[发明专利]一种判断牵引状态下的车辆工作状态的方法和系统

说明书

本发明涉及一种判断牵引状态下的车辆工作状态的方法和系统，该方法包括：测量车辆电机的输出转矩T和车轮转速ω；估算粘附力矩T_d；计算输出转矩变化值△T、粘附力矩变化值△T_d；根据输出转矩变化值△T和粘附力矩变化值△T_d判定车辆工作状态。本发明只需要测量车辆电机输向车轮的输出转矩及车轮转速信息即可判断牵引状态下的车辆工作状态，判定过程简单可靠，并且该方法的输出参数可以用于车辆打滑控制过程。此外，所需传感器少、实施成本低、可靠性也高。

技术领域

本发明涉及车辆工作状态检测技术领域，具体涉及一种判断牵引状态下的车辆工作状态的方法和系统。

背景技术

在车辆牵引运行或制动控制过程中，当动力系统传递给轮胎的驱动力或制动力超过轮胎与路面的粘附力临界值(车辆对地面的最大静摩擦力)时，车辆的轮胎会发空转现象，这种现象就是车辆非稳定工作状态(车辆打滑状态)。一旦车辆出现打滑现象，车辆与地面的最大静摩擦力临界值会变低，汽车受到的地面动摩擦阻力将会下降，路面对车辆的反作用力急剧降低，引起轮胎打滑的临界驱动力降低。无论是汽车牵引运行过程中还是制动控制过程中，当汽车处于打滑的非稳定工作状态时，会严重破坏汽车驾驶的安全性和可控性。保证车辆车轮在不同地面情况下处于稳定工作状态对车辆具有非常重要的意义。

传统的车辆稳定性判断主要基于当前滑移率的识别与最优滑移率的判断，目前有许多的研究者就滑移率λ进行了大量的研究，研究成果大致可以分为两类：一类是直接通过车辆底盘速度(车辆实际行驶速度)和车轮的转速(车轮线性速度)的关系获得滑移率λ，通过滑移率和摩擦系数变化判断车辆的稳定性。由滑移率公式可知，车辆的滑移率λ与车轮转速和车辆底盘速度之差有非线性关系。因此直接获得车辆的滑移率参数必须准确获得车轮的转速和底盘速度。对于车辆底盘速度，尽管目前有许多的测量方法，但是传感器对环境的敏感度、高成本和测量精度的限制制约了实际应用，同时汽车振动对测量结果也会有较大影响。第二类称为状态观测器法，通过车轮运动方程获得车轮转速与滑移率λ的关系，估计当前滑移率、判断当前轮胎、路面条件下的最优滑移率，进而判断车辆工作状态，这种方法避开了车速这个参数，但是该方法在车辆低速状态时的精确度较差，实用性不高。而且，最优滑移率在不同的轮胎、路面接触条件下不同，难以实时判断，在实际应用中的局限性非常大，实际应用效果不好。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于，目前常见的车辆工作状态检测方法存在车辆实际行驶速度无法精确测量、或低速状态时判断效果不好且最优滑移率难以实时判断的技术问题。从而提出一种只需要测量车辆电机的输出转矩和车轮转速就能够准确识别牵引状态下的车辆处于稳定工作状态或者是非稳定工作状态的判断方法。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种判断牵引状态下的车辆工作状态的方法，包括：

测量车辆电机的输出转矩T和车轮转速ω；

估算粘附力矩T_d；

计算输出转矩变化值ΔT和粘附力矩变化值ΔT_d；

根据输出转矩变化值ΔT和粘附力矩变化值ΔT_d判断牵引状态下的车辆工作状态。

作为优化，在测量车辆电机的输出转矩T和车轮转速ω之前还包括：

初始化车辆的惯性常量J，惯性常量J与车的参数相关。

作为优化，在估算粘附力矩T_d之前还包括：

对车轮转速ω进行滤波处理。

作为优化，输出转矩T通过测量电机的输入电流获得，在恒流状态下，输出转矩T等于转矩常数和电机输入电流之积。