[发明专利]一种汽车转向操纵特性的在线预测方法及系统

权利要求书

1.一种汽车转向操纵特性的在线预测方法，其特征在于，包括步骤：

采集汽车实时的方向盘角度值和电机转速，并采用Kalman滤波器对横摆角速度稳态响应方程中的各物理参数进行实时预测后，获得横摆角速度稳态响应方程，从而计算出汽车下一时刻的预测的横摆角速度；

根据计算出的预测的横摆角速度，对汽车实现横摆角速度控制；

其中所述物理参数包括方向盘零偏、转向不足系数以及EPS传动比；

所述横摆角速度稳态响应方程的公式如下：

上式中，ω表示横摆角速度，k表示转向不足系数，α表示方向盘角度值，α₀表示方向盘零偏角，L表示轴距，k_θ表示EPS传动比，u表示车辆前进速度；

其中，汽车的方向盘零偏角α₀、轴距L、EPS传动比k_θ和转向不足系数k为横摆角速度稳态响应方程的计算参数。

2.根据权利要求1所述的一种汽车转向操纵特性的在线预测方法，其特征在于，所述方向盘零偏、转向不足系数以及EPS传动比的在线估计是通过以下方式获得的：

采集汽车的运动数据和静态参数后，获得汽车横摆角速度稳态响应方程的方向盘零偏、转向不足系数以及EPS传动比的初始值；

基于模型参数的初始值，采用Kalman滤波器对方向盘零偏、转向不足系数以及EPS传动比进行在线估计。

3.根据权利要求2所述的一种汽车转向操纵特性的在线预测方法，其特征在于，所述采集汽车的运动数据和静态参数后，获得汽车对应的方向盘零偏、转向不足系数以及EPS传动比的初始值的步骤，包括：

采集汽车的方向盘角度值、电机转速以及横摆角速度，同时获取汽车的电机传动比、车轮半径以及方向盘零偏角、轴距和EPS传动比的初始值；

根据电机传动比、车轮半径和采集的电机转速，计算获得汽车的车辆前进速度；

采用最小二乘法拟合获得汽车的转向不足系数的初始值。

4.根据权利要求3所述的一种汽车转向操纵特性的在线预测方法，其特征在于，所述采用最小二乘法拟合获得汽车的转向不足系数的初始值的步骤，具体为：根据下式，采用最小二乘法拟合获得汽车的转向不足系数的初始值：

k＝uk_θ(α+α₀)/ωu²-L/u²

上式中，k表示转向不足系数的初始值，α表示方向盘角度值的初始值，α₀表示方向盘零偏角的初始值，L表示轴距的初始值，k_θ表示EPS传动比的初始值，u表示车辆前进速度，ω表示采集的横摆角速度。

5.根据权利要求2所述的一种汽车转向操纵特性的在线预测方法，其特征在于，所述基于模型参数的初始值，采用Kalman滤波器对方向盘零偏、转向不足系数以及EPS传动比进行在线估计的步骤，具体为：

结合计算参数的初始值，对应建立Kalman滤波器的状态方程和量测方程后，采用Kalman滤波器对横摆角速度稳态响应方程的计算参数进行预测。

6.根据权利要求5所述的一种汽车转向操纵特性的在线预测方法，其特征在于，Kalman滤波的设计如下：

上式中，X表示状态值，X_n表示X的当前状态，X_n+1表示X的下一状态，Z_n+1表示下一状态X_n+1的量测值。

7.一种汽车转向操纵特性的在线预测系统，其特征在于，包括处理器和存储设备，所述存储设备存储有多条指令，所述指令由处理器加载并执行以下步骤：

采集汽车实时的方向盘角度值和电机转速，并采用Kalman滤波器对横摆角速度稳态响应方程中的各物理参数进行实时预测后，获得横摆角速度稳态响应方程，从而计算出汽车下一时刻的预测的横摆角速度；

根据计算出的预测的横摆角速度，对汽车实现横摆角速度控制；

其中所述物理参数包括方向盘零偏、转向不足系数以及EPS传动比；

所述横摆角速度稳态响应方程的公式如下：

上式中，ω表示横摆角速度，k表示转向不足系数，α表示方向盘角度值，α₀表示方向盘零偏角，L表示轴距，k_θ表示EPS传动比，u表示车辆前进速度；

其中，汽车的方向盘零偏角α₀、轴距L、EPS传动比k_θ和转向不足系数k为横摆角速度稳态响应方程的计算参数。