[发明专利]一种适用于四轮驱动车辆多轮高滑移率时的速度估计算法

说明书

本发明公开了一种适用于四轮驱动汽车多轮高滑移率时的速度估计算法，所述方法分两层，第一层包括：利用基于轮速的车速估算模块，将车轮角速度转换为车轮纵向速度并修正轮胎旋转半径和轮胎标记半径的偏差，根据模糊逻辑估计车速；利用基于加速度的车速估算模块，根据积分加速度变量来估计车速；多轮大滑移率时第一层算法无法准确估算车速，第二层算法中车速估算模块引入模糊逻辑以精确判断车轮打滑状况，并估算精确车速；按照第二层车速估算模块的加权系数，平衡车轮和加速度传感器的两种信号，估算最终车速。本方法引入了临时估算车速，以解决对车速和轮胎滑移率估算不准确的问题，本方法提高了精度，适用于四轮驱动车辆多轮高滑移率时估算速度。

技术领域

发明涉及四轮驱动车辆状态估计技术领域，具体为一种适用于四轮驱动车辆多轮高滑移率时的速度估计算法。

背景技术

随着智能和先进的驾驶员辅助系统的发展，车辆状态估计对于汽车主动系统的意义越来越大，而车速是车辆状态估计的关键变量，多个车轮出现滑移时的速度估算是重点也是难点。

现有的技术通常针对低滑移率，在普通路面上进行车辆速度估计。然而，四驱车辆在雪地路面上出现高滑移率是更危险的情况，特别是四轮同时打滑。传统上，基于轮速传感器的纵向车速估算和基于加速度传感器的纵向车速估算都有缺点，基于轮速传感器的纵向车速估算在没有车轮滑移的情况下估算值是比较准确的；基于加速度传感器的车速估算在加速度比较小或是频繁加减速的情况下估算值精度差。另外，由于轮胎模型的误差而引起的动力学算法性能下降，也会影响车辆速度估计精度。

利用四轮编码器和加速度传感器，引入轮胎转动系数修正轮胎旋转半径与轮胎标记半径之间的偏差，再引入临时估算车速处理车速和轮胎滑移率计算不准确的问题，能在多轮高滑移率情况下准确估算车速。本发明在此基础上，采用二次模糊控制的方法提高最终估算车速的精度，提出了一种四驱车辆多轮高滑移率的速度估算方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有的技术缺陷，提供一种四轮驱动车辆多轮高滑移率时的速度估计算法。

为实现上述目的，可以通过一下技术方案来实现：一种四轮驱动车辆多轮高滑移率时的速度估计算法，包括轮速计算模块、基于轮速的车速估算模块、信号滤波模块、基于加速度的车速估算模块、滑移率置信度计算模块、车速估算模块和最终模糊控制模块。

具体包括以下步骤：1)根据第一层算法进行预估算，在大滑移率的情况下分别基于四个轮速传感器和纵向加速度传感器估算相对准确的纵向车速，作为参考值提供给第二层算法；2) 根据第二层算法进行最终的纵向车速估算，调节在不同车轮滑移情况下的置信程度，使得在大滑移率、多轮打滑的情况下得出精确的纵向车速估算值。

其中，所述的轮速计算模块接收传感器信号，信号为车轮角速度ω_i，j，其数值会随实际车辆轮胎气压等变化而有偏差，因此引入轮胎转动系数η进行标定，再输出估算车轮线速度V_i，j给基于轮速的车速估算模块。

其中，所述的基于轮速的车速估算模块从传感器得到的四个轮速中选取最小速度，并计算四个车轮的滑移率，作为模糊控制的输入量，输出相对准确的车速估算值v_E，w给基于加速度的车速估算模块和第二层算法。

其中，所述的信号滤波模块用于处理加速度传感器的信号，对车辆纵向加速度a_sensor进行滤波。

其中，所述的基于加速度的车速估算模块接收滤波后的加速度，采用小步长时间迭代积分，然后用线性补偿方式进行标定输出车速估算值V_{E a}给第二层算法。

其中，所述的车速估算模块根据第一层算法得出的相对准确的估算车速，在考虑滑移率和滑移车轮个数基础上，输出估算值到滑移率置信度计算模块和最终模糊控制模块。