专利名称：一种电动汽车最佳滑移率识别系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电动汽车参数识别系统，特别涉及一种电动汽车最佳滑移率 识别系统。
背景技术：
随着世界对能源和环境问题的关注，电动汽车近些年呈现出迅猛的发展势头。采 用电驱动代替传统发动机作为动力输出，已经成为汽车尤其是新能源汽车行业技术发展的 趋势。汽车的安全始终是一个不容忽视的问题，基于运动学的车辆主动安全控制是一个 有效的方法。传统汽车中的TCS\ABS\ESP均属于此范畴。车辆在不同路面上行驶时，轮 胎-路面之间的关系不同，体现为轮胎与路面之间的摩擦系数与滑移率的关系不同。同一 个滑移率，在冰面上的摩擦力远远小于在浙青路面的摩擦力，因此如果车辆在冰面上行驶 时(尤其是加速和制动时)，如果不主动控制驱动转矩的大小，很容易造成车轮打滑，进而 造成纵向力和侧向力的丢失，造成危险。现有技术中，往往没有自动路面识别，而是按照最 差路面情况来处理，例如在车辆制动过程中，汽车防抱制动系统(ABS)按照最差路面如冰 面情况下来限制驱动转矩大小，无法充分利用当前路面的最大摩擦力。浙青路面的最大摩 擦力远远大于冰面路面下的最大摩擦力，也即浙青路面车辆可利用的最大驱动力远远大于 冰面情况。如果车辆能自动识别当前路面情况，并根据具体路面来施加合适的牵引力或制 动力控制，可提高车辆的安全控制性能。因此主动安全的控制与路面识别密切相关。为了得 到路面的状况，传统技术需要车速信号，从而对摩擦系数和滑移率进行估算。车速信号一般 利用随动轮的转速来代替。但该方法在某些场合下不能应用，例如四轮驱动系统的电动汽 车中。采用加速度计对加速度积分也可得到车速，但是积分带来的累计误差不可避免。还 有一些方法通过传感器测量与路面附着系数关系较大的物理量，根据经验预测当前路面附 着系数大小，例如通过光学传感器测量路面对光的吸收和散射情况判断路面附着系数的变 化，该方法测量较为准确，且可在轮胎接触地面之前进行提前估算，但是所用的传感器对环 境要求较为苛刻，成本较高，难以实现大规模的商业应用。由于采用电机而非发动机作为电 动汽车的输出部件，使得电动汽车的动力学控制和与之紧密相关的主动安全控制体现出新 的特点。电机作为电动汽车的驱动部件具备许多发动机无法比拟的优势1)转矩响应快； 2)转矩(电流)易于测量；幻可以实现动力分散驱动和控制。上述的诸多优点，使得电动 汽车的路面识别和牵引力控制具有新的特点和更好的性能。中国专利CN101088818公开了一种电动汽车防滑控制系统，包括用于实时检测各 车轮转速的传感器、用于对各车轮进行制动的车轮制动器、用于驱动汽车运动的电动机和 ABS/ASR集成控制单元，各轮速传感器和电动机均与集成控制单元连接，该ABS/ASR集成控 制单元接收到加速信号时，根据车轮滑移率的大小实时调整电动机的输出转矩，该ABS/ASR 集成控制单元接收到制动信号时根据车轮滑移率大小实时调整车轮制动器的制动力，进而 降低车轮的转速，将该车轮的滑移率控制在最佳滑移率0.2附近。上述系统和控制方法可以有效的降低车轮制动/驱动时的滑移率。然而，将滑移率控制在0. 2附近，是将通常情况 的最佳滑移率默认为0. 2，作为控制的参考值；对于具有不同条件(摩擦力系数不同)的路 面来说，其最佳滑移率是不同的。因此，该专利中所介绍的方式并不能让车辆的行驶状态随 着路面条件的改变而改变，去达到其最适合的行驶状态。现有技术中，为了解决不同路面条件下的车辆安全控制问题，除了上述按照最差 路面条件进行控制的方法外，还有几种其他方法。IEEE中公开了一篇《电动汽车制动/牵引系统的模糊控制应用》中公开了利用当 前摩擦系数的变化量与当前滑移率变化量的比值作为控制目标，在轮胎与路面关系的摩擦 系数-滑移率曲线上，最佳滑移率对应的上述比值为0(此时对应纵轴的摩擦系数取最大 值，现有技术中也将该比值为1作为控制目标参考值)。该方法从另一个角度实现了安全控 制，而没有直接将最佳滑移率作为控制目标，可以实现安全控制，但是缺点是在需要通过比 值来反映信号变化率信息时，由于一些干扰因素，即噪声存在会导致变化率信息不准确，进 而导致最佳滑移率识别的不准确，因此无法很好地反应当前路面最佳滑移率。
实用新型内容为此，本实用新型要解决的技术问题在于解决现有技术中干扰因素给当前路面最 佳滑移率识别的不准确。为此，本实用新型的实用新型目的在于提出一种通过曲线对比的 方式来获取较为准确的当前路面最佳滑移率的电动汽车最佳滑移率识别系统。因此，本实用新型的一种电动汽车最佳滑移率识别系统，包括当前路面摩擦系数计算单元，用于实时计算当前路面摩擦系数信息；当前滑移率计算单元，用于实时计算获取当前路面条件下的电动汽车的当前滑移 率信息；还包括标准最佳滑移率库单元，所述标准最佳滑移率库单元储存有若干条标准路面下， 路面摩擦系数信息和相应的滑移率信息两者中其中一类信息做线横轴，另一类信息做为纵 轴共同组成的标准滑移率曲线信息列表，以及当前标准滑移率曲线信息所对应的通过检测 的方式获得的标准最佳滑移率信息；最佳滑移率识别单元，分别与所述当前路面摩擦系数计算单元，所述当前滑移率 计算单元和所述标准最佳滑移率库单元连接，实时接收所述当前路面摩擦系数计算单元发 送来的所述当前路面摩擦系数信息，和所述当前滑移率计算单元发送来的相应的所述当前 滑移率信息，并采用与上述相同类信息作为横、纵轴共同组成当前滑移率曲线；所述最佳滑 移率识别单元从标准最佳滑移率库单元中获取标准滑移率曲线信息和相应的标准最佳滑 移率信息，并将所述当前滑移率曲线信息与所获取的所述标准滑移率曲线信息进行对比， 选取其中最接收的一条所述标准滑移率曲线信息所对应的所述标准最佳滑移率信息识别 为当前路面最佳滑移率信息。上述的电动汽车最佳滑移率识别系统，所述最佳滑移率识别单元包括滑移率曲线 比较子单元，和与所述滑移率曲线比较子单元连接的只能存储一条滑移率曲线和与其对应 最佳滑移率信息的最佳滑移率信息存储子单元，所述滑移率曲线比较子单元从所述标准最 佳滑移率库单元中获取所述标准滑移率曲线信息和与该曲线对应的所述标准最佳滑移率信息，并将当前滑移率曲线与所述标准最佳滑移率库单元中的标准滑移率曲线进行对比， 选取在若干不同特定时刻差异值最小的曲线，并将该差异值最小的曲线和与其对应的所述 标准最佳滑移率信息发送至所述最佳滑移率信息存储子单元进行更新存储，在结束所有的 标准曲线对比工作后，留在所述最佳滑移率信息存储子单元的所述最佳滑移率信息为与当 前路面匹配的当前路面最佳滑移率信息。本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点1、本实用新型采用标准最佳滑移率库单元，对若干条标准路面下，路面摩擦系数 信息和相应的滑移率信息两者中其中一类信息做线横轴，另一类信息做为纵轴共同组成的 标准滑移率曲线列表，以及当前标准滑移率曲线所对应的通过检测的方式获得的标准最佳 滑移率信息进行储存；再通过分别与所述当前路面摩擦系数计算单元，所述当前滑移率计 算单元和所述标准最佳滑移率库单元连接的最佳滑移率识别单元，实时接收所述当前路面 摩擦系数计算单元发送来的所述当前路面摩擦系数信息，和所述当前滑移率计算单元发送 来的相应的所述当前滑移率信息，并采用与上述相同类信息作为横纵轴共同组成当前滑 移率曲线；所述最佳滑移率识别单元将所述当前滑移率曲线与所述将所述标准最佳滑移率 库单元中的所述标准滑移率曲线列表中的所述标准滑移率曲线进行对比，选取其中最相似 的一条标准滑移率曲线所对应的所述标准最佳滑移率作为当前路面最佳滑移率；通过与标 准路面下标准滑移率曲线进行对比的形式来获取当前最佳滑移率，未将一些干扰因素，即 噪声带入到最佳滑移率识别过程中，从而可以获得较为准确的最佳滑移率。
为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施 例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明。图1为电动汽车最佳滑移率识别系统示意图；图2为具有滑移率曲线比较子单元的电动汽车最佳滑移率识别系统示意图；图3为不同标准路面下摩擦系数-滑移率的曲线图1-最佳滑移率识别单元；
具体实施方式
实施例1如图1所示的电动汽车最佳滑移率识别系统，包括当前路面摩擦系数计算单元，用于实时计算当前路面摩擦系数信息；当前滑移率计算单元，用于实时计算获取当前路面条件下的电动汽车的当前滑移 率信息；还包括标准最佳滑移率库单元，所述标准最佳滑移率库单元储存有若干条标准路面下 (在不同标准路面下，由摩擦系数-滑移率组成的曲线，如图3所示)路面摩擦系数信息和 相应的滑移率信息两者中其中一类信息做线横轴，另一类信息做为纵轴共同组成的标准滑 移率曲线信息列表，以及当前标准滑移率曲线信息所对应的通过检测的方式获得的标准最 佳滑移率信息；[0028]最佳滑移率识别单元，分别与所述当前路面摩擦系数计算单元，所述当前滑移率 计算单元和所述标准最佳滑移率库单元连接，实时接收所述当前路面摩擦系数计算单元发 送来的所述当前路面摩擦系数信息，和所述当前滑移率计算单元发送来的相应的所述当前 滑移率信息，并采用与上述相同类信息作为横、纵轴共同组成当前滑移率曲线；所述最佳滑 移率识别单元从标准最佳滑移率库单元中获取标准滑移率曲线信息和相应的标准最佳滑 移率信息，并将所述当前滑移率曲线信息与所获取的所述标准滑移率曲线信息进行对比， 选取其中最接近的一条所述标准滑移率曲线信息所对应的所述标准最佳滑移率信息识别 为当前路面最佳滑移率信息。本实施例采用标准最佳滑移率库单元，对若干条标准路面下，路面摩擦系数信息 和相应的滑移率信息两者中其中一类信息做线横轴，另一类信息做为纵轴共同组成的标准 滑移率曲线列表，以及当前标准滑移率曲线所对应的通过检测的方式获得的标准最佳滑移 率信息进行储存；再通过分别与所述当前路面摩擦系数计算单元，所述当前滑移率计算单 元和所述标准最佳滑移率库单元连接的最佳滑移率识别单元，实时接收所述当前路面摩擦 系数计算单元发送来的所述当前路面摩擦系数信息，和所述当前滑移率计算单元发送来的 相应的所述当前滑移率信息，并采用与上述相同类信息作为横纵轴共同组成当前滑移率曲 线；所述最佳滑移率识别单元将所述当前滑移率曲线与所述将所述标准最佳滑移率库单元 中的所述标准滑移率曲线列表中的所述标准滑移率曲线进行对比，选取其中最相似的一条 标准滑移率曲线所对应的所述标准最佳滑移率作为当前路面最佳滑移率；通过与标准路面 下标准滑移率曲线进行对比的形式来获取当前最佳滑移率，从而可以保证汽车防抱制动系 统能工作在最佳状态的电动汽车最佳滑移率识别系统。实施例2如图2所示，本实施例与实施例1的区别在于，最佳滑移率识别单元包括，包括滑 移率曲线比较子单元，和与所述滑移率曲线比较子单元连接的只能存储一条滑移率曲线和 与其对应最佳滑移率信息的最佳滑移率信息存储子单元，所述滑移率曲线比较子单元从所 述标准最佳滑移率库单元中获取所述标准滑移率曲线信息和与该曲线对应的所述标准最 佳滑移率信息，并将当前滑移率曲线与所述标准最佳滑移率库单元中的标准滑移率曲线进 行对比，选取在若干不同特定时刻差异值最小的曲线，并将该差异值最小的曲线和与其对 应的所述标准最佳滑移率信息发送至所述最佳滑移率信息存储子单元进行更新存储，在结 束所有的标准曲线对比工作后，留在所述最佳滑移率信息存储子单元的所述最佳滑移率信 息被识别为与当前路面匹配的当前路面最佳滑移率信息。显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对 于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以根据设备的大小不同做出其 它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出 的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。
权利要求1. 一种电动汽车最佳滑移率识别系统，包括 当前路面摩擦系数计算单元； 当前滑移率计算单元； 其特征在于还包括 标准最佳滑移率库单元；最佳滑移率识别单元，分别与所述当前路面摩擦系数计算单元，所述当前滑移率计算 单元和所述标准最佳滑移率库单元连接，用于实时接收所述当前路面摩擦系数计算单元发 送来的所述当前路面摩擦系数信息，所述当前滑移率计算单元发送来的相应的所述当前滑 移率信息，和从标准最佳滑移率库单元中获取标准滑移率曲线信息和相应的标准最佳滑移 率信息。
专利摘要本实用新型公开了一种电动汽车最佳滑移率识别系统，包括当前路面摩擦系数计算单元，当前滑移率计算单元，标准最佳滑移率库单元，所述标准最佳滑移率库单元储存有若干条标准路面下的标准滑移率曲线信息列表，和标准最佳滑移率信息；最佳滑移率识别单元，分别与当前路面摩擦系数计算单元，当前滑移率计算单元和标准最佳滑移率库单元连接，实时接收当前路面摩擦系数信息，和当前滑移率信息并组成相应的当前滑移率曲线信息，最佳滑移率识别单元从标准最佳滑移率库单元中获取标准滑移率曲线信息和相应的标准最佳滑移率信息与当前滑移率曲线信息进行对比，将其中最相似的标准滑移率曲线信息所对应的标准最佳滑移率信息识别为当前路面最佳滑移率信息。
文档编号G01N19/02GK201895662SQ201020283888
公开日2011年7月13日 申请日期2010年8月6日 优先权日2010年8月6日
发明者徐国卿, 徐坤, 李卫民 申请人:中国科学院深圳先进技术研究院