一种用于全轮独立驱动车辆的纵向车速估计方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于全轮独立驱动车辆的纵向车速实时估计方法及其装置。所述方法包括：对n时刻的车辆纵向加速度axm,n和车轮线速度vwm,n分别进行滤波，对应得到axe,n和vwe,n，且对vwe,n求导获得awe,n；根据n‑1时刻的道路坡度

【技术实现步骤摘要】
一种用于全轮独立驱动车辆的纵向车速估计方法及其装置
本专利技术属于车辆车速估计
，具体地，涉及一种用于全轮独立驱动车辆的纵向车速估计方法及其装置。
技术介绍
全轮独立驱动车辆各轮转矩独立可控且转矩响应迅速精确，能够有效地改善车辆的操纵性、稳定性及安全性，其动力学控制近年来已成为研究热点。而纵向车速作为车辆重要的状态参数之一，其估计精度也将直接影响到相关动力学控制的控制效果。目前，针对全轮独立驱动车辆，其纵向车速的获取主要有两种方法：一是通过光学传感器或GPS技术直接获取，方法简单直接，但成本很高，且易受环境因素的影响；二是基于车辆其他普通车载传感器进行间接估计，成本低，方法多样，且应用广泛。由于全轮独立驱动车辆各轮转速容易精确获得，因此基于车辆普通车载传感器进行车速的间接估计，尤其适合于全轮独立驱动车辆。基于车辆普通车载传感器进行车速间接估计的方式主要有两种：一是通过对车辆纵向加速度信号直接进行积分而获取车速，其不受车辆行驶工况的影响，但长时间积分会产生误差累积，导致估计结果发散，因此不适用于长时间的车速估计，且积分初值不好确定；二是通过非驱动轮的轮速信号来进行车速的获取，估计本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于全轮独立驱动车辆的纵向车速实时估计方法，其特征在于，包括以下步骤：1)实时采集车辆纵向加速度axm和车轮线速度vwm；2)对n时刻的车辆纵向加速度axm,n和车轮线速度vwm,n分别进行滤波，对应得到n时刻的且去噪后的车辆纵向加速度axe,n和车轮线速度vwe,n，且对车轮线速度vwe,n求导获得n时刻的车轮线加速度awe,n；3)根据n‑1时刻的道路坡度

【技术特征摘要】
1.一种用于全轮独立驱动车辆的纵向车速实时估计方法，其特征在于，包括以下步骤：1)实时采集车辆纵向加速度axm和车轮线速度vwm；2)对n时刻的车辆纵向加速度axm,n和车轮线速度vwm,n分别进行滤波，对应得到n时刻的且去噪后的车辆纵向加速度axe,n和车轮线速度vwe,n，且对车轮线速度vwe,n求导获得n时刻的车轮线加速度awe,n；3)根据n-1时刻的道路坡度对车辆纵向加速度axe,n进行加速度修正得到n时刻的且修正后的车辆纵向加速度a′xe,n；4)对车轮线速度vwe,n、车辆纵向加速度a′xe,n，根据预设的两个协方差矩阵Q、R，求取n时刻的纵向车速估计值vxk,n；5)对车辆纵向加速度a′xe,n，根据n-1时刻的车辆纵向车速vx,n-1，求取n时刻的基于加速度积分估计的估计车速vxj,n；6)对车轮线加速度awe,n、车轮线速度vwe,n、车辆纵向加速度a′xe,n，根据纵向车速估计值vxk,n、基于加速度积分估计的估计车速vxj,n，求取n时刻的车辆纵向车速vx,n。2.根据权利要求1所述的一种用于全轮独立驱动车辆的纵向车速实时估计方法，其特征在于，步骤1)中通过信息采集，实现实时采集车辆纵向加速度axm和车轮线速度vwm，具体的，实时采集车速估计所需的各种附带测量噪声的状态信息，包括：车辆纵向加速度axm，车辆的四个车轮线速度；当车辆处于加速状态下，在与车辆的四个车轮相对应的四个车轮线速度中，选择数值最小的作为车轮线速度vwe,n；当车辆处于制动状态下，在与车辆的四个车轮相对应的四个车轮线速度中，选择数值最大的作为车轮线速度vwe,n；车辆处于其余状态下，取与车辆的四个车轮相对应的四个车轮线速度的平均值作为车轮线速度vwe,n。3.根据权利要求1所述的一种用于全轮独立驱动车辆的纵向车速实时估计方法，其特征在于，步骤2)中，对采集的信号进行去噪处理；具体的，通过构建卡尔曼滤波器对采集到的附带测量噪声的原始状态信息进行滤波，并通过卡尔曼滤波器基于状态空间方程的特点自发得到原始信息的延伸导数信息；卡尔曼滤波器根据以下方程构建：状态方程：观测方程：其中，vwe,n、awe,n和axe,n分别为n时刻的车轮线速度、车轮线加速度和纵向加速度，vwe,n-1、awe,n-1和axe,n-1分别为n-1时刻的车轮线速度、车轮线加速度和纵向加速度，ts是采样时间，εvw,n-1、εaw,n-1和εax,n-1分别是n-1时刻的车轮线速度、轮胎线加速度和纵向加速度的系统噪声；vwm,n和axm,n分别为n时刻的车轮线速度和纵向加速度的测量值，γvw,n和γax,n分别是n时刻的车轮线速度和纵向加速度的测量噪声；通过本步骤的滤波处理分别得到去噪后的车辆纵向加速度axe,n，车轮线速度vwe,n，车轮线加速度awe,n。4.根据权利要求1所述的一种用于全轮独立驱动车辆的纵向车速实时估计方法，其特征在于，步骤3)中，根据实时估计出的车辆纵向车速vx,n-1以及去噪后的车辆纵向加速度axe,n估算出道路坡度信息以供对纵向加速度进行修正；n-1时刻的道路坡度根据以下公式实现：其中，为对n-1时刻的车辆纵向车速vx,n-1求导，g为重力加速度；根据道路坡度通过以下公式对车辆纵向加速度a′xe,n进行修正：其中，a′xe,n为n时刻的加速度修正值，axe,n为n时刻的去噪后的加速度测量值，g为重力加速度，为n-1时刻的道路坡度估测值。5.根据权利要求1所述的一种用于全轮独立驱动车辆的纵向车速实时估计方法，其特征在于，在步骤4)中，基于扩展卡尔曼滤波器的车速估计，根据以下方程构建：状态方程：vxk,n＝vx,n+tsa′xe,n+ωs观测方程：vwe,n＝vx,n+ωv其中，vx,n为n时刻的纵向车速，ωs定义为系统的过程噪声，ωv定义为系统的观测噪声；两个协方差矩阵Q、R采用实时动态变化的方式：两个协方差矩阵Q、R的预设值作为最初时刻对应的数值，对n-1时刻的车辆纵向车速vx,n-1，根据车轮线加速度awe,n、车轮线速...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢有浩，曹也，赵林峰，陈无畏，
申请(专利权)人：安徽猎豹汽车有限公司，合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34