[發(fā)明專利]一種汽車轉(zhuǎn)向操縱特性的在線預(yù)測方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710408225.4
• 申請日: 2017-06-02
• 公開（公告）號: CN107380169B
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李鵬;何濤;蘇陽;賴建明;王丹;陳盛軍;肖志光
• 申請（專利權(quán)）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(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 鄭澤萍;胡輝

本發(fā)明公開了一種汽車轉(zhuǎn)向操縱特性的在線預(yù)測方法及系統(tǒng)，該方法包括步驟：采集汽車實(shí)時(shí)的方向盤角度值和電機(jī)轉(zhuǎn)速，并根據(jù)采用Kalman濾波器進(jìn)行參數(shù)預(yù)測后的橫擺角速度穩(wěn)態(tài)響應(yīng)方程計(jì)算出汽車下一時(shí)刻的預(yù)測的橫擺角速度；根據(jù)計(jì)算出的預(yù)測的橫擺角速度，對汽車實(shí)現(xiàn)橫擺角速度控制。本方法可以獲得符合汽車運(yùn)動性能的橫擺角速度穩(wěn)態(tài)響應(yīng)方程，從而實(shí)現(xiàn)對汽車操縱特性的在線預(yù)測，通過本方法進(jìn)行預(yù)測，可以考慮環(huán)境變化或者時(shí)間推移帶來的變化，對汽車轉(zhuǎn)向操縱特性的變化進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測，穩(wěn)定性高，且準(zhǔn)確度高，可廣泛應(yīng)用于電動汽車的控制行業(yè)中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電動汽車的自動控制領(lǐng)域，特別是涉及一種汽車轉(zhuǎn)向操縱特性的在線預(yù)測方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

名詞解釋：

Kalman濾波器：卡爾曼濾波器，是一種用于時(shí)變線性系統(tǒng)的遞歸濾波器。這個(gè)系統(tǒng)可用包含正交狀態(tài)變量的微分方程模型來描述，這種濾波器是將過去的測量估計(jì)誤差合并到新的測量誤差中來估計(jì)將來的誤差。

EPS傳動比：方向盤角度與前輪轉(zhuǎn)角的比例關(guān)系。

隨著汽車技術(shù)的飛速發(fā)展，汽車智能化技術(shù)已經(jīng)成為發(fā)展趨勢之一。目前，汽車轉(zhuǎn)向操縱特性估計(jì)對于開發(fā)智能駕駛輔助技術(shù)的發(fā)展具有十分重要的作用。目前已有的汽車轉(zhuǎn)向操縱特性的預(yù)測方法主要是基于阿克曼運(yùn)動學(xué)模型的簡單預(yù)估，其缺點(diǎn)是對于汽車運(yùn)動模型進(jìn)行了極大簡化，同時(shí)忽略汽車使用過程中運(yùn)動特性發(fā)生變化以及路面狀況變化情況。另外，還有采用標(biāo)定的車輛計(jì)算參數(shù)建立動力學(xué)分析，或者采用試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析的方法。總的來說，目前的這些對汽車轉(zhuǎn)向操縱特性的預(yù)測方法或分析方法存在準(zhǔn)確性低，沒有考慮使用環(huán)境變化或時(shí)間推移導(dǎo)致的汽車轉(zhuǎn)向操縱特性的變化等問題，穩(wěn)定性差，難以有效預(yù)測汽車的轉(zhuǎn)向操縱特性，導(dǎo)致其應(yīng)用效果受到一定局限。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種汽車轉(zhuǎn)向操縱特性的在線預(yù)測方法，本發(fā)明的另一目的是提供一種汽車轉(zhuǎn)向操縱特性的在線預(yù)測系統(tǒng)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種汽車轉(zhuǎn)向操縱特性的在線預(yù)測方法，包括步驟：

采集汽車實(shí)時(shí)的方向盤角度值和電機(jī)轉(zhuǎn)速，并根據(jù)采用Kalman濾波器進(jìn)行參數(shù)預(yù)測后的橫擺角速度穩(wěn)態(tài)響應(yīng)方程計(jì)算出汽車下一時(shí)刻的預(yù)測的橫擺角速度；

根據(jù)計(jì)算出的預(yù)測的橫擺角速度，對汽車實(shí)現(xiàn)橫擺角速度控制。

進(jìn)一步，所述橫擺角速度穩(wěn)態(tài)響應(yīng)方程的公式如下：

上式中，ω表示橫擺角速度，k表示轉(zhuǎn)向不足系數(shù)，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(jìn)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(zhuǎn)向不足系數(shù)k為橫擺角速度穩(wěn)態(tài)響應(yīng)方程的計(jì)算參數(shù)。

進(jìn)一步，所述橫擺角速度穩(wěn)態(tài)響應(yīng)方程的計(jì)算參數(shù)是通過以下方式獲得的：

采集汽車的運(yùn)動數(shù)據(jù)和靜態(tài)參數(shù)后，獲得汽車對應(yīng)的橫擺角速度穩(wěn)態(tài)響應(yīng)方程的計(jì)算參數(shù)的初始值；

結(jié)合計(jì)算參數(shù)的初始值，采用Kalman濾波器對橫擺角速度穩(wěn)態(tài)響應(yīng)方程的計(jì)算參數(shù)進(jìn)行預(yù)測。

進(jìn)一步，所述采集汽車的運(yùn)動數(shù)據(jù)和靜態(tài)參數(shù)后，獲得汽車對應(yīng)的橫擺角速度穩(wěn)態(tài)響應(yīng)方程的計(jì)算參數(shù)的初始值的步驟，包括：

采集汽車的方向盤角度值、電機(jī)轉(zhuǎn)速以及橫擺角速度，同時(shí)獲取汽車的電機(jī)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(jù)電機(jī)傳動比、車輪半徑和采集的電機(jī)轉(zhuǎn)速，計(jì)算獲得汽車的車輛前進(jìn)速度；