一种应用于IBC系统的加速度传感器模拟方法技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种应用于IBC系统的加速度传感器模拟方法，包括：在车辆行驶于坡道的情况下，通过CAN总线获取车内控制器的各时刻的车辆信号，通过轮速传感器获取各时刻的车轮角速度；根据各时刻的车轮角速度，计算各时刻沿坡道的车速和车辆加速度；根据各时刻的车辆信号对应的车辆参数、车轮角速度和沿坡道的车速和车辆加速度，实时计算各时刻的坡道阻力：根据各时刻的坡道阻力，对各时刻沿坡道的车辆加速度进行分解，得到各时刻沿水平方向和垂直方向的车辆加速度，以模拟加速度传感器的功能。本实施例无需外置IMU、RTK、惯导模块或其它传感器，即可实现各方向加速度的准确计算。即可实现各方向加速度的准确计算。即可实现各方向加速度的准确计算。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于IBC系统的加速度传感器模拟方法


[0001]本专利技术实施例涉及车辆智能感知
，尤其涉及一种应用于IBC系统的加速度传感器模拟方法。

技术介绍

[0002]车辆速度和加速度是车辆自动驾驶的重要信息。目前的车辆加速度信息主要由ESC（Electronic StabilityController，车身电子稳定控制）系统获取。其特点为，由直接连接或配置于ESC上的惯性模块输出车辆沿水平方向和垂直方向的加速度。
[0003]但随着车辆技术的发展，越来越多的车辆使用IBC（Integrated Brake Control，电子稳定控制）系统替代ESC系统,在驾驶员制动时通过电信号机械直连（失效保证）IBC系统，从而取消驾驶员端至ESC端的制动管路及真空助力器，起到降低成本的目的。由于IBC系统和驾驶员制动踏板机械直接连接，机械振动会传导至IBC，故IBC系统没有配置惯性模块，无法直接得到沿水平方向和垂直方向的准确加速度。
[0004]鉴于以上情况，现有高端车型通过外置IMU（Inertial Measurement Unit，惯性测量单元）或RTK（Real Time Kinematic，实时动态测量）等高级设备支持来获取加速度信息，极大增加了获取成本。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供一种应用于IBC系统的加速度传感器模拟方法，无需外置IMU、RTK、惯导模块或其它传感器，即可实现各方向加速度的准确计算。
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供了一种应用于IBC系统的加速度传感器模拟方法，包括：在车辆行驶于坡道的情况下，通过CAN总线获取车内控制器的各时刻的车辆信号，通过轮速传感器获取各时刻的车轮角速度；根据各时刻的车轮角速度，计算各时刻沿坡道的车速和车辆加速度；根据各时刻的车辆信号对应的车辆参数、车轮角速度和沿坡道的车速和车辆加速度，采用公式（3）实时计算各时刻的坡道阻力：
（3）其中，F
i
表示坡道阻力，T
d
表示发动机转矩，T
m
表示发动机摩擦阻力，J
e
表示发动机的转动惯量，表示发动机曲轴角加速度，i0表示主减速比，i0表示变速箱传动比，表示传动系机械效率，J
前
表示车前轮转动惯量，表示前左轮角速度，表示前右轮角速度，P
前
表示前轮缸轮制动压力，S
前
表示前轮缸轮活塞面积，表示前轮缸摩擦片摩擦因数，r
前
表示前轮缸摩擦片有效作用半径，m表示整车质量，g表示重力加速度，表示质心至后轴距离，h
g
表示质心高度，v表示沿坡道的车速，f
r
表示滚动阻力系数，R
前
表示前轮半径，b
前
表示质心至前轴距离，R
后
表示后轮半径，L表示轴距，P
后左
表示左后轮缸轮制动压力，S
后
表示后轮缸轮活塞面积，表示后轮缸摩擦片摩擦因数，r
后
表示后轮缸摩擦片有效作用半径，P
后右
表示右后轮缸轮制动压力，J
后
表示车后轮转动惯量，表示左后轮角速度，表示后右轮角速度，C
D
表示风阻系数，A表示迎风面积，a表示沿坡道的车辆加速度；根据各时刻的坡道阻力，对各时刻沿坡道的车辆加速度进行分解，得到各时刻沿水平方向和垂直方向的车辆加速度，以模拟加速度传感器的功能。
[0007]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种IBC系统，包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现任一实施例所述的应用于IBC系统的加速度传感器模拟方法。
[0008]第三方面，本专利技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现任一实施例所述的应用于IBC系统的加速度传感器模拟方法。
[0009]第四方面，本专利技术实施例还提供了一种虚拟加速度传感器，包括：IBC系统、轮速传感器和CAN总线；在车辆行驶于坡道的情况下，所述CAN总线用于获取车内控制器的各时刻的车辆信号，所述轮速传感器用于获取各时刻的车轮角速度；所述IBC系统用于根据各时刻的车轮角速度，计算各时刻沿坡道的车速和车辆加速度；根据各时刻的车辆信号对应的车辆参数、车轮角速度和沿坡道的车速和车辆加速度，采用公式（3）实时计算各时刻的坡道阻力；根据各时刻的坡道阻力，对各时刻沿坡道的车辆加速度进行分解，得到各时刻沿水平方向和垂直方向的车辆加速度，以模拟加速度传感器的功能；其中，公式（3）表示如下：（3）其中，F
i
表示坡道阻力，T
d
表示发动机转矩，T
m
表示发动机摩擦阻力，J
e
表示发动机的转动惯量，表示发动机曲轴角加速度，i0表示主减速比，i0表示变速箱传动比，表示传动系机械效率，J
前
表示车前轮转动惯量，表示前左轮角速度，表示前右轮角速度，P
前
表示前轮缸轮制动压力，S
前
表示前轮缸轮活塞面积，表示前轮缸摩擦片摩擦因数，r
前
表示前轮缸摩擦片有效作用半径，m表示整车质量，g表示重力加速度，表示质心至后轴距离，h
g
表示质心高度，v表示沿坡道的车速，f
r
表示滚动阻力系数，R
前
表示前轮半径，b
前
表示质心至前轴距离，R
后
表示后轮半径，L表示轴距，P
后左
表示左后轮缸轮制动压力，S
后
表示后轮缸轮活塞面积，表示后轮缸摩擦片摩擦因数，r
后
表示后轮缸摩擦片有效作用半径，P
后右
表示右后轮缸轮制动压力，J
后
表示车后轮转动惯量，表示左后轮角速度，表示后右轮角速度，C
D
表示风阻系数，A表示迎风面积，a表示沿坡道的车辆加速度。
[0010]本专利技术实施例提供了一种加速度传感器模拟方法，应用于采用IBC系统代替ESC系统的车辆行驶于坡度路面的情况，通过轮速传感器和集成于IBC系统内部的计算方法，自动
实时输出沿水平方向和垂直方向的加速度，无需外置IMU、RTK、惯导模块或其它传感器，即可实现各方向加速度的准确计算，在部分工况下达成和实体加速度传感器一样的目的。具体的，本实施例通过轮速传感器实时测量车轮角速度，并以该变量和车内车辆信号为可靠数据源，围绕该实测信息构建出计算坡道阻力的动力学方程，使方程中的时变参数中仅包括车内车辆信号对应的参数、运动参数和车轮角速度，结合运动参数与车轮角速度的关联关系，保证运算顺利进行。
附图说明
[0011]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于IBC系统的加速度传感器模拟方法，其特征在于，包括：在车辆行驶于坡道的情况下，通过CAN总线获取车内控制器的各时刻的车辆信号，通过轮速传感器获取各时刻的车轮角速度；根据各时刻的车轮角速度，计算各时刻沿坡道的车速和车辆加速度；根据各时刻的车辆信号对应的车辆参数、车轮角速度和沿坡道的车速和车辆加速度，采用公式（3）实时计算各时刻的坡道阻力：（3）其中，F
i
表示坡道阻力，T
d
表示发动机转矩，T
m
表示发动机摩擦阻力，J
e
表示发动机的转动惯量，表示发动机曲轴角加速度，i0表示主减速比，i
g
表示变速箱传动比，表示传动系机械效率，J
前
表示车前轮转动惯量，表示前左轮角速度，表示前右轮角速度，P
前
表示前轮缸轮制动压力，S
前
表示前轮缸轮活塞面积，表示前轮缸摩擦片摩擦因数，r
前
表示前轮缸摩擦片有效作用半径，m表示整车质量，g表示重力加速度，表示质心至后轴距离，h
g
表示质心高度，v表示沿坡道的车速，f
r
表示滚动阻力系数，R
前
表示前轮半径，b
前
表示质心至前轴距离，R
后
表示后轮半径，L表示轴距，P
后左
表示左后轮缸轮制动压力，S
后
表示后轮缸轮活塞面积，表示后轮缸摩擦片摩擦因数，r
后
表示后轮缸摩擦片有效作用半径，P
后右
表示右后轮缸轮制动压力，J
后
表示车后轮转动惯量，表示左后轮角速度，表示后右轮角速度，C
D
表示风阻系数，A表示迎风面积，a表示沿坡道的车辆加速度；根据各时刻的坡道阻力，对各时刻沿坡道的车辆加速度进行分解，得到各时刻沿水平方向和垂直方向的车辆加速度，以模拟加速度传感器的功能。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述根据各时刻的车轮角速度，计算各时刻沿坡道的车速和车辆加速度之前，还包括：进行车辆整体动力学建模，筛选出包括坡道阻力和运动变量、但不包括坡度的方程作
为车辆动力学模型；以车轮角速度为自变量，构建轮端动力学模型；识别所述车辆动力学模型和轮端动力学模型的公共变量；将所述公共变量之外的、随时间变化的变量进行动力学解析，使解析形式中仅包括运动变量、车内车辆信号对应的变量，以及固定参数；构建所述运动变量与车轮角速度的关联关系；将所述车辆动力学模型、轮端动力学模型、解析形式和关联关系联立，得到所述坡道阻力的计算方程（3）。3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述进行车辆整体动力学建模，筛选出包括坡道阻力、但不包括坡度的方程作为车辆动力学模型，包括：进行车辆整体动力学建模，得到多个动力学方程；从所述多个动力学方程中筛选出包括坡道阻力和运动变量、但不包括坡度的方程（5）作为车辆动力学模型：（5）其中，F
x前左
、F
x前右
、F
x后左
和F
x后右
分别表示左前轮、右前轮、左后轮和右后轮的地面反作用力，F w
表示空气阻力；所述以车轮角速度为自变量，构建轮端动力学模型，包括：构建以车轮角速度为自变量的轮端动力学模型：其中，T
t
表示一侧驱动轮上的驱动力矩，T
b前左
、T
b前右
、T
b后左
、T
b后右
分别表示左前轮、右前轮、左后轮和右后轮的制动力矩，T
f前左
、T
f前右
、T
f后左
、T
f后右
分别表示左前轮、右前轮、左后轮和右后轮的滚动阻力矩；所述识别所述车辆动力学模型和轮端动力学模型的公共变量，包括：识别方程（5）与方程组（6）（7）（8）（9）的公共变量F
x前左
、F
x前右
、F
x后左
和F
x后右
；所述将所述公共变量之外的、随时间变化的变量进行动力学解析，使解析形式中仅包括运动变量、车内车辆信号对应的变量，以及固定参数，包括：将F
x前左
、F
x前右
、F
x后左
和F
x后右
之外的、随时间变化的变量T
t
、T
b前左
、T
b前右
、T
b后左
、T
b后右
和T
f前左
、T
f前右
、T
f后左
、T
f后右
、F
w
分别进行动力学解析，得到如下解析形式：
其中，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘帅，赵帅，陈超，赵鹏超，张莹，翟洋，沈永旺，方琳，陈则毅，
申请(专利权)人：中汽智联技术有限公司，
类型：发明
国别省市：