[發明專利]一種適用于四輪驅動車輛多輪高滑移率時的速度估計算法

在審

• 申請號: 202010052297.1
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN111086520A
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發明（設計）人: 宋強;王冠峰;張東珉
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: B60W40/105
• 分類號: B60W40/105
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種適用于四輪驅動汽車多輪高滑移率時的速度估計算法，所述方法分兩層，第一層包括：利用基于輪速的車速估算模塊，將車輪角速度轉換為車輪縱向速度并修正輪胎旋轉半徑和輪胎標記半徑的偏差，根據模糊邏輯估計車速；利用基于加速度的車速估算模塊，根據積分加速度變量來估計車速；多輪大滑移率時第一層算法無法準確估算車速，第二層算法中車速估算模塊引入模糊邏輯以精確判斷車輪打滑狀況，并估算精確車速；按照第二層車速估算模塊的加權系數，平衡車輪和加速度傳感器的兩種信號，估算最終車速。本方法引入了臨時估算車速，以解決對車速和輪胎滑移率估算不準確的問題，本方法提高了精度，適用于四輪驅動車輛多輪高滑移率時估算速度。

技術領域

發明涉及四輪驅動車輛狀態估計技術領域，具體為一種適用于四輪驅動車輛多輪高滑移率時的速度估計算法。

背景技術

隨著智能和先進的駕駛員輔助系統的發展，車輛狀態估計對于汽車主動系統的意義越來越大，而車速是車輛狀態估計的關鍵變量，多個車輪出現滑移時的速度估算是重點也是難點。

現有的技術通常針對低滑移率，在普通路面上進行車輛速度估計。然而，四驅車輛在雪地路面上出現高滑移率是更危險的情況，特別是四輪同時打滑。傳統上，基于輪速傳感器的縱向車速估算和基于加速度傳感器的縱向車速估算都有缺點，基于輪速傳感器的縱向車速估算在沒有車輪滑移的情況下估算值是比較準確的；基于加速度傳感器的車速估算在加速度比較小或是頻繁加減速的情況下估算值精度差。另外，由于輪胎模型的誤差而引起的動力學算法性能下降，也會影響車輛速度估計精度。

利用四輪編碼器和加速度傳感器，引入輪胎轉動系數修正輪胎旋轉半徑與輪胎標記半徑之間的偏差，再引入臨時估算車速處理車速和輪胎滑移率計算不準確的問題，能在多輪高滑移率情況下準確估算車速。本發明在此基礎上，采用二次模糊控制的方法提高最終估算車速的精度，提出了一種四驅車輛多輪高滑移率的速度估算方法。

發明內容

本發明的目的在于克服現有的技術缺陷，提供一種四輪驅動車輛多輪高滑移率時的速度估計算法。

為實現上述目的，可以通過一下技術方案來實現：一種四輪驅動車輛多輪高滑移率時的速度估計算法，包括輪速計算模塊、基于輪速的車速估算模塊、信號濾波模塊、基于加速度的車速估算模塊、滑移率置信度計算模塊、車速估算模塊和最終模糊控制模塊。

具體包括以下步驟：1)根據第一層算法進行預估算，在大滑移率的情況下分別基于四個輪速傳感器和縱向加速度傳感器估算相對準確的縱向車速，作為參考值提供給第二層算法；2) 根據第二層算法進行最終的縱向車速估算，調節在不同車輪滑移情況下的置信程度，使得在大滑移率、多輪打滑的情況下得出精確的縱向車速估算值。

其中，所述的輪速計算模塊接收傳感器信號，信號為車輪角速度ω_i，j，其數值會隨實際車輛輪胎氣壓等變化而有偏差，因此引入輪胎轉動系數η進行標定，再輸出估算車輪線速度V_i，j給基于輪速的車速估算模塊。

其中，所述的基于輪速的車速估算模塊從傳感器得到的四個輪速中選取最小速度，并計算四個車輪的滑移率，作為模糊控制的輸入量，輸出相對準確的車速估算值v_E，w給基于加速度的車速估算模塊和第二層算法。

其中，所述的信號濾波模塊用于處理加速度傳感器的信號，對車輛縱向加速度a_sensor進行濾波。

其中，所述的基于加速度的車速估算模塊接收濾波后的加速度，采用小步長時間迭代積分，然后用線性補償方式進行標定輸出車速估算值V_{E a}給第二層算法。

其中，所述的車速估算模塊根據第一層算法得出的相對準確的估算車速，在考慮滑移率和滑移車輪個數基礎上，輸出估算值到滑移率置信度計算模塊和最終模糊控制模塊。