一种电驱动车辆的附着稳定性判别系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种电驱动车辆的附着稳定性系统，包括电动汽车踏板与电机控制器的输入端连接，电机控制器输出端与电机的输入端连接；电动汽车踏板踩下时，电机控制器的输出端向电机输入端输入转矩信号，测量模块从电机中采集电枢电流

An adhesion stability discrimination system of electric drive vehicle

【技术实现步骤摘要】
一种电驱动车辆的附着稳定性判别系统
本技术涉及车辆稳定性状态检测
，具体涉及一种电驱动车辆的附着稳定性判别系统。
技术介绍
随着能源和环境问题的日益突出，电动汽车作为一种新能源汽车得到了大力发展。电动汽车驱动方式分为集中式驱动和分布式驱动，集中驱动式电动汽车与传统内燃机汽车的驱动结构布置方式相似，驱动形式有两后轮驱动、两前轮驱动或四轮驱动。当车辆在湿滑路面加速或紧急制动过程中，汽车很可能会出现轮速飞转或抱死现象，车辆发生不稳定打滑。当车辆处于非稳定打滑状态时，会严重影响到汽车驾驶的安全性和可控性。集中驱动式电动汽车的驱动防滑控制是驱动控制的关键技术，可通过判别附着稳定性状态，实现在不同路面上的自适应防滑驱动控制。目前附着稳定状态判别主要是比较当前实际滑移率与最优滑移率的大小，但实际上不同路面对应着不同的最优滑移率，最优滑移率还需依赖于传感器或其他路面识别算法，成本高且较为复杂。
技术实现思路
本技术的目的是针对已有技术存在的缺陷，提出一种利用力传递因子判别车辆轮胎与地面附着稳定性的系统，通过驱动电机电枢电流Ia和电枢电压Ua，估算附着转矩Td，通过附着转矩变化值ΔTd与输出转矩变化值ΔT的比值判别附着稳定性，该判别系统只需检测电机电枢电流和电枢电压，使用的传感器少，成本低，可靠性高。通过实时检测稳定性，自适应调节驱动防滑控制，保障车辆运行的安全性和动力性。为达到上述目的，本技术采取以下技术方案：一种电驱动车辆的附着稳定性判别系统，包括电动汽车踏板、电机控制器、电机、测量模块、数据处理模块、稳定性判别模块和CAN总线实时通讯系统；所述电动汽车踏板与电机控制器的输入端连接，电机控制器输出端与电机的输入端连接；所述电动汽车踏板踩下时，所述电机控制器的输出端向电机输入端输入转矩信号；所述测量模块，用于测量驱动电机电枢电流Ia和电枢电压Ua；所述数据处理模块，用于通过驱动电机电枢电流Ia和电枢电压Ua估算附着转矩Td和计算两次测量的输出转矩变化值ΔT和两次估算出的附着转矩变化值ΔTd；所述稳定性判别模块，用于根据附着转矩变化值ΔTd和所述输出转矩变化值ΔT的比值即力传递因子判别附着稳定性和根据附着稳定性状态实时决定是否实施防滑控制；所述CAN总线实时通讯系统的输入端与所述稳定性判别模块的输出端连接，所述CAN总线实时通讯系统的输出端与电机控制器输入端连接。所述附着转矩Td可由附着转矩观测方程得到，其中轮速ω可直接由高精度传感器测量，也可由直流电机模型方程观测得到其中Jω为车轮惯量，ke为反电动势系数。对于交流电机可以通过坐标变换等效实现与直流电机相同的模型。所述驱动电机的输出转矩T通过测量电机电流，根据电流与输出转矩的关系得到，所述输出转矩T等于转矩系数与电机电枢电流之积，即T＝kmIa，其中km为转矩系数。本技术与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著技术进步：本技术设计出的基于力传递因子的附着稳定性判定系统适用于集中驱动的电动汽车。其中的附着转矩可利用电气参数进行观测，所需传感器少，成本低。附图说明图1是本技术的系统结构示意图；图2是利用本技术进行判别的步骤流程图；图3是集中驱动汽车结构示意图；图4为集中驱动汽车动力学模型；图5为不同路面(干路面、湿路面和冰雪路面)下的附着系数-滑移率特性曲线。具体实施方式下面结合附图对本技术进行详细的描绘。附图的提供仅为了更好地理解本技术，他们不应该理解成对本技术的限制。如图1所示，一种电驱动车辆的附着稳定性判别系统，包括电动汽车踏板、电机控制器、电机、测量模块、数据处理模块、稳定性判别模块和CAN总线实时通讯系统；所述电动汽车踏板与电机控制器的输入端连接，电机控制器输出端与电机的输入端连接；所述电动汽车踏板踩下时，所述电机控制器的输出端向电机输入端输入转矩信号。所述测量模块，包括电枢电流测量单元和电枢电压测量单元，所述电枢电流测量单元用于测量驱动电机电枢电流Ia，所述电枢电压测量单元用于测量电枢电压Ua；所述测量模块将测量采集的数据传送到数据处理模块。所述数据处理模块，包括附着转矩估算单元和转矩变化计算单元，所述附着转矩估算单元用于通过驱动电机电枢电流Ia和电枢电压Ua估算附着转矩Td，所述转矩变化计算单元用于计算两次测量的输出转矩变化值ΔT和两次估算出的附着转矩变化值ΔTd。所述稳定性判别模块，包括附着稳定状态判别单元和附着控制判别单元，所述附着稳定状态判别单元用于根据附着转矩变化值ΔTd和所述输出转矩变化值ΔT的比值即力传递因子判别附着稳定性，所述附着控制判别单元根据附着稳定性状态实时决定是否实施防滑控制。所述CAN总线实时通讯系统的输入端与所述稳定性判别模块的输出端连接，所述CAN总线实时通讯系统的输出端与电机控制器输入端连接。如图2所述，利用上述电驱动车辆的附着稳定性判别系统进行判别，具体步骤包括：步骤S1：测量驱动电机电枢电流Ia和电枢电压Ua，通过电流传感器和电压传感器测量得到。步骤S2：估算附着转矩Td，可由附着转矩观测方程得到，其中轮速ω可直接由高精度传感器测量，也可由直流电机模型方程观测得到其中Jω为车轮惯量，ke为反电动势系数，为轮速的一阶导数。对于交流电机可以通过坐标变换等效实现与直流电机相同的模型。步骤S3：计算输出转矩变化值ΔT和附着转矩变化值ΔTd，其中，所述驱动电机的输出转矩T通过测量电机电流，根据电流与输出转矩的关系得到，所述输出转矩T等于转矩系数与电机电枢电流之积，输出转矩变化值ΔT和附着转矩变化值ΔTd分别表示电机传递到车轮的输出转矩T和车轮附着转矩Td连续两次计算结果的偏差值，即ΔT＝T()-T(k-1)，ΔTd＝Td(k)-Td(k-1)。步骤S4：计算ΔTd/ΔT，当ΔT≠0时，可计算ΔTd/ΔT。步骤S5：根据所述附着转矩变化值ΔTd与输出转矩变化值ΔT的比值即力传递因子判别汽车轮胎的附着稳定状态，包括：在ΔT≠0时：当且时，判定车辆处于稳定附着状态；当且时，判定车辆处于非稳定打滑状态；当且时，判定车辆处于由稳定附着向非稳定打滑切换状态；当且时，判定车辆处于由非稳定打滑向稳定附着切换状态；在ΔT＝0时：当ΔTd(k)>0且ΔTd(k-1)>0时，判定车辆处于稳定附着状态；当ΔTd(k)<0且ΔTd(k-1)<0时，判定车辆处于非稳定打滑状态；当ΔTd(k)<0且ΔTd(k-1)>0时，判定车辆处于由稳定附着向非稳定打滑切换状态；当ΔTd(k)>0且ΔTd(k-1)<0时，判定车辆处于由非稳定打滑向稳定附着切换状态；其中，ΔTd(k)为当前计算所得的附着转矩变化值；ΔTd(k-1)为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电驱动车辆的附着稳定性判别系统，包括数据处理模块、稳定性判别模块，所述数据处理模块，用于通过驱动电机电枢电流I

【技术特征摘要】
1.一种电驱动车辆的附着稳定性判别系统，包括数据处理模块、稳定性判别模块，所述数据处理模块，用于通过驱动电机电枢电流Ia和电枢电压Ua估算附着转矩Td和计算两次测量的输出转矩变化值和两次估算出的附着转矩变化值ΔTd；所述稳定性判别模块，用于根据附着转矩变化值ΔTd和所述输出转矩变化值的比值即力传递因子判别附着稳定性和根据附着稳定性状态实时决定是否实施防滑控制，其特征在于，还包括电动汽车踏板、电机控制器、电机、测量模块和CAN总线实时通讯系统；
所述电动汽车踏板与电机控制器的输入端连接，电机控制器输出端与电机的输入端连接；所述电动汽车踏板踩下时，所述电机控制器的输出端向电机输入端输入转矩信号；
所述测量模块，用于测量驱动电机电枢电流Ia和电枢电压Ua；
所述CAN总线实时通讯系统的输入端与所述稳定性判别模块的输出端连接，所述CAN总线实时通讯系统的输出端与电机控制器输入端连接。


2.根据权利要求1所述的一种电驱动车辆的附...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐国卿，冯伟，杨影，徐坤，骆媛媛，张金岛，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：新型
国别省市：上海;31