[发明专利]用于估计车辆状态以便避免倾翻的系统

权利要求书

1.一种用于估计横摆角速度、倾侧率、倾侧角和横向速度的车辆状态 的系统，所述系统包括：

转向角传感器，用于提供所述车辆转向角的转向角信号；

横摆角速度传感器，用于提供所述车辆的横摆角速度的横摆角速度信号；

倾侧率传感器，用于提供所述车辆的倾侧率的倾侧率信号；

速度传感器，用于提供所述车辆的速度的速度信号；

横向加速度传感器，用于提供所述车辆的横向加速度的横向加速度信号；

卡尔曼滤波器观察器，用于对所述转向角信号、横摆角速度信号、倾侧率 信号、速度信号和横向加速度信号作出响应，所述观察器使用卡尔曼滤波来提 供估计的横摆角速度信号、估计的倾侧率、估计的倾侧角、估计的横向速度信 号和估计的横向加速度；和

横向速度估计处理器，用于对所述倾侧率信号、估计的倾侧角信号、估计 的横向速度信号和横向加速度信号作出响应，所述横向速度估计处理器用于当 所述车辆在非线性区域中操作时计算修改的横向速度估计信号。

2.如权利要求1所述的系统，其中当所述车辆从线性转到非线性工作 区域时，所述卡尔曼滤波器观察器改变滤波器中的协方差矩阵。

3.如权利要求1所述的系统，其中所述卡尔曼滤波器观察器使用三个 自由度模型。

4.如权利要求1所述的系统，进一步包括传感器前置滤波处理器，用 于对所述转向角信号、横摆角速度信号、倾侧率信号、速度信号和横向加速度 信号作出响应，所述传感器前置滤波处理器滤出所述转向角信号、横摆角速度 信号、倾侧率信号、速度信号和横向加速度信号的低频分量，并且根据所述低 频分量来估计传感器偏置。

5.如权利要求4所述的系统，其中所述传感器前置滤波处理器使用递 归最小二乘方技术来提供传感器偏置估计。

6.如权利要求4所述的系统，其中所述传感器前置滤波处理器使用可 变的遗忘因子，所述遗忘因子为在0和1之间的值并且根据在传感器信号的低 频分量和所估计的传感器偏置之间的误差来设置。

7.如权利要求1所述的系统，其中所述横向速度估计处理器对横向速 度积分以修改横向速度估计信号。

8.如权利要求7所述的系统，其中所述横向速度估计处理器使用下列 方程式来确定横向速度信号：

v_y＝∫(a_ym-γv_x-gsinφ)dt

其中v_y为横向速度，a_ym为横向加速度，γ为横摆角速度，v_x为车辆速度，φ是 倾侧角并且g万有引力常数。

9.如权利要求1所述的系统，其中所述系统用来估计车辆状态以便避 免车辆倾翻。

10.如权利要求1所述的系统，其中所述系统使用横向加速度信号、倾 侧率信号或倾侧角信号来确定所述车辆是否处于非线性工作区域。

11.一种用于估计车辆状态的系统，所述系统包括：

多个传感器，用于测量车辆状态并且提供传感器信号；和

卡尔曼滤波器观察器，用于对传感器信号作出响应，所述观察器提供估 计的车辆状态，当所述车辆从线性工作区域转到非线性工作区域中时所述卡尔 曼滤波器观察器改变滤波器中的协方差矩阵。

12.如权利要求11所述的系统，其中所述卡尔曼滤波器观察器使用三个 自由度模型。

13.一种用于估计车辆状态的系统，所述系统包括：

多个传感器，用于测量车辆状态并且提供传感器信号；

传感器前置滤波处理器，用于对传感器信号作出响应，所述传感器前置 滤波处理器滤出信号的低频分量，并且根据所述低频分量来估计传感器偏置； 和

卡尔曼滤波器观察器，用于对过滤的传感器信号作出响应，所述观察器 提供估计的车辆状态，

其中所述传感器前置滤波处理器使用递归最小二乘方技术来提供传感器 偏置估计。

14.如权利要求13所述的系统，其中所述传感器前置滤波处理器使用可 变的遗忘因子，所述遗忘因子为在0和1之间的值并且根据在所述传感器信号 的低频分量和所估计的传感器偏置之间的误差来设置。