[发明专利]牵引力控制检测系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测系统。具体地说涉及一种牵引力控制检测系统。

背景技术

汽车在行驶时，加速需要驱动力，转弯需要侧向力。这两个力都来源于轮胎对路面的摩擦力，但不同的路面与轮胎之间的摩擦系数是不同的。比如结冰的路面，与轮胎之间的摩擦系数很小，此时汽车的驱动力和侧向力都很小。如果车辆在摩擦系数很小的光滑路面上行驶时（尤其是加速和制动时），很容易造成车轮打滑，进而造成驱动力和侧向力的丢失，发生危险。

车辆在路面上行驶时，轮胎-路面接触条件下的摩擦力，即为该车辆前进的驱动力。滑移是指驱动轮实际走过的距离小于纯滚动时应走过的距离。车辆加速时某轮胎的滑移率计算公式为：S=(ωr-V)/(ωr)，其中，S为车轮的滑移率，ω为车轮旋转速度，r为车轮有效旋转半径，V为整车行进速度。根据摩擦系数（摩擦力）与滑移率的物理关系曲线，可以得出在给定的轮胎-路面接触条件下，当轮胎的滑移率处于某一值时，车辆能获得的最大的驱动力。相对于不同的轮胎-路面接触条件，使车辆具有最大驱动力时对应的滑移率也是不同的。一般来说，牵引力控制首先需要检测出不同轮胎-路面接触条件下的滑移率情况，判断车轮是否发生打滑以及打滑到什么程度；进而根据检测出的滑移率情况对发动机或者电机进行相应的控制，通过调节发动机或者电机的转矩（或力），进而调节轮胎的滑移率，使得轮胎不发生打滑或者减少打滑的程度。因此，准确测量车辆的滑移率对于车辆牵引力控制至关重要。

常见的测量滑移率的方式为利用传感器检测车辆的驱动轮和从动轮的速度，将所述速度信号输入牵引力控制器，进而获取汽车运行时的滑移率，这种方法简单易于实现，但传感器通常使用编码器通过计量脉冲信号得到，不仅有延迟，而且精度也受到编码器的分辨率的影响和制约。授权公告号为CN102114782B，发明名称为“一种电动汽车的滑移率检测方法及检测系统”的专利文献，公开了一种新的滑移率检测方法，通过将驱动电机的电压、电流、转速等电气参数输入预先存储于牵引力控制器中的数学模型，就能估计出当前车辆的滑移率，无需增加传感器来获取驱动轮和从动轮的轮速。

牵引力控制器会根据检测或者估计出的滑移率，生成相应的控制信号对发动机或者电机进行相应的控制，进而使车辆的滑转率与当前的轮胎-路面条件相适应。比如牵引力控制器根据滑移率判断出车辆发生空转，会发出控制信号减少发动机的供油量，降低其输出的动力，从而减小驱动轮轮胎的滑移率，防止轮胎打滑发生危险。对于电动汽车的牵引力控制系统，会发出指令信号控制电机降低转矩，使其输出的动力减小，从而减小驱动轮轮胎的滑移率，防止轮胎打滑发生危险。

牵引力控制是调节轮胎滑移率，防止车辆打滑，使车辆获得最大驱动力的关键技术，因此如何验证和测试车辆的牵引力控制性能，就显得非常重要。

车辆牵引力控制的验证和测试离不开试验系统的支撑。目前，车辆牵引力控制的实验有以下几种方法：第一种方法是仿真分析，即借助专业的动力学仿真软件搭建车辆仿真模型，进行牵引力控制的仿真验证。但这种方法受限于仿真模型的精确性，与实际实验结果可能有差别。第二种方法是实车验证，即直接驾驶车辆在不同附着系数的路面上测试牵引力控制性能。但这种方法需要先制造出安装有待检测牵引力控制系统的实体车，才能对牵引力控制系统进行牵引力控制性能的检测，且不适用于实验室内检测。