[發(fā)明專利]一種分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車坡度估計(jì)方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911341193.6
• 申請(qǐng)日: 2019-12-24
• 公開（公告）號(hào): CN111391857B
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王震坡;丁曉林;韓冰;張雷;劉建宏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué);北京理工新源信息科技有限公司
• 主分類號(hào): B60W40/076
• 分類號(hào): B60W40/076;B60W50/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 韓雪梅

1.一種分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車坡度估計(jì)方法，其特征在于，包括：

實(shí)時(shí)獲取傳感器采集到的車輛的縱向加速度；

實(shí)時(shí)根據(jù)車輪各輪轂電機(jī)反饋的車輪輸出力矩和輪速，結(jié)合車輛縱向動(dòng)力學(xué)模型計(jì)算車輛的縱向加速度a_x,d；

以計(jì)算得到的縱向加速度a_x,d為狀態(tài)方程的輸入，以傳感器測(cè)量得到的車輛縱向加速度a_x,m為狀態(tài)方程的觀測(cè)量，采用卡爾曼濾波算法對(duì)車輛的縱向加速度進(jìn)行濾波；

根據(jù)濾波得到的車輛縱向加速度，計(jì)算車輛所處路面的坡度；

其中，所述根據(jù)車輪各輪轂電機(jī)反饋的車輪輸出力矩和輪速，結(jié)合車輛縱向動(dòng)力學(xué)模型計(jì)算車輛的縱向加速度a_x,d，具體包括：

根據(jù)車輪各輪轂電機(jī)反饋的車輪輸出力矩和輪速，結(jié)合單輪動(dòng)力學(xué)模型，計(jì)算車輛各車輪的縱向力F_x；

結(jié)合車輛縱向動(dòng)力學(xué)模型計(jì)算車輛的縱向加速度a_x,d，其中，∑F_x為各車輪的縱向力之和，F(xiàn)_f為滾動(dòng)阻力，F(xiàn)_i為坡度阻力，F(xiàn)_w為空氣阻力，m為整車質(zhì)量；

所述根據(jù)車輪各輪轂電機(jī)反饋的車輪輸出力矩和輪速，結(jié)合單輪動(dòng)力學(xué)模型，計(jì)算車輛各車輪的縱向力F_x，具體包括：

根據(jù)單輪動(dòng)力學(xué)模型計(jì)算各車輪的縱向力其中，上角標(biāo)ij用于表示車輪的編號(hào)，T_d^ij，T_b^ij，R_e與J_ω分別代表車輪驅(qū)動(dòng)力矩、車輪制動(dòng)力矩、車輪角加速度、車輪滾動(dòng)半徑與車輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，所述車輪角加速度由輪速數(shù)值差分得到。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車坡度估計(jì)方法，其特征在于，所述根據(jù)濾波得到的車輛縱向加速度，計(jì)算車輛所處路面的坡度，具體包括：

根據(jù)計(jì)算車輛所處路面的坡度θ，其中，g為重力加速度，a_filt為采用卡爾曼濾波算法濾波后得到的車輛縱向加速度，a_w為車輪線加速度。

3.一種分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車坡度估計(jì)系統(tǒng)，其特征在于，包括：

縱向加速度獲取模塊，用于實(shí)時(shí)獲取傳感器采集到的車輛的縱向加速度；

縱向加速度計(jì)算模塊，用于實(shí)時(shí)根據(jù)車輪各輪轂電機(jī)反饋的車輪輸出力矩和輪速，結(jié)合車輛縱向動(dòng)力學(xué)模型計(jì)算車輛的縱向加速度a_x,d；

濾波模塊，用于以計(jì)算得到的縱向加速度a_x,d為狀態(tài)方程的輸入，以傳感器測(cè)量得到的車輛縱向加速度a_x,m為狀態(tài)方程的觀測(cè)量，采用卡爾曼濾波算法對(duì)車輛的縱向加速度進(jìn)行濾波；

坡度計(jì)算模塊，用于根據(jù)濾波得到的車輛縱向加速度，計(jì)算車輛所處路面的坡度；

所述縱向加速度計(jì)算模塊，具體包括：

縱向力計(jì)算單元，用于根據(jù)車輪各輪轂電機(jī)反饋的車輪輸出力矩和輪速，結(jié)合單輪動(dòng)力學(xué)模型，計(jì)算車輛各車輪的縱向力F_x；

縱向加速度計(jì)算單元，用于結(jié)合車輛縱向動(dòng)力學(xué)模型計(jì)算車輛的縱向加速度a_x,d，其中，∑F_x為各車輪的縱向力之和，F(xiàn)_f為滾動(dòng)阻力，F(xiàn)_i為坡度阻力，F(xiàn)_w為空氣阻力，m為整車質(zhì)量；

所述縱向力計(jì)算單元，具體包括：

縱向力計(jì)算子單元，用于根據(jù)單輪動(dòng)力學(xué)模型計(jì)算各車輪的縱向力其中，上角標(biāo)ij用于表示車輪的編號(hào)，T_d^ij，T_b^ij，R_e與J_ω分別代表車輪驅(qū)動(dòng)力矩、車輪制動(dòng)力矩、車輪角加速度、車輪滾動(dòng)半徑與車輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，所述車輪角加速度由輪速數(shù)值差分得到。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車坡度估計(jì)系統(tǒng)，其特征在于，所述坡度計(jì)算模塊，具體包括：

坡度計(jì)算單元，用于根據(jù)計(jì)算車輛所處路面的坡度θ，其中，g為重力加速度，a_filt為采用卡爾曼濾波算法濾波后得到的車輛縱向加速度，a_w為車輪線加速度。