[发明专利]GPS辅助的车辆纵向速度确定

说明书

技术领域

本发明总的涉及车辆动力控制。更特别地，本发明涉及确定车辆动力控制系统中的纵向车辆速度。

背景技术

纵向车辆速度的精确知识可用于提高许多车辆动力控制系统。例如，防抱死制动系统(ABS)控制器可最大化制动力和最小化停止距离。但是，车辆的纵向速度通常在生产车辆中不可用。代替地，在很多情况下使用轮转速。但是，在存在过多的轮胎打滑时，轮转速不表示车辆的纵向速度。

已经提出了若干方法来确定纵向车辆速度。某些方法使用轮转速和纵向加速度来确定纵向车辆速度，并因此需要补偿传感器偏置、车轮滚动半径的变化、和纵向滑动。也已经提出了在车辆速度计算中使用全球定位卫星系统(GPS)。但是，该方法遭受了低带宽，因为一般的GPS接收器具有小于10Hz的更新速率并且其对于车辆动力控制应用来说太低。

发明内容

车辆包括纵向加速度计和GPS。一种用于确定车辆纵向加速度的方法包括测量来自纵向加速度计的信号。此外，该方法包括使用由GPS提供的车辆纵向速度的测量、车辆横向速度的测量和车辆偏航角速度的测量来确定纵向加速度计的灵敏度和偏置。最后，该方法包括向从纵向加速度计测量的信号应用所述灵敏度和偏置。车辆纵向速度可以通过对纵向加速度积分来估计。

此外，各轮转速是以下操作确定的：通过使用GPS速度和车辆偏航角速度计算车辆重心处的纵向和横向速度；根据车辆重心处的纵向和横向速度和相对于车辆重心的车轮分布计算各车轮的纵向和横向速度；并且使用各车轮的纵向和横向速度和转向角来计算各轮转速。车辆纵向速度可以通过对纵向加速度进行积分或根据各轮转速来估计。

附图说明

本发明在某些零件和零件的布置中采用物理形式，其优选实施将被详细描述并且在之后所合并的附图中图示，其中：

图1是经历转弯操纵的车辆的示意图；

图2是与GPS通信的图1的车辆的方框图；

图3是图示用于确定车轮滚动半径、纵向加速度计的偏置和灵敏度误差、和纵向车辆速度的方法的流程图；

图4是图示用于确定车轮滚动半径的方法的流程图；

图5是图示用于确定纵向加速度计的偏置和灵敏度误差的过程的流程图；

图6是具有因悬挂和道路坡度引起的俯仰角(pitch)的车辆的示意图；

图7是图示用于估计纵向加速度计的偏置和灵敏度误差的过程的流程图；

图8是图示用于基于轮转速来估计纵向车辆速度的过程的流程图；

图9是图示用于基于纵向加速度的积分来估计纵向车辆速度的过程的流程图；和

图10是图示用于确定纵向车辆速度的过程的流程图。

具体实施方式

参考图1，图示了经历转弯操纵的车辆12。在重心处的纵向和横向速度被分别表示为v_x和v_y。偏航角速度表示为r并且前转向角被表示为δ_f。车辆重心和前轴之间的距离是a，并且车辆重心和后轴之间的距离是b。T_f和T_r是前后轴的轨道宽度。并且v_x，fl、v_x，fr、v_x，rl和v_x，rr表示四个车轮(分别为左前、右前、左后、和右后)处的纵向速度。类似地，v_y，fl、v_y，fr、v_y，rl和v_y，rr表示四个车轮，左前轮22、右前轮24、左后轮26、和右后轮28处的横向速度。

图2一般地示出了车辆12中与全球定位系统(GPS)200通信的车辆动力控制系统14。多个传感器或系统16被提供以将来自多个车辆系统的信号传送到控制器20。车辆动力控制系统14包括用于从多个传感器或系统接收信息或信号的控制器20，所述信息或信号可包括防抱死制动系统(ABS)状态16a、牵引控制系统(TCS)状态16b、包括GPS速度的GPS数据16c、偏航角速度16d、(在每个车轮处的)车辆速度16e、横向加速度16f、转向角(方向盘位置)16f、来自纵向加速度计18的纵向加速度16g、俯仰角速度16h、和转向角位置16i。转向的车轮的转向角位置16i、横向加速度、纵向加速度、偏航角速度、滚动方位、和速度也可以通过使用全球定位系统(GPS)而获得。基于信号16a-i，控制器20控制车辆动力系统14并可以存储信号16a-i。取决于所期望灵敏度、控制系统的类型和各种其它因素，不是所有列举的信号都可以在商业应用中使用。