本發(fā)明涉及汽車狀態(tài)觀測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種分布式驅(qū)動電動汽車的狀態(tài)觀測方法。

背景技術(shù)：

隨著環(huán)境、能源對汽車提出的挑戰(zhàn)越來越嚴(yán)峻，開發(fā)以電動汽車為首的綠色環(huán)保汽車成為世界的研究熱點(diǎn)。其中，分布式驅(qū)動電動汽車具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊、動力傳動鏈短、控制響應(yīng)快速準(zhǔn)確、模塊化設(shè)計(jì)等多個方面的獨(dú)特優(yōu)勢，代表著未來電動汽車的重要發(fā)展方向。

在車輛動力學(xué)控制學(xué)中，車輛狀態(tài)觀測方法是對車輛關(guān)鍵狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行在線估計(jì)，將有效信息傳遞給整車控制器，整車控制器根據(jù)獲取的信息分析當(dāng)前車輛狀況，進(jìn)而制定相應(yīng)的控制指令，從而實(shí)現(xiàn)對車輛的有效控制。車輛狀態(tài)的實(shí)時(shí)觀測是車輛控制的基礎(chǔ)。分布式驅(qū)動電動汽車動力學(xué)的性能和控制理想程度往往取決于車輛狀態(tài)觀測的準(zhǔn)確程度。

現(xiàn)有的分布式驅(qū)動電動汽車狀態(tài)觀測系統(tǒng)大多以“人-車”系統(tǒng)為主，將路面識別的情況作為單獨(dú)處理，結(jié)果驅(qū)動力控制系統(tǒng)為了充分保證車輛行駛的穩(wěn)定性，所采取的控制策略趨近于保守，最后出現(xiàn)動力分配不足的現(xiàn)象，各電驅(qū)動輪協(xié)調(diào)控制程度低，電動汽車整體的性能大大降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的電驅(qū)動輪協(xié)調(diào)程度低、電動汽車性能低的缺陷，提供一種分布式驅(qū)動電動汽車的狀態(tài)觀測方法，輔助提高電驅(qū)動輪協(xié)調(diào)程度及電動汽車性能。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種分布式驅(qū)動電動汽車的狀態(tài)觀測方法，包括以下步驟：

(A)利用INS慣性導(dǎo)航系統(tǒng)測得汽車縱向加速度、橫向加速度和橫擺角速度；

(B)利用GPS全球定位系統(tǒng)測得汽車的絕對速度和航向角；

(C)利用輪轂傳感器和加速度踏板傳感器測得前輪轉(zhuǎn)角和加速踏板開度；

(D)利用安裝在電機(jī)上的傳感器測得汽車各輪實(shí)際力矩和轉(zhuǎn)速；

(E)對步驟(A)、(B)、(C)、(D)中測得的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算得到能表現(xiàn)汽車運(yùn)動狀態(tài)的縱向速度、質(zhì)心側(cè)偏角、橫擺角速度和各輪側(cè)向力。

有益效果：本發(fā)明通過利用GPS/INS組合導(dǎo)航具有很好的互補(bǔ)性，對于INS慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)慣性傳感器的校準(zhǔn)、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的空中對準(zhǔn)、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)高度通道的穩(wěn)定等，從而可以有效地提高慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的性能和精度。而對于GPS全球定位系統(tǒng)，INS慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的輔助可以提高其跟蹤衛(wèi)星的能力，提高接收機(jī)的動態(tài)特性和抗干擾性。另外，通過引入比“人-車”模型更加完整的“車-人-路”模型，提高參數(shù)采集的要求，在電機(jī)、輪轂和踏板附近安置傳感器，更為精確掌握分布式驅(qū)動電動汽車實(shí)時(shí)參數(shù)動態(tài)變化，從而為狀態(tài)參數(shù)估計(jì)提供良好基本條件，增加了參數(shù)仿真穩(wěn)定性和精確性，為汽車后續(xù)的縱橫向運(yùn)動控制提供參數(shù)基礎(chǔ)，大大提高汽車電驅(qū)動輪協(xié)調(diào)程度和整體性能。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的流程圖；

圖2是汽車運(yùn)動控制整個流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合圖1、2，對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。

一種分布式驅(qū)動電動汽車的狀態(tài)觀測方法，包括以下步驟：

(A)利用INS慣性導(dǎo)航系統(tǒng)測得汽車縱向加速度、橫向加速度和橫擺角速度；

(B)利用GPS全球定位系統(tǒng)測得汽車的絕對速度和航向角；

(C)利用輪轂傳感器和加速度踏板傳感器測得前輪轉(zhuǎn)角和加速踏板開度；

(D)利用安裝在電機(jī)上的傳感器測得汽車各輪實(shí)際力矩和轉(zhuǎn)速；

(E)對步驟(A)、(B)、(C)、(D)中測得的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算得到能表現(xiàn)汽車運(yùn)動狀態(tài)的縱向速度、質(zhì)心側(cè)偏角、橫擺角速度和各輪側(cè)向力。

GPS全球定位系統(tǒng)作為一種20世紀(jì)70年代發(fā)展起來的新型衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，它的明顯優(yōu)點(diǎn)是能夠進(jìn)行全球、全天候和實(shí)時(shí)的導(dǎo)航，其定位誤差與時(shí)間無關(guān)，且有較高的定位和測速精度。但是，載體在做高動態(tài)的運(yùn)動時(shí)，常使GPS接收機(jī)不易捕獲和跟蹤衛(wèi)星載波信號，由于采用無線電導(dǎo)航，GPS信號也常常容易受到各種干擾，另外GPS接收機(jī)的信號輸出頻率較低，有時(shí)不能滿足載體控制對導(dǎo)航信號更新頻率的要求

INS慣性導(dǎo)航系統(tǒng)具有能夠不依賴外界信息，完全獨(dú)立自主的提供多種較高精度的導(dǎo)航參數(shù)的優(yōu)點(diǎn)，具有抗電子輻射干擾、大機(jī)動飛行、隱藏性好的特點(diǎn)。然而，它的系統(tǒng)精度主要取決于慣性測量器件，導(dǎo)航參數(shù)誤差隨時(shí)間而積累，誤差積累的速度主要由初始對準(zhǔn)的精度、導(dǎo)航系統(tǒng)使用的慣性傳感器的誤差以及主運(yùn)載體運(yùn)動軌跡的動態(tài)特性決定，如果慣性測量器件的精度較低則誤差的積累速度較快，不適合長時(shí)間的單獨(dú)導(dǎo)航。

鑒于GPS全球定位系統(tǒng)和INS慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的各自優(yōu)缺點(diǎn)，GPS/INS組合導(dǎo)航具有很好的互補(bǔ)性，對于INS慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)慣性傳感器的校準(zhǔn)、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的空中對準(zhǔn)、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)高度通道的穩(wěn)定等，從而可以有效地提高慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的性能和精度。而對于GPS全球定位系統(tǒng)，INS慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的輔助可以提高其跟蹤衛(wèi)星的能力，提高接收機(jī)的動態(tài)特性和抗干擾性。

通過引入比“人-車”模型更加完整的“車-人-路”模型，提高參數(shù)采集的要求，在電機(jī)、輪轂和踏板附近安置傳感器，更為精確掌握分布式驅(qū)動電動汽車實(shí)時(shí)參數(shù)動態(tài)變化，從而為狀態(tài)參數(shù)估計(jì)提供良好基本條件，增加了參數(shù)仿真穩(wěn)定性和精確性，為汽車后續(xù)的縱橫向運(yùn)動控制提供參數(shù)基礎(chǔ)，大大提高汽車電驅(qū)動輪協(xié)調(diào)程度和整體性能。

進(jìn)一步的，所述步驟(E)中的計(jì)算采用運(yùn)動學(xué)方法和動力學(xué)方法相結(jié)合取平均值，以提高計(jì)算精度。

所述步驟(E)中計(jì)算出的數(shù)值還包括路面坡度和各輪垂向力。以更全面的觀測汽車運(yùn)動狀態(tài)。

應(yīng)當(dāng)理解，以上所描述的具體實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。由本發(fā)明的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。