[发明专利]用于估计影响车辆动力学变量的方法和对应的虚拟传感器

说明书

用于估计影响车辆动力学(10)的至少一个变量(β；v_x，v_y；ψ，μ)的方法，包括：测量所述车辆(10)在其运动期间的动力学变量(MQ)；基于所述测量的动力学变量(MQ)实时地计算所述变量(β；v_x，v_y；ψ，μ)的估计(公式(I))。该方法包括：通过估计过程(DVS_β；DVS_βv；DVS_βvμ)计算(230)所述至少一个变量(β；v_x，v_y；ψ，μ)的所述估计，所述估计过程(DVS_β；DVS_βv；DVS_βvμ)包括：考虑在所述车辆(10)在各个时间间隔(n_y，n_w，n_ψ，n_x，n_α)之上的运动期间测量的一组动力学变量(MQ)，以及在所述一组测量的动力学变量(MQ)上应用关于所述变量(β；v_x，v_y；ψ，μ)计算的至少一个最优非线性回归函数以估计来获得所述变量(β；v_x，v_y；ψ，μ)的所述估计；所述最优非线性回归函数通过最优计算过程(220)而被获得，所述最优计算过程(220)包括：基于获取的一组参考数据(D_d)以及基于在所述车辆(10)的所述运动期间测量的所述一组动力学变量(MQ)，针对期望的精度水平(ε)在给定的一组操作条件(OC)中找到回归函数所述回归函数提供低于或等于所述期望的精度水平(ε)的估计误差，所述获取的一组参考数据(D_d)通过在所述给定的一组操作条件(OC)中获取(210)变量的一组参考数据(D_d)而被获得，所述变量包括对应于所述测量的所述车辆(10)的动力学变量(MQ)以及所述车辆(10)的横向速度(v_y)和纵向速度(v_x)的变量。

技术领域

本说明书涉及用于设计影响车辆动力学的至少一个变量的虚拟传感器的技术，其能够使用从电子稳定性控制系统或在生产汽车和重型车辆时通常可用的其他装置测量的数据实时地给出所关心的变量的可靠估计。

这些技术特别地意在估计车辆的侧滑角和/或横向和纵向速度和/或轮胎－道路摩擦系数。在生产车辆时实时地获得这些变量的可靠估计可以允许实现了超越当前设计的显著的性能提升的对稳定性、牵引和制动控制系统的设计。

背景技术

在过去一些年中已经提出了许多关于本发明的技术问题目的 (即，影响车辆动力学的变量(例如侧滑角)的估计)的方法，所述方法的直接测量需要使用对它们在生产车辆中使用而言太复杂和/或昂贵的传感器。所有这些方法基于两步过程：首先，车辆的合适的模型(该模型包括例如具有给定的自由度的动力学或运动学公式)被推导；随后，基于所推导的模型设计合适的估计算法(其可以除了别的以外基于卡尔曼滤波器，或滑动模式观测器，或水平移动估计器，或粒子滤波器)，并且所述估计算法被实现在用于使用可从ESC系统或其他车辆装置获得的数据(例如，关于转向角、车轮速度、偏航率、横向加速度等等的信号)来实时地估计所关心的变量(例如侧滑角)的电子板上。