[發(fā)明專利]一種基于車輛動力學(xué)模型的車重及道路坡度的估算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210861848.8
• 申請日: 2022-07-22
• 公開（公告）號: CN114919585B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡利鋒;馬騰;李小龍;滕昱棠;董健
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州宏景智駕科技有限公司
• 主分類號: B60W40/076
• 分類號: B60W40/076;B60W40/13
• 代理公司: 上海大為知衛(wèi)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31390
• 代理人: 尤瑩

1.一種基于車輛動力學(xué)模型的車重及道路坡度的估算方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

步驟1：車輛是否可以接收地圖信息，若否則只執(zhí)行步驟2，若是則執(zhí)行步驟2-5；

步驟2：根據(jù)車輛傳動系統(tǒng)從斷開到接合的過程中的動力學(xué)表現(xiàn)，估算車輛當(dāng)前行駛的道路坡度和車重，并對車重進(jìn)行濾波處理，根據(jù)濾波后的車重重新估算車輛當(dāng)前行駛的道路坡度；

步驟2中，包括以下步驟：

步驟21：估算道路坡度

車輛傳動系統(tǒng)處于斷開的狀態(tài)時(shí)，根據(jù)車輛動力學(xué)，得出：

其中：slop為道路坡度，a為車輛加速度，μ_Roll為車輪的滾動阻力系數(shù)，g為重力加速度，ρ_Air為空氣密度，C_d為空氣阻力系數(shù)，A為迎風(fēng)面積，v為車速，為標(biāo)定的固定車重；

步驟22：估算車重

車輛傳動系統(tǒng)從斷開狀態(tài)恢復(fù)到接合狀態(tài)的2.0s時(shí)間內(nèi)，根據(jù)能量守恒原則，得出：

其中，m為車重，T_Eng為發(fā)動機(jī)扭矩，w_Eng為發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，η_Trans為變速箱傳動效率，ρ_Air為空氣密度，C_d為空氣阻力系數(shù)，A為迎風(fēng)面積，v為車速，J為發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)動慣量，μ_Roll為車輪的滾動阻力系數(shù)，g為重力加速度，slop為道路坡度；

步驟23：車重濾波處理

通過車重濾波器剔除步驟22中偏差較大的車重估算結(jié)果；

步驟24：道路坡度重新估算

根據(jù)步驟23中得到的濾波處理后的車重估算結(jié)果，帶入步驟22中重新倒推出當(dāng)前車輛行駛的道路坡度；

步驟3：根據(jù)車輛接收的地圖信息獲取車輛實(shí)時(shí)的道路坡度，并基于車輛動力學(xué)模型和卡爾曼濾波估算車輛的車重；

步驟3中，基于卡爾曼濾波的標(biāo)準(zhǔn)公式：

1)時(shí)間更新

y_k＝a

2)狀態(tài)更新

因此，得到：

其中，m為車重，為與車重m相關(guān)的矩陣，μ_Roll為車輪的滾動阻力系數(shù)，slop為地圖信息中的道路坡度，y_k和a為車輛加速度，為k時(shí)刻的系統(tǒng)狀態(tài)預(yù)測值，為k-1時(shí)刻的最佳系統(tǒng)狀態(tài)估算值，為k時(shí)刻的預(yù)測協(xié)方差，P_k-1為k-1時(shí)刻的協(xié)方差，Q和R為高斯白噪聲，H為測量系統(tǒng)的參數(shù)，T_Eng為發(fā)動機(jī)扭矩，i_Gbx為變速箱檔位，i_Fd為主減速比，J為發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)動慣量，α_Eng為發(fā)動機(jī)角加速度，r_W為車輪滾動半徑，ρ_Air為空氣密度，C_d為空氣阻力系數(shù)，A為迎風(fēng)面積，v為車速，μ_Roll為車輪的滾動阻力系數(shù)，g為重力加速度，K_k為卡爾曼增益；

步驟4：基于步驟2得到的車重，以及基于步驟3得到的車重，采用卡爾曼濾波對兩組車重?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行融合，得到車重的優(yōu)化值；

步驟5：以步驟4得到的車重的優(yōu)化值作為車輛最終的車重結(jié)果，以步驟3中地圖信息的道路坡度作為車輛最終的道路坡度結(jié)果。