一种车辆主动安全控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种车辆主动安全控制方法及装置，将获取到的车辆状态参数输入至预先建立的主动安全控制模型进行计算，得到运动学表示的车辆横向速度估计值和动力学表示的车辆横向速度估计值并进行伪积分计算，得到车辆横向车速最终估计值，将车辆横向车速最终估计值进行质心侧偏角计算，得到离散时刻的车辆质心侧偏角，基于离散时刻的车辆质心侧偏角，调节车辆主动安全控制。通过上述方案，分别计算出运动学表示的横向车速估计值和动力学表示的横向车速估计值并结合，得到车辆横向车速最终估计值，最终计算出精度高的离散时刻的车辆质心侧偏角，通过离散时刻的车辆质心侧偏角调节车辆主动安全控制，从而提高车辆的行驶安全性能。

【技术实现步骤摘要】
一种车辆主动安全控制方法及装置
本专利技术涉及车辆主动安全测量及控制的
，更具体地说，涉及一种车辆主动安全控制方法及装置。
技术介绍
随着社会经济的发展，道路交通安全问题日益突出。为降低交通事故的发生，车辆主动安全系统的发展尤为重要。车辆主动安全系统能够防患于未然，主动避免交通事故的发生。目前，常见的主动安全系统主要包括防抱死制动系统(AntilockBrakeSystem，ABS)，车辆电子稳定程序(ElectronicStabilityProgram，ESP)，牵引力控制系统(TractionControlSystem，TCS)，电控驱动防滑系统(AccelerationSlipRegulation，ASR)，四轮转向稳定控制系统(4WheelSteering，4WS)等。这些系统可以分为车辆纵向控制系统和车辆横向控制系统两大类。在车辆横向控制系统和车辆横向控制系统中，均涉及车辆侧向速度与质心侧偏角等运行状态的测量。车辆质心侧偏角被定义为车辆行驶速度方向与车辆纵轴之间的夹角，数值上可以表达为横向车速与纵向车速比值的反正切值，质心侧偏角的精度直接关系车辆的行驶安全性与稳定性。现有技术中，车辆质心侧偏角的获取有三种途径，第一种是利用高精度全球定位系统(GlobalPositioningSystem，GPS)、光电五轮仪或高精度光学传感器等高精度传感器来确定车辆相对于地面的纵向车速和横向车速，从而计算得到车辆质心侧偏角，但由于高精度全球定位系统GPS、光电五轮仪或高精度光学传感器等高精度传感器的价格高，且对安装位置精度要求高，从而未得到广泛应用；第二种是利用运动学方法，建立运动学模型，在运动学模型中，基于横向加速度和横摆角速度传感器信号的直接积分法或利用车辆轴距和前轮转角等运动几何关系估计车辆质心侧偏角，但是，运动学方法对传感器信号偏差和噪声要求极高，仅适应于横向车速变化频率较高时，难于适应横向车速变化频率较低的工况；第三种即利用动力学方法，在车辆横向动力学模型的基础上，通过现代控制理论中的观测器技术估计车辆质心侧偏角，但是，动力学方法依赖于估计模型和参数的精确性，仅适合于横向车速变化频率较低的工况，难于适应于横向速度变化频率较高的工况。因此，通过上述技术，所获取到的车辆质心侧偏角的精度低，从而导致主动安全系统控制效果差，造成车辆的行驶安全性能降低。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术公开了一种车辆主动安全控制方法及装置，通过计算出精度高的离散时刻的车辆质心侧偏角和离散时刻的车辆质心侧偏角，调节车辆主动安全控制，从而提高车辆的行驶安全性能。其公开的技术方案如下：第一方面，本专利技术公开了一种车辆主动安全控制方法，所述方法包括：将获取到的车辆状态参数输入至预先建立的主动安全控制模型进行计算，得到运动学表示的车辆横向速度估计值和动力学表示的车辆横向速度估计值，其中，所述主动安全控制模型包括运动学模型和动力学模型，所述运动学模型用于计算并输出所述运动学表示的车辆横向速度估计值，所述动力学模型用于计算并输出所述动力学表示的车辆横向速度估计值；将所述运动学表示的车辆横向速度估计值和所述动力学表示的车辆横向速度估计值进行伪积分计算，得到车辆横向车速最终估计值；将所述车辆横向车速最终估计值进行质心侧偏角计算，得到离散时刻的车辆质心侧偏角，其中，所述离散时刻的车辆质心侧偏角为各个时刻的车辆质心侧偏角的集合；基于所述离散时刻的车辆质心侧偏角，调节车辆主动安全控制。可选地，将获取到的车辆状态参数输入至预先建立的主动安全控制模型进行计算，得到运动学表示的车辆横向速度估计值，包括：获取车辆前轮轮轴中心到质心的距离、车辆后轮轮轴中心到质心的距离和前轮转向角；将所述车辆前轮轮轴中心到质心的距离、所述车辆后轮轮轴中心到质心的距离和所述前轮转向角输入至所述运动学模型进行递归最小二乘算法计算，得到运动学表示的车辆横向速度估计值。可选地，将获取到的车辆状态参数输入至预先建立的主动安全控制模型进行计算，得到动力学表示的车辆横向速度估计值，包括：获取车辆横向加速度、车辆横摆角速度、车辆前轮侧偏刚度、车辆后轮侧偏刚度、车辆前轮侧偏角和车辆后轮侧偏角；将所述获取车辆横向加速度、所述车辆横摆角速度、所述车辆前轮侧偏刚度、车辆后轮侧偏刚度、车辆前轮侧偏角和车辆后轮侧偏角输入至所述动力学模型进行递归最小二乘算法计算，得到动力学表示的车辆横向速度估计值。可选地，所述将所述运动学表示的车辆横向速度估计值和所述动力学表示的车辆横向速度估计值进行伪积分计算，得到车辆横向车速最终估计值，包括：将所述运动学表示的车辆横向速度估计值和所述动力学表示的车辆横向速度估计值进行伪积分计算，得到车辆横向车速最终估计值，其中，所述车辆横向车速最终估计值的计算式为：其中，为车辆横向车速最终估计值，w1为基于运动学的估计方法在频域内的估计系数，w2为基于动力学的估计方法在频域内的估计系数，s为拉普拉斯算子，τ为时间常数，为所述运动学表示的车辆横向速度，为所述动力学表示的车辆横向速度。可选地，所述将所述车辆横向车速最终估计值进行质心侧偏角计算，得到车辆质心侧偏角，包括：基于所述车辆横向车速最终估计值，确定各个时刻车辆的侧向速度；将预先获取到的各个时刻车辆的纵向速度和所述各个时刻车辆的侧向速度进行质心侧偏角计算，得到车辆质心侧偏角；其中，所述离散时刻的车辆质心侧偏角的计算式为：β(k)＝arctan[vy(k)/vx(k)]其中，vy(k)为各个时刻车辆的侧向速度，vx(k)为各个时刻车辆的纵向速度，β(k)为各个时刻的车辆质心侧偏角。第二方面，本专利技术公开了一种车辆主动安全控制装置，所述装置包括：第一计算单元，用于将获取到的车辆状态参数输入至预先建立的主动安全控制模型进行计算，得到运动学表示的车辆横向速度估计值和动力学表示的车辆横向速度估计值，其中，所述主动安全控制模型包括运动学模型和动力学模型，所述运动学模型用于计算并输出所述运动学表示的车辆横向速度估计值，所述动力学模型用于计算并输出所述动力学表示的车辆横向速度估计值；第二计算单元，用于将所述运动学表示的车辆横向速度估计值和所述动力学表示的车辆横向速度估计值进行伪积分计算，得到车辆横向车速最终估计值；第三计算单元，用于将所述车辆横向车速最终估计值进行质心侧偏角计算，得到离散时刻的车辆质心侧偏角，其中，所述离散时刻的车辆质心侧偏角为各个时刻的车辆质心侧偏角的集合；调节单元，用于基于所述离散时刻的车辆质心侧偏角，调节车辆主动安全控制。可选地，将获取到的车辆状态参数输入至预先建立的主动安全控制模型进行计算，得到运动学表示的车辆横向速度估计值的所述第一计算单元，包括：第一获取模块，用于获取车辆前轮轮轴中心到质心的距离、车辆后轮轮轴中心到质心的距离和前轮转向角；第一计算模块，用于将所述车辆前轮轮轴中心到质心本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车辆主动安全控制方法，其特征在于，所述方法包括：/n将获取到的车辆状态参数输入至预先建立的主动安全控制模型进行计算，得到运动学表示的车辆横向速度估计值和动力学表示的车辆横向速度估计值，其中，所述主动安全控制模型包括运动学模型和动力学模型，所述运动学模型用于计算并输出所述运动学表示的车辆横向速度估计值，所述动力学模型用于计算并输出所述动力学表示的车辆横向速度估计值；/n将所述运动学表示的车辆横向速度估计值和所述动力学表示的车辆横向速度估计值进行伪积分计算，得到车辆横向车速最终估计值；/n将所述车辆横向车速最终估计值进行质心侧偏角计算，得到离散时刻的车辆质心侧偏角，其中，所述离散时刻的车辆质心侧偏角为各个时刻的车辆质心侧偏角的集合；/n基于所述离散时刻的车辆质心侧偏角，调节车辆主动安全控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种车辆主动安全控制方法，其特征在于，所述方法包括：
将获取到的车辆状态参数输入至预先建立的主动安全控制模型进行计算，得到运动学表示的车辆横向速度估计值和动力学表示的车辆横向速度估计值，其中，所述主动安全控制模型包括运动学模型和动力学模型，所述运动学模型用于计算并输出所述运动学表示的车辆横向速度估计值，所述动力学模型用于计算并输出所述动力学表示的车辆横向速度估计值；
将所述运动学表示的车辆横向速度估计值和所述动力学表示的车辆横向速度估计值进行伪积分计算，得到车辆横向车速最终估计值；
将所述车辆横向车速最终估计值进行质心侧偏角计算，得到离散时刻的车辆质心侧偏角，其中，所述离散时刻的车辆质心侧偏角为各个时刻的车辆质心侧偏角的集合；
基于所述离散时刻的车辆质心侧偏角，调节车辆主动安全控制。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将获取到的车辆状态参数输入至预先建立的主动安全控制模型进行计算，得到运动学表示的车辆横向速度估计值，包括：
获取车辆前轮轮轴中心到质心的距离、车辆后轮轮轴中心到质心的距离和前轮转向角；
将所述车辆前轮轮轴中心到质心的距离、所述车辆后轮轮轴中心到质心的距离和所述前轮转向角输入至所述运动学模型进行递归最小二乘算法计算，得到运动学表示的车辆横向速度估计值。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将获取到的车辆状态参数输入至预先建立的主动安全控制模型进行计算，得到动力学表示的车辆横向速度估计值，包括：
获取车辆横向加速度、车辆横摆角速度、车辆前轮侧偏刚度、车辆后轮侧偏刚度、车辆前轮侧偏角和车辆后轮侧偏角；
将所述获取车辆横向加速度、所述车辆横摆角速度、所述车辆前轮侧偏刚度、车辆后轮侧偏刚度、车辆前轮侧偏角和车辆后轮侧偏角输入至所述动力学模型进行递归最小二乘算法计算，得到动力学表示的车辆横向速度估计值。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述运动学表示的车辆横向速度估计值和所述动力学表示的车辆横向速度估计值进行伪积分计算，得到车辆横向车速最终估计值，包括：
将所述运动学表示的车辆横向速度估计值和所述动力学表示的车辆横向速度估计值进行伪积分计算，得到车辆横向车速最终估计值，其中，所述车辆横向车速最终估计值的计算式为：



其中，为车辆横向车速最终估计值，w1为基于运动学的估计方法在频域内的估计系数，w2为基于动力学的估计方法在频域内的估计系数，s为拉普拉斯算子，τ为时间常数，为所述运动学表示的车辆横向速度，为所述动力学表示的车辆横向速度。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述车辆横向车速最终估计值进行质心侧偏角计算，得到车辆质心侧偏角，包括：
基于所述车辆横向车速最终估计值，确定各个时刻车辆的侧向速度；
将预先获取到的各个时刻车辆的纵向速度和所述各个时刻车辆的侧向速度进行质心侧偏角计算，得到车辆质心侧偏角；
其中，所述离散时刻的车辆质心侧偏角的计算式为：
β(k)＝arctan[vy(k)/vx(k)]
其中，vy(k)为各个时刻车辆的侧向速度，vx(k)为各个时刻车辆的纵向速度，β(k)为各个时刻的车辆质心侧偏角。


6.一种车辆主动安全控...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋翔，谢军，张磊，陆玉正，蒋慧琳，
申请(专利权)人：南京晓庄学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32