全驅(qū)車輛參考車速實(shí)時(shí)檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種全驅(qū)車輛參考車速實(shí)時(shí)檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 車輛參考車速是重要的車輛狀態(tài)參數(shù)，是驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)、制動(dòng)防抱死系統(tǒng)和電子 穩(wěn)定性系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，但在實(shí)車狀態(tài)下對(duì)車輛參考車速很難測(cè)量或者測(cè)量成本較高。如 何根據(jù)ABS系統(tǒng)裝配的四個(gè)輪速信號(hào)來(lái)間接計(jì)算獲得車輛參考車速，這是各家汽車公司目 前研宄的重點(diǎn)。
[0003] 傳統(tǒng)兩驅(qū)車輛中，在車輪沒有滑轉(zhuǎn)的情況下，驅(qū)動(dòng)過程中可以把兩個(gè)從動(dòng)輪輪速 的平均值作為車輛參考車速。對(duì)于全驅(qū)車輛，在驅(qū)動(dòng)過程中需要根據(jù)每個(gè)車輪的輪速估計(jì) 車輛參考車速，不能簡(jiǎn)單將從動(dòng)輪輪速作為車輛參考車速，這就增加了車速估計(jì)算法的難 度和復(fù)雜程度。對(duì)于全驅(qū)車輛，如何在驅(qū)動(dòng)和制動(dòng)全工況下進(jìn)行實(shí)時(shí)可靠的車輛參考車速 估計(jì)，為車輛電控系統(tǒng)提拱準(zhǔn)確的車輛狀態(tài)信息，具有重要意義。
[0004] 目前常用的參考車速估計(jì)方法是積分法和最大輪速斜率法。
[0005] 積分法：根據(jù)縱向加速度信號(hào)直接積分，由于加速度信號(hào)中存在著不可避免的干 擾和噪聲，積分會(huì)產(chǎn)生累積誤差，很容易造成結(jié)果發(fā)散，嚴(yán)重偏離實(shí)際值；
[0006] 最大輪速斜率法：取四個(gè)車輪輪速的最小值（驅(qū)動(dòng)時(shí)）或最大值（制動(dòng)時(shí)），用來(lái) 計(jì)算車輛參考車速變化的斜率，根據(jù)這一斜率計(jì)算車輛參考車速。在TCS(牽引力控制系 統(tǒng)）或ABS(防抱死系統(tǒng)）啟動(dòng)時(shí)，輪速波動(dòng)很大，此時(shí)用輪速最大值計(jì)算車輛參考車速的 變化斜率誤差很大。
[0007] 一些學(xué)者還研宄了基于先進(jìn)控制理論的車輛參考車速算法，如利用擴(kuò)展卡爾曼濾 波、非線性狀態(tài)觀測(cè)器、滑模觀測(cè)器、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法等，這些方法都需要計(jì)算復(fù)雜的輪胎模 型和車輛模型，計(jì)算量大，實(shí)時(shí)性差，在實(shí)際控制系統(tǒng)應(yīng)用中受到限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種實(shí)時(shí)性好、精度高的全驅(qū)車輛參考車速實(shí)時(shí) 檢測(cè)方法。
[0009] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的全驅(qū)車輛參考車速實(shí)時(shí)檢測(cè)方法包括下述步 驟：
[0010] 1)采集各輪速傳感器的輪速信號(hào)，進(jìn)行輪速識(shí)別，并分別對(duì)四個(gè)車輪的輪速信息 進(jìn)行濾波，得到四個(gè)車輪的輪速信息，并計(jì)算得到四個(gè)車輪的輪加速度值。
[0011] 2)根據(jù)四個(gè)車輪的加速度平均值和縱向加速度信息判斷是否是制動(dòng)工況，如果是 則進(jìn)入制動(dòng)工況估計(jì)過程，否則進(jìn)入驅(qū)動(dòng)工況估計(jì)過程；
[0012] 3)采用動(dòng)態(tài)斜率更新法估計(jì)制動(dòng)工況和驅(qū)動(dòng)工況下各個(gè)車輪的參考車速，具體如 下：
[0013] I、預(yù)先設(shè)置一個(gè)初始輪加速度設(shè)定值％，一個(gè)車輪分離預(yù)測(cè)加速度門限值，一 個(gè)車輪分離確認(rèn)加速度門限值a2;其中a C1取值范圍為5-6m/s 2, ai取值范圍為8-lOm/s 2, a2 取值范圍為20-30m/s2;如果車輪的加速度達(dá)到門限值a對(duì)，就預(yù)測(cè)在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)輪速 和真實(shí)車速可能分離，然后取該時(shí)刻作為車輪參考車速估算起始點(diǎn)，記錄下該時(shí)刻的輪速 ω#和時(shí)間h，此時(shí)的單輪參考車速仍等于輪速；
[0014] 開始對(duì)時(shí)間長(zhǎng)度tf計(jì)時(shí)，在t f小于時(shí)間長(zhǎng)度門限t limit時(shí)，若車輪加速度達(dá)到車輪 分離確認(rèn)加速度門限值a2,則確認(rèn)輪速和真實(shí)車速實(shí)際上已經(jīng)分離，以該時(shí)刻&作為輪速 與真實(shí)車速的實(shí)際發(fā)生的分離點(diǎn)；調(diào)用之前記錄的輪速ω#和時(shí)間 t(l，以初始輪加速度設(shè) 定值％作為初始斜率，重新計(jì)算當(dāng)前分離點(diǎn)的實(shí)際車速ω ir作為車輪參考車速，并將此時(shí) 的輪速和時(shí)間設(shè)為初始值；其中tlimit取值范圍為0. 5s_0. 8s ;
[0015] 當(dāng)tf達(dá)到時(shí)間長(zhǎng)度門限t limit，而輪速與車速仍未分離時(shí)，即車輪加速度未達(dá)到車 輪分離確認(rèn)加速度門限值a2，認(rèn)為之前判定輪速與真實(shí)車速分離的預(yù)測(cè)未實(shí)現(xiàn)，清空已記 錄的輪速ω #和時(shí)間t(l，并記錄當(dāng)前的時(shí)間和輪速并將其設(shè)為初始值；
[0016] II、一旦出現(xiàn)士= 〇時(shí)的輪速極小值或極大值，則用最近的分離點(diǎn)坐標(biāo)（時(shí)間tp 輪速ωιΓ)和極值點(diǎn)（時(shí)間t2，輪速ω2ι·)重新計(jì)算新的斜率a 3，并以該極值點(diǎn)為起點(diǎn)利用 新的斜率a3估計(jì)后面的車輪參考車速，直到再次出現(xiàn)輪速極值（時(shí)間13，輪速ω 3r)，此時(shí)用 最近的前兩個(gè)極值點(diǎn)更新斜率為a4，用此最新斜率來(lái)計(jì)算后續(xù)的車輪參考車速；其中驅(qū)動(dòng) 工況時(shí)采用輪速極小值與分離點(diǎn)計(jì)算斜率，制動(dòng)工況時(shí)用輪速極大值與分離點(diǎn)計(jì)算斜率；
[0017] III、同時(shí)用輪加速度和車輪滑移率判斷路面是否跳變，如果輪加速度達(dá)到設(shè)定的 門限值A(chǔ)，則認(rèn)為由低附著路面跳變到高附著路面；如果車輪滑移率達(dá)到設(shè)定的門限值，則 認(rèn)為由高附著路面跳變到低附著路面；其中車輪滑移率用輪速和車輪參考車速計(jì)算；判斷 出路面發(fā)生跳變后則重新給一個(gè)初始斜率％，再循環(huán)進(jìn)行步驟I、步驟II和步驟III ;
[0018] 4)車輛參考車速的計(jì)算：
[0019] 估計(jì)出每個(gè)車輪的參考車速后，制動(dòng)時(shí)取其中最大值、驅(qū)動(dòng)時(shí)取其中最小值、轉(zhuǎn)彎 工況取各車輪參考車速的平均值作為車輛的參考車速。
[0020] 本發(fā)明采用動(dòng)態(tài)斜率更新法估計(jì)車速，取每個(gè)輪速的極值點(diǎn)位置（驅(qū)動(dòng)時(shí)為極小 值，制動(dòng)時(shí)為極大值）計(jì)算斜率，每次判斷出極值點(diǎn)就將起點(diǎn)和斜率更新。由于極值點(diǎn)處 的輪速與車速較接近，計(jì)算出的斜率也比較均勻，與車速變化速率相近，所以這種方法具有 較高的精度，并具有良好的適應(yīng)性。在驅(qū)動(dòng)和制動(dòng)過程中，對(duì)每個(gè)車輪都利用動(dòng)態(tài)斜率更新 法計(jì)算車輪的參考車速，制動(dòng)時(shí)取其最大值，驅(qū)動(dòng)時(shí)取其最小值作為車輛的參考車速，可以 實(shí)現(xiàn)全驅(qū)車輛的在各種工況下的車速估計(jì)。本發(fā)明具有通用性，采用動(dòng)態(tài)斜率更新法估計(jì) 全驅(qū)車輛的參考車速，實(shí)時(shí)性強(qiáng)、計(jì)算精度高，能夠?yàn)檐囕v電控系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的車輛狀態(tài)信 息，具有重要意義。
【附圖說(shuō)明】
[0021] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0022] 圖1是本發(fā)明的全驅(qū)車輛參考車速實(shí)時(shí)檢測(cè)方法流程圖。
[0023] 圖2是制動(dòng)工況動(dòng)態(tài)斜率更新法原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 本發(fā)明主要解決了全驅(qū)車輛的汽車參考車速實(shí)時(shí)估計(jì)和檢測(cè)問題，設(shè)計(jì)了全驅(qū)車 輛參考車速估計(jì)算法和估計(jì)流程。
[0025] 為了解決全驅(qū)車輛驅(qū)動(dòng)及制動(dòng)過程中無(wú)從動(dòng)輪，不能直接根據(jù)從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速?gòu)亩?到汽車參考車速的問題，本發(fā)明采用了驅(qū)動(dòng)及制動(dòng)相結(jié)合狀態(tài)下的動(dòng)態(tài)斜率更新法估計(jì)汽 車參考車速，如圖1所示，具體步驟如下：
[0026] 1)采集輪速信號(hào)，進(jìn)行輪速識(shí)別，得到四個(gè)車輪的輪速信息：
[0027] 通過整車自帶的各輪輪速傳感器測(cè)量各車輪轉(zhuǎn)速，產(chǎn)生一系列與車輪轉(zhuǎn)速成正比 的高頻正弦波信號(hào)。然后經(jīng)過一定的限幅、濾波和整形處理后得到純凈的輪速方波信號(hào)，通 過識(shí)別各輪輪速方波信號(hào)的脈沖頻率和脈沖個(gè)數(shù)，即得到了各輪的真實(shí)輪速值。初始時(shí)，根 據(jù)輪速計(jì)算四個(gè)輪的加速度；采用動(dòng)態(tài)更新法得到各車輪參考車速后，通過最小二乘法原 理，由當(dāng)前時(shí)刻的車輪參考車速前連續(xù)8點(diǎn)線性擬合出車輪加速度數(shù)值。并將此數(shù)值做為 汽車防抱制動(dòng)裝置控制的主要門限值（即在動(dòng)態(tài)更新法估計(jì)車輪參考車速時(shí)采用該擬合 出的車輪加速度數(shù)值與車輪分離預(yù)測(cè)加速度門限值^和車輪分離確認(rèn)加速度門限值a 2進(jìn) 行比較，預(yù)測(cè)和確認(rèn)輪速是否與真實(shí)車速分離）。這是因?yàn)檩喬タv向附著極限對(duì)應(yīng)的縱向滑 移率受到許多因素的影響，不是一個(gè)確定值，而是在一個(gè)較寬的范圍（8%~30%)內(nèi)變化， 僅用滑移率作為ABS的控制參數(shù)難以適用于各種道路條件。
[0028] 2)制動(dòng)工況判斷：
[0029] 采用輪加速度和縱向加速度信息判斷是否是自動(dòng)工況；初始時(shí)，根據(jù)四個(gè)輪的加 速度平均值判斷，當(dāng)加速度平均值越來(lái)越小時(shí)則判斷是制動(dòng)工況，進(jìn)入制動(dòng)工況車輛參考