一种抑制汽车侧翻的控制方法和电动助力转向装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种抑制汽车侧翻的控制方法和电动助力转向装置，该方法包括以下步骤：（A）根据车速v获得极限角度w'',该极限角度w''表示对应于车速v的，即将侧翻时的方向盘转角角度；（B）判断方向盘转角角度w是否大于安全角度w'，该安全角度w'相对于极限角度w''被设置；（C）当判断方向盘转角角度w大于安全角度w'时，控制电机向方向盘输出阻力。

【技术实现步骤摘要】
一种抑制汽车侧翻的控制方法和电动助力转向装置
本专利技术涉及汽车电子控制技术，并且尤其涉及一种抑制汽车侧翻的方法和电动助力转向装置。
技术介绍
当汽车在高速行驶时，驾驶员的突然转向将有可能引起汽车侧翻。为了避免汽车侧翻，现有技术方案在车身上加装侧倾传感器，当发现车身出现了较大的倾斜或者存在倾斜趋势时，通过紧急制动外侧转向轮来抑制车速。然而这种技术方案需要额外加装传感器，增加了汽车成本，而且紧急制动对车身产生的冲击较大，当车速非常高时，外侧转向轮可能因为冲击过大而爆胎。
技术实现思路
本专利技术公开一种抑制汽车侧翻的控制方法，包括以下步骤：(A)根据车速v获得极限角度w”,该极限角度w”表示对应于车速v的，即将侧翻时的方向盘转角角度；(B)判断方向盘转角角度w是否大于安全角度w'，该安全角度w'相对于极限角度w”被设置；(C)当判断方向盘转角角度w大于安全角度w'时，控制电机向方向盘输出阻力。优选地，在步骤(C)中，当判断方向盘转角角度w大于安全角度w'，并且判断存在转向意图时，控制电机向方向盘输出阻力，其中，判断存在转向意图的步骤包括：获得对应于车速v和方向盘角速度q的预置方向盘扭矩f'，当方向盘扭矩f大于预置方向盘扭矩f'时，确定存在转向意图。优选地，在步骤(C)中，根据方向盘角速度q计算侧翻风险等级，其中，风险等级按照方向盘转角角度w达到极限角度w”的时间来确定。优选地，在步骤(C)中，根据计算得到的侧翻风险等级控制电机向方向盘输出相应的阻力，其中不同的侧翻风险等级对应于不同的电机阻力输出曲线。优选地，安全角度w'等于极限角度w”的85％。本专利技术还公开一种抑制汽车侧翻的电动助力转向装置，包括，极限角度计算模块，用于根据车速v获得极限角度w”,该极限角度w”表示对应于车速v的，即将侧翻时的方向盘转角角度；侧翻风险计算模块，用于判断方向盘转角角度w是否大于安全角度w'，该安全角度w'相对于极限角度w”被设置；控制器模块，当方向盘转角角度w大于安全角度w'时，控制器模块被配置成控制电机向方向盘输出阻力。优选地，还包括，转向意图判断模块，用于判断是否存在转向意图，其中，该转向意图判断模块被配置成获得对应于车速v和方向盘角速度q的预置方向盘扭矩f'，当方向盘扭矩f大于预置方向盘扭矩f'时，确定存在转向意图，控制器模块被配置成，当方向盘转角角度w大于安全角度w'并且存在转向意图时，控制电机向方向盘输出阻力。优选地，侧翻风险计算模块还被配置成根据方向盘角速度q计算侧翻风险等级，其中，风险等级按照方向盘转角角度w达到极限角度w”的时间来确定。优选地，还包括，阻力计算模块，用于根据计算得到的侧翻风险等级控制电机向方向盘输出相应的阻力，其中不同的侧翻风险等级对应于不同的电机阻力输出曲线。附图说明在参照附图阅读了本专利技术的具体实施方式以后，本领域技术人员将会更清楚地了解本专利技术的各个方面。本领域技术人员应当理解的是，这些附图仅仅用于配合具体实施方式说明本专利技术的技术方案，而并非意在对本专利技术的保护范围构成限制。其中，图1是根据本专利技术实施例的抑制汽车侧翻的控制方法的步骤示意图。图2是根据另一本专利技术实施例的抑制汽车侧翻的控制方法的步骤示意图。图3是根据本专利技术实施例的抑制汽车侧翻的电动助力转向装置的结构示意图。具体实施方式下面参照附图，对本专利技术的具体实施方式作进一步的详细描述。在下面的描述中，为了解释的目的，陈述许多具体细节以便提供对实施例的一个或多个方面的透彻理解。然而，对于本领域技术人员可以显而易见的是，可以这些具体细节的较少程度来实践各实施例的一个或多个方面。因此下面的描述不被视为局限性的，而是通过所附权利要求来限定保护范围。如图1所示，根据本专利技术的一种抑制汽车侧翻的控制方法，在步骤S101中，根据车速v获得极限角度w”,在步骤S102中，判断方向盘转角角度w是否大于安全角度w'，在步骤S103中，当判断方向盘转角角度w大于安全角度w'时，控制电机向方向盘输出阻力。在上述方案中，极限角度w”表示对应于车速v的，即将侧翻时的方向盘转角角度；安全角度w'可以相对于极限角度w”被设置，例如安全角度w'等于极限角度w”的85％。但是，安全角度w'还可以是预先设置的低于极限角度w”的其它角度值。具体地，极限角度w”是车速v的函数。本专利技术根据车速计算汽车在该速度下汽车能维持不侧翻的最小转弯半径，即极限转弯半径，然后再根据该最小转弯半径计算出其对应的方向盘转角角度，该计算得到的方向盘转角角度即为汽车在该车速下的极限角度。下面说明如何计算极限角度。汽车在做圆周运动时，地面对内外侧车轮施加的侧向摩擦力等于车身的惯性离心力。当汽车即将侧翻时，内侧车轮即将离地，不再受到侧向摩擦力，所有的侧向摩擦力由外侧车轮提供，因此，此时车身与地面的接触点仅有两个外侧车轮。由于此时车身并未侧翻，因此重力相对于外侧轮接地点的力矩，刚好等于离心力相对于外侧轮接地点的力矩，其中离心力的力臂是汽车质心高度，重力的力臂是轮距的一半。由此，可以计算出此时离心力的大小，即为当前车速下的极限离心力。具体地，重力相对于外侧轮接地点的力矩为mg×L1，其中，m为汽车质量，L1为重力的力臂。极限离心力F2相对于外侧轮接地点的力矩为F2×L2，其中，L2为离心力的力臂。可以通过下式计算极限离心力：F2＝mg×L1/L2。进一步，做圆周运动的汽车所受到的离心力可以通过下式计算：F＝mv2/r，其中F为离心力，v为车速，r为转弯半径。由此，可以根据极限离心力和车速，可以计算出转弯半径r，即该车速下的极限转弯半径。通过等式mg×L1/L2＝mv2/r，得到极限转弯半径r＝v2L2/gL1。进一步，可以根据极限转弯半径r，可以计算出极限角度w”。通过下式计算极限角度：w”＝arctan(L3/r)＝arctan[L3×g×L1/(v2×L2)]，其中r为极限转弯半径，w”为极限角度，L3为汽车轴距。如图1所示的本专利技术的方法步骤，能够在汽车侧翻前，施加阻力到方向盘，使得方向盘转角角度w不能到达极限角度w”之前，从而避免汽车侧翻。图2是根据另一本专利技术实施例的抑制汽车侧翻的控制方法的步骤示意图。与图1相比，图2的方法步骤增加了判断是否存在转向意图的步骤S203。在该实施例中，通过判断是否存在转向意图，明确驾驶员的转向操作属于正常的修正、路面干扰引起震动还是意志很坚定的转向。当在特定车速下，方向盘转角角度w超过安全角度w'时，对于驾驶员意志很坚定的转向操作需要开始施加阻力，以防止向盘转角角度w达到极限角度w”而导致汽车侧翻。这是因为，如果不进行转向意图的判断，仅仅是当转角角度w到一定的阈值(例如，安全角度w')便开始施加阻力，则可能会出现正常转向得不到响应，或者突然施加转向阻力而引起的抖动现象。具体地，可以根据方向盘角速度和方向盘扭矩来判断是否存在转向意图。对方向盘转角角度w求微分，可以得到方向盘角速度。可以通过下式得到方向盘角速度：q＝dw/dt，其中，w是方向盘转角角度。判断存在转向意图的步骤包括：获得对应于车速v和方向盘角速度q的预置方向盘扭矩f'，当方向盘扭矩f大于预置方向盘扭矩f'时，确定存在转向意图。在一个示例中，可以通过试验或者仿真，可以拟合出，在一定车速下，方向盘角速度q为低速300°本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抑制汽车侧翻的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：(A)根据车速v获得极限角度w”,该极限角度w”表示对应于车速v的，即将侧翻时的方向盘转角角度；(B)判断方向盘转角角度w是否大于安全角度w'，该安全角度w'相对于极限角度w”被设置；(C)当判断方向盘转角角度w大于安全角度w'时，并且判断存在转向意图时，控制电机向方向盘输出阻力；其中，所述步骤(C)具体包括：根据方向盘角速度q计算侧翻风险等级，其中，所述风险等级按照方向盘转角角度w达到极限角度w”的时间来确定；以及根据计算得到的所述侧翻风险等级控制电机向方向盘输出相应的阻力，其中不同的所述侧翻风险等级对应于不同的电机阻力输出曲线。

【技术特征摘要】
1.一种抑制汽车侧翻的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：(A)根据车速v获得极限角度w”,该极限角度w”表示对应于车速v的，即将侧翻时的方向盘转角角度；(B)判断方向盘转角角度w是否大于安全角度w'，该安全角度w'相对于极限角度w”被设置；(C)当判断方向盘转角角度w大于安全角度w'时，并且判断存在转向意图时，控制电机向方向盘输出阻力；其中，所述步骤(C)具体包括：根据方向盘角速度q计算侧翻风险等级，其中，所述风险等级按照方向盘转角角度w达到极限角度w”的时间来确定；以及根据计算得到的所述侧翻风险等级控制电机向方向盘输出相应的阻力，其中不同的所述侧翻风险等级对应于不同的电机阻力输出曲线。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(C)中，判断存在转向意图包括：获得对应于车速v和方向盘角速度q的预置方向盘扭矩f'，当方向盘扭矩f大于预置方向盘扭矩f'时，确定存在转向意图。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，安全角度w'等于极限角度w”的85％。4.一种抑制汽车侧翻的电动助力转向装置，其特征在于，包...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘翔宇，陶喆，顾頔，周中坚，
申请(专利权)人：上海汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31