[发明专利]一种用于全轮独立驱动车辆的纵向车速估计方法及其装置

说明书

本发明公开了一种用于全轮独立驱动车辆的纵向车速实时估计方法及其装置。所述方法包括：对n时刻的车辆纵向加速度a_xm,n和车轮线速度v_wm,n分别进行滤波，对应得到a_xe,n和v_we,n，且对v_we,n求导获得a_we,n；根据n‑1时刻的道路坡度对a_xe,n进行加速度修正得到a′_xe,n；对v_we,n、a′_xe,n，根据预设的两个协方差矩阵Q、R，求取n时刻的纵向车速估计值v_xk,n；对a′_xe,n，根据n‑1时刻的车辆纵向车速v_x,n‑1，求取n时刻的基于加速度积分估计的估计车速v_xj,n；对a_we,n、v_we,n、a′_xe,n，根据v_xk,n、v_xj,n，求取n时刻的车辆纵向车速v_x,n。本方法能够实现全轮独立驱动车辆纵向车速的实时估计。

技术领域

本发明属于车辆车速估计技术领域，具体地，涉及一种用于全轮独立驱动车辆的纵向车速估计方法及其装置。

背景技术

全轮独立驱动车辆各轮转矩独立可控且转矩响应迅速精确，能够有效地改善车辆的操纵性、稳定性及安全性，其动力学控制近年来已成为研究热点。而纵向车速作为车辆重要的状态参数之一，其估计精度也将直接影响到相关动力学控制的控制效果。

目前，针对全轮独立驱动车辆，其纵向车速的获取主要有两种方法：一是通过光学传感器或GPS技术直接获取，方法简单直接，但成本很高，且易受环境因素的影响；二是基于车辆其他普通车载传感器进行间接估计，成本低，方法多样，且应用广泛。由于全轮独立驱动车辆各轮转速容易精确获得，因此基于车辆普通车载传感器进行车速的间接估计，尤其适合于全轮独立驱动车辆。

基于车辆普通车载传感器进行车速间接估计的方式主要有两种：一是通过对车辆纵向加速度信号直接进行积分而获取车速，其不受车辆行驶工况的影响，但长时间积分会产生误差累积，导致估计结果发散，因此不适用于长时间的车速估计，且积分初值不好确定；二是通过非驱动轮的轮速信号来进行车速的获取，估计效果较好，但不适用于全轮独立驱动车辆，全轮独立驱动车辆在驱动/制动过程中各轮都始终伴有滑转/滑移的存在，因此直接采用轮速信号进行车速估计会有很大的估计误差。有些研究也有提出基于加速度及轮速信息通过如滑 膜变结构算法、卡尔曼滤波算法、模糊算法等来进行车速估计，其更多地考虑了非线性特性对车速估计的影响，估计精度高，但由于相关非线性运算较多，实时性不是很好。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种用于全轮独立驱动车辆的纵向车速估计方法及其装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种用于全轮独立驱动车辆的纵向车速实时估计方法，包括以下步骤：

1)实时采集车辆纵向加速度a_xm和车轮线速度v_wm；

2)对n时刻的车辆纵向加速度a_xm,n和车轮线速度v_wm,n分别进行滤波，对应得到n时刻的且去噪后的车辆纵向加速度a_xe,n和车轮线速度v_we,n，且对车轮线速度v_we,n求导获得n时刻的车轮线加速度a_we,n；

3)根据n-1时刻的道路坡度对车辆纵向加速度a_xe,n进行加速度修正得到n时刻的且修正后的车辆纵向加速度a′_xe,n；