[发明专利]车辆侧滑角估计系统和方法

说明书

本发明涉及车辆侧滑角估计系统和方法。具体公开了一种车辆侧滑估计系统包括：传感器，其安装在车辆上；以及运动学模型，其从传感器接收信号以估计车辆的侧向速度。补偿加速度计算器计算补偿的侧向加速度，作为导致偏离测量的侧向加速度的条件的量度。侧向加速度计算器基于补偿的侧向加速度和测量的侧向加速度来确定侧向加速度误差是否大于预定义阈值。当侧向加速度误差大于预定义阈值时，滤波器校正车辆的估计的侧向速度。当侧向加速度误差小于预定义阈值时，速度输出寄存器寄存车辆的估计的侧向速度，并且侧滑计算器根据车辆的寄存的侧向速度和车辆纵向速度来实时地计算车辆的侧滑角。

技术领域

本发明通常涉及车辆和轮胎监测系统。更特别地，本发明涉及测量并收集车辆和轮胎参数数据的系统。本发明涉及用于使用测量的参数来实时地准确和可靠地估计车辆的侧滑角的系统和方法。

背景技术

车辆的状态条件基于不同的驾驶条件而变化，诸如车辆中的乘客数量、座位布置、驾驶地形和道路条件。此类状态条件的变化可影响在车辆控制系统（包括制动、牵引力、稳定性和悬架系统）中采用的车辆状态估计器模型以及也可在控制系统中使用并且用于预测轮胎磨损的轮胎状态估计器模型的准确性。因此，实时了解车辆状态条件在许多车辆控制系统以及轮胎磨损估计中是有用的。

在车辆状态条件当中的是车辆的侧滑角。侧滑角是车辆的预计航向与其实际航向之间的差异。实时了解车辆的侧滑角在许多主动车辆安全应用中是有用的。然而，侧滑角的测量需要复杂且昂贵的传感器系统，该传感器系统对于许多应用通常是成本过高的。

已采用了用以基于采用车辆和/或轮胎参数的特定模型或观测器来估计侧滑角的数种策略。然而，这些策略未能考虑到某些类型的道路条件（诸如，路堤或坡度）以及车辆运动中的非线性（诸如，侧倾和俯仰）。现有技术的策略未能考虑到此类道路条件和车辆运动中的非线性，这不期望地降低了所得估计的准确性。另外，现有技术依赖于车辆配备的特定轮胎组，这在车辆上采用不同轮胎时导致了不准确性。

结果，在本领域中需要一种系统和方法，该系统和方法准确和可靠地估计车辆侧滑角并且考虑到道路条件和车辆运动中的非线性。

发明内容

根据本发明的示例性实施例的方面，一种车辆侧滑估计系统包括车辆，该车辆继而包括控制区域网络（CAN）总线系统。传感器安装在车辆上并与CAN总线系统通信，并且运动学模型与CAN总线系统通信。运动学模型从传感器接收信号作为输入，并且基于这些输入来估计车辆的侧向速度。输入包括测量的车辆侧向加速度和车辆纵向速度。补偿加速度计算器与CAN总线系统通信以计算补偿的车辆侧向加速度，作为导致偏离测量的车辆侧向加速度的条件的量度。侧向加速度计算器与CAN总线系统通信，以基于补偿的车辆侧向加速度和测量的车辆侧向加速度来确定侧向加速度误差是否大于预定义阈值。滤波器与CAN总线系统通信，以在侧向加速度误差大于预定义阈值时校正车辆的估计的侧向速度。速度输出寄存器与CAN总线系统通信，以在侧向加速度误差小于或等于预定义阈值时寄存车辆的估计的侧向速度。侧滑计算器与CAN总线系统通信，以根据车辆的寄存的侧向速度和车辆纵向速度来实时地计算车辆的侧滑角。

根据本发明的另一个示例性实施例的方面，一种用于估计车辆侧滑角的方法包括以下步骤：提供车辆，该车辆包括控制区域网络（CAN）总线系统和传感器，所述传感器安装在车辆上并与CAN总线系统通信。将来自传感器的信号输入至与CAN总线系统通信的运动学模型中，所述信号包括测量的车辆侧向加速度和车辆纵向速度。利用运动学模型基于输入来估计车辆的侧向速度。利用与CAN总线系统通信的补偿加速度计算器来计算补偿的车辆侧向加速度，作为导致偏离测量的车辆侧向加速度的条件的量度。利用与CAN总线系统通信的侧向加速度计算器基于补偿的车辆侧向加速度和测量的车辆侧向加速度来确定侧向加速度误差是否大于预定义阈值。当侧向加速度误差大于预定义阈值时，利用与CAN总线系统通信的滤波器来校正车辆的估计的侧向速度。当侧向加速度误差小于或等于预定义阈值时，利用与CAN总线系统通信的速度输出寄存器来寄存车辆的估计的侧向速度。利用与CAN总线系统通信的侧滑计算器根据车辆的寄存的侧向速度和车辆纵向速度来实时地计算车辆的侧滑角。