[发明专利]一种联合滑移控制的纵向车速估计方法

说明书

本发明提出一种联合滑移控制的纵向车速估计方法，确保在车轮滑移控制介入期间，确保从四个轮速信号中提取出纵向车速。首先根据轮速传感器测得车轮转速，通过刚体运动转换以及制动力系数与滑移率之间的关系将车轮转速转换为车辆质心处速度，并制定模糊逻辑得到四个车轮的可信度，通过加权融合得到纵向车速的测量值；接着计算车辆的纵向加速度，并基于纵向车速测量值对其校正，通过得到的纵向加速度进一步预测得到纵向车速的估计值；最后根据纵向车速估计值和测量值进行加权融合，得到最终的纵向车速估计结果。

技术领域

本发明涉及一种联合滑移控制的纵向车速估计方法，属于车辆控制技术领域

背景技术

在车辆行驶过程中，汽车的纵向车速是车辆主动安全系统中的重要信息，对车辆的稳定性控制具有重要意义。在汽车稳定性控制中需要对车辆的纵向车速进行估计，目前常用的纵向车速估计方法主要包括基于运动学估计方法和动力学方法。基于运动学的估计方法主要包括有轮速法和直接积分法等传统的纵向车速估计方法。基于动力学的纵向车速估计方法主要基于动力学模型和多维信息融合，然而在车辆失稳的复杂工况下，信号来源和模型经常受到外界干扰而无法准确反映纵向车速信息，而单纯提高滤波算法的复杂度和参考的信息量不仅不能提高估计精度，反而可能对控制系统的鲁棒性产生影响。

因此针对复杂状态环境下(如车辆在紧急制动失稳状态)，现有基于动力学模型或信号滤波处理的纵向车速估计方法无法保证鲁棒性的问题。本发明提出一种联合滑移控制的纵向车速估计方法，确保在车轮滑移控制介入期间始终能从四个轮速信号中提取出纵向车速。

发明内容

本发明旨在解决车辆在复杂状态环境下(如紧急制动过程)的纵向车速估计问题，通过引入滑移控制，确保能够从四个轮速信号中提取出纵向车速。

本发明是采用如下技术方案实现的：

步骤一：首先根据轮速传感器测得车轮转速，然后将车轮转速转换为车辆质心处速度，最后制定模糊逻辑，根据四个车轮的可信度加权融合得到纵向车速的测量值：

(1)从轮速传感器定时器和计数器分别获取上下边沿个数和计数器所计时大小，计算车轮原始的转速；

(2)根据制动力系数与滑移率关系，对轮速进行滑移率校正，得到轮心的纵向速度；

轮胎纵向制动力系数与滑移率的关系为：

μ＝Ks

式中，μ为制动力系数，K为比例系数，s为轮胎滑移率；

其中，轮胎滑移率s的计算如下所示：

式中，s_i为轮胎滑移率，V_xi为车轮轮心纵向速度，ω_i为车轮转速，r为车轮半径，(下标i＝1,2,3,4分别代表左前轮、右前轮、左后轮，右后轮，在后续的参数均适用)；

根据上式，当K、r、μ等参数已知时，即可将原始车轮转速转换为车轮轮心纵向速度：

(3)根据刚体运动转换，结合方向盘转角、横摆角速度等测量值，将车轮的轮心纵向速度转换到为车辆质心处纵向速度；

在得到四个车轮的轮心纵向速度后，根据刚体运动学关系可以从轮心处的纵向线速度转换到质心处，通过推导得出四个车轮在车轮坐标系下的轮心纵向速度到质心处的转换关系为：

式中，V'_xi(i＝1,2,3,4)为转换到质心处的车轮速度，V_xi为轮心速度在车轮坐标系内横向分量，δ_i为车轮转向角，L为轴距，ω_r为车辆本体横摆角速度，B为轮距；