【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及客车防侧翻的,特别涉及一种基于电机转速控制的防侧翻冗余控制系统及方法。
技术介绍
1、交通事故的统计发现，客车侧翻事故的生还率低，对社会影响极大。客车行驶时发生的侧翻可以分为两类：一类是绊倒型侧翻，另一类是非绊倒型侧翻，车辆在相对高速行驶并打转向时，在离心力的作用下向外侧侧翻。纯电动客车往往通过增加动力蓄电池来提高续航能力，为了满足乘客舱最大化的需求，通常会把大部分电池布置在车顶上，使得整车的质量更大、重心更高，更容易发生非绊倒型侧翻。
2、如公开号为cn209479802u的中国专利，客车防侧翻装置通过调整油压千斤顶来抵消整车侧倾角度，增加车身稳定性，以此来抑制客车侧翻的趋势。该方法对于动态行驶的客车防侧翻效果不明显，当客车行驶时，触发侧翻的主要动态因素为转弯的车速及转弯半径，转弯的车速越高或转弯半径越少，客车出现侧翻的风险越高；公开号为cn110103950a的中国专利，一种基于电动助力转向系统的车辆防侧翻系统通过主动调节，进而调节转弯半径来防止侧翻，该控制方法剥夺了司机的控制转向的主动权，在一些特殊工况下可能会引起比侧翻更严重的事故，针对安全标准高的客车，该控制方法难以适用。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种通过助力泵控制调整操作方向盘手感的轻重或直驱电机限制车速，给驾驶员风险提醒的防侧翻冗余控制系统及方法。
2、本专利技术所采用的技术方案是：本专利技术包括车架、方向盘转向柱、整车控制器以及和所
3、进一步，所述通知模组包括电子表盘、助力泵控制器以及转向助力泵，所述电子表盘和所述助力泵控制器均与所述整车控制器电性连接，所述助力泵控制器与所述转向助力泵相连接，所述转向助力泵与所述方向盘转向柱连接传动，所述助力泵控制器控制所述转向助力泵的输出功率。
4、进一步，所述电子表盘内设有提示喇叭和显示屏，所述提示喇叭和所述显示屏分别通过声音和显示提醒司机。
5、进一步，所述制动模组包括驱动电机控制器、直驱电机、传动轴以及驱动桥，所述驱动电机控制器与所述整车控制器电性连接，所述驱动电机控制器连接控制所述直驱电机，所述直驱电机的输出端与所述传动轴的一端相连接，所述传动轴的另一端与所述驱动桥刚性连接，所述驱动桥与所述车架相连接并输出饭托转矩。
6、进一步，所述整车控制器包括数据采集模组、模型运算模组、决策模组以及指令发布模组，所述数据采集模组用于采集电机转速信号和方向盘转向柱转向角度，所述模型运算模组根据车辆基本信息计算模拟出车辆翻侧模型，所述决策模组根据所述数据采集模组和所述模型运算模组的数据判断车速是否位处于安全车速，所述指令发布模组输出电信号控制所述通知模组和制动模组反馈给司机反馈车辆情况。
7、进一步，包含步骤：
8、s1、在所述整车控制器进行标定，录入客车在某一特定载荷下客车质心高度、论据、轮胎滚动半径、减速器速比等静态参数，基于二自由度整车模型，计算出客车最大侧倾角；
9、s2、基于最大侧倾角，所述整车控制器采集所述转角传感器检测到方向盘转向柱的实时转向角度，通过模型运算模组，计算出|ltr|=8时的车速，将|ltr|=8时的车速认定位安全车速的最大限值；
10、s3、所述整车控制器的所述数据采集模组和所述模型运算模组将所述制动模组采集的实时电机转速转换算成实时车速，所述决策模组将实时车速和安全车速的最大限值进行对比；
11、s4、当实时车速小于安全车速的最大限值时，所述整车控制器的指令发送模组发出正常工作指令，所述通知模组和所述制动模组收到指令后正常相应加速和转弯信号，等待一段时间后进入下一轮运算；当所述决策模组检测到实时车速大于安全车速的最大限值时，所述整车控制器不再相应驾驶员加速踏板信号，所述整车控制器根据安全车速和实时车速的差值大小，发送降低方向盘转向柱旋转角度的指令到所述制动模组，差值越大所述制动模组对所述方向盘转向柱的反拖转矩越大，方向盘更沉重，同时所述制动模组收到所述整车控制器减速指令，降低客车实时车速，所述制动模组持续采集实时电机转速，系统进入下一轮运算。
12、进一步，在步骤s1中，计算客车最大侧倾角，以满载状态下在侧向加速度为0.4g时的侧倾角为最大侧倾角，由以下公式得到侧向加速度使的车身侧倾角：
13、式（1），计算整车侧倾角刚度：
14、；
15、式（2），计算侧倾力臂：；
16、式（3），计算整车横向稳定性系数：；
17、式（4），计算侧向加速度时的车身侧倾角：
18、其中，—前悬架空气弹簧刚度；—前空气弹簧左右中心距；—前稳定杆角刚度；—后悬架空气弹簧刚度；—后空气弹簧左右中心距；—后稳定杆角刚度；—整车簧载重量；—后悬簧载重量；—前悬架侧倾中心高度；—后悬架侧倾中心高度；—簧载质心高度；—整车侧倾角刚度；—侧倾力臂；—车身侧倾角；—侧向加速度；g—重力常数；k—整车横向稳定性系数。
19、进一步，在步骤s2中，基于二自由度整车模型，所述模拟运算模组由以下公式计算横向载荷转移率|ltr|：
20、式（5），力矩平台衡方程：
21、；
22、式（6），计算横向负载转移率ltr：
23、；
24、式（7），计算整车侧向加速度：
25、
26、其中、—分别为车辆左、右车轮的垂直载荷；d-轮距；—簧上质量；—侧向加速度；—簧上质量侧倾中心到质心的距离；ltr—横向载荷转移率；-车速；θ-方向盘转角；b-方向盘转角与前轮转角之比；l-轴距。
27、本专利技术的有益效果是：由于本专利技术采用整车控制器的数据采集模组和模型运算模组收集客车整车数据并生成二自由度整车模型计算最大侧倾角，在后续的决策控制中，通过整车控制器的决策模组和指令发布模组控制通知模组和制动模组，通知模组采用声电显示和方向盘助力反馈形式提醒驾驶员，声电显示则通过客车电子仪表盘屏幕的图形或文字提醒司机，结合喇叭或蜂鸣器发出提示音，方向盘助力反馈则通过连接到方向盘转向轴上的转向助力泵，客车具有翻侧危险的时候，转向助力泵是给驾驶员操作方向盘时提供助力，转向助力泵工作转速越大，打方向盘越轻盈，当实时车速大于安全车速时，助力泵控制器控制转向助力泵降低工作转速，驾驶员打方向盘需要的力度更大，起到提醒司机的效果，转向助力泵加重打方向盘力度的设计不会剥夺驾驶员对控制转向的主动权，在遇到紧急避让的情况下，驾驶员仍可根据实际路面情况控制客车转向。...
【技术保护点】
1.一种基于电机转速控制的防侧翻冗余控制系统，它包括车架以及方向盘转向柱，其特征在于：还包括整车控制器（1）以及和所述整车控制器（1）电性连接的转角传感器（2）、通知模组和制动模组，所述转角传感器（2）设置在所述方向盘转向柱上，所述整车控制器（1）、所述通知模组和所述制动模组均设于所述车架上，所述转角传感器（2）检测所述方向盘转角柱的转角位置，所述整车控制器（1）计算反馈车身整体情况并控制所述通知模组和所述制动模组反馈，所述通知模组与所述方向盘转向柱连接并提醒司机，所述制动模组施加反向转矩降低车速。
2.根据权利要求1所述的一种基于电机转速控制的防侧翻冗余控制系统，其特征在于：所述通知模组包括电子表盘（3）、助力泵控制器（4）以及转向助力泵（5），所述电子表盘（3）和所述助力泵控制器（4）均与所述整车控制器（1）电性连接，所述助力泵控制器（4）与所述转向助力泵（5）相连接，所述转向助力泵（5）与所述方向盘转向柱连接传动，所述助力泵控制器（4）控制所述转向助力泵（5）的输出功率。
3.根据权利要求2所述的一种基于电机转速控制的防侧翻冗余控制系统，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的一种基于电机转速控制的防侧翻冗余控制系统，其特征在于：所述制动模组包括驱动电机控制器（6）、直驱电机（7）、传动轴以及驱动桥，所述驱动电机控制器（6）与所述整车控制器（1）电性连接，所述驱动电机控制器（6）连接控制所述直驱电机（7），所述直驱电机（7）的输出端与所述传动轴的一端相连接，所述传动轴的另一端与所述驱动桥刚性连接，所述驱动桥与所述车架相连接并输出饭托转矩。
5.根据权利要求1所述的一种基于电机转速控制的防侧翻冗余控制系统，其特征在于：所述整车控制器（1）包括数据采集模组（11）、模型运算模组（12）、决策模组（13）以及指令发布模组（14），所述数据采集模组（11）用于采集电机转速信号和方向盘转向柱转向角度，所述模型运算模组（12）根据车辆基本信息计算模拟出车辆翻侧模型，所述决策模组（13）根据所述数据采集模组（11）和所述模型运算模组（12）的数据判断车速是否位处于安全车速，所述指令发布模组（14）输出电信号控制所述通知模组和制动模组反馈给司机反馈车辆情况。
6.一种如权利要求5所述的基于电机转速控制的防侧翻冗余控制系统控制方法，其特征在于，它包含步骤：
7.一种如权利要求5所述的基于电机转速控制的防侧翻冗余控制系统控制方法，其特征在于,在步骤S1中，计算客车最大侧倾角，以满载状态下在侧向加速度为0.4g时的侧倾角为最大侧倾角，由以下公式得到侧向加速度使的车身侧倾角：
8.一种如权利要求5所述的基于电机转速控制的防侧翻冗余控制系统控制方法，其特征在于，在步骤S2中，基于二自由度整车模型，所述模拟运算模组由以下公式计算横向载荷转移率|LTR|：
...【技术特征摘要】
1.一种基于电机转速控制的防侧翻冗余控制系统，它包括车架以及方向盘转向柱，其特征在于：还包括整车控制器（1）以及和所述整车控制器（1）电性连接的转角传感器（2）、通知模组和制动模组，所述转角传感器（2）设置在所述方向盘转向柱上，所述整车控制器（1）、所述通知模组和所述制动模组均设于所述车架上，所述转角传感器（2）检测所述方向盘转角柱的转角位置，所述整车控制器（1）计算反馈车身整体情况并控制所述通知模组和所述制动模组反馈，所述通知模组与所述方向盘转向柱连接并提醒司机，所述制动模组施加反向转矩降低车速。
2.根据权利要求1所述的一种基于电机转速控制的防侧翻冗余控制系统，其特征在于：所述通知模组包括电子表盘（3）、助力泵控制器（4）以及转向助力泵（5），所述电子表盘（3）和所述助力泵控制器（4）均与所述整车控制器（1）电性连接，所述助力泵控制器（4）与所述转向助力泵（5）相连接，所述转向助力泵（5）与所述方向盘转向柱连接传动，所述助力泵控制器（4）控制所述转向助力泵（5）的输出功率。
3.根据权利要求2所述的一种基于电机转速控制的防侧翻冗余控制系统，其特征在于：所述电子表盘（3）内设有提示喇叭和显示屏，所述提示喇叭和所述显示屏分别通过声音和显示提醒司机。
4.根据权利要求1所述的一种基于电机转速控制的防侧翻冗余控制系统，其特征在于：所述制动模组包括驱动电机控制器（6）、直驱电机（7）、传动轴以及驱动桥，所述驱动电机控制器（6）...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢雄风，周光奕，王海佗，卓意铭，李柏杨，
申请(专利权)人：中兴智能汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：
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