[發(fā)明專利]重型半掛車狀態(tài)估計方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210033800.4
• 申請日: 2012-02-16
• 公開（公告）號: CN102582626A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宗長富;王化吉;麥莉;趙偉強;鄭宏宇;何磊;張不揚;聶枝根;卜未琦;趙漢卿
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號: B60W40/12
• 分類號: B60W40/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種應(yīng)用于重型半掛車狀態(tài)估計方法，所述的重型半掛車狀態(tài)估計方法步驟為：

1)由車輪處的輪速傳感器測出牽引車及半掛車各車輪輪速；

2)由方向盤處的轉(zhuǎn)角傳感器測出方向盤轉(zhuǎn)角；

3)由牽引車及半掛車質(zhì)心處的縱向加速度傳感器測出牽引車及半掛車的縱向加速度；

4)由牽引車及半掛車質(zhì)心處的側(cè)向加速度傳感器測出牽引車及半掛車的側(cè)向加速度；

5)將所有傳感器信息輸入到傳感器前置濾波模塊中，對各傳感器信息進(jìn)行低通濾波與野點剔除；

6)根據(jù)牽引車及半掛車車輪輪速和牽引車及半掛車車體縱向加速度計算車輛縱向車速；

7)將車速信息、縱向加速度信息、方向盤轉(zhuǎn)角信息傳給基于模型的UKF狀態(tài)估計器；

8)UKF狀態(tài)估計器將接收到的車速信息、縱向加速度信息、方向盤轉(zhuǎn)角信息，以及由重型半掛車狀態(tài)存儲器輸出的前一時刻車輛狀態(tài)，輸入給UKF狀態(tài)估計器內(nèi)嵌的五自由度重型半掛車動力學(xué)模型，計算出重型半掛車當(dāng)前狀態(tài)，即進(jìn)行時間更新；

9)將由動力學(xué)模型計算得到的狀態(tài)參數(shù)傳給UKF狀態(tài)估計器中的UKF算法模塊，根據(jù)與傳感器測量的側(cè)向加速度值比較，對動力學(xué)模型計算得到的車輛狀態(tài)值進(jìn)行修正，得到重型半掛車狀態(tài)真值，即進(jìn)行測量更新。

10)將基于模型的UKF狀態(tài)估計器得到的重型半掛車狀態(tài)值輸出給重型半掛車狀態(tài)存儲器，為下一時刻的狀態(tài)估計做準(zhǔn)備。

2.如權(quán)利要求1所述的重型半掛車狀態(tài)估計方法，該方法所使用的系統(tǒng)包括以下幾個組成部分：

傳感器前置濾波模塊，用于去除傳感器信號的高頻噪聲和剔除信號野點；

車速計算模塊，用于使用重型半掛車的各車輪輪速信息，計算牽引車和半掛車的縱向車速；

基于模型的無軌卡爾曼濾波(UKF)狀態(tài)估計器，用于估計重型半掛車的重要狀態(tài)參數(shù)的真值，如車體側(cè)傾角、質(zhì)心側(cè)偏角、橫擺角速度等物理量；并且該狀態(tài)估計器包括兩個組成部分，分別為：用于狀態(tài)估計時間更新的重型半掛車動力學(xué)模型模塊，和由于狀態(tài)估計測量更新的UKF算法模塊；

重型半掛車狀態(tài)存儲器6，用于存儲重型半掛車狀態(tài)參數(shù)當(dāng)前時刻真值，并且，為下一時刻估計狀態(tài)參數(shù)時，提供前一時刻的狀態(tài)參數(shù)。

3.如權(quán)利要求1所述的重型半掛車狀態(tài)估計方法，該方法中用于狀態(tài)估計器時間更新的重型半掛車模型模塊，使用包含五個自由度的重型半掛車動力學(xué)模型。

4.如權(quán)利要求3所述的重型半掛車狀態(tài)估計方法，該方法采用的重型半掛車動力學(xué)模型，計算車輛狀態(tài)的過程，及時間更新的步驟為：

1)將由傳感器前置濾波模塊去噪與剔除野點后得到的傳感器信息，如縱向加速度信息、方向盤轉(zhuǎn)角信息、側(cè)向加速度信息，和由車速計算模塊計算得到的車速信息，傳給重型半掛車動力學(xué)模型的運動學(xué)解算模塊；

2)運動學(xué)解算模塊根據(jù)輸入的傳感器信息和計算得到的車速信息計算輪胎側(cè)偏角，并將其傳給輪胎力查詢模塊；

3)同時，將車輛縱向加速度、側(cè)向加速度信息傳給垂向力計算模塊，計算重型半掛車各輪的垂直載荷變化情況，得到垂直載荷的實時值，并將其傳給輪胎力查詢模塊；

4)輪胎力查詢模塊根據(jù)當(dāng)前的輪胎側(cè)偏角，以及垂直載荷計算模塊得到的各車輪實時載荷信息，查詢預(yù)先標(biāo)定的輪胎側(cè)向力表，得到各車輪處受到的輪胎側(cè)向力，并傳給車體動力學(xué)模塊；

5)車體動力學(xué)模塊根據(jù)當(dāng)前車輛的受力情況，即由輪胎力查詢模塊得到的輪胎側(cè)向力當(dāng)前值，和由狀態(tài)存儲器輸出的前一時刻的車輛運動狀態(tài)，解算車輛動力學(xué)微分方程，得到車輛當(dāng)前的運動狀態(tài)。

5.如權(quán)利要求4所述的重型半掛車狀態(tài)估計方法，該方法所獲得車輛當(dāng)前的運動狀態(tài)為牽引車及半掛車側(cè)傾角、牽引車及半掛車質(zhì)心側(cè)偏角、牽引車及半掛車橫擺角速度。