[发明专利]一种机动车辆自适应巡航系统的车速估计方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种车速估计方法，特别涉及用于机动车辆自适应巡航控制系统的车速估计方法。

背景技术：

本发明为一种车速(也称为“参考车速”)估计方法，主要用于道路行驶机动车辆(称为“主车”)的自适应巡航控制系统(Adaptive Cruise Control，ACC)，该系统利用一个车距传感器探测行驶前方是否存在以低于主车车速行驶的另一个机动车辆或其它障碍物(称为“目标对象”)，当存在目标对象时，依据一定规则确定其中对主车安全行驶最具危险的目标对象(称为“主目标”)，并控制主车与其保持安全距离(称为“安全车距”)行驶，当不存在目标对象时，控制主车按照驾驶员设定的期望车速(称为“设定车速”)行驶。

有别于传统巡航控制，自适应巡航控制系统能够控制主车与可能出现的目标对象之间保持安全车距行驶，安全车距的确定原则称为“安全策略”。主车的行驶车速是决定自适应巡航系统安全策略的主要因素之一，准确掌握车速信息是系统运用安全策略确定正确安全车距、保证行车安全的前提，这对于存在近距离目标对象的情况尤为重要。迄今已有多项关于自适应巡航控制系统的公开专利，如US2004/0064240、US2005/0240334、US2007/0233353、CN101326074A。但在这些专利中，均未涉及准确获取车速/加速度信息的技术手段。现有技术一般利用ABS轮速传感器测取的车轮转速信号计算行驶车速，这种方法的缺点是轮速信号包含较大的噪声成分，并且在制动过程中，车轮的滑移会导致计算结果与真值产生较大的偏差，严重影响其使用价值。

发明内容：

本发明的目的在于解决现有自适应巡航系统由于无法准确掌握车速信息所导致的系统性能难以保障的问题，提供一种两轮驱动机动车辆的车速估计方法。

本发明的特征在于利用机动车辆自适应巡航控制系统的纵向加速度传感器和轮速传感器的量测信号，以Kalman滤波算法为基础，通过估计系统噪声特征改进了算法对加速度信号静态偏差变化的跟踪能力，通过在制动状态下对量测方程的修正，减小了以轮速计算车速量测值的误差。试验表明，本发明具有不依赖大量实车试验、计算量小、可靠性高的特点。

本发明的基本原理说明如下：

A基本估计算法

理论上，在非制动工况下，非驱动轮轮速与车轮有效半径的乘积可以作为参考车速，但直接利用非驱动轮轮速计算参考车速会将轮速量测噪声带入估计结果，影响使用效果。当汽车制动时，通过加速度信号积分可以求取参考车速，但一方面，积分初值并非在任意时刻均可准确获取，另一方面，由于环境温度、道路坡度、车身俯仰运动等因素的影响，加速度传感器采集的加速度值存在静态偏差，从而极易导致很大的累计误差。

利用Kalman滤波算法能够有效地解决信号噪声问题，因此，本发明借助Kalman滤波算法估计主车的车速和加速度。

以主车车速、加速度信号偏差为状态变量，并视加速度信号偏差具有缓变特征，可以建立如下离散形式的状态空间表达式：