專利名稱：四輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的路面附著系數(shù)辨識(shí)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電動(dòng)汽車的路面辨識(shí)方法，更具體地說，它涉及一種主要應(yīng)用于四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的路面附著系數(shù)估算方法。
背景技術(shù)：
隨著汽車保有量的增加，能源、環(huán)保等問題逐漸成為汽車行業(yè)發(fā)展的主要障礙。近二十多年來，西方工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家政府把電動(dòng)汽車的研究開發(fā)看作解決環(huán)境問題和能源問題的一種有效手段，在經(jīng)濟(jì)上給予大力支持。研發(fā)燃料電池汽車、電動(dòng)汽車等新能源車輛的研發(fā)進(jìn)一步加快。
四輪輪邊驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車在節(jié)能環(huán)保上有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，它的四個(gè)車輪驅(qū)動(dòng)力矩可以獨(dú)立控制，從而使得綜合地盤控制技術(shù)更加方便。但是四輪驅(qū)動(dòng)汽車沒有非驅(qū)動(dòng)輪，準(zhǔn)確的車速難以直接得到，這就使得傳統(tǒng)的基于滑移率控制的控制方法難以在四輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車輛上得到有效應(yīng)用。如果能夠估算出車輛當(dāng)前行駛路面的附著系數(shù)，就可以根據(jù)路面附著系數(shù)大小直接控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)力矩，從而保證車輛良好的動(dòng)力性和行駛穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種四輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的路面附著系數(shù)辨識(shí)方法，通過四個(gè)車輪的驅(qū)動(dòng)力矩、車輪轉(zhuǎn)速、估算的車輪載荷等參數(shù)估算出當(dāng)前路面附著系數(shù)的大小，從而更方便的對(duì)車輛實(shí)施控制，提高車輛的行駛穩(wěn)定性。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種四輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的路面附著系數(shù)辨識(shí)方法，其具體步驟如下1.計(jì)算車輪的利用附著系數(shù)根據(jù)輪速傳感器測(cè)得的輪速、電機(jī)實(shí)際輸出力矩以及車輪垂直載荷的大小，計(jì)算出各個(gè)車輪的利用附著系數(shù)；2.判斷車輪的利用附著系數(shù)是否接近路面峰值附著系數(shù)如果接近峰值附著系數(shù)則取當(dāng)前輪胎利用附著系數(shù)為路面峰值附著系數(shù)；如果沒有接近峰值附著系數(shù)則路面附峰值附著系數(shù)為高附著系數(shù)，并重新進(jìn)行下一輪估算。
上述步驟1中，電機(jī)實(shí)際輸出力矩是通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)器測(cè)量電機(jī)電流大小，再根據(jù)電機(jī)電流確定電機(jī)當(dāng)前的驅(qū)動(dòng)力矩；上述步驟2中，車輪的利用附著系數(shù)與路面峰值附著系數(shù)的比較具體方法比較車輪當(dāng)量加速度和車身加速度大小，取η＝(aw-a)/aw，其中，aw為車輪當(dāng)量加速度，a為車身加速度；如果η＞η0，側(cè)取當(dāng)前輪胎利用附著系數(shù)為路面峰值附著系數(shù)，并將該估算結(jié)果維持一定時(shí)間；設(shè)定的維持時(shí)間過后，將路面附著系數(shù)估算結(jié)果恢復(fù)到系統(tǒng)設(shè)定的高附著系數(shù)值，并重新進(jìn)行下一輪估算。
本發(fā)明的車速估算方法應(yīng)用于四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車，可以取得如下有益效果提高車輛的行駛穩(wěn)定性，該方法能夠在輪胎與路面之間的附著系數(shù)即將達(dá)到峰值時(shí)候估算出該附著系數(shù)的大小，從而控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)力矩的大小，使得車輛穩(wěn)定性控制裝置發(fā)揮更好的控制效果。


圖1是發(fā)明的車速估算算法總體結(jié)構(gòu)原理圖；其中1代表車速估算模塊；2代表車輛控制器；3代表輪轂電機(jī)，共4只；4代表車輪；5代表輪速傳感器。v為估算車速；Tcmd為駕駛員油門指令；Td′為控制器輸出驅(qū)動(dòng)力矩指令；Td為電機(jī)輸出力矩；Tf為輪胎滾動(dòng)阻力矩；ω為車輪轉(zhuǎn)速；ω*為傳感器測(cè)量輪速圖2是一種可能的附著系數(shù)估算算法邏輯框圖；其中箭頭代表信號(hào)流向，i＝1，2，3，4分別代表四個(gè)車輪，框圖代表各個(gè)計(jì)算模塊，Ti代表第i個(gè)車輪驅(qū)動(dòng)力矩；ωi代表第i個(gè)車輪的轉(zhuǎn)速；R代表車輪滾動(dòng)半徑；v代表車速；Fzi代表第i個(gè)車輪的輪胎垂直載荷；μi代表第i個(gè)車輪的利用附著系數(shù)； 代表系統(tǒng)估算附著系數(shù)。
圖3是輪胎穩(wěn)定附著區(qū)(B區(qū))域與非穩(wěn)定附著區(qū)(C區(qū))示意圖。
其中λ代表滑移率，μ代表附著系數(shù)。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
如圖1所示，該估算方法根據(jù)輪速傳感器測(cè)得的輪速、電機(jī)實(shí)際輸出力矩(可以通過電機(jī)控制器，根據(jù)電機(jī)電流大小獲得)以及車輪垂直載荷的大小，計(jì)算各個(gè)車輪的利用附著系數(shù)。再跟據(jù)當(dāng)前車輪的運(yùn)動(dòng)信息判斷該附著系數(shù)是否接近與路面峰值附著系數(shù)，如果已經(jīng)接近與峰值附著系數(shù)則認(rèn)為該附著系數(shù)就是路面峰值附著系數(shù)；如果沒有接近峰值附著系數(shù)則認(rèn)為路面附峰值附著系數(shù)為高附著系數(shù)。
具體步驟如下(1)測(cè)量各個(gè)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)角速度，計(jì)算車輪當(dāng)量加速度；(2)通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)器測(cè)量電機(jī)電流大小，根據(jù)電機(jī)電流確定電機(jī)當(dāng)前的驅(qū)動(dòng)力矩；(3)通過傳感器測(cè)量車身加速度，或者根據(jù)電機(jī)驅(qū)動(dòng)力矩計(jì)算車身應(yīng)有的加速度；(4)估算各個(gè)車輪的輪胎垂直載荷；(5)根據(jù)估算的電機(jī)驅(qū)動(dòng)力矩和估算的輪胎載荷估算輪胎利用附著系數(shù)；(6)比較車輪當(dāng)量加速度和車身加速度大小，取η＝(aw-a)/aw，其中，aw為車輪當(dāng)量加速度，a為車身加速度；(7)如果η＞η0，側(cè)取當(dāng)前輪胎利用附著系數(shù)為路面峰值附著系數(shù)，并將該估算結(jié)果維持一定時(shí)間(如1秒、3秒或更長(zhǎng)時(shí)間，可以根據(jù)調(diào)試結(jié)果而定)；(8)設(shè)定的維持時(shí)間過后，將路面附著系數(shù)估算結(jié)果恢復(fù)到系統(tǒng)設(shè)定的高附著系數(shù)值，并重新進(jìn)行下一輪估算。
本發(fā)明的一種可能的附著系數(shù)估算算法，如圖2所示。
如圖3所示，當(dāng)附著曲線越過峰值點(diǎn)后輪胎將進(jìn)入非穩(wěn)定附著區(qū)域，滑移率迅速增大。本識(shí)別算法就是識(shí)別出A點(diǎn)附近的附著系數(shù)，并將其作為路面峰值附著系數(shù)。
權(quán)利要求
1.一種四輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的路面附著系數(shù)辨識(shí)方法，其特征在于，具體步驟如下(1)計(jì)算車輪的利用附著系數(shù)根據(jù)輪速傳感器測(cè)得的輪速、電機(jī)實(shí)際輸出力矩以及車輪垂直載荷的大小，計(jì)算出各個(gè)車輪的利用附著系數(shù)；(2)判斷車輪的利用附著系數(shù)是否接近路面峰值附著系數(shù)如果接近峰值附著系數(shù)則取當(dāng)前輪胎利用附著系數(shù)為路面峰值附著系數(shù)；如果沒有接近峰值附著系數(shù)則路面附峰值附著系數(shù)為高附著系數(shù)，并重新進(jìn)行下一輪估算。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的路面附著系數(shù)辨識(shí)方法，其特征在于，所述電機(jī)實(shí)際輸出力矩是通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)器測(cè)量電機(jī)電流大小，再根據(jù)電機(jī)電流確定電機(jī)當(dāng)前的驅(qū)動(dòng)力矩。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的路面附著系數(shù)辨識(shí)方法，其特征在于，所述車輪的利用附著系數(shù)與路面峰值附著系數(shù)的比較具體方法是比較車輪當(dāng)量加速度和車身加速度大小，取η＝(aw-a)/aw，其中，aw為車輪當(dāng)量加速度，a為車身加速度；如果η＞η0，側(cè)取當(dāng)前輪胎利用附著系數(shù)為路面峰值附著系數(shù)，并將該估算結(jié)果維持一定時(shí)間；設(shè)定的維持時(shí)間過后，將路面附著系數(shù)估算結(jié)果恢復(fù)到系統(tǒng)設(shè)定的高附著系數(shù)值，并重新進(jìn)行下一輪估算。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種四輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的路面附著系數(shù)辨識(shí)方法，其具體步驟如下1.計(jì)算車輪的利用附著系數(shù)根據(jù)輪速傳感器測(cè)得的輪速、電機(jī)實(shí)際輸出力矩以及車輪垂直載荷的大小，計(jì)算出各個(gè)車輪的利用附著系數(shù)；2.判斷車輪的利用附著系數(shù)是否接近路面峰值附著系數(shù)如果接近峰值附著系數(shù)則取當(dāng)前輪胎利用附著系數(shù)為路面峰值附著系數(shù)；如果沒有接近峰值附著系數(shù)則路面附峰值附著系數(shù)為高附著系數(shù)，并重新進(jìn)行下一輪估算。該方法能夠在輪胎與路面之間的附著系數(shù)即將達(dá)到峰值時(shí)候估算出該附著系數(shù)的大小，從而控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)力矩的大小，使得車輛穩(wěn)定性控制裝置發(fā)揮更好的控制效果。
文檔編號(hào)G01M17/02GK1975375SQ200610147468
公開日2007年6月6日 申請(qǐng)日期2006年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月19日
發(fā)明者萬鋼, 余卓平, 左建令, 張立軍, 熊璐 申請(qǐng)人:上海燃料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)有限公司, 萬鋼