入到所述主控制器上，所述主控制器与车辆发动机控制单元相连接以组成车辆中的通信系统。

2.如权利要求1所述的电子稳定系统，其特征在于，所述车轮轮速传感器设置在车轮上。

3.如权利要求1所述的电子稳定系统，其特征在于，所述组合传感器设置在车辆质心附近位置。

4.如权利要求1所述的电子稳定系统，其特征在于，所述转向角传感器设置在车辆的转向轴上。

5.如权利要求1所述的电子稳定系统，其特征在于，所述转向角传感器为通过电位计原理、光电编码原理或磁电原理而设置的传感器。

6.如权利要求1所述的电子稳定系统，其特征在于，所述组合传感器为内置的MEMS微机电技术传感器模块。

7.如权利要求1所述的电子稳定系统，其特征在于，所述车轮轮速传感器为通过采用霍尔原理或者磁电原理对设置在车轮上的齿盘进行车轮速度采集的传感器。

8.如权利要求1所述的电子稳定系统，其特征在于，所述主控制器为DSP控制器。

9.如权利要求1-8任一所述的电子稳定系统，其特征在于，所述电子稳定系统还包括有警示灯，其直接或者通过总线系统接入到所述主控制器上。

10.如权利要求9所述的电子稳定系统，其特征在于，所述警示灯包括有ABS指示灯、ESP指示灯、主油路压力传感器信号、制动液位信号、UART。