CN106908252A - 一种分布式驱动电动汽车的状态观测方法 - Google Patents

一种分布式驱动电动汽车的状态观测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106908252A
CN106908252A CN201710178591.5A CN201710178591A CN106908252A CN 106908252 A CN106908252 A CN 106908252A CN 201710178591 A CN201710178591 A CN 201710178591A CN 106908252 A CN106908252 A CN 106908252A
Authority
CN
China
Prior art keywords
automobile
measured
sensor
distributed
driving electric
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710178591.5A
Other languages
English (en)
Inventor
王响
赵景波
崔纪明
翟羽
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu University of Technology
Original Assignee
Jiangsu University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu University of Technology filed Critical Jiangsu University of Technology
Priority to CN201710178591.5A priority Critical patent/CN106908252A/zh
Publication of CN106908252A publication Critical patent/CN106908252A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00—Testing of vehicles
    • G01M17/007—Wheeled or endless-tracked vehicles

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Navigation (AREA)

Abstract

本发明涉及汽车状态观测技术领域，尤其涉及一种分布式驱动电动汽车的状态观测方法，利用INS惯性导航系统测得汽车纵向加速度、横向加速度和横摆角速度；利用GPS全球定位系统测得汽车的绝对速度和航向角；利用轮毂传感器和加速度踏板传感器测得前轮转角和加速踏板开度；利用安装在电机上的传感器测得汽车各轮实际力矩和转速；对上述中测得的参数进行计算得到能表现汽车运动状态的纵向速度、质心侧偏角、横摆角速度和各轮侧向力。利用GPS/INS组合导航以及各个传感器，更为精确掌握汽车实时参数动态变化，为状态参数估计提供良好基本条件，进而为汽车的纵横向运动控制提供参数基础，大大提高汽车电驱动轮协调程度和整体性能。

Description

一种分布式驱动电动汽车的状态观测方法
技术领域
本发明涉及汽车状态观测技术领域，尤其涉及一种分布式驱动电动汽车的状态观测方法。
背景技术
随着环境、能源对汽车提出的挑战越来越严峻，开发以电动汽车为首的绿色环保汽车成为世界的研究热点。其中，分布式驱动电动汽车具有结构简单紧凑、动力传动链短、控制响应快速准确、模块化设计等多个方面的独特优势，代表着未来电动汽车的重要发展方向。
在车辆动力学控制学中，车辆状态观测方法是对车辆关键状态参数进行在线估计，将有效信息传递给整车控制器，整车控制器根据获取的信息分析当前车辆状况，进而制定相应的控制指令，从而实现对车辆的有效控制。车辆状态的实时观测是车辆控制的基础。分布式驱动电动汽车动力学的性能和控制理想程度往往取决于车辆状态观测的准确程度。
现有的分布式驱动电动汽车状态观测系统大多以“人-车”系统为主，将路面识别的情况作为单独处理，结果驱动力控制系统为了充分保证车辆行驶的稳定性，所采取的控制策略趋近于保守，最后出现动力分配不足的现象，各电驱动轮协调控制程度低，电动汽车整体的性能大大降低。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的电驱动轮协调程度低、电动汽车性能低的缺陷，提供一种分布式驱动电动汽车的状态观测方法，辅助提高电驱动轮协调程度及电动汽车性能。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种分布式驱动电动汽车的状态观测方法，包括以下步骤：
(A)利用INS惯性导航系统测得汽车纵向加速度、横向加速度和横摆角速度；
(B)利用GPS全球定位系统测得汽车的绝对速度和航向角；
(C)利用轮毂传感器和加速度踏板传感器测得前轮转角和加速踏板开度；
(D)利用安装在电机上的传感器测得汽车各轮实际力矩和转速；
(E)对步骤(A)、(B)、(C)、(D)中测得的参数进行计算得到能表现汽车运动状态的纵向速度、质心侧偏角、横摆角速度和各轮侧向力。
有益效果：本发明通过利用GPS/INS组合导航具有很好的互补性，对于INS惯性导航系统，可以实现惯性传感器的校准、惯性导航系统的空中对准、惯性导航系统高度通道的稳定等，从而可以有效地提高惯性导航系统的性能和精度。而对于GPS全球定位系统，INS惯性导航系统的辅助可以提高其跟踪卫星的能力，提高接收机的动态特性和抗干扰性。另外，通过引入比“人-车”模型更加完整的“车-人-路”模型，提高参数采集的要求，在电机、轮毂和踏板附近安置传感器，更为精确掌握分布式驱动电动汽车实时参数动态变化，从而为状态参数估计提供良好基本条件，增加了参数仿真稳定性和精确性，为汽车后续的纵横向运动控制提供参数基础，大大提高汽车电驱动轮协调程度和整体性能。
附图说明
图1是本发明的流程图；
图2是汽车运动控制整个流程图。
具体实施方式
下面结合图1、2，对本发明作进一步的描述。
一种分布式驱动电动汽车的状态观测方法，包括以下步骤：
(A)利用INS惯性导航系统测得汽车纵向加速度、横向加速度和横摆角速度；
(B)利用GPS全球定位系统测得汽车的绝对速度和航向角；
(C)利用轮毂传感器和加速度踏板传感器测得前轮转角和加速踏板开度；
(D)利用安装在电机上的传感器测得汽车各轮实际力矩和转速；
(E)对步骤(A)、(B)、(C)、(D)中测得的参数进行计算得到能表现汽车运动状态的纵向速度、质心侧偏角、横摆角速度和各轮侧向力。
GPS全球定位系统作为一种20世纪70年代发展起来的新型卫星导航系统，它的明显优点是能够进行全球、全天候和实时的导航，其定位误差与时间无关，且有较高的定位和测速精度。但是，载体在做高动态的运动时，常使GPS接收机不易捕获和跟踪卫星载波信号，由于采用无线电导航，GPS信号也常常容易受到各种干扰，另外GPS接收机的信号输出频率较低，有时不能满足载体控制对导航信号更新频率的要求
INS惯性导航系统具有能够不依赖外界信息，完全独立自主的提供多种较高精度的导航参数的优点，具有抗电子辐射干扰、大机动飞行、隐藏性好的特点。然而，它的系统精度主要取决于惯性测量器件，导航参数误差随时间而积累，误差积累的速度主要由初始对准的精度、导航系统使用的惯性传感器的误差以及主运载体运动轨迹的动态特性决定，如果惯性测量器件的精度较低则误差的积累速度较快，不适合长时间的单独导航。
鉴于GPS全球定位系统和INS惯性导航系统的各自优缺点，GPS/INS组合导航具有很好的互补性，对于INS惯性导航系统，可以实现惯性传感器的校准、惯性导航系统的空中对准、惯性导航系统高度通道的稳定等，从而可以有效地提高惯性导航系统的性能和精度。而对于GPS全球定位系统，INS惯性导航系统的辅助可以提高其跟踪卫星的能力，提高接收机的动态特性和抗干扰性。
通过引入比“人-车”模型更加完整的“车-人-路”模型，提高参数采集的要求，在电机、轮毂和踏板附近安置传感器，更为精确掌握分布式驱动电动汽车实时参数动态变化，从而为状态参数估计提供良好基本条件，增加了参数仿真稳定性和精确性，为汽车后续的纵横向运动控制提供参数基础，大大提高汽车电驱动轮协调程度和整体性能。
进一步的，所述步骤(E)中的计算采用运动学方法和动力学方法相结合取平均值，以提高计算精度。
所述步骤(E)中计算出的数值还包括路面坡度和各轮垂向力。以更全面的观测汽车运动状态。
应当理解，以上所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。由本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (3)

1.一种分布式驱动电动汽车的状态观测方法，包括以下步骤：
(A)利用INS惯性导航系统测得汽车纵向加速度、横向加速度和横摆角速度；
(B)利用GPS全球定位系统测得汽车的绝对速度和航向角；
(C)利用轮毂传感器和加速度踏板传感器测得前轮转角和加速踏板开度；
(D)利用安装在电机上的传感器测得汽车各轮实际力矩和转速；
(E)对步骤(A)、(B)、(C)、(D)中测得的参数进行计算得到能表现汽车运动状态的纵向速度、质心侧偏角、横摆角速度和各轮侧向力。
2.根据权利要求1所述的分布式驱动电动汽车的状态观测方法，其特征在于：所述步骤(E)中的计算采用运动学方法和动力学方法相结合取平均值。
3.根据权利要求1所述的分布式驱动电动汽车的状态观测方法，其特征在于：所述步骤(E)中计算出的数值还包括路面坡度和各轮垂向力。
CN201710178591.5A 2017-03-23 2017-03-23 一种分布式驱动电动汽车的状态观测方法 Pending CN106908252A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710178591.5A CN106908252A (zh) 2017-03-23 2017-03-23 一种分布式驱动电动汽车的状态观测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710178591.5A CN106908252A (zh) 2017-03-23 2017-03-23 一种分布式驱动电动汽车的状态观测方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106908252A true CN106908252A (zh) 2017-06-30

Family

ID=59194676

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710178591.5A Pending CN106908252A (zh) 2017-03-23 2017-03-23 一种分布式驱动电动汽车的状态观测方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106908252A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108482364A (zh) * 2018-04-16 2018-09-04 谷林波 一种电动汽车分布式驱动控制器

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050113994A1 (en) * 2003-11-21 2005-05-26 Harris Corporation Mobile data collection and processing system and methods
CN1869630A (zh) * 2006-04-19 2006-11-29 吉林大学 完备汽车运动状态测量系统
CN102416956A (zh) * 2011-09-09 2012-04-18 中南大学 汽车质心侧偏角和轮胎侧偏角软测量方法
CN102582626A (zh) * 2012-02-16 2012-07-18 吉林大学 重型半挂车状态估计方法
CN102673569A (zh) * 2012-05-25 2012-09-19 同济大学 车辆状态测算装置、方法及使用该装置的车辆
CN102009653B (zh) * 2010-11-10 2013-03-27 清华大学 融合卡尔曼滤波和加速度积分的车轮质心侧偏角观测方法
CN103303314A (zh) * 2012-03-12 2013-09-18 日产自动车株式会社 路面坡度估计装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050113994A1 (en) * 2003-11-21 2005-05-26 Harris Corporation Mobile data collection and processing system and methods
CN1869630A (zh) * 2006-04-19 2006-11-29 吉林大学 完备汽车运动状态测量系统
CN102009653B (zh) * 2010-11-10 2013-03-27 清华大学 融合卡尔曼滤波和加速度积分的车轮质心侧偏角观测方法
CN102416956A (zh) * 2011-09-09 2012-04-18 中南大学 汽车质心侧偏角和轮胎侧偏角软测量方法
CN102582626A (zh) * 2012-02-16 2012-07-18 吉林大学 重型半挂车状态估计方法
CN103303314A (zh) * 2012-03-12 2013-09-18 日产自动车株式会社 路面坡度估计装置
CN102673569A (zh) * 2012-05-25 2012-09-19 同济大学 车辆状态测算装置、方法及使用该装置的车辆

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
肖进丽: "GPS/INS组合导航系统数据同步处理方法研究", 《武汉大学学报》 *
胡晓清: "采用双天线GPS/INS系统的汽车侧偏角和轮胎侧偏刚度估测法", 《河北科技大学学报》 *
马宏阳: "GPS/INS位置、速度和姿态全组合导航系统研究", 《测绘通报》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108482364A (zh) * 2018-04-16 2018-09-04 谷林波 一种电动汽车分布式驱动控制器
CN108482364B (zh) * 2018-04-16 2023-11-28 杭州时代电动科技有限公司 一种电动汽车分布式驱动控制器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113945206B (zh) 一种基于多传感器融合的定位方法及装置
CN105842684B (zh) 采用雷达数据的车辆运动估计增强
CN102673569B (zh) 车辆状态测算装置、方法及使用该装置的车辆
Yoon et al. A cost-effective sideslip estimation method using velocity measurements from two GPS receivers
CN105807301B (zh) 一种基于增强型数字地图的车辆优化选星定位方法
US20100235039A1 (en) Weight and gradient estimation apparatus and vehicle control apparatus using the same
CN113734180B (zh) 用于确定交通工具速度的方法和装置
Zhang et al. Real-time estimation of vehicle mass and road grade based on multi-sensor data fusion
CN104180818A (zh) 一种单目视觉里程计算装置
JP2007331715A (ja) 車両状態量推定装置及びその装置を用いた車両操舵制御装置
CN104061899A (zh) 一种基于卡尔曼滤波的车辆侧倾角与俯仰角估计方法
CN202939489U (zh) 一种多旋翼自动平衡飞行控制器
CN103395435B (zh) 一种高精度高速列车实时定位系统方法
CN103625475B (zh) 一种基于递归最小二乘的车辆侧倾角与俯仰角估计方法
CN103453907B (zh) 基于分层大气模型的行星进入段导航滤波方法
CN102975720B (zh) 车辆纵向车速测算装置、方法及使用该装置的车辆
CN108304594A (zh) 一种基于速度与陀螺仪数据的汽车驾驶稳定性的判定方法
CN112519777B (zh) 自动驾驶车队的控制方法、车载装置、车辆及系统
CN103968848A (zh) 一种基于惯性传感器的导航方法及导航系统
WO2019055826A1 (en) VEHICLE LOSS CALCULATION FOR ENHANCED FUEL SAVINGS
Pedone et al. Racecar longitudinal control in unknown and highly-varying driving conditions
CN110007318B (zh) 风场干扰下基于卡尔曼滤波的单无人机判断gps欺骗的方法
US20220041169A1 (en) System and Method for Providing an Indication of Driving Performance
CN109033017B (zh) 一种丢包环境下的车辆侧倾角与俯仰角估计方法
CN106908252A (zh) 一种分布式驱动电动汽车的状态观测方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170630

RJ01 Rejection of invention patent application after publication