一种分布式驱动电动汽车的状态观测方法技术

本发明专利技术涉及汽车状态观测技术领域，尤其涉及一种分布式驱动电动汽车的状态观测方法，利用INS惯性导航系统测得汽车纵向加速度、横向加速度和横摆角速度；利用GPS全球定位系统测得汽车的绝对速度和航向角；利用轮毂传感器和加速度踏板传感器测得前轮转角和加速踏板开度；利用安装在电机上的传感器测得汽车各轮实际力矩和转速；对上述中测得的参数进行计算得到能表现汽车运动状态的纵向速度、质心侧偏角、横摆角速度和各轮侧向力。利用GPS/INS组合导航以及各个传感器，更为精确掌握汽车实时参数动态变化，为状态参数估计提供良好基本条件，进而为汽车的纵横向运动控制提供参数基础，大大提高汽车电驱动轮协调程度和整体性能。

State monitoring method for distributed drive electric vehicle

The present invention relates to the technical field of vehicle condition observation, especially relates to state observation method of distributed drive electric vehicles, the use of INS inertial navigation system measured vehicle longitudinal acceleration and lateral acceleration and yaw rate; using the GPS global positioning system measured car absolute speed and heading angle; the measured front wheel steering angle and accelerator pedal the opening of the hub sensor and acceleration pedal sensor; the sensor mounted on the motor vehicle wheel actual measured the torque and speed; the parameters measured in the calculated to the longitudinal velocity, the performance of the car moving state of sideslip angle and yaw rate and lateral force of each wheel. The use of GPS/INS navigation and all the sensors, more accurately grasp the dynamic changes of the real-time parameters of automobile, provide good basic conditions for the state estimation of parameters, and the car vertical motion control parameters of foundation, greatly improve the electric car driving wheel coordination degree and overall performance.

【技术实现步骤摘要】
一种分布式驱动电动汽车的状态观测方法
本专利技术涉及汽车状态观测
，尤其涉及一种分布式驱动电动汽车的状态观测方法。
技术介绍
随着环境、能源对汽车提出的挑战越来越严峻，开发以电动汽车为首的绿色环保汽车成为世界的研究热点。其中，分布式驱动电动汽车具有结构简单紧凑、动力传动链短、控制响应快速准确、模块化设计等多个方面的独特优势，代表着未来电动汽车的重要发展方向。在车辆动力学控制学中，车辆状态观测方法是对车辆关键状态参数进行在线估计，将有效信息传递给整车控制器，整车控制器根据获取的信息分析当前车辆状况，进而制定相应的控制指令，从而实现对车辆的有效控制。车辆状态的实时观测是车辆控制的基础。分布式驱动电动汽车动力学的性能和控制理想程度往往取决于车辆状态观测的准确程度。现有的分布式驱动电动汽车状态观测系统大多以“人-车”系统为主，将路面识别的情况作为单独处理，结果驱动力控制系统为了充分保证车辆行驶的稳定性，所采取的控制策略趋近于保守，最后出现动力分配不足的现象，各电驱动轮协调控制程度低，电动汽车整体的性能大大降低。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术存在的电驱动轮协调程度低、电动汽车性能低的缺陷，提供一种分布式驱动电动汽车的状态观测方法，辅助提高电驱动轮协调程度及电动汽车性能。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种分布式驱动电动汽车的状态观测方法，包括以下步骤：(A)利用INS惯性导航系统测得汽车纵向加速度、横向加速度和横摆角速度；(B)利用GPS全球定位系统测得汽车的绝对速度和航向角；(C)利用轮毂传感器和加速度踏板传感器测得前轮转角和加速踏板开度；(D)利用安装在电机上的传感器测得汽车各轮实际力矩和转速；(E)对步骤(A)、(B)、(C)、(D)中测得的参数进行计算得到能表现汽车运动状态的纵向速度、质心侧偏角、横摆角速度和各轮侧向力。有益效果：本专利技术通过利用GPS/INS组合导航具有很好的互补性，对于INS惯性导航系统，可以实现惯性传感器的校准、惯性导航系统的空中对准、惯性导航系统高度通道的稳定等，从而可以有效地提高惯性导航系统的性能和精度。而对于GPS全球定位系统，INS惯性导航系统的辅助可以提高其跟踪卫星的能力，提高接收机的动态特性和抗干扰性。另外，通过引入比“人-车”模型更加完整的“车-人-路”模型，提高参数采集的要求，在电机、轮毂和踏板附近安置传感器，更为精确掌握分布式驱动电动汽车实时参数动态变化，从而为状态参数估计提供良好基本条件，增加了参数仿真稳定性和精确性，为汽车后续的纵横向运动控制提供参数基础，大大提高汽车电驱动轮协调程度和整体性能。附图说明图1是本专利技术的流程图；图2是汽车运动控制整个流程图。具体实施方式下面结合图1、2，对本专利技术作进一步的描述。一种分布式驱动电动汽车的状态观测方法，包括以下步骤：(A)利用INS惯性导航系统测得汽车纵向加速度、横向加速度和横摆角速度；(B)利用GPS全球定位系统测得汽车的绝对速度和航向角；(C)利用轮毂传感器和加速度踏板传感器测得前轮转角和加速踏板开度；(D)利用安装在电机上的传感器测得汽车各轮实际力矩和转速；(E)对步骤(A)、(B)、(C)、(D)中测得的参数进行计算得到能表现汽车运动状态的纵向速度、质心侧偏角、横摆角速度和各轮侧向力。GPS全球定位系统作为一种20世纪70年代发展起来的新型卫星导航系统，它的明显优点是能够进行全球、全天候和实时的导航，其定位误差与时间无关，且有较高的定位和测速精度。但是，载体在做高动态的运动时，常使GPS接收机不易捕获和跟踪卫星载波信号，由于采用无线电导航，GPS信号也常常容易受到各种干扰，另外GPS接收机的信号输出频率较低，有时不能满足载体控制对导航信号更新频率的要求INS惯性导航系统具有能够不依赖外界信息，完全独立自主的提供多种较高精度的导航参数的优点，具有抗电子辐射干扰、大机动飞行、隐藏性好的特点。然而，它的系统精度主要取决于惯性测量器件，导航参数误差随时间而积累，误差积累的速度主要由初始对准的精度、导航系统使用的惯性传感器的误差以及主运载体运动轨迹的动态特性决定，如果惯性测量器件的精度较低则误差的积累速度较快，不适合长时间的单独导航。鉴于GPS全球定位系统和INS惯性导航系统的各自优缺点，GPS/INS组合导航具有很好的互补性，对于INS惯性导航系统，可以实现惯性传感器的校准、惯性导航系统的空中对准、惯性导航系统高度通道的稳定等，从而可以有效地提高惯性导航系统的性能和精度。而对于GPS全球定位系统，INS惯性导航系统的辅助可以提高其跟踪卫星的能力，提高接收机的动态特性和抗干扰性。通过引入比“人-车”模型更加完整的“车-人-路”模型，提高参数采集的要求，在电机、轮毂和踏板附近安置传感器，更为精确掌握分布式驱动电动汽车实时参数动态变化，从而为状态参数估计提供良好基本条件，增加了参数仿真稳定性和精确性，为汽车后续的纵横向运动控制提供参数基础，大大提高汽车电驱动轮协调程度和整体性能。进一步的，所述步骤(E)中的计算采用运动学方法和动力学方法相结合取平均值，以提高计算精度。所述步骤(E)中计算出的数值还包括路面坡度和各轮垂向力。以更全面的观测汽车运动状态。应当理解，以上所描述的具体实施例仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。由本专利技术的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本专利技术的保护范围之中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分布式驱动电动汽车的状态观测方法，包括以下步骤：(A)利用INS惯性导航系统测得汽车纵向加速度、横向加速度和横摆角速度；(B)利用GPS全球定位系统测得汽车的绝对速度和航向角；(C)利用轮毂传感器和加速度踏板传感器测得前轮转角和加速踏板开度；(D)利用安装在电机上的传感器测得汽车各轮实际力矩和转速；(E)对步骤(A)、(B)、(C)、(D)中测得的参数进行计算得到能表现汽车运动状态的纵向速度、质心侧偏角、横摆角速度和各轮侧向力。

【技术特征摘要】
1.一种分布式驱动电动汽车的状态观测方法，包括以下步骤：(A)利用INS惯性导航系统测得汽车纵向加速度、横向加速度和横摆角速度；(B)利用GPS全球定位系统测得汽车的绝对速度和航向角；(C)利用轮毂传感器和加速度踏板传感器测得前轮转角和加速踏板开度；(D)利用安装在电机上的传感器测得汽车各轮实际力矩和转速；(E)对步骤(A)、(B)、(C)、(D)...

【专利技术属性】
技术研发人员：王响，赵景波，崔纪明，翟羽，
申请(专利权)人：江苏理工学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32