[发明专利]一种制动耦合主动悬架抗侧翻集成控制装置及其控制方法

说明书

本发明涉及汽车安全领域，特别是涉及一种制动耦合主动悬架抗侧翻集成控制装置及其控制方法。将差动制动系统耦合主动悬架系统进行集成控制，通过采集车身侧倾角，控制单元对数据进行计算分析，并根据结果输出控制指令到制动控制器和悬架控制器，使差动制动系统和主动悬架系统启动进行抗侧翻，通过合理的力矩分配，在常规工况和极限工况下，提高汽车的主动安全指标，改善车辆的抗侧翻性能。本发明的抗侧翻集成控制装置在建立制动耦合主动悬架抗侧翻动力学模型的基础上，实施分层集成控制，比单一的抗侧翻控制装置具有更好的抗侧翻效果，可以有效地减少因为大半径转弯、躲避障碍物等工况下汽车的侧翻所造成的交通事故。

技术领域

本发明涉及汽车安全领域，特别是涉及一种制动耦合主动悬架抗侧翻集成控制装置及其控制方法。

背景技术

微型客车一般有轮距较小、重心高、悬架刚度小等特点，令其在道路行驶时更容易发生侧翻事故。单一控制系统的抗侧翻，很多专家学者都进行了相关研究，不同的单一系统的抗侧翻控制，都有不同的优缺点，例如差动制动，可以基于防抱死刹车系统ABS或电子机械制动EMB等来设计控制器，易于实现，成本低，但防倾翻效果有限；对于主动防倾翻杆，防倾翻效果较好，但系统复杂，成本较高；主动悬架防侧翻抗侧翻力矩大，防倾翻效果好，适合于各种车辆，但需要额外增加硬件，成本高，电液悬架时滞时间过长等；主动转向控制在提高车辆倾翻稳定性的同时，减小了侧向加速度，但降低了车辆转弯能力和车道保持能力，改变了驾驶员的驾驶意图，使汽车不能有效地规避障碍。差动制动系统耦合主动悬架系统抗侧翻通过集成控制，可以合理利用两种控制系统优点，避开控制系统的缺点。单一控制系统的抗侧翻效果有限，差动制动系统耦合主动悬架系统抗侧翻集成控制通过合理的力矩分配，在常规工况和极限工况下，提高汽车的主动安全指标，改善车辆的抗侧翻性能，可以取得较单一控制系统更好的抗侧翻效果。

发明内容

本发明抗侧翻集成控制装置在建立差动制动耦合主动悬架抗侧翻动力学模型的基础上，实施集成控制，比单一的抗侧翻控制装置具有更好的抗侧翻效果，可以有效地减少因为大半径转弯、躲避障碍物等工况下汽车的侧翻所造成的交通事故，提高汽车行驶的安全性。

本发明的技术方案是：

一种制动耦合主动悬架抗侧翻集成控制装置，包括控制单元、制动控制器、悬架控制器、侧倾角传感器、差动制动系统、主动悬架系统；

所述倾角传感器用于测量车身侧倾角，并将其传输给所述控制单元；

所述控制单元分别与侧倾角传感器、制动控制器、悬架控制器电连接，所述控制单元根据接收到的所述侧倾角传感器测量的车身侧倾角信号利用侧翻预警算法进行运算，得到横向载荷转移率的绝对值作为侧翻指标，并根据运算的结果向所述制动控制器和所述悬架控制器发出控制指令；

所述制动控制器与所述差动制动系统电连接，所述制动控制器得到来自所述控制单元的控制指令后传递信号给所述差动制动系统，对所述差动制动系统使用H_∞控制，所述差动制动系统将力和力矩分配到四个车轮上，对每一个车轮施加一个不同的单独制动力，使汽车改变运动状态，这时产生一个横摆力矩，并通过此力矩来改变车辆的运行状态，提高车辆的侧倾稳定性；

所述悬架控制器与所述主动悬架系统电连接，所述悬架控制器得到来自所述控制单元的控制指令后传递信号给所述主动悬架系统，对所述主动悬架系统使用H_∞控制，所述主动悬架系统控制车辆左右悬架的作用力，根据车辆状态，抬高外侧或倾斜侧车身的高度；

该控制装置通过对所述差动制动系统和所述主动悬架系统进行集成控制，使车辆在发生侧翻危险时，能对车身进行调整，使其不会发生侧翻。

进一步，所述侧倾角传感器与所述控制单元之间设有传感器信号处理机构，所述传感器信号处理机构分别与所述侧倾角传感器和所述控制单元电连接，所述传感器信号处理机构将所述侧倾角传感器输入的信号进行放大、降噪和抗干扰处理之后，再把模拟信号转换成数字信号输出到所述控制单元。