[发明专利]一种考虑侧倾影响的汽车行驶状态估计方法

摘要

本发明公开了一种考虑侧倾影响的汽车行驶状态估计方法，包括：考虑汽车侧倾运动影响，建立包含汽车质心偏向、横摆运动及侧倾运动具有非线性特征的三自由度运动微分方程；将非线性三自由度微分方程进行线性化；建立关于质心偏向角和横摆角速度的状态方程与量测方程，将质心侧偏角与横摆角速度进行线性化并迭代至扩展卡尔曼滤波方程，获得质心偏向角和横摆角速度的最优估计值，同时分别将非线性三自由度微分方程的质心侧偏角与横摆角速度输入至扩展卡尔曼滤波模型，能够分别验证估计值与实际值对比情况。

主权项

1.一种考虑侧倾影响的汽车行驶状态估计方法，其特征在于，包括：建立包含汽车质心偏向、横摆运动及侧倾运动具有非线性特征的三自由度运动微分方程；将非线性三自由度微分方程进行线性化；建立关于质心偏向角和横摆角速度的状态方程与量测方程，将所述线性化后的质心侧偏角与横摆角速度迭代至扩展卡尔曼滤波器，获得质心偏向角和横摆角速度的最优估计值；所述运动微分方程为：其中，W_δ＝‑2k_fL_p＝‑(C_φf+C_φr)，L_φ＝Msgh‑(K_φf+K_φr)V为汽车行驶车速，M为整车质量，M_s为悬架质量，ω_r为横摆角速度，β为质心侧偏角，h为轮轴中心距离地面高度，h_f为前轴中心距离地面的高度，h_r为后轴中心距离地面的高度，φ为悬架的侧倾角，δ为前轮转向角，k_f为前轮轮胎的侧偏刚度，k_r为后轮胎的侧偏刚度，为前轮外倾侧倾刚度系数；E_f为前轴侧倾转向系数，E_r分别为后轴侧倾转向系数；U_f为前回正力矩刚度系数、U_r为后回正力矩刚度系数；所述卡尔曼滤波器的状态方程为：x_k＝x_k‑1+[F]^‑1[K]x_k‑1·△k+[F]^‑1[N]δ_k‑1△k+[F]^‑1w_k‑1·△k其中，x_k为实际的状态变量；w_k为过程噪声,I_z为整车绕z轴的转动惯量，I_xz为悬架质量绕x、z两轴的惯性积，△k为采样时间；I_x为悬架质量绕X轴的转动惯量；l_f为前轴至质心的距离，l_r为后轴至质心的距离；C_φf、C_φr分别为前、后悬架侧倾角阻尼；K_φf、K_φr分别为前、后悬架侧倾角刚度；g为重力加速度。