CN113715836A - 车速估算方法、系统及计算机存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种车速估算方法、系统及计算机存储介质，车速估算方法包括：通过轮速传感器分别获取四个车轮的轮速；根据各个车轮的轮速分别计算得到各个车轮的加速度和滑移率；根据加速度和滑移率计算得到各个车轮的轮速可信度；根据各个车轮的轮速可信度估算车辆的车速。本发明通过对各车轮轮速的可信度进行评估并估算车速，避免了车辆打滑或传感器数据延迟等导致的车速计算偏差，提高了在各种工况下估算车辆车速的准确性。

Description

车速估算方法、系统及计算机存储介质

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种车速估算方法、系统及计算机存储介质。

背景技术

在现有技术中针对车辆车速的计算方法，包括：1)两驱车辆依靠从动轮的轮速计算车辆参考车速；2)在车辆上安装车速传感器获取实时车速；3)通过车辆的加速度传感器获得车辆加速度，对车辆加速度进行积分计算车速。

针对以上三种方案，1)方案一存在的问题是：仅限于两驱车辆的车速计算，无法计算四驱车辆的车速；2)方案二存在的问题是，安装的车速传感器增加整车成本，不利于车辆生产商大规模的使用；3)方案三存在的问题是：在依靠加速度传感器计算车速时，由于加速度度传感器值存在滞后的问题，导致实际运用过程中，车辆四轮长时间处于滑移状态时，车速计算偏差较大。

发明内容

本发明解决的技术问题在于，提供了一种车速估算方法、系统及计算机存储介质，避免了车辆打滑或传感器数据延迟等导致的车速计算偏差，提高了在各种工况下估算车辆车速的准确性。

本发明解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的：

一种车速估算方法，包括：

通过轮速传感器分别获取四个车轮的轮速；

根据各个车轮的轮速分别计算得到各个车轮的加速度和滑移率；

根据所述加速度和所述滑移率计算得到各个车轮的轮速可信度；

根据所述各个车轮的轮速可信度估算所述车辆的车速。

在本发明的较佳实施例中，所述根据各个车轮的轮速分别计算得到各个车轮的加速度和滑移率的计算公式为：

式中，A为车轮加速度；ΔV在ΔT的时间间隔内轮速的变化量；ΔT为间隔时间；S为车轮的滑移率；V为车轮的轮速；V_veh’为上一时刻的整车车速。

在本发明的较佳实施例中，所述根据所述加速度和所述滑移率计算得到各个车轮的轮速可信度的计算公式为：

式中，T为车轮的轮速可信度；A为车轮的加速度；S为车轮的滑移率；K_a为加速度标定值，K_s为滑移率标定值。

在本发明的较佳实施例中，所述根据所述各个车轮的轮速可信度估算所述车辆的车速，包括：

若所述各个车轮的轮速可信度中的最大值大于标定值，则根据各个车轮的所述轮速可信度和所述轮速估算所述车辆的车速。

在本发明的较佳实施例中，所述根据各个车轮的所述轮速可信度和所述轮速估算所述车辆的车速的计算公式为：

式中，V_veh为整车车速；V_fl为左前轮的轮速；T_fl为左前轮的轮速可信度；V_fr为右前轮的轮速；T_fr为右前轮的轮速可信度；V_rl为左后轮的轮速；T_rl为左后轮的轮速可信度；V_rr为右后轮的轮速；T_rr为右后轮的轮速可信度。

在本发明的较佳实施例中，所述根据所述各个车轮的轮速可信度估算所述车辆的车速，还包括：

若所述各个车轮的轮速可信度中的最大值小于或等于标定值，则根据车辆的驱动力矩、制动力矩、阻力和整车质量计算车速。

在本发明的较佳实施例中，所述根据车辆的驱动力矩、制动力矩、阻力和整车质量计算车速的计算公式为：

式中，V_veh为整车车速；V_veh’为上一时刻的整车车速；t为当前时刻与上一时刻的间隔时间；F_驱动为发动机的驱动力矩；F_制动为车辆制动力矩；K_阻为阻力系数；M_veh为整车质量。

一种车速估算系统，包括：轮速传感器和终端；

所述轮速传感器，用于获取车辆四个车轮的轮速；

所述终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的车速估算方法的步骤。

一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的车速估算方法的步骤。

本发明车速估算方法、系统及计算机存储介质，车速估算方法包括：通过轮速传感器分别获取四个车轮的轮速；根据各个车轮的轮速分别计算得到各个车轮的轮速可信度；根据各个车轮的轮速可信度估算车辆的车速。本发明通过对各车轮轮速的可信度进行评估并估算车速，避免了车辆打滑或传感器数据延迟等导致的车速计算偏差，提高了在各种工况下估算车辆车速的准确性。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例示出的一种车速估算方法的流程图。

图2为本发明实施例示出的一种车速估算方法的具体流程图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素，此外，本申请不同实施例中具有同样命名的部件、特征、要素可能具有相同含义，也可能具有不同含义，其具体含义需以其在该具体实施例中的解释或者进一步结合该具体实施例中上下文进行确定。

应当理解，尽管在本文可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本文范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。

应该理解的是，虽然本申请实施例中的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

需要说明的是，在本文中，采用了诸如201、202等步骤代号，其目的是为了更清楚简要地表述相应内容，不构成顺序上的实质性限制，本领域技术人员在具体实施时，可能会先执行202后执行201等，但这些均应在本申请的保护范围之内。

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

图1为本发明实施例示出的一种车速估算方法的流程图。图2为本发明实施例示出的另一种车速估算方法的流程图。

下面结合图1、图2对本发明的车速估算方法进行说明：

如图1所示，本发明实施例示出的一种车速估算方法，包括以下步骤：

步骤201：通过轮速传感器分别获取四个车轮的轮速；

步骤202：根据各个车轮的轮速分别计算得到各个车轮的加速度和滑移率；

步骤203：根据加速度和滑移率计算得到各个车轮的轮速可信度；

步骤204：根据各个车轮的轮速可信度估算车辆的车速。

本发明实施例的车速估算方法可以同时为两驱车辆（包含前驱或后驱）和四驱车辆提供车速的计算。通过轮速传感器采集四个车轮的轮速信号，分别是左前轮轮速V_fl、右前轮轮速V_fr、左后轮轮速V_rl和右后轮轮速V_rr。接着，根据各个车轮的轮速分别计算出左前轮加速度A_fl、右前轮加速度A_fr、左后轮加速度A_rl和右后轮加速度A_rr与，以及，左前轮滑移率S_fl、右前轮滑移率S_fr、左后轮滑移率S_rl和右后轮滑移率S_rr。通过各个车轮的加速度和滑移率评估当前四个车轮的轮速是否接近整车车速。若轮速接近整车车速，则通过四个车轮的轮速进行加权平均计算出整车车速。若四个车轮轮速都不可信，则通过驱动力矩、制动力矩、阻力以及整车质量估算整车车速。通过上述方式，本发明实施例不需要额外增加车速传感器，可以在各级别的车辆上大规模运用。此外，本发明实施例不需要依靠车辆纵向加速度传感器，仅通过轮速传感器进行车速计算，可以有效解决加速度传感器由于数据延迟的导致车速计算偏差的问题。

步骤203中，根据各个车轮的加速度和滑移率分别计算出各个车轮的轮速可信度。轮速可信度用于反映车轮的打滑状态，取值区间为0~1。轮速可信度的值越大，说明当前车轮的轮速可信度高，车轮打滑程度轻微，轮速的值与车速的值较接近。相反，轮速可信度的值越小，说明当前车轮的轮速可信度低，车轮打滑程度严重，轮速的值与车速的值相差较大。

在一实施方式中，根据各个车轮的轮速分别计算得到各个车轮的加速度和滑移率的计算公式为：

式中，A为车轮加速度；ΔV在ΔT的时间间隔内轮速的变化量；ΔT为间隔时间；S为车轮的滑移率；V为车轮的轮速；V_veh’为上一时刻的整车车速。

需要说明的是，V_veh’可基于车辆稳定时开始计算。车辆平稳起步时，四个车轮轮速相等，且加速度都较小，比如小于或等于一固定值时，可认为车辆处于稳定状态，此时车速等于任一车轮的轮速。也就是说，在初次计算车速时，取车辆处于稳定状态时的轮速作为上一时刻的整车车速，以此计算得到的初次车速，可作为下次计算车速时的V_veh’。

进一步地，根据轮速在一定时间区间内的变化量，计算出轮速的加速度A。同时，计算轮速与上一时刻计算的整车车速差值的绝对值，该绝对值与上一时刻的整车车速的比值为滑移率。

在一实施方式中，根据加速度和滑移率分别计算得到各个车轮的轮速可信度的计算公式为：

式中，T为车轮的轮速可信度；A为车轮的加速度；S为车轮的滑移率；K_a为加速度标定值，K_s为滑移率标定值。

需要说明的是，这里的K_a仅为权重系数，实际数值可标定获得，标定方式如下示例：当车轮加速度a为3m/s，K_a系数初始为0.1时（这里系数参考值仅用于举例，实际因车型参数不同，系数实际取值差异较大），若计算车轮滑移率为零的情况下（该场景常发生在踩油门加速的初期阶段），若车轮轮速上升，导致A*K_a的值接近0.5，进而导致轮速可信度偏低，即由此时的车轮加速度计算出整车车速不准确，可适当降低系数K_a。K_s的标定方式与此类似，当K_s系数初始为0.1，滑移率为3时，若滑移率增大，导致S*K_s的值接近0.5，进而导致轮速可信度偏低，即由此时的车轮加速度计算出整车车速不准确，可适当降低系数K_s。

本实施例中，根据车轮的加速度和滑移率分别计算出各个车轮的轮速可信度，轮速可信度的参考值可为0~1，参考值越接近于1，则轮速可信度越高，参考值越接近于0，则轮速可信度越低。如下公式依次为左前轮的轮速可信度T_fl、右前轮的轮速可信度T_fr、为左后轮的轮速可信度T_rl和为右后轮的轮速可信度T_rr：

。

在一实施方式中，根据各个车轮的轮速可信度估算车辆的车速，包括：

若各个车轮的轮速可信度中的最大值大于标定值，则根据各个车轮的轮速可信度和轮速估算车辆的车速。

需要说明的是，标定值因车型参数不同而不同，可通过标定获得，标定方式提供如下：在根据步骤203得到各个车轮的轮速可信度后，随着轮速可信度的减小，必然导致通过轮速可信度计算车速的方案对实际车速的估算误差越来越大。实际测试过程中，可通过V-BOX采集车辆的实时车速，当通过本发明计算出的车速的误差大于根据车辆驱动力、制动力、阻力和整车质量计算出的车速的误差时，可将此时的轮速可信度作为标定值。

本实施例中，对各个车轮的轮速可信度取最大值T_max，其中，

然后将最大值与可信度标定值T_k进行比较。如果存在至少一个轮速可信度的值大于可信度标定值，则说明至少有一个车轮的轮速可信，因此可以用当前车轮的轮速估算实时车速。由于轮速可信度越大，轮速与车速越接近，因此可采用轮速结合轮速可信度的方式估算车速，保证计算出的车速的准确性。

在一实施方式中，根据各个车轮的轮速可信度和轮速估算车辆的车速的计算公式为：

式中，V_veh为整车车速；V_fl为左前轮的轮速；T_fl为左前轮的轮速可信度；V_fr为右前轮的轮速；T_fr为右前轮的轮速可信度；V_rl为左后轮的轮速；T_rl为左后轮的轮速可信度；V_rr为右后轮的轮速；T_rr为右后轮的轮速可信度。

本实施例中，对各个车轮的轮速和轮速可信度进行加权平均，得到整车的车速。通过轮速可信度调整各个车轮的轮速在整车车速中的比重，提高估算车速的准确性。

在一实施方式中，根据各个车轮的轮速可信度估算车辆的车速，还包括：

若各个车轮的轮速可信度中的最大值小于或等于可信度标定值，则根据车辆的驱动力、制动力、阻力和整车质量计算车速。

本实施例中，如果各个车轮的轮速可信度均小于或等于可信度标定值，则说明各个车轮均存在严重打滑，其轮速值均不可信，因此避免使用车轮的轮速和轮速可信度计算车速，以保证估算的车速的准确性。

在一实施方式中，根据车辆的驱动力、制动力、阻力和整车质量计算车速的计算公式为：

式中，V_veh为整车车速；V_veh’为上一时刻的整车车速；t为当前时刻与上一时刻的间隔时间；F_驱动为发动机的驱动力矩；F_制动为车辆制动力矩；K_阻为阻力系数；M_veh为整车质量。

需要说明的是，阻力系数K_阻同样也是泛指的一类参数的统称，包含车辆自身传动系统的阻力损耗、滚动阻力损耗和风阻。可在车辆未发生滑移时，通过如下公式实时计算出当前路况的阻力系数：

其中，车速V_veh等于轮速，车辆加速度A_veh等于车辆加速度。当车辆发生滑移时，可沿用未产生滑移时刻计算得到的阻力系数。

本实施例中，驱动力矩、制动力矩和整车质量均为已知值。阻力系数由阻力和速度的比值进行测量标定得到。通过驱动力矩、制动力矩、上一时刻的车速与阻力系数、以及整车质量估算当前车辆的加速度。在根据加速度、当前时刻与上一时刻的间隔时间以及上一时刻的车速计算得到当前的车速。

图2为本发明实施例示出的一种车速估算方法的具体流程图。如图2所示，首先根据轮速传感器的信号获得四个车速的轮速，然后根据各个车轮的轮速分别计算四个车轮的加速度和滑移率。接着，根据各个车轮的加速度和滑移率计算出各个车轮的轮速可信度。从四个车轮的轮速可信度中选取最大值，将最大值与标定值进行比较。若车辆的最大轮速可信度大于标定值，则根据各个车轮的轮速和轮速可信度进行加权平均，得到整车车速。若车辆的最大轮速可信度不大于标定值，则根据车辆的驱动力、制动力阻力和整车质量计算整车车速。

本发明的车速估算方法，通过轮速传感器分别获取四个车轮的轮速；根据各个车轮的轮速分别计算得到各个车轮的轮速可信度；根据各个车轮的轮速可信度估算车辆的车速。本发明通过对各车轮轮速的可信度进行评估并估算车速，避免了车辆打滑或传感器数据延迟等导致的车速计算偏差，提高了在各种工况下估算车辆车速的准确性。

本发明实施例提供的车速估算系统，包括：轮速传感器和终端；

轮速传感器，用于获取车辆四个车轮的轮速；

终端，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如上所述的车速估算方法的步骤。

本发明实施例的车速估算系统，通过轮速传感器分别获取四个车轮的轮速；根据各个车轮的轮速分别计算得到各个车轮的轮速可信度；根据各个车轮的轮速可信度估算车辆的车速。本发明通过对各车轮轮速的可信度进行评估并估算车速，避免了车辆打滑或传感器数据延迟等导致的车速计算偏差，提高了在各种工况下估算车辆车速的准确性。

本发明实施例还提供一种计算机存储介质，计算机存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上所述的车速估算方法的步骤。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，上述实施例及附图是示例性的，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明实施例所必须的，不能理解为对本发明的限制，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型和组合，这些简单变型和组合均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种车速估算方法，其特征在于，包括：

通过轮速传感器分别获取四个车轮的轮速；

根据各个车轮的轮速分别计算得到各个车轮的加速度和滑移率；

根据所述加速度和所述滑移率计算得到各个车轮的轮速可信度；

根据所述各个车轮的轮速可信度估算车辆的车速。

2.根据权利要求1所述的车速估算方法，其特征在于，所述根据各个车轮的轮速分别计算得到各个车轮的加速度和滑移率的计算公式为：

式中，A为车轮加速度；ΔV为在ΔT的时间间隔内轮速的变化量；ΔT为间隔时间；S为车轮的滑移率；V为车轮的轮速；V_veh’为上一时刻的整车车速。

3.根据权利要求1所述的车速估算方法，其特征在于，所述根据所述加速度和所述滑移率计算得到各个车轮的轮速可信度的计算公式为：

式中，T为车轮的轮速可信度；A为车轮的加速度；S为车轮的滑移率；K_a为加速度标定值，K_s为滑移率标定值。

4.根据权利要求1所述的车速估算方法，其特征在于，所述根据所述各个车轮的轮速可信度估算车辆的车速，包括：

若所述各个车轮的轮速可信度中的最大值大于标定值，则根据各个车轮的所述轮速可信度和所述轮速估算所述车辆的车速。

5.根据权利要求4所述的车速估算方法，其特征在于，所述根据各个车轮的所述轮速可信度和所述轮速估算车辆的车速的计算公式为：

式中，V_veh为整车车速；V_fl为左前轮的轮速；T_fl为左前轮的轮速可信度；V_fr为右前轮的轮速；T_fr为右前轮的轮速可信度；V_rl为左后轮的轮速；T_rl为左后轮的轮速可信度；V_rr为右后轮的轮速；T_rr为右后轮的轮速可信度。

6.根据权利要求4所述的车速估算方法，其特征在于，所述根据所述各个车轮的轮速可信度估算车辆的车速，还包括：

若所述各个车轮的轮速可信度中的最大值小于或等于标定值，则根据车辆的驱动力矩、制动力矩、阻力和整车质量计算车速。

7.根据权利要求6所述的车速估算方法，其特征在于，所述根据车辆的驱动力矩、制动力矩、阻力和整车质量计算车速的计算公式为：

式中，V_veh为整车车速；V_veh’为上一时刻的整车车速；t为当前时刻与上一时刻的间隔时间；F_驱动为发动机的驱动力矩；F_制动为车辆制动力矩；K_阻为阻力系数；M_veh为整车质量。

8.一种车速估算系统，其特征在于，包括：轮速传感器和终端；

所述轮速传感器，用于获取车辆四个车轮的轮速；

所述终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述车速估算方法的步骤。

9.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述车速估算方法的步骤。

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