[发明专利]一种车辆行驶过程中路面坡度的实时估计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种路面坡度的估计方法，特别是关于一种车辆行驶过程中路面坡度的实时估计方法。

背景技术

现代车辆控制系统包含有多个子系统，车辆控制效果不仅仅取决于整车控制器的控制，而且还需要依赖采集的车辆参数信息，车辆各个系统在进行参数估计时需要利用车辆和环境信息，如果一些未知的环境参数可以被实时估计到，不仅可以改善车辆控制模型的精度，而且能够有效改善车辆控制效果。车辆行驶路面的坡度信息对于车辆的导航、主动安全控制和驱动力控制都是非常重要的。

现有技术中对车辆行驶路面的坡度估计方法包括有基于纵向动力学坡度估计方法和基于加速度偏差坡度估计方法。其中，基于纵向动力学坡度估计方法对车辆行驶路面的坡度进行估计主要是依赖于车辆的模型精度以及车辆行驶过程中所实时采集的各个参数，由于车辆行驶过程中实时采集的各个参数受环境影响较大，带有很强的高频噪声，直接利用带有高频噪声的信息对路面坡度进行估计会使得路面坡度的估计结果也带有较大的高频噪声；基于加速度偏差的坡度估计方法由于受惯性传感器的静态偏差影响较大，这是因为惯性传感器的静态偏差在计算过程中表现为路面的坡度，由于惯性传感器的静态偏差属于低频信号，此低频信号会使得对车辆行驶过程中的路面坡度的结果不准确。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够准确估计路面坡度的车辆行驶过程中路面坡度的实时估计方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种车辆行驶过程中路面坡度的实时估计方法，包括以下步骤：1）设置一包括有驱动力传感器、车速传感器、加速度传感器和坡度估算系统的路面坡度实时估计系统，所述坡度估算系统包括有车辆加速度计算模块、基于纵向动力学坡度估计模块、基于加速度偏差坡度估计模块和多方法融合坡度估计模块；2）整车控制器在某一采样时刻控制驱动力传感器将驱动力信号F_x发送到基于纵向动力学坡度估计模块，车速传感器将接收到车辆的纵向速度信号v_x分别发送到车辆加速度计算模块和基于纵向动力学坡度估计模块，加速度传感器将接收的车载纵向加速度传感器信号a_x发送到基于加速度偏差坡度估计模块；3）车辆加速度计算模块根据纵向速度信号v_x计算车辆加速度并将其分别发送到基于纵向动力学坡度估计模块和基于加速度偏差坡度估计模块；4）基于纵向动力学坡度估计模块根据驱动力信号F_x、纵向速度信号v_x和车辆加速度信号计算路面坡度估计值θ₁，并将其发送到多方法融合坡度估计模块；5）基于加速度偏差坡度估计模块根据车载纵向加速度传感器信号a_x和车辆加速度计算路面坡度估计值θ₂，并将其发送到多方法融合坡度估计模块；6）多方法融合坡度估计模块将路面坡度估计值θ₁和θ₂分别进行滤波处理，得到车辆行驶过程中某一采样时刻路面坡度θ的估计值式中，τ为时间常数，s为拉普拉斯算子；7）完成某一采样时刻路面坡度值估计后，整车控制器根据设定的采样间隔分别控制驱动力传感器、车速传感器和加速度传感器采集信号，重复上述步骤2）～6）对各采样时刻的路面坡度进行实时估算，直到车辆熄火。

所述步骤4）中路面坡度估计值θ₁为：

θ1=arcsinD-f1-D2+f21+f2,]]>

D=b^mg,]]>