本发明专利技术涉及一种主动空气动力辅助控制的车辆稳定性控制系统，采用空气动力学的方法产生作用在车身上的辅助空气动力和横摆力偶矩。在车辆车速大于或等于80Km/h行驶时，稳定性控制系统根据驾驶员输入的转向盘角度、油门踏板位置、和制动主缸压力等信号判断驾驶员的行车意图，又根据横摆角速度、侧向加速度，判断车辆的真实行驶工况，通过调节主动风翼板的开度主动改变车辆左、右侧的迎风面积而产生的空气阻力之差直接构成辅助气动横摆力偶矩，同时通过对车辆左右侧驱制动力控制，以操纵车辆，使车辆行驶状况尽可能地接近驾驶员的行车意图。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种主动空气动力辅助控制的车辆稳定性控制系统，采用空气动力学的方法产生作用在车身上的辅助空气动力和横摆力偶矩。在车辆车速大于或等于80Km/h行驶时，稳定性控制系统根据驾驶员输入的转向盘角度、油门踏板位置、和制动主缸压力等信号判断驾驶员的行车意图，又根据横摆角速度、侧向加速度，判断车辆的真实行驶工况，通过调节主动风翼板的开度主动改变车辆左、右侧的迎风面积而产生的空气阻力之差直接构成辅助气动横摆力偶矩，同时通过对车辆左右侧驱制动力控制，以操纵车辆，使车辆行驶状况尽可能地接近驾驶员的行车意图。【专利说明】主动空气动力辅助控制的车辆稳定性控制方法及系统
本专利技术涉及汽车控制领域，特别是一种主动空气动力辅助控制的车辆稳定性控制 方法及系统。
技术介绍
传统的车辆稳定性控制系统（ESP)主要在大侧向加速度、大侧偏角的极限工况下 工作，利用左右两侧制动力之差产生的横摆力偶矩来防止出现难以控制的侧滑现象，如弯 道行驶中因前轴侧滑而死去路径跟踪能力的驶出现象及后轴侧滑甩尾而失去稳定性的激 转现象等危险工况。 ESP主要控制处于极限工况下的汽车运动，使驾驶者可以按正常驾驶方法顺利通 过原本令人难以驾驭的危险工况。ESP根据驾驶员输入的转向盘角度、油门踏板位置与制动 系统油压判断驾驶员的行车意图；又根据车辆横摆角速度、侧向加速度，判断车辆的真实行 驶工况；ESP通过控制液压调节制动系统，对各车轮施加制动力，同时，还可根据需要与发 动机管理系统进行通信调节发动机功率，由左右侧驱/制动力之差构成所需要的车辆横摆 力矩，以操纵车辆，使车辆行驶工况尽可能地接近驾驶员的行车意图。 传统的车辆稳定性控制系统主要通过控制轮胎力来实现车辆控制，其受轮胎的垂 向载荷、路面附着系数等影响，在极限工况下(在车辆严重不足转向情况下车速大于或等于 80Km/h行驶或在车辆严重过度转向情况下车速大于或等于80Km/h行驶）可能工作在饱和 状态（即稳定性控制所需的轮胎力超出轮胎所能提供的极限值)，因此其控制效果有待进一 步改善。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种主动空气动力辅助控制的车辆稳定性控制方法，可有效 提1?车辆的稳定性。 本专利技术采用以下方案实现：一种主动空气动力辅助控制的车辆稳定性控制方法， 其特征在于：采用空气动力学的方法产生作用在车身上的辅助空气动力和横摆力偶矩；在 车辆车速大于或等于80Km/h行驶时，根据驾驶员输入的转向盘角度、油门踏板位置、和制 动主缸压力信号判断驾驶员的行车意图，又根据横摆角速度、侧向加速度，判断车辆的真实 行驶工况，通过调节设置于车顶上的左风翼板、右风翼板的开度主动改变车辆左、右侧的迎 风面积而产生的空气阻力之差直接构成辅助气动横摆力偶矩，同时通过对车辆左、右侧车 轮的驱动/制动控制，以操纵车辆，使车辆行驶状况接近驾驶员的行车意图。 在本专利技术一实施例中，对左、右风翼板、左、右侧车轮进行控制由实现车辆稳定性 控制所需的横摆力偶矩尾的正负所决定；以车辆的质心为坐标原点在俯视图上车辆稳定性 控制所需的横摆力偶矩尾绕z轴逆时针方向为正，反之为负；设横摆力矩的控制死区阈值 为馬w且為^>〇,即当-时不进行稳定性控制，即左、右风翼板开度均为零，左、 右车轮不控制；当笔># &3，时对左风翼板以及右侧车轮进行制动控制，反之对右风翼板及左 侧车轮进行制动控制；在车辆车速大于或等于80Km/h行驶时ECU不断采集风向风速信息 且计算单侧风翼板所能提供的空气阻力，并计算出由差动气动力所产生的气动辅助横摆力 偶矩的极限值#__;当#~〈I 4 I〈1你_」时，控制相应侧的风翼板开度调节该侧的迎风 面积产生气动辅助横摆力矩；当I 4 I >/#_」时，控制目标侧风翼板全开，同时提高该侧 车轮目标滑移率降低另一侧车轮目标滑移率，以降低该侧车轮驱动力提高另一侧车轮驱动 力，以减小车辆横摆角速度偏差使车辆回到目标行驶方向。 在本专利技术一实施例中，两侧车轮滑移率的控制通过调节发动机输出转矩和车轮轮 缸的制动压力来实现。 本专利技术的另一目的是提供一种主动空气动力辅助控制的车辆稳定性控制系统，其 特征在于：由四轮轮速传感器、横摆角速度传感器、侧向加速度传感器、转向盘转角传感器、 制动主缸压力传感器、风向风速传感器、左/右风翼板调节装置、左/右风翼板开度传感器、 车辆稳定控制电控单元、制动系统组成，所述车辆稳定控制电控单元接收轮速传感器、横摆 角速度传感器、侧向加速度传感器、转向盘转角传感器、风向风速传感器信号；通过计算向 风翼板调节装置发出开度控制指令，并向发动机和制动系统发出驱动/制动控制指令，实 现两侧空气动力控制与两侧车轮驱动/制动控制，达到控制车辆稳定性的目的。 在本专利技术一实施例中，对左、右风翼板、左、右侧车轮进行控制由实现车辆稳定性 控制所需的横摆力偶矩尾的正负所决定；以车辆的质心为坐标原点在俯视图上车辆稳定性 控制所需的横摆力偶矩尾绕Z轴逆时针方向为正，反之为负；设横摆力矩的控制死区阈值 为馬^且為^>〇,即当-时不进行稳定性控制，即左、右风翼板开度均为零，左、 右车轮不控制；当笔># &3，时对左风翼板以及右侧车轮进行制动控制，反之对右风翼板及左 侧车轮进行制动控制；在车辆车速大于或等于80Km/h行驶时ECU不断采集风向风速信息 且计算单侧风翼板所能提供的空气阻力，并计算出由差动气动力所产生的气动辅助横摆力 偶矩的极限值#__;当#~〈I 4 I〈1你_」时，控制相应侧的风翼板开度调节该侧的迎风 面积产生气动辅助横摆力矩；当I 4 I >/#_」时，控制目标侧风翼板全开，同时提高该侧 车轮目标滑移率降低另一侧车轮目标滑移率，以降低该侧车轮驱动力提高另一侧车轮驱动 力，以减小车辆横摆角速度偏差使车辆回到目标行驶方向。 本专利技术适用于车速大于或等于80Km/h行驶的车辆(包含乘用车和商用车)，通过在 车顶加装两组主动风翼板，可控地改变车辆左右侧的迎风面积，产生辅助横摆力偶矩，减轻 传统车稳定性控制系统中轮胎的工作负荷(避免轮胎工作在饱和状态)。在无需启动车辆稳 定性控制的情况下（即正常行驶工况）关闭主动风翼板（即主动风翼板的开度为0)，不会产 生额外的空气阻力。在需启动车辆稳定控制的情况下（即极限工况)，由E⑶控制左右侧主 动风翼板的开度和左右侧车轮的滑移率产生辅助横摆力偶矩。 【专利附图】【附图说明】 图1主动空气动力辅助控制的车辆稳定性控制系统结构示意图。图中，1为制动 器，2为轮速传感器，3为制动力调节装置，4为制动主缸压力传感器，5为转向盘，6为转向盘 转角传感器，7为稳定性控制系统的电控单元（ESP ECU)，8为车辆横摆角速度传感器和侧 向加速度传感器，9为主动空气动力调节装置（主动风翼板），10为风翼开度传感器、11为 风向风速传感器，12为发动机电控单元（Engine E⑶)，13为发动机。 图2安装有主动风翼板的车辆示意图。 图3在车速大于或等于80Km/h行驶工况下车辆行驶稳定性控制流程图。 图4车辆稳定性控制执行机构示意图。图中，14为左前轮，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种主动空气动力辅助控制的车辆稳定性控制方法，其特征在于：采用空气动力学的方法产生作用在车身上的辅助空气动力和横摆力偶矩；在车辆车速大于或等于80Km/h行驶时，根据驾驶员输入的转向盘角度、油门踏板位置、和制动主缸压力信号判断驾驶员的行车意图，又根据横摆角速度、侧向加速度，判断车辆的真实行驶工况，通过调节设置于车顶上的左风翼板、右风翼板的开度主动改变车辆左、右侧的迎风面积而产生的空气阻力之差直接构成辅助气动横摆力偶矩，同时通过对车辆左、右侧车轮的驱动/制动控制，以操纵车辆，使车辆行驶状况接近驾驶员的行车意图。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：吴乙万，赵云，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：福建;35
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