[發明專利]一種汽車轉向操縱特性的在線預測方法及系統

有效

• 申請號: 201710408225.4
• 申請日: 2017-06-02
• 公開（公告）號: CN107380169B
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 李鵬;何濤;蘇陽;賴建明;王丹;陳盛軍;肖志光
• 申請（專利權）人: 廣州小鵬汽車科技有限公司
• 主分類號: B60W50/00
• 分類號: B60W50/00;B60W40/10
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 鄭澤萍;胡輝

1.一種汽車轉向操縱特性的在線預測方法，其特征在于，包括步驟：

采集汽車實時的方向盤角度值和電機轉速，并采用Kalman濾波器對橫擺角速度穩態響應方程中的各物理參數進行實時預測后，獲得橫擺角速度穩態響應方程，從而計算出汽車下一時刻的預測的橫擺角速度；

根據計算出的預測的橫擺角速度，對汽車實現橫擺角速度控制；

其中所述物理參數包括方向盤零偏、轉向不足系數以及EPS傳動比；

所述橫擺角速度穩態響應方程的公式如下：

上式中，ω表示橫擺角速度，k表示轉向不足系數，α表示方向盤角度值，α₀表示方向盤零偏角，L表示軸距，k_θ表示EPS傳動比，u表示車輛前進速度；

其中，汽車的方向盤零偏角α₀、軸距L、EPS傳動比k_θ和轉向不足系數k為橫擺角速度穩態響應方程的計算參數。

2.根據權利要求1所述的一種汽車轉向操縱特性的在線預測方法，其特征在于，所述方向盤零偏、轉向不足系數以及EPS傳動比的在線估計是通過以下方式獲得的：

采集汽車的運動數據和靜態參數后，獲得汽車橫擺角速度穩態響應方程的方向盤零偏、轉向不足系數以及EPS傳動比的初始值；

基于模型參數的初始值，采用Kalman濾波器對方向盤零偏、轉向不足系數以及EPS傳動比進行在線估計。

3.根據權利要求2所述的一種汽車轉向操縱特性的在線預測方法，其特征在于，所述采集汽車的運動數據和靜態參數后，獲得汽車對應的方向盤零偏、轉向不足系數以及EPS傳動比的初始值的步驟，包括：

采集汽車的方向盤角度值、電機轉速以及橫擺角速度，同時獲取汽車的電機傳動比、車輪半徑以及方向盤零偏角、軸距和EPS傳動比的初始值；

根據電機傳動比、車輪半徑和采集的電機轉速，計算獲得汽車的車輛前進速度；

采用最小二乘法擬合獲得汽車的轉向不足系數的初始值。

4.根據權利要求3所述的一種汽車轉向操縱特性的在線預測方法，其特征在于，所述采用最小二乘法擬合獲得汽車的轉向不足系數的初始值的步驟，具體為：根據下式，采用最小二乘法擬合獲得汽車的轉向不足系數的初始值：

k＝uk_θ(α+α₀)/ωu²-L/u²

上式中，k表示轉向不足系數的初始值，α表示方向盤角度值的初始值，α₀表示方向盤零偏角的初始值，L表示軸距的初始值，k_θ表示EPS傳動比的初始值，u表示車輛前進速度，ω表示采集的橫擺角速度。

5.根據權利要求2所述的一種汽車轉向操縱特性的在線預測方法，其特征在于，所述基于模型參數的初始值，采用Kalman濾波器對方向盤零偏、轉向不足系數以及EPS傳動比進行在線估計的步驟，具體為：

結合計算參數的初始值，對應建立Kalman濾波器的狀態方程和量測方程后，采用Kalman濾波器對橫擺角速度穩態響應方程的計算參數進行預測。

6.根據權利要求5所述的一種汽車轉向操縱特性的在線預測方法，其特征在于，Kalman濾波的設計如下：

上式中，X表示狀態值，X_n表示X的當前狀態，X_n+1表示X的下一狀態，Z_n+1表示下一狀態X_n+1的量測值。

7.一種汽車轉向操縱特性的在線預測系統，其特征在于，包括處理器和存儲設備，所述存儲設備存儲有多條指令，所述指令由處理器加載并執行以下步驟：

采集汽車實時的方向盤角度值和電機轉速，并采用Kalman濾波器對橫擺角速度穩態響應方程中的各物理參數進行實時預測后，獲得橫擺角速度穩態響應方程，從而計算出汽車下一時刻的預測的橫擺角速度；

根據計算出的預測的橫擺角速度，對汽車實現橫擺角速度控制；

其中所述物理參數包括方向盤零偏、轉向不足系數以及EPS傳動比；

所述橫擺角速度穩態響應方程的公式如下：

上式中，ω表示橫擺角速度，k表示轉向不足系數，α表示方向盤角度值，α₀表示方向盤零偏角，L表示軸距，k_θ表示EPS傳動比，u表示車輛前進速度；

其中，汽車的方向盤零偏角α₀、軸距L、EPS傳動比k_θ和轉向不足系數k為橫擺角速度穩態響應方程的計算參數。