專利名稱：一種電動(dòng)汽車的滑移率檢測(cè)方法及檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種滑移率計(jì)算方法及其檢測(cè)系統(tǒng)，具體地說是一種用于電動(dòng)汽車的 滑移率測(cè)量系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
汽車的滑移率是指在車輪運(yùn)動(dòng)中滑動(dòng)成分所占的比例，用δ表示。其計(jì)算公式 為δ = (v-wr)/νX 100%，其中ν-車子在地面上行駛的速度(m/s)，r-車輪滾動(dòng)半徑(m)， W-車輪角速度(rad/s)。滑移率作為一個(gè)重要參數(shù)，被廣泛用于汽車控制系統(tǒng)中，例如為了 保證最佳的制動(dòng)效果，滑移率需要保持在15% -20%的范圍內(nèi)。由于滑移率在很多情況下 有所使用，因此準(zhǔn)確測(cè)量滑移率也非常重要。目前，常用的電動(dòng)汽車的滑移率檢測(cè)方法有兩類。一類是通過檢測(cè)汽車的驅(qū)動(dòng)輪 和從動(dòng)輪的速度得到汽車運(yùn)行時(shí)的滑移率，其原理是用驅(qū)動(dòng)輪速度代替車輪線速度，用從 動(dòng)輪速度代替車速。該方法簡(jiǎn)單易于實(shí)現(xiàn)，目前大多數(shù)滑移率檢測(cè)都采用這種方法。但是， 該方法需要在所述主動(dòng)輪和從動(dòng)輪上安裝高精度的速度傳感器或加速度傳感器，但是安裝 所述傳感器不僅會(huì)降低系統(tǒng)的性能，而且傳感器通常使用編碼器通過計(jì)量脈沖信號(hào)得到， 不僅有延遲，而且精度受到編碼器的分辨率的影響和制約。此外，該方法只適合于兩輪驅(qū)動(dòng) 的汽車，對(duì)于四輪驅(qū)動(dòng)的汽車由于沒有從動(dòng)輪而不能使用，具有局限性。為此，中國專利文 獻(xiàn)CN100480664C中公開了一種全輪驅(qū)動(dòng)的電驅(qū)動(dòng)車輛運(yùn)動(dòng)參數(shù)的測(cè)試方法，首先利用各 車輪輪速信號(hào)和各驅(qū)動(dòng)電機(jī)扭矩信號(hào)，計(jì)算總的地面縱向力和整車加速度，利用非轉(zhuǎn)向車 輪的轉(zhuǎn)速和滑轉(zhuǎn)率、滑移率表示整車車速，然后將以上結(jié)果代入非轉(zhuǎn)向車輪的滑移率的微 分方程，最后通過積分計(jì)算非轉(zhuǎn)向車輪的滑移率，并反推出整車車速，再計(jì)算轉(zhuǎn)向車輪的 滑移率。但是本方法利用外部驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩與輪速，在實(shí)際使用時(shí)需要安裝轉(zhuǎn)矩傳感器，同樣存 在傳感器導(dǎo)致的延遲和精度的問題，并且該技術(shù)方案只針對(duì)全輪驅(qū)動(dòng)的電驅(qū)動(dòng)車輛，無法 適用于兩輪驅(qū)動(dòng)的汽車，使用時(shí)也具有局限性。另一類方法是不需要安裝車速傳感器的滑移率計(jì)算方法，如Kimihisa和^ichi Hori發(fā)表的題目為“路面信息的高級(jí)估算技術(shù)和估計(jì)實(shí)驗(yàn)”(Advanced Estimation Techniques of Road Surface Condition and TheirExperimental Evaluation using Test Electric Vehicle "U0T March I andll”)的論文中，給出了一種利用路面變化導(dǎo)致 其他物理量的變化的特性來估算滑移率的一種方法，但是該方法采用傅立葉變換分析從輪 速到驅(qū)動(dòng)力的系統(tǒng)傳遞特性，進(jìn)而分析路面條件的變化情況，由于頻譜分析計(jì)算復(fù)雜，消耗 的時(shí)間較長，因此該方法的實(shí)時(shí)性較差，實(shí)現(xiàn)起來比較困難。在專利US2009/0210U8A1中 公開了一種通過解析滑移率狀態(tài)方程來得到滑移率的方法，即通過車輪驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速來 估計(jì)滑移率，但是該方法中需要額外安裝轉(zhuǎn)矩傳感器，成本較高，且精度和可靠性同樣會(huì)受 到影響。綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中的滑移率的計(jì)算方法都存在實(shí)時(shí)性差的問題。

發(fā)明內(nèi)容
為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于現(xiàn)有技術(shù)中的滑移率的檢測(cè)方法需要安裝 傳感器而導(dǎo)致計(jì)算延遲、計(jì)算方法復(fù)雜、實(shí)時(shí)性較差的問題，從而提出一種無延遲、可實(shí)時(shí) 準(zhǔn)確測(cè)量滑移率且同時(shí)適用于兩輪和四輪驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車的測(cè)試方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車的滑移率的檢 測(cè)方法，包括以下步驟(1)測(cè)量驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電壓、電流、轉(zhuǎn)速，得到所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電樞電壓Ua，電樞電流 ia，電機(jī)轉(zhuǎn)速ωω;(2)獲得所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電機(jī)系數(shù)，包括電機(jī)電感La，電樞電阻Ra，電機(jī)轉(zhuǎn)矩系數(shù) km，電機(jī)反電勢(shì)系數(shù)(3)獲得整車常數(shù)，包括整車質(zhì)量M，車輪半徑r，車輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J，傳動(dòng)比a ；(4)根據(jù)如下所示的滑移率計(jì)算式，得到滑移率
權(quán)利要求
1.一種直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車的滑移率的檢測(cè)方法，其特征在于該方法包括以下步驟(1)測(cè)量驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電壓、電流、轉(zhuǎn)速，得到所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電樞電壓ua，電樞電流ia， 電機(jī)轉(zhuǎn)速ωω;(2)獲得所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電機(jī)系數(shù)，包括電機(jī)電感La，電樞電阻Ra，電機(jī)轉(zhuǎn)矩系數(shù)km，電 機(jī)反電勢(shì)系數(shù)(3)獲得整車常數(shù)，包括整車質(zhì)量M,車輪半徑r，車輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J，傳動(dòng)比a；(4)根據(jù)如下所示的滑移率計(jì)算式，得到滑移率取)=(1 +-- -T^TT {f W - κ f COtn dt-La. [ia it2) - ia )]}+，其中，、為第一測(cè)量時(shí)刻、t2為第二測(cè)量時(shí)刻，λ為滑移率。
2.一種永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車的滑移率的計(jì)算方法，其特征在于該方法包括以 下步驟(1)測(cè)量驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電壓、電流、轉(zhuǎn)速，得到電機(jī)轉(zhuǎn)速ωm以及dq坐標(biāo)系下所述驅(qū)動(dòng)電 機(jī)的電壓IV dq坐標(biāo)系下所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電樞電流i,；(2)獲得所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電機(jī)系數(shù)，包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)的定子電感在dq坐標(biāo)下的分量Ld、 L,，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的定子電阻民，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的永磁體產(chǎn)生的磁鏈Vf，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的極對(duì)數(shù)np ；(3)獲得整車常數(shù)，包括質(zhì)量M,車輪半徑r，車輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J，傳動(dòng)比a；(4)根據(jù)如下所示的滑移率計(jì)算式，計(jì)算滑移率J 、廠a2 -kmX If2 , (2 . . . “、 . "、IIl AOiw"'(iI)，r2M ω ,02)」r1 MRjoD、J'^it2)其中，l^ = !^!^+、-!^]，、*第一測(cè)量時(shí)亥lj、t2為第二測(cè)量時(shí)刻，λ為滑移率。
3.一種使用權(quán)利要求1或2所述的滑移率檢測(cè)方法來檢測(cè)電動(dòng)汽車的滑移率的檢測(cè)系 統(tǒng)，其特征在于包括與驅(qū)動(dòng)電機(jī)相連的電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)單元、電機(jī)電壓檢測(cè)單元和電機(jī)電流 檢測(cè)單元，所述電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)單元、電機(jī)電壓檢測(cè)單元和電機(jī)電流檢測(cè)單元分別通過電機(jī) 轉(zhuǎn)速信號(hào)處理單元、電壓信號(hào)處理單元和電流信號(hào)處理單元與滑移率計(jì)算單元相連接，所 述滑移率計(jì)算單元內(nèi)設(shè)置有滑移率計(jì)算式，所述滑移率計(jì)算式根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的類型來 確定。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電動(dòng)汽車的滑移率檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述滑移率計(jì)算 單元還存儲(chǔ)有所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電機(jī)系數(shù)和整車常數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電動(dòng)汽車的滑移率檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述整車常量包 括整車質(zhì)量Μ、車輪半徑r、車輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J、傳動(dòng)比a。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的電動(dòng)汽車的滑移率檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)電 機(jī)為直流電機(jī)，所述電機(jī)系數(shù)包括電機(jī)電感La、電機(jī)轉(zhuǎn)矩系數(shù)km、電機(jī)反電勢(shì)系數(shù)ke、電樞 電阻Ra0
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電動(dòng)汽車的滑移率檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述電機(jī)電壓檢 測(cè)單元檢測(cè)的電壓值為電機(jī)母線電壓，所述電壓信號(hào)處理單元為信號(hào)調(diào)理單元；所述電機(jī) 電流檢測(cè)單元檢測(cè)的電流值為電機(jī)電流，所述電流信號(hào)處理單元為信號(hào)調(diào)理單元。
8.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的電動(dòng)汽車的滑移率檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)為永磁同步電機(jī)，所述電機(jī)系數(shù)包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)的定子電感在dq坐標(biāo)下的分量Ld和Ltl、驅(qū) 動(dòng)電機(jī)的定子電阻Rs，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的永磁體產(chǎn)生的磁鏈Vf，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的極對(duì)數(shù)np。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電動(dòng)汽車的滑移率檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述電機(jī)電壓檢 測(cè)單元檢測(cè)的電壓值為電機(jī)線電壓，所述電壓信號(hào)處理單元包括信號(hào)調(diào)理單元、電壓變換 單元；所述電機(jī)電流檢測(cè)單元檢測(cè)的電流值為電機(jī)相電流，所述電流信號(hào)處理單元包括信 號(hào)調(diào)理單元、電流變換單元。
全文摘要
一種滑移率檢測(cè)方法以及使用該方法來檢測(cè)電動(dòng)汽車的滑移率的檢測(cè)系統(tǒng)，通過測(cè)量驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電機(jī)電壓、電機(jī)電流以及電機(jī)轉(zhuǎn)速來測(cè)量電動(dòng)汽車的滑移率，所述檢測(cè)系統(tǒng)包括與驅(qū)動(dòng)電機(jī)相連的電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)單元、電機(jī)電壓檢測(cè)單元和電機(jī)電流檢測(cè)單元，所述電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)單元、電機(jī)電壓檢測(cè)單元和電機(jī)電流檢測(cè)單元分別通過電機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)處理單元、電壓信號(hào)處理單元和電流信號(hào)處理單元與滑移率計(jì)算單元相連接，所述滑移率計(jì)算單元內(nèi)設(shè)置有滑移率計(jì)算式，所述滑移率計(jì)算式根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的類型來確定。解決了現(xiàn)有技術(shù)中滑移率的檢測(cè)方法需要安裝傳感器而導(dǎo)致計(jì)算延遲、計(jì)算方法復(fù)雜、實(shí)時(shí)性較差的技術(shù)問題，尤其使用于電動(dòng)汽車的滑移率的檢測(cè)。
文檔編號(hào)B60T8/1761GK102114782SQ20101056295
公開日2011年7月6日 申請(qǐng)日期2010年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月29日
發(fā)明者徐國卿, 徐坤 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院