[发明专利]电机式主动稳定杆控制系统

说明书

技术领域

本发明属于汽车行驶安全电子控制技术领域，特别是一种成本低且能兼顾车辆行驶的各种工况的电机式主动稳定杆控制系统。

背景技术

现有汽车稳定杆大多采用被动式稳定杆。这种被动式稳定杆只针对车辆发生侧倾的工况设计，结构形式固定单一，刚度无法调节。当车辆在平稳路面上行驶时易造成悬架刚度太大，无法同时兼顾乘坐舒适性以及操纵稳定性。为此，在此基础上改进得到了主动稳定杆。主动式稳定杆能根据车辆的不同侧倾程度实时调整稳定杆两端的反侧倾力矩值。能同时兼顾乘坐舒适性以及操纵稳定性。

为系统控制主动式稳定杆，中国发明专利申请“一种车用主动稳定杆的控制系统及控制方法”(申请号：2011101548931.1，公开日：2013.06.12)。该控制系统包括：横向加速度传感器、活塞位移传感器和侧倾角传感器，控制单元，执行机构。其通过传感器采集到的信号输入控制单元，控制单元决定是否改变活塞位移和改变活塞位移的多少。该控制系统仅适用于液压式主动稳定杆，由于液压式主动稳定杆作动器的活塞机构移动的位移有限，所以仅比较适用于大型车辆，且该控制系统仅判断发生侧倾和无侧倾两种工况，存在精确性差，控制局限性大的问题。

中国发明专利申请“一种自适应车辆横向稳定控制装置”(申请号：201010589149.X，公开日：2013.03.27)，该控制系统包括：轮速传感器、倾角传感器和方向盘转角传感器，高度传感器，控制单元，稳定杆。其通过侧倾角传感器测的车辆的运行状态及行驶路面状况输入电子控制单元。由于车辆侧倾角度小，使用倾角传感器误差大，精确度不高。且该控制装置中采用了阻尼补偿和摩擦补偿的方式，设计的抗干扰控制器，计算量太大，对于ECU要求较高，间接提高了开发成本。

总之，现有技术存在的问题是：不能根据车辆不同的行驶工况选择合理的工作模式，无法实时调整所需的反侧倾力矩值，抑制车身侧倾效果不佳。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电机式主动稳定杆控制系统，可以根据车辆不同的行驶工况选择合理的工作模式，实时调整所需的反侧倾力矩值，有效抑制车身侧倾。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种电机式主动稳定杆控制系统，包括横向加速度传感器、侧倾角速度传感器、轮速传感器、转向角传感器、倾角传感器、横摆角速度传感器，ECU控制单元，驱动电路和执行机构；所述ECU控制单元通过驱动电路与执行机构电连接，所述横向加速度传感器、侧倾角速度传感器、轮速传感器、转向角传感器、倾角传感器和横摆角速度传感器分别与ECU控制单元电连接。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：

1、与传统的被动式稳定杆相比，主动稳定杆能实时调整输出扭矩的大小，与液压式主动稳定杆相比，电机式主动稳定杆结构简单、易于控制，响应速度快。

2、采用分层的控制算法，引入侧向加速度以及侧倾角速度信号，侧向加速度使ECU使车辆的实际侧倾角的稳态值达到目标值，侧倾角速度信号使车辆的实际侧倾角快速的收敛到目标值。

3、永磁直流无刷电机控制采用三环控制，电机转角控制环和转速环都采用PI控制，控制算法简单、有效，电流环采用最优控制，可针对永磁直流无刷电机脉冲波动大的问题，有效减小电流脉冲波动，从而达到减小能耗的作用。

4、与目前的电机式主动稳定杆相比，本发明控制系统能兼顾车辆在不同道路的行驶情况以及不同行驶工况，同时保证乘坐舒适性和操纵稳定性。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明电机式主动稳定杆控制系统的结构框图。

图2为图1中执行机构的结构示意图。

图3为三环闭环控制原理图。

图4为本发明电机式主动稳定杆控制系统的工作原理图。

图中，横向加速度传感器1、侧倾角速度传感器2、轮速传感器3、转向角传感器4、倾角传感器5、横摆角速度传感器6、ECU控制单元7、驱动电路8、执行机构9。

具体实施方式

如图1所示，本发明电机式主动稳定杆控制系统，包括横向加速度传感器1、侧倾角速度传感器2、轮速传感器3、转向角传感器4、倾角传感器5、横摆角速度传感器6，ECU控制单元7，驱动电路8和执行机构9；

所述ECU控制单元7通过驱动电路8与执行机构9电连接，所述横向加速度传感器1、侧倾角速度传感器2、轮速传感器3、转向角传感器4、倾角传感器5和横摆角速度传感器6分别与ECU控制单元7电连接。