[发明专利]一种考虑质量失配的轮胎路面附着系数多模型融合估计方法在审

专利信息
申请号: 202110971842.1 申请日: 2021-08-20
公开(公告)号: CN114043986A 公开(公告)日: 2022-02-15
发明(设计)人: 殷国栋;汪䶮;严永俊;胡敬宇;柏硕;徐利伟;王金湘;卢彦博;庄伟超 申请(专利权)人: 东南大学
主分类号: B60W40/064 分类号: B60W40/064
代理公司: 北京德崇智捷知识产权代理有限公司 11467 代理人: 季承
地址: 210096 江*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 考虑 质量 失配 轮胎 路面 附着 系数 模型 融合 估计 方法
【说明书】:

发明公开了一种车载传感器测量数据异常情况下的汽车状态估计方法,具体包括以下步骤:采集车辆纵向加速度、横向加速度、横摆角速度和前轮转角信号,与非线性车辆模型结合,利用强跟踪无迹卡尔曼滤波估计车辆轴向力信息,基于车辆轴向力信息利用交互多模型无迹卡尔曼估计轮胎路面附着系数;车辆轴向力信息包括车辆前轴的纵向力和侧向力以及车辆后轴的纵向力和侧向力。通过交互与混合、预测以及融合,给出了一种可以结合多个模型的优势实现在复杂驾驶工况下轮胎路面附着系数的精确估计,然后对后验状态和它的协方差矩阵Pη更新,采用先验与后验相结合的估计方法,可以填补当前质量失配情况下汽车轴向力无法精确估计的技术空白。

技术领域

本发明涉及车辆控制领域,具体涉及一种考虑质量失配的轮胎路面附着系数多模型融合估计方法。

背景技术

为了提高汽车的安全性,许多主动安全技术被开发出来以减少交通事故,如主动避撞系统、车身稳定系统。这些系统的有效实施直接受轮胎路面附着系数等关键信息的影响。然而,轮胎路面附着系数无法通过车载传感器直接测量。因此,一些基于状态观测器的估计方法被用来解决该问题。但传统估计方法中一个基本前提是车辆模型中质量参数精确已知且驾驶操纵相对简单。

但是,它忽略了一些实际的工作条件,车辆空载满载时质量差异明显,一些复杂驾驶操纵也较为常见,这种情况导致现有的轮胎路面附着系数估计方法可能由于估计偏差过大并不能应用到实际中。

发明内容

本发明要解决的技术问题:本发明的目的是为了解决现有技术中的不足,提供一种种考虑质量失配的轮胎路面附着系数多模型融合估计方法。

本发明的技术方案:车载传感器测量数据异常情况下的汽车状态估计方法,具体包括以下步骤:采集车辆纵向加速度、横向加速度、横摆角速度和前轮转角信号,与非线性车辆模型结合,利用强跟踪无迹卡尔曼滤波估计车辆轴向力信息,基于所述车辆轴向力信息利用交互多模型无迹卡尔曼估计轮胎路面附着系数;

所述车辆轴向力信息包括车辆前轴的纵向力和侧向力以及车辆后轴的纵向力和侧向力;

进一步的,利用强跟踪无迹卡尔曼滤波估计车辆轴向力信息,具体步骤如下:

建立非线性车身模型,

其中r为横摆角速度、为横摆角速度r的导数、Fyf为前轴侧向力,Fyr为后轴侧向力,Fxr为后轴纵向力,Fxf为前轴纵向力,m为汽车总质量、Lf为前轴到质心的距离、Lr为后轴到质心的距离、δ为前轮转角、ax为纵向加速度、ay为侧向加速度、Iz为绕z轴的转动惯量;

根据公式(1)~(3)建立车辆轴向力状态方程与量测方程如下:

状态变量为:

xη=[Fxf,η,Fxr,η,Fyf,η,Fyr,η]T

量测变量为:

zη=[rη,ax,η,ay,η]T

输入变量为:

u=[δ]T

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