一种基于侧向速度估计的汽车质量辨识方法技术

本发明专利技术公开了一种基于侧向速度估计的汽车质量辨识方法，在汽车上设置陀螺仪、前轮转角传感器和轮速传感器，首先将汽车的后轮轮速乘以汽车车轮的滚动半径得到汽车的纵向速度；然后通过卡尔曼滤波估计得到汽车的侧向速度；接着根据汽车的纵向速度、侧向速度、前轮转角和横摆角速度计算汽车的前侧向轮胎力、后侧向轮胎力；最后根据汽车的前侧向轮胎力、后侧向轮胎力、侧向加速度通过质量最小二乘辨识算法得到汽车的车辆质量。本发明专利技术结构简单，使用方便，能够通过参数辨识得到汽车的实时质量，降低了经济成本。

【技术实现步骤摘要】
一种基于侧向速度估计的汽车质量辨识方法
本专利技术涉及汽车电子控制领域，尤其涉及一种基于侧向速度估计的汽车质量辨识方法。
技术介绍
汽车质量直接关系到轮胎垂向力，影响横向和纵向轮胎力。因此，准确识别车辆质量能大大提高主动安全系统例如防抱死制动系统、汽车稳定性控制系统以及避撞系统的可靠性。在各种情况下，实时识别质量和真实值的差值直接反映了汽车控制的精度和性能，如果能够获得车辆的实时车重，再结合这些控制方法，车辆的燃料消耗量会到达最小，能有效提高能源利用效率。专利CN102486400A中只考虑了车辆的纵向动力学，而忽略了侧向运动的影响，该方法具有一定的局限性；专利CN103630298A中能够实时辨识质量及车身的质心位置，但是该方法需要较多的传感器，且结构复杂。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对
技术介绍
中所涉及到的缺陷，提供一种基于侧向速度估计的汽车质量辨识方法。本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：一种基于侧向速度估计的汽车质量辨识方法，包含以下步骤：步骤1)，在汽车上设置陀螺仪、前轮转角传感器和轮速传感器，其中，陀螺仪用于测得汽车的横摆角速度r和侧向加速度ay；前轮转角传感器用于测得汽车的前轮转角δ；轮速传感器用于测得汽车的后轮轮速ω；步骤2)，将汽车的后轮轮速ω乘以汽车车轮的滚动半径R得到汽车的纵向速度vx，即vx＝ωR；步骤3)，通过卡尔曼滤波估计得到汽车的侧向速度vy，其状态方程为：观测方程为：式中，[vyr]T为状态向量，前轮转角δ为输入量，[ayr]为观测向量；Cαf、Cαr分别为汽车前轮、后轮的侧偏刚度，a、b分别为汽车前轴、后轴到汽车质心的距离，m为上一时刻估计得到的车辆质量，Iz为汽车绕z轴的转动惯量；步骤4)，根据汽车的纵向速度vx、侧向速度vy、前轮转角δ和横摆角速度r计算汽车的前侧向轮胎力Fyf、后侧向轮胎力Fyr；步骤5)，根据汽车的前侧向轮胎力Fyf、后侧向轮胎力Fyr、侧向加速度ay通过质量最小二乘辨识算法得到汽车的车辆质量m，并作为下一时刻侧向速度估计算法的已知量，其辨识模型为：F＝May，其中F＝[FyfFyr]T，M＝[m1m2]T，则本专利技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：1.结构简单，使用方便；2.能够通过参数辨识得到汽车的实时质量。具体实施方式下面对本专利技术的技术方案做进一步的详细说明：本专利技术可以以许多不同的形式实现，而不应当认为限于这里所述的实施例。相反，提供这些实施例以便使本公开透彻且完整，并且将向本领域技术人员充分表达本专利技术的范围。实施例如下：本专利技术公开了一种基于侧向速度估计的汽车质量辨识方法，包含以下步骤：步骤1)，在汽车上设置陀螺仪、前轮转角传感器和轮速传感器，其中，陀螺仪用于测得汽车的横摆角速度r和侧向加速度ay；前轮转角传感器用于测得汽车的前轮转角δ；轮速传感器用于测得汽车的后轮轮速ω；步骤2)，将汽车的后轮轮速ω乘以汽车车轮的滚动半径R得到汽车的纵向速度vx，即vx＝ωR；步骤3)，通过卡尔曼滤波估计得到汽车的侧向速度vy，其状态方程为：观测方程为：式中，[vyr]T为状态向量，前轮转角δ为输入量，[ayr]为观测向量；Cαf、Cαr分别为汽车前轮、后轮的侧偏刚度，a、b分别为汽车前轴、后轴到汽车质心的距离，m为上一时刻估计得到的车辆质量，Iz为汽车绕z轴的转动惯量；步骤4)，根据汽车的纵向速度vx、侧向速度vy、前轮转角δ和横摆角速度r计算汽车的前侧向轮胎力Fyf、后侧向轮胎力Fyr；步骤5)，根据汽车的前侧向轮胎力Fyf、后侧向轮胎力Fyr、侧向加速度ay通过质量最小二乘辨识算法得到汽车的车辆质量m，并作为下一时刻侧向速度估计算法的已知量，其辨识模型为：F＝May，其中F＝[FyfFyr]T，M＝[m1m2]T，则本
技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本专利技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。以上所述的具体实施方式，对本专利技术的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本专利技术的具体实施方式而已，并不用于限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于侧向速度估计的汽车质量辨识方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤1)，在汽车上设置陀螺仪、前轮转角传感器和轮速传感器，其中，陀螺仪用于测得汽车的横摆角速度r和侧向加速度ay；前轮转角传感器用于测得汽车的前轮转角δ；轮速传感器用于测得汽车的后轮轮速ω；步骤2)，将汽车的后轮轮速ω乘以汽车车轮的滚动半径R得到汽车的纵向速度vx，即vx＝ωR；步骤3)，通过卡尔曼滤波估计得到汽车的侧向速度vy，其状态方程为：

【技术特征摘要】
1.一种基于侧向速度估计的汽车质量辨识方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤1)，在汽车上设置陀螺仪、前轮转角传感器和轮速传感器，其中，陀螺仪用于测得汽车的横摆角速度r和侧向加速度ay；前轮转角传感器用于测得汽车的前轮转角δ；轮速传感器用于测得汽车的后轮轮速ω；步骤2)，将汽车的后轮轮速ω乘以汽车车轮的滚动半径R得到汽车的纵向速度vx，即vx＝ωR；步骤3)，通过卡尔曼滤波估计得到汽车的侧向速度vy，其状态方程为：观测方程为：式中，[vyr]T为状态向量，前轮转角δ为输入量，[ayr]为观测向量；Cα...

【专利技术属性】
技术研发人员：张华达，林棻，张会琪，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32