[发明专利]一种车辆横摆角速度估计方法及系统

说明书

本发明涉及一种车辆横摆角速度估计方法及系统，该方法包括获取车辆的前轮轮速、车辆的后轮轮速、前后轮轮距以及车轮半径；根据前轮轮速、后轮轮速以及车轮半径，采用运动学模型估计横摆角速度，得到第一横摆角速度；根据车辆的侧向加速度、车辆质心侧偏角、车辆前轮侧向力和车辆后轮侧向力，采用动力学模型估计横摆角速度，得到第二横摆角速度；根据第一横摆角速度、第二横摆角速度和置信度计算第三横摆角速度；第三横摆角速度为车辆的最终横摆角速度估计值。通过本发明的上述方法能够得到精确度高的横摆角速度，并且能够解决现有技术中传感器测量横摆角速度成本高、误差大的技术问题。

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，特别是涉及一种车辆横摆角速度估计方法及系统。

背景技术

准确而实时的获取汽车行驶过程中的状态信息是汽车电子控制系统研究的关键问题，也是实现闭环反馈控制的前提和必要条件。通常汽车的行驶状态是通过车载传感器直接测量得到，但由于汽车行驶工况十分复杂，车载传感器的测量精度、生产成本因素等多方面的原因，很多车辆状态变量都无法准确、可靠、易维护且成本低廉地通过传感器获得，同时现有的车载传感器也存在着标定误差和漂移误差，这些问题限制了汽车主动安全控制系统在中低档车辆上的广泛使用。

目前一些配有电子稳定程序系统的中高档车辆上都使用了横摆角速度传感器(陀螺仪)来测量横摆角速度。但是，由于以下两方面的原因限制了其在中低档车辆上的广泛应用。

1)测量横摆角速度的陀螺仪的性能问题：旧式的机械陀螺仪存在几何尺寸太大、稳定性差、容易掉电、噪声等问题。现在使用的微机械陀螺仪的几何尺寸虽然有所减小，噪声问题也有所改善，但是还是存在着诸如标定误差和温度漂移等问题。

2)测量横摆角速度的陀螺仪的价格太高，限制了传感器的广泛使用，微机械陀螺仪一般价格在几千元人民币，而性能更好的光纤陀螺仪价格更是高达数万元人民币。

发明内容

本发明的目的是提供一种车辆横摆角速度估计方法及系统，以解决现有技术中传感器测量横摆角速度成本高、误差大的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种车辆横摆角速度估计方法，包括

获取车辆的前轮轮速、车辆的后轮轮速、前后轮轮距以及车轮半径；

根据所述前轮轮速、所述后轮轮速、所述前后轮轮距以及所述车轮半径，采用运动学模型估计横摆角速度，得到第一横摆角速度；

获取车辆的侧向加速度、车辆质心侧偏角、车辆前轮侧向力和车辆后轮侧向力；

根据所述车辆的侧向加速度、所述车辆质心侧偏角、所述车辆前轮侧向力和所述车辆后轮侧向力，采用动力学模型估计横摆角速度，得到第二横摆角速度；

根据所述第一横摆角速度、所述第二横摆角速度和置信度计算第三横摆角速度；所述第三横摆角速度为所述车辆的最终横摆角速度估计值。

可选的，所述根据所述前轮轮速、所述后轮轮速、所述前后轮轮距以及所述车轮半径，采用运动学模型估计横摆角速度，得到第一横摆角速度，具体包括：

根据公式确定第一横摆角速度；其中，w_R为车辆的前轮轮速，w_L为车辆的后轮轮速，r为车轮半径，C_W为前后轮轮距，为第一横摆角速度。

可选的，所述根据所述车辆的侧向加速度、所述车辆质心侧偏角、所述车辆前轮侧向力和所述车辆后轮侧向力，采用动力学模型估计横摆角速度，得到第二横摆角速度，具体包括：

根据所述车辆的侧向加速度、所述车辆质心侧偏角、所述车辆前轮侧向力和所述车辆后轮侧向力，利用两自由度车辆模型确定车辆的状态方程和车辆的观测方程；