四驱混合动力轿车分布式卡尔曼车速估计.pdfVIP

第 51卷第 16期 机 械 工 程 学 报 V_o1．51 NO．16 2015年 8 月 JOURNALOFMECHANICALENGINEERING Aug． 2Ol5 DoI： 1仉3901／JM E．2015．16．050 四-订-291_．泪tl；B合动力轿车分布式卡尔曼车速估计木 赵治国 杨 杰 吴枭威 (同济大学新能源汽车工程中心 上海 201804) 摘要：四驱混合动力轿车存在两轮／四轮多种驱动模式，针对某一驱动模式所设计的车速估计算法难以满足其他模式下车速 估计的精度。考虑车辆不同驱动模式，利用车载传感器信号、后轮毂电机转矩信息以及既定档位下前轮转矩信息，提出两级 分布式卡尔曼车速估计方法。考虑模型的强非线性，采用无味卡尔曼滤波(UnscentedKalmanfilter，UKF)算法设计主／子滤波 器。同时为了提高UKF算法对模型误差、信号干扰的鲁棒性，实现了量测噪声均值和方差的自适应调节。基于Untire轮胎 模型和滑移率递推方程，设计滑移率子滤波器；基于整车运动学模型，设计车速主滤波器；考虑不同驱动模式，利用子滤波 器估计值在线融合得到车速 。搭建 Carsim．Simulink联合仿真平台，并分别在纯电动驱动模式和四轮混合驱动模式下，对车 速估计算法进行仿真验证。结果表明，所提出的两级分布式卡尔曼车速估计方法能有效提高车速估计精度，并增强了对模型 误差、量测信号干扰和不同驱动模式的鲁棒性。 关键词：四驱混合动力轿车；车速估计；分布式滤波结构；自适应无味卡尔曼滤波算法 中图分类号：U270 VehicleSpeedEstimationBasedonDistributedKalmanFilterforFour W heelDriveHybridElectricCar ZHAOZhiguo YANGJie WUXiaowei (CleanEnergyAutomotiveEngineeringCenter,TongjiUniversity,Shanghai201804) Abstract：Thedrivingmodeofhybridelectriccarcanbetwo—wheelorfour-wheeldrive．Thespeedestimationdesignedforaspecific drivingmodecanhardlyachievehighestimatedaccuracyinallmodes．Focusonthechna geabledrivingmode，akindofdistributed Kalmna filterwithwt olevelsisproposed，bymeansofutilizevehiclesensorssingals，thedrivingtorqueofrera in-wheelmotorsnad thetorqueoffrontdrivingwheelsathtegivengera state．Consideringthestronglynonlinera ofthemodel，UKFisadoptedtodesign htefilter,andtoimprovehtefilter’Srobustnessonmodeling eI1_0rnadsingalnoise．measurementnoisemean andcovarinaceis self-adaptive．Firstly,basedonUniTireModelandrecursiveequationofsliprate，thesub—filterisdeveloped；secondly,basedonhte vehicleKinematicsmodel，themaster-filtercanbedeveloped；atlast，inconsiderationofdifferentdrivingmodes，amoreaccurate velocityestimationisobtainedbyfusinginformationrfom eachsub—filters．Wiht htehelpofCarsim na dSim