一种多轮分布式电驱动系统纵向车速估计方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109572707A(43)申请公布日2019.04.05(21)申请号201811416992.0(22)申请日2018.11.26(71)申请人吉林大学地址130012吉林省长春市前进大街2699号(72)发明人曾小华王振伟宋大凤钱琦峰张轩铭姜效望陈建新李晓建牛超凡高福旺(74)专利代理机构长春市恒誉专利代理事务所(普通合伙)22212代理人李荣武(51)Int.Cl.B60W40/105(2012.01)权利要求书2页说明书5页附图5页(54)发明名称一种多轮分布式电驱动系统纵向车速估计方法(57)摘要本发明提出一种多轮分布式电驱动系统纵向车速估计方法，旨在准确估算出车辆车速以实现稳定性控制，包括以下步骤：首先，判断GPS信号是否正常，决定采用直接法或间接法估计车速；其次，在直接法估算车速中，采用组合导航系统实现车速采集；在间接法估算车速中，进行车速估计的前期准备，选取合适的车速估计算法完成车速估计；最后，对车速的跳变进行平滑滤波处理，完成最终估计车速输出。CN109572707ACN109572707A权利要求书1/2页1.一种多轮分布式电驱动系统纵向车速估计方法，其特征在于，该方法包括以下几个步骤：步骤一：判断GPS信号是否正常：当GPS正常工作时，惯性导航系统反馈GPS正常运行代码，参考车速为GPS与惯性导航系统直接法计算的高精度车速信号；当车辆遇到高大建筑物遮挡、电磁干扰等情况时，GPS信号失效，惯性导航系统反馈GPS非正常运行代码；此时，参考车速通过间接法估算得到；步骤二：在直接法估算车速中，采用GPS和惯性导航系统两者信号相结合的方式，在上位机进行相应的数据融合，实现车速信号的高精度实时采集；GPS接收机捕获，跟踪卫星，接收、放大、解调GPS信号，获得车速等数据；惯性导航系统通过在载体上安装惯性器件，在虚拟的计算机数字平台上利用陀螺仪测量的角速度实时地计算姿态矩阵，加速度计输出的加速度信息通过姿态矩阵的坐标变换到导航坐标系，通过加速度和角速度的解算得到导航信息的信息输出；将GPS信号与惯性导航系统输入到卡尔曼滤波器，进行融合处理，得到最优的估计车速；步骤三：在间接法估算车速中，首先对多轮分布式电驱系统驱动系统进行分析，然后分别读取各电机的转速信号以及故障状态，并转化为对应的车速；该多轮分布式电驱系统驱动系统共有八个电机，每个驱动轮均采用“轮边电机+减速器”的驱动形式；整车共有前后两个轴线，一个轴线上各有四个电机，每条轴线上左侧包括两个电机，右侧包括两个电机；通过HCU从CAN总线上读取各电机的转速信号，根据公式：v＝wMG*π/30/i0*r*3.6(1)式中，v表示车速，单位km/h；wMG表示电机转速，根据电机CAN通讯协议，单位为r/min；i0为减速器速比；r表示半径，单位m，将转速信号换算成对应的车速信号；步骤四：车速估计算法选取根据车辆的行驶状态以及各电机转速信号的故障状态选取合适的车速估计方法；采用的车速间接估计算法为：(1)最小转速法：当八个电机转速信号正常，且车辆处于驱动状态时，采用最小转速法对车速进行估计；目前，该多轮分布式电驱系统驱动系统共有前驱、后驱和全驱三种驱动模式；系统为前驱模式时，前轴线四个电机工作，后轴线四个电机不工作，因此，采用后轴线四个非驱动轮车速的最小值作为参考车速；系统为后驱模式时，前轴线四个电机不工作，后轴线四个电机工作，因此，采用前轴线四个非驱动轮车速的最小值作为参考车速；系统为全驱模式时，直接取八个电机的最小值作为参考车速；(2)最大转速法：当八个电机转速信号正常，且驾驶员踩下制动踏板，车辆处于制动状态时，采用最大转速法对车速进行估计；系统为前驱模式时，前轴线四个电机工作，后轴线四个电机不工作，因此，采用后轴线四个非驱动轮车速的最大值作为参考车速；系统为后驱模式时，前轴线四个电机不工作，后轴线四个电机工作，因此，采用前轴线四个非驱动轮车速的最大值作为参考车速；系统为全驱模式时，直接取八个电机的最大值作为参考车速；(3)平均转速法：当至少有一个电机转速信号存在故障时，采用平均转速法对车速进行估计；具体包括：①当所述系统为前驱模式时，HCU检测后轴线四个电机的故障状态：2CN109572707A权利要求书2/2页当后轴线四个电机至少有一个正常时，计算的参考车速为正常的后轴线电机转速换算后车速的平均值；当后轴线四个电机均存在故障状态时，计算的参考车速为正常的前轴线电机转速换算后车速的平均值；②当所述系统为后驱模式时，HCU检测前轴线四个电机的故障状态：当前轴线四个电机至少有一个正常时，计算的参考车速为正常的前轴线电机转速换算后车速的平均值；当前轴线四个电机均存在故障状态时，计算的参考车速为正常