[發明專利]汽車穩定性控制系統的車速估計方法及系統

有效

• 申請號: 201810831292.1
• 申請日: 2018-07-26
• 公開（公告）號: CN108819950B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 戴一凡;戴希;曾勇;徐巍;張曉麗
• 申請（專利權）人: 清華大學蘇州汽車研究院（吳江）
• 主分類號: B60W50/00
• 分類號: B60W50/00
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 范晴;丁浩秋

本發明公開了一種汽車穩定性控制系統的車速估計方法，包括：識別車輛行駛狀態，并計算各行駛狀態下的基準輪速；分別構造基于運動學模型的容積卡爾曼濾波器和基于動力學模型的容積卡爾曼濾波器，通過置信度系數，將兩者融合構成雙層架構的容積卡爾曼濾波器，進行車速估計。構建了一個雙層架構的容積卡爾曼濾波器，提高了車速估計的精度及適用性。不依賴大量實車試驗、計算量小、可靠性高的特點。

技術領域

本發明涉及一種車速估計方法，具體地涉及一種兩輪驅動機動車輛的汽車穩定性控制系統的車速估計方法及系統。

背景技術

兩輪驅動機動車輛的汽車穩定性控制系統(Dynamic Stability Control，DSC)，該系統集成了制動防抱死系統(Anti-lock Braking System，ABS)、牽引力控制系統(Traction Control System，TCS)以及主動橫擺控制(Active Yaw Control，AYC)三個子系統，能夠根據緊急制動、部分制動、滑行、驅動、轉向等各種不同工況，對應其各自的汽車動力學運動模式，通過控制縱向力和橫向力的分布和大小，提高車輛的主動安全性能。

制動防抱死系統ABS、牽引力控制系統TCS以及汽車動力學穩定性控制系統DSC等車輛主動安全的系統要實現對車輛的精確控制，其前提是已知車輛的真實車速。但汽車儀表盤上顯示的車速并非車輛的真實車速，而是車輪的平均速度(即四個輪速傳感器測量得到的車輪轉速乘以輪胎的滾動半徑的平均值)。車輛縱向實際速度的準確估計，對于優化ABS、TSC以及DSC的控制效果有非常重要的意義，且對于某個車輪發生了抱死或滑轉的車輛尤為重要。

迄今為止已有多項關于車速估計方法的公開專利，如CN10165504B、CN102009654B、CN104742888B、CN106926845A。但在這些專利中，均未考慮車輛行駛狀態變化對車速估計的影響，在車速估計算法方面仍存在缺陷。目前國內所采用的車速估計方法大多存在實時性與精確度兩者不兼顧、適用性差的問題。

發明內容

為了解決上述存在的技術問題，本發明提供了一種汽車穩定性控制系統的車速估計方法及系統，構建了一個雙層架構的容積卡爾曼濾波器，提高了車速估計的精度及適用性。不依賴大量實車試驗、計算量小、可靠性高的特點。

本發明的技術方案是：

一種汽車穩定性控制系統的車速估計方法，包括以下步驟：

S01：識別車輛行駛狀態，并計算各行駛狀態下的基準輪速；

S02：分別構造基于運動學模型的容積卡爾曼濾波器和基于動力學模型的容積卡爾曼濾波器，通過置信度系數，將兩者融合構成雙層架構的容積卡爾曼濾波器，進行車速估計。

優選的技術方案中，所述步驟S01中，根據輪速傳感器信號、方向盤轉角信號、縱向加速度信號以及橫擺角速度信號識別車輛行駛狀態，根據橫擺角速度以及方向盤轉角信號判斷車輛處于轉彎或直線狀態，利用四輪輪速信號、縱向加速度信號以及制動開關信號判斷車輛處于勻速、加速或者減速狀態。

優選的技術方案中，所述步驟S01中，在計算基準輪速前，對輪速及縱向加速度信號進行修正，所述輪速修正包括濾波及轉彎修正，所述縱向加速度修正包括濾波、零點漂移修正及坡度修正。

優選的技術方案中，輪速傳感器根據本周期與上周期最后一個上升沿和下降沿發生時刻及其之間所產生的脈沖數，計算得到上升沿輪速V_u和下降沿輪速V_d，并將二者平均作為本周期輪速。

優選的技術方案中，所述雙層架構的容積卡爾曼濾波器的車速估計為：