[发明专利]一种线控转向系统及其控制方法

权利要求书

1.一种线控转向系统的防侧翻及防侧滑方法，所述线控转向系统包含转向盘、转向轴、力矩传感器、路感电机、路感电机控制器、车速传感器、电子稳定单元、侧向加速度传感器、横摆角速度传感器、路面系数估计单元、转向电机控制器、转向电机、转向器、前轮转角传感器和蜂鸣器；

所述转向轴一端和所述转向盘的转轴固连，另一端和所述路感电机的输出轴固连；

所述的力矩传感器设置在所述转向轴上，用于感应转向轴的受力力矩并将其传递给所述电子稳定单元；

所述车速传感器、侧向加速度传感器、横摆角速度传感器、路面系数估计单元均设置在车身上，分别用于获得车辆的车速、侧向加速度、横摆角速度和路面附着系数，并将其传递给所述电子稳定单元；

所述前轮转角传感器设置在车辆的一个前轮上，用于获得汽车的前轮转角，并将其传递给所述电子稳定单元；

所述转向电机通过所述转向器和汽车的前轴相连，用于控制汽车两个前轮的转向；

所述路感电机控制器分别和所述电子稳定单元、路感电机相连，用于根据电子稳定单元的指令控制路感电机工作；

所述转向电机控制器分别和所述电子稳定单元、转向电机相连，用于根据电子稳定单元的指令控制转向电机工作；

所述电子稳定单元分别和所述力矩传感器、车速传感器、侧向加速度传感器、横摆角速度传感器、路面系数估计单元、前轮转角传感器、路感电机控制器、转向电机控制器、蜂鸣器相连，用于根据力矩传感器、车速传感器、侧向加速度传感器、横摆角速度传感器、路面系数估计单元、前轮转角传感器的感应数据控制路感电机控制器、转向电机控制器、蜂鸣器工作；

其特征在于，所述线控转向系统的防侧翻及防侧滑方法包括以下步骤：

步骤1)，力矩传感器、车速传感器、侧向加速度传感器、横摆角速度传感器、路面系数估计单元、前轮转角传感器分别感应车辆的转向轴的受力力矩、车速、侧向加速度a_y、横摆角速度、路面附着系数、车辆前轮转角，并将其传递给电子稳定单元；

步骤2)，电子稳定单元根据接收到的转向轴受力力矩、车速、路面附着系数计算相应的目标回正力矩和车辆前轮目标转角，并发出相应指令给路感电机控制器、转向电机控制器，使得路感电机输出目标回正力矩、转向电机控制车辆前轮根据车辆前轮目标转角转动；

步骤3)，电子稳定单元根据以下公式计算侧滑临界加速度a_ych：

a_ych＝ug

式中，u为路面附着系数，g为重力加速度；

步骤4)，电子稳定单元根据以下公式计算侧翻临界加速度a_ycf：

式中，m为整车质量，T为汽车轮距，m_s为簧上质量，e为簧载质量到侧倾中心的距离，k为侧倾角速度增益，h为簧载质量高度，LTR为预设的横向载荷转移率；

步骤5)，电子稳定单元将侧滑临界加速度与侧翻临界加速度作比较：

步骤5.1)，当a_ych小于a_ycf、即时，汽车更容易发生侧滑，此时：

步骤5.1.1)，如果0.85a_ych＜a_y≤a_ych，电子稳定单元控制蜂鸣器预警，提示驾驶员汽车处于即将侧滑状态；

步骤5.1.2)，如果a_ych＜a_y≤a_ycf，电子稳定单元控制蜂鸣器预警，提示驾驶员汽车处于即将侧翻状态，此外，电子稳定单元通过路感电机控制器控制路感电机提供预设的第一附加回正力矩，以增加驾驶员转弯沉重感；

步骤5.1.3)，如果a_ycf＜a_y，电子稳定单元控制蜂鸣器报警，提示驾驶员汽车处于侧翻危险状态，此外，电子稳定单元通过路感电机控制器控制路感电机提供预设的第二附加回正力矩，并通过转向电机控制器控制转向电机输出预设的附加前轮转角，直至a_y小于等于0.98a_ycf；所述预设的第二附加回正力矩大于预设的第一附加回正力矩；

步骤5.2)，当a_ych大于a_ycf、即时，汽车更容易发生侧翻，此时：

步骤5.2.1)，如果0.9a_ycf＜a_y≤a_ycf，电子稳定单元控制蜂鸣器预警，提示驾驶员汽车处于即将侧翻状态，此外，电子稳定单元通过路感电机控制器控制路感电机提供预设的第一附加回正力矩，以增加驾驶员转弯沉重感；

步骤5.2.2)，如果a_ycf＜a_y≤a_ych，电子稳定单元控制蜂鸣器报警，提示驾驶员汽车处于侧翻危险状态，此外，电子稳定单元通过路感电机控制器控制路感电机提供预设的第二附加回正力矩，并通过转向电机控制器控制转向电机输出预设的附加前轮转角，直至a_y小于等于0.98a_ycf。