[发明专利]一种四轮驱动电动汽车的车辆动力学状态观测装置

说明书

技术领域

本发明属于汽车动力学领域，具体涉及一种四轮驱动电动汽车的车辆动力学状态观测装置。

背景技术

车辆动力学控制是在全工况下监控车辆的运行状态，改善车辆的动力学性能，其中车辆动力学状态的观测是其中的重要部分。车辆的状态是车辆动力学控制的目标，可用于开发车辆的驱动力控制系统、主动转向控制系统、稳定性控制系统等，提高车辆的动力学性能。

通用汽车公司在2005年申请了一个专利号为ZL 200580018344.4、名称为：“一种实时车辆动力学性能估计系统”的发明，披露了一种车辆动力学性能估计系统，采用车辆参数估计器、车辆状况监测器和充足转向输入监测器，用于以实时方式估计车辆的转向不足系数、前转弯柔性和后转弯柔性，其设计特点是针对传统车辆，采集转向角信号、横向加速度信号、车速信号等，采用线性参数估计算法来估计转向不足系数、前转弯柔性和后转弯柔性。但是该系统只适用于传统内燃机驱动车辆，不适用于四轮驱动电动汽车。

发明内容

为克服上述缺陷，本发明提供了一种四轮驱动电动汽车的车辆动力学状态观测装置，可为车辆动力学控制提供可靠的参考信号。

为实现上述目的，本发明提供一种四轮驱动电动汽车的车辆动力学状态观测装置，其改进之处在于，其包括：模拟量采集单元、CAN总线通信单元、传感器系统和实时计算单元；所述模拟量采集单元将所述传感器系统采集的模拟量转换为数字量后传递到所述实时计算单元；所述CAN总线通信单元将采集的电动汽车四车轮转速信息传递到所述实时计算单元。

本发明提供的优选技术方案中，所述模拟量采集单元包括：滤波电路和与其连接的模/数转换模块；所述CAN总线通信单元包括：CAN收发器和与其连接的CAN控制器。

本发明提供的第二优选技术方案中，所述模/数转换模块、所述CAN控制器和所述实时计算单元组成信号处理器。

本发明提供的第三优选技术方案中，所述信号处理器为16位单片机，采用Freescale公司的型号为MC9S12DP512的产品。

本发明提供的第四优选技术方案中，所述观测装置设置有与所述信号处理器连接的存储单元。

本发明提供的第五优选技术方案中，所述存储单元为SD卡。

本发明提供的第六优选技术方案中，所述传感器系统包括速度传感器模块和与其并列设置的温度传感器。

本发明提供的第七优选技术方案中，所述速度传感器模块包括：并列设置的加速度传感器和角速度传感器；所述加速度传感器采用压阻硅加速度计，所述角速度传感器采用角速度陀螺。

本发明提供的第八优选技术方案中，所述观测装置包括设置所述加速度传感器和所述角速度传感器的安装定位单元。

本发明提供的第九优选技术方案中，所述安装定位单元为可拆卸笼形空间支架，其包括加速度传感器安装定位框架和角速度传感器安装定位框架。

与现有技术比，本发明提供的一种四轮驱动电动汽车的车辆动力学状态观测装置，适用于四轮驱动电动汽车，且设置有相应的信息存储单元，可以对采集的车辆动力学状态信息进行实时存储，并可为车辆动力学控制提供可靠的参考信号，且速度传感器安装定位框架通过去除多余的材料而减轻了观测装置的重量，还利用规划风道传导、发散热量。

附图说明

图1为四轮驱动电动汽车的车辆动力学状态观测装置总体结构图。

图2为加速度传感器安装定位框架的结构图。

图3为角速度传感器安装定位框架结构图。

具体实施方式

如图1所示，四轮驱动电动汽车的车辆动力学状态观测装置包括信号处理器、安装定位单元和传感器系统。

信号处理器用于采集传感器系统信号，并实时计算车辆状态，存储行驶信息，包括计算单元、8路模拟信号采集单元、2路CAN总线通讯单元和存储单元。计算单元采用16位单片机，计算实时车速、横摆角速度、质心侧偏角、里程、单次行驶里程、最高车速、单次行驶最高车速、最大横摆角速度和单次行驶最大横摆角速度。模拟信号采集单元由滤波电路和模/数转换模块组成，滤波电路为阻容滤波电路，模/数转换模块集成在单片机芯片中。CAN总线通讯单元由CAN收发器和CAN控制器组成，CAN控制器集成在单片机芯片中。存储单元采用安全数码(SD)卡，记录里程、单次行驶里程、最高车速、单次行驶最高车速、最大横摆角速度、单次行驶最大横摆角速度信息、最大质心侧偏角、单次行驶最大质心侧偏角和故障信息。