[发明专利]一种利用后轮电子差速提升行驶稳定性的半挂车辆及方法

说明书

本发明公开了一种利用后轮电子差速提升行驶稳定性的半挂车辆及方法，其技术方案为：包括车体，车体下方安装车轮，安装于车体后方的车轮连接轮毂电机，所述轮毂电机连接控制器；所述控制器的输入端连接ECU，输出端连接力矩分配器；且ECU连接有若干用于采集车辆信息的传感器，控制器能够根据传感器检测的信息输出实现车身稳定所需的附加横摆力矩。本发明通过轮毂电机提高半挂车横向稳定性，能够减小车轮的转矩输出，提高轮胎与地面的附着力。

技术领域

本发明涉及交通运输领域，尤其涉及一种利用后轮电子差速提升行驶稳定性的半挂车辆及方法。

背景技术

近年来，随着交通运输业的蓬勃发展，半挂汽车列车凭借其运载量大、运输效率高、营运成本低等优势成为交通运输领域的主要车型。但由于其车身长、质心高、重量和体积大、后部运动放大等特点，导致行驶过程中极易发生横向摆振、折叠、侧翻等危险工况，带来巨大经济损失与人员伤亡。由于挂车的质量远远超过牵引车，因此稳定控制时挂车状态对半挂汽车列车稳定性起决定性作用；因此，对半挂汽车列车稳定性的研究具有重要意义。

目前对于半挂汽车列车横向稳定性方面的研究，大多数仅基于提高车辆某单一方面的性能而进行控制系统的设计，如制动、驱动、转向、悬架等，因此具有一定的局限性。轮毂电机独立可控，传动效率高，且扭矩输出精确迅速，在稳定性控制方面相对传统车辆具有独特的优势，但由于轮毂电机动力系统的电机制动(驱动)容量小，产生的横摆力矩的能力有限，而半挂车横向稳定性控制所需附加横摆力矩往往大于乘用车，因此目前通过轮毂电机提高车辆横向稳定性的研究主要针对乘用车，针对半挂汽车列车的研究极少。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种利用后轮电子差速提升行驶稳定性的半挂车辆及方法，通过轮毂电机提高半挂车横向稳定性，将给定的期望转矩同时通过制动车轮和驱动车轮实现，即采用差动制动和差动驱动相结合的转矩差动分配控制，能够减小车轮的转矩输出，提高轮胎与地面的附着力，最大限度地利用轮毂电机产生的横摆力矩，若轮毂电机仍无法提供足够的附加横摆力矩，则由机械制动系统差动制动提供剩余的附加横摆力矩，从而实现协同控制。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明的实施例提供了一种利用后轮电子差速提升行驶稳定性的半挂车辆，包括车体，车体下方安装车轮，安装于车体后方的车轮连接轮毂电机，所述轮毂电机连接控制器；所述控制器的输入端连接ECU，输出端连接力矩分配器；且ECU连接有若干用于采集车辆信息的传感器，控制器能够根据传感器检测的信息输出实现车身稳定所需的附加横摆力矩。

作为进一步的实现方式，所述传感器包括方向盘转角传感器、横摆角速度触感器、车轮力传感器、速度传感器。

作为进一步的实现方式，所述车体包括牵引车和半挂车，力矩分配器能够对牵引车、半挂车进行力矩分配。

作为进一步的实现方式，连接有轮毂电机的车轮关于半挂车的后轴对称安装。

第二方面，本发明实施例还提供了一种利用后轮电子差速提升行驶稳定性的方法，包括：

通过传感器采集牵引车、挂车信息，并将信息传输至ECU；ECU对信息进行处理，并将处理后的信息传输至控制器；控制器根据ECU处理的信息及传感器采集的信息输出附加横摆力矩；力矩分配器根据传感器、ECU及控制器传输的信息确定目标车轮，并根据目标车轮制动或驱动规则，得到所需的附加横摆力矩。

作为进一步的实现方式，ECU根据传感器测得的数据，输出横摆角速度、质心侧偏角的理想值；将理想值与实际值做差得到横摆角速度偏差。

作为进一步的实现方式，控制器根据横摆角速度偏差、偏差变化率、方向盘转角输出附加横摆力矩。