一种电动三轮摩托车防侧翻的差动制动控制系统的制作方法

本发明涉及车辆防侧翻控制，尤其涉及一种电动三轮摩托车防侧翻的差动制动控制系统。

背景技术：

1、电动三轮摩托车在转弯过程中因离心力作用存在侧翻风险，差动制动控制是抑制此类风险的一种常见主动安全技术。该类系统通常通过安装于车身的传感器获取侧倾角度、侧向加速度等运行参数，控制单元将所获取的参数与预设的安全阈值进行比较，当判定超出阈值时生成制动指令，对弯道外侧的后轮单独施加制动力，利用不对称制动产生的横摆力矩和车速降低来抑制侧倾趋势。在实践中，所述安全阈值的设定多依赖于车辆在平坦路面和标准装载条件下的实车试验标定，并在使用中保持为一个或数个固定可选的值，部分车型允许驾驶员根据装载情况手动选择对应的阈值档位，但系统自身不具备根据外部环境或车辆状态变化自动调整阈值的能力。

2、然而，电动三轮摩托车的实际行驶环境与装载状态远非恒定。一方面，城乡道路普遍具有为排水设置的横向拱度、路基局部沉降形成的倾斜以及弯道处不规范的超高，车辆在这些路面上转弯时，传感器采集到的倾斜信号并非仅由转弯离心力引起，还受到路面已有倾斜的干扰，现有系统无法从混叠信号中准确剥离出真正表征侧翻风险的部分，致使控制决策的时机容易偏离实际安全边界。另一方面，该类车辆的装载情形波动剧烈，空载与满载状态下整车重心高度差异悬殊，实际能够安全承受的最大侧倾程度明显不同，而固定式的阈值判定模式无法随重心变化动态调整，轻载时可能因阈值相对偏低而频繁触发非必要制动，重载时又可能因阈值相对偏高而导致保护介入过晚。上述问题降低了差动制动系统在真实工况下的适应性和可靠性。

3、中国专利公开号：cn113353181a公开了一种防侧翻电动三轮车，包括电动车主体，还包括安装在所述电动车主体上的防侧翻组件；所述防侧翻组件包括转弯监测机构、速度监测机构、托板以及多个压块；所述压块和所述托板分别位于电动车刹车线的上方和下方；在所述转弯监测机构和所述速度监测机构的作用下，所述压块和所述托板能够夹紧刹车线并拉动刹车线完成减速工作；由此可见，所述防侧翻电动三轮车存在以下问题：其仅以转向角和车速作为触发依据，无法在不同路面倾斜和载重条件下自适应调整干预时机，在向外倾斜或重载时易保护滞后，内倾或轻载时易误触发，且采用整体刹车减速方式，控制准确性与有效性不足。

技术实现思路

1、为此，本发明提供一种电动三轮摩托车防侧翻的差动制动控制系统，用以克服现有技术中电动三轮摩托车的防侧翻系统因道路倾斜和装载变化导致侧翻风险判断准确性不足的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供一种电动三轮摩托车防侧翻的差动制动控制系统，包括：

3、参数感知单元，用以获取车身绝对侧倾角、转向角、车速和侧向加速度，根据所述车身绝对侧倾角、转向角和车速解耦得到路面横坡角与动态侧倾角，并根据所述侧向加速度和所述动态侧倾角确定质心高度；

4、阈值确定单元，其与所述参数感知单元相连，用以根据所述质心高度确定平路基准侧倾阈值，根据所述路面横坡角修正所述平路基准侧倾阈值以得到允许最大动态侧倾角；

5、反馈制动单元，其分别与所述参数感知单元和所述阈值确定单元相连，用以根据所述动态侧倾角与所述允许最大动态侧倾角的比较结果生成基础制动指令；

6、前馈制动单元，其与所述参数感知单元相连，用以根据所述路面横坡角和所述质心高度生成预制动指令；

7、制动指令叠加单元，其分别与所述反馈制动单元和所述前馈制动单元相连，用以根据所述基础制动指令与所述预制动指令确定最终制动指令；

8、差动制动执行单元，其与所述制动指令叠加单元相连，用以根据所述最终制动指令对电动三轮摩托车的外侧后轮施加差动制动。

9、进一步地，所述参数感知单元配置为：

10、若判定车辆处于直线行驶状态，则将所述车身绝对侧倾角确定为所述路面横坡角；

11、若判定车辆处于转弯行驶状态，则根据所述转向角和车速确定名义动态侧倾角，并将所述车身绝对侧倾角与所述名义动态侧倾角的差值确定为所述路面横坡角。

12、进一步地，所述参数感知单元获取若干个采样时刻的所述侧向加速度和对应的所述动态侧倾角，并基于所述若干个采样时刻的侧向加速度和动态侧倾角确定所述质心高度。

13、进一步地，所述阈值确定单元存储有质心高度与平路基准侧倾阈值的第一预设映射关系，在所述第一预设映射关系中，所述平路基准侧倾阈值与所述质心高度成负相关关系。

14、进一步地，所述阈值确定单元配置为：

15、若所述路面横坡角大于零，则确定的允许最大动态侧倾角小于所述平路基准侧倾阈值，所述允许最大动态侧倾角与所述路面横坡角成负相关关系；

16、若所述路面横坡角小于零，则确定的允许最大动态侧倾角大于所述平路基准侧倾阈值，且所述允许最大动态侧倾角与所述路面横坡角的绝对值成正相关关系。

17、进一步地，所述反馈制动单元计算所述动态侧倾角与所述允许最大动态侧倾角的差值，并根据所述差值生成基础制动指令，其中所述基础制动指令的幅值与所述差值的幅值成正相关关系。

18、进一步地，所述反馈制动单元获取所述动态侧倾角的变化速率，基于所述差值与所述变化速率共同确定所述基础制动指令，所述基础制动指令的幅值分别与所述差值及所述变化速率成正相关关系。

19、进一步地，所述前馈制动单元预设有路面横坡角与基础前馈分量的第二预设映射关系，以及质心高度与调节系数的第三预设映射关系；所述调节系数与所述质心高度成正相关关系；所述前馈制动单元根据所述路面横坡角从所述第二预设映射关系中确定对应的基础前馈分量，根据所述质心高度从所述第三预设映射关系中确定对应的调节系数，并基于所述基础前馈分量和所述调节系数生成所述预制动指令。

20、进一步地，所述制动指令叠加单元将所述基础制动指令与所述预制动指令进行求和运算，得到所述最终制动指令。

21、进一步地，所述差动制动执行单元根据所述最终制动指令生成制动压力控制信号，并将所述制动压力控制信号输出至外侧后轮的制动器，用以使外侧后轮产生制动力，对整车施加与转弯方向相反的横摆力矩。

22、与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明通过将车身绝对侧倾角解耦为路面横坡角与动态侧倾角，消除道路倾斜干扰，并在线估计质心高度以识别装载变化，基于两者动态调整侧倾安全阈值，结合反馈与前馈制动对外侧后轮实施差动制动，使控制自适应装载与路面条件，提高侧翻判断准确性和制动及时性。

23、进一步地，本发明通过解耦车身绝对侧倾角获得路面横坡与动态侧倾分量，消除道路倾斜对侧翻状态判断的干扰，并利用行驶数据在线估计质心高度以识别装载变化，为系统自适应控制提供准确参数依据。

24、进一步地，本发明通过质心高度确定基准侧倾阈值并以路面横坡角修正，使允许最大动态侧倾角动态匹配车辆装载和道路横坡条件，提高侧翻判定的准确性与合理性。

25、进一步地，本发明根据动态侧倾角与允许最大动态侧倾角的差值及其变化速率生成反馈制动指令，兼顾侧倾偏差与恶化趋势，缩短制动响应延迟，提高保护及时性。

26、进一步地，本发明利用路面横坡角与质心高度生成预制动指令，在动态侧倾超限前主动施加制动，抑制路面外倾和重载引起的侧倾发展，补偿反馈制动的滞后，提升防侧翻的预防效果。

27、进一步地，本发明通过叠加反馈制动指令与前馈制动指令，对弯道外侧后轮实施差动制动，产生与转弯方向相反的横摆力矩，提高防侧翻干预的充分性和有效性。