[发明专利]一种利用在线修正的汽车状态参数估计路面附着系数的方法

摘要

本发明提供了一种利用在线修正的汽车状态参数估计路面附着系数的方法，首先对相关参数进行在线辨识，将修正后的参数传递给状态估计器，由状态估计器得到的估计值再反馈回参数修正部分。然后，利用之前得到的估计值及辨识出的参数值，通过各传感器得到的信号，对轮胎侧偏力进行估算，并将估算结果传递给路面附着系数估计器，最终对路面附着系数进行估计，之后再将结果反馈给侧偏力估计过程中，使得估计结果更加精确。本发明在状态估计过程中采用参数实时修正功能，并将估计值反馈再修正，可以解决在参数估计过程中，由于非线性模型线性化带来的误差引起的滤波易发散现象，对模型参数进行在线更新修正，达到自适应估计效果，提高在线估计精度。

主权项

一种利用在线修正的汽车状态参数估计路面附着系数的方法，其特征在于包括以下步骤：1)对整车质量m通过最小二乘法进行在线辨识，利用汽车整车质量m和轮胎侧偏特性的线性关系，通过辨识出的结果m得到相对应的前后轮侧偏刚度k₁、k₂，反馈给辨识器，根据侧向动力学模型重新对整车参数进行估计，得到新的整车质量m，式中，a，b分别为质心到前后轴的距离；k₁、k₂分别为前后轮侧偏刚度；v_x为质心处纵向速度；a_y为汽车侧向加速度；β为质心侧偏角；ω为横摆角速度；δ为前轮转角；2)将更新得到的m、k₁、k₂及由传感器提供的侧向加速度及前轮转角传递给汽车行驶状态估计模块，根据整车三自由度模型，对汽车横摆角速度ω、质心侧偏角β及纵向车速v_x进行估计，$\stackrel{\·}{\mathrm{\ω}}=\frac{(a^2{k}_1+b^2{k}_2)}{I_z{v}_x}\mathrm{\ω}+\frac{(a{k}_1-b{k}_2)}{I_z}\mathrm{\β}-\frac{a{k}_1}{I_z}\mathrm{\δ},$$\stackrel{\·}{\mathrm{\β}}=(\frac{a{k}_1-b{k}_2}{m}-u^2)\frac{\mathrm{\ω}}{v_x^2}+\frac{k_1+k_2}{m}\frac{\mathrm{\β}}{v_x}-\frac{k_1}{m}\frac{\mathrm{\δ}}{v_x},{\stackrel{\·}{v}}_x=a_x+\mathrm{\β}{v}_x\mathrm{\ω},$式中，I_z为整车的转动惯量；u为车速。3)将质心处纵向速度v_x及由传感器测得的轮胎垂直载荷信息F_z传递给轮胎半径计算模块，得到轮胎的实际半径R＝R₀+K_zF_z(1‑K_vv_x)，式中，R₀为无载荷无速度时轮胎半径；K_z为载荷影响因素；K_v为速度影响因素；F_z为垂直载荷大小；4)将得到的实际的轮胎半径R传递给滑移率计算模块，结合传感器测得的轮胎转速ω_i及估计得到的纵向速度v_x，从而得到此刻滑移率的大小5)侧向力估计模块根据魔术公式估算轮胎的准静态侧向力值再根据动态侧向力与准静态侧向力间的关系得到轮胎侧向力F_yi，式中K_L为影响系数；6)将轮胎侧向力送入路面附着估计模块，对路面附着系数进行估计，待估计的状态和参数状态为x_s(t)＝[α_f,α_r]和x_p(t)＝[μ_f,μ_r]；7)将得到的路面附着系数反馈给侧向力估计模块，重新计算轮胎侧向力，再得到新的路面附着系数，实时修正。