汽车车速的计算方法、装置、电子控制单元及存储介质

技术领域

本申请涉及汽车技术领域，尤其涉及汽车车速的计算方法、装置、电子控制单元及存储介质。

背景技术

目前汽车车速的计算方法主要有最大轮速法、平均轮速法、斜率法、卡尔曼滤波法等。

最大轮速法就是使用四个轮速的最大值作为参考车速，平均轮速法是使用四个车轮实际轮速的平均值作为参考车速，这两种方法在车轮打滑时误差较大。

卡尔曼滤波法主要是使用车辆系统模型当前这一时刻的状态测量信息以及前一时刻的车辆状态估计信息，通过递推公式获得目前时刻所估计状态的值，效率较高，但是协方差矩阵难以准确获取的，会导致估计误差偏大。

斜率法是在车辆打滑时，使用初始速度以及加速度积分来近似计算车速，这里的加速度可以通过打滑前的速度近似估算，也可以使用车辆加速度传感器的反馈值，由于车辆加速度可能实时变化，所以前者误差较大，后者误差可控，但后者无法准确的判断车轮是否处于打滑状态，会由于地面复杂性而导致计算结果失真，且其计算结果依赖于车轮加速度及整车的纵向加速度，由于轮加速度信号以及车辆的纵向加速度信号都会存在非预期毛刺或跳变，会导致计算的车辆状态可能一直在全轮打滑和非全轮打滑之间切换，车速会存在较大、较高频率的波动，且在拐弯工况时存在更大的偏差。

综上所述，现有的车速计算方法没有考虑地面复杂性给汽车车速造成的影响，计算的汽车车速的准确性问题有待提高。

发明内容

本申请实施例提供一种汽车车速的计算方法、装置、电子控制单元及存储介质，以解决现有的汽车车速计算方法计算的车速不准确的技术问题。

根据本申请的一个方面提供的一种汽车车速的计算方法，该方法包括：

获取汽车车轮的实际轮速，根据该实际轮速计算每个车轮的加速度；

获取预设的积分开始条件和打滑条件，该积分开始条件包括该打滑条件；

当该车轮的加速度满足该积分开始条件时，计算对应车轮的积分轮速；

判断该车轮的加速度与该打滑条件是否相匹配，若是，则判断对应的车轮处于打滑状态，否则，判断对应的车轮处于非打滑状态；

将打滑状态的车轮轮速确定为该积分轮速，将非打滑状态的车轮轮速确定为对应车轮的实际轮速；

根据确定的每个该车轮的车轮轮速计算汽车的车速。

根据本申请的另一个方面提供的一种汽车车速的计算装置，该装置包括：

第一计算模块，用于获取汽车车轮的实际轮速，根据该实际轮速计算每个车轮的加速度；

条件获取模块，用于获取预设的积分开始条件和打滑条件，该积分开始条件包括该打滑条件；

第二计算模块，用于当该车轮的加速度满足该积分开始条件时，计算对应车轮的积分轮速；

判断模块，用于判断该车轮的加速度与该打滑条件是否相匹配，若是，则判断对应的车轮处于打滑状态，否则，判断对应的车轮处于非打滑状态；

轮速确定模块，用于将打滑状态的车轮轮速确定为该积分轮速，将非打滑状态的车轮轮速确定为对应车轮的实际轮速；

车速计算模块，用于根据确定的每个该车轮的车轮轮速计算汽车的车速。

根据本申请的还一个方面提供的一种电子控制单元，包括存储器、处理器以及存储在该存储器中并可在该处理器上运行的计算机程序，该处理器执行该计算机程序时实现上述汽车车速的计算方法的步骤。

根据本申请的再一个方面提供的一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述汽车车速的计算方法的步骤。

本申请提出的汽车车速的计算方法、装置、电子控制单元及存储介质，首先计算出各个车轮的加速度，通过将该每个车轮的加速度与预先设定的打滑条件进行匹配，判断对应的车轮是否处于打滑状态，对于打滑车轮的轮速选用积分轮速，对于非打滑车轮的轮速选用该车轮的实际轮速，最后将确定的各个车轮的平均轮速作为整车的车速，由于本申请车速的计算是基于每个车轮独立的轮速，并对打滑的车轮和非打滑的车轮分别采取不同的轮速确定策略确定其轮速，使得即使面对特殊路况致使部分车轮打滑，本申请提出的车速计算方法也能准确计算该汽车的车速。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一实施例中汽车车速的计算方法的流程图；

图2是本申请又一实施例中汽车车速的计算方法的流程图；

图3是本申请一实施例中判断车轮是否处于打滑状态的步骤流程图；

图4是本申请一实施例中汽车车速的计算装置的示范性结构框图；

图5是本申请一实施例中电子控制单元的结构框图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

以下结合具体附图对本申请的实现进行详细的描述：

图1是本申请一实施例中汽车车速的计算方法的流程图，下面结合图1详细描述根据本申请一实施例的汽车车速的计算方法，如图1所示，该汽车车速的计算方法包括以下步骤S101至S106。

S101、获取汽车车轮的实际轮速，根据该实际轮速计算每个车轮的加速度。

在该实施例中，可以对各个车轮的实际轮速低通滤波后微分得到该车轮的加速度。

其中，车轮的实际轮速可以根据对制动控制系统通过CAN(Controller AreaNetwork，控制器局域网络)总线发来的轮速信号中提取得到。

S102、获取预设的积分开始条件和打滑条件，该积分开始条件包括该打滑条件。

在该实施例中，该积分开始条件包括该打滑条件应当理解为满足打滑条件的车轮肯定满足该积分开始条件。

在其中一个实施例中，可以预设一车轮加速度的门限作为该积分开始条件和该打滑条件，其中，该打滑门限高于该积分开始门限。

根据本实施例的一个示例例如，可以将该积分开始门限设置为1m/s

S103、当该车轮的加速度满足该积分开始条件时，计算对应车轮的积分轮速。

在其中一个实施例中，该步骤中当该车轮的加速度满足该积分开始条件时，计算对应车轮的积分轮速的步骤包括：

判断该车轮的加速度是否超过预设的积分开始阈值，该积分开始阈值小于该打滑阈值，若是，则通过以下公式计算对应车轮的积分轮速；

V＝V

其中，V表示计算的对应车轮的积分轮速，V0表示车轮的加速度超过预设的积分开始阈值时车轮的实际轮速，a表示该汽车车身的纵向加速度，dt表示对应车轮的加速度超过该积分开始阈值的时刻至对应车轮退出该打滑状态时刻的持续时间。

其中，汽车车身的纵向加速度可以根据对制动控制系统通过CAN(ControllerArea Network，控制器局域网络)总线发来的纵向加速度信号中提取得到。

S104、判断该车轮的加速度与该打滑条件是否相匹配，若是，则判断对应的车轮处于打滑状态，否则，判断对应的车轮处于非打滑状态。

在其中一个实施例中，判断该车轮的加速度与该打滑条件是否相匹配的步骤包括：

判断该车轮的加速度是否超过预设的该打滑阈值且持续时间大于等于预设的第一时间阈值，若是，则判断对应的车轮处于打滑状。

S105、将打滑状态的车轮轮速确定为该积分轮速，将非打滑状态的车轮轮速确定为对应车轮的实际轮速。

在该实施例中，由于汽车在不同路况上行驶时，可能出现某一个或者两个车轮打滑的状况，此种情况下，将打滑状态的车轮轮速确定为该积分轮速，将非打滑状态的车轮轮速确定为对应车轮的实际轮速。

S106、根据确定的每个该车轮的车轮轮速计算汽车的车速。

在其中一个实施例中，该步骤根据确定的每个该车轮的车轮轮速计算汽车的车速的步骤包括：

计算所有车轮的该车轮轮速的平均值，将该车轮轮速的平均值确定为该汽车的车速。

根据本实施例的一个使用场景例如：在冰雪路面上车辆匀速30km/h行驶，驾驶员突然踩刹车，四个车轮都开始减速，减加速度也开始逐渐增大。以左前轮为例进行说明：左前轮加速度增大到2m/s

本实施例首先计算出各个车轮的加速度，通过将该每个车轮的加速度与预先设定的打滑条件进行匹配，判断对应的车轮是否处于打滑状态，对于打滑车轮的轮速选用积分轮速，对于非打滑车轮的轮速选用该车轮的实际轮速，最后将确定的各个车轮的平均轮速作为整车的车速，由于本申请车速的计算是基于每个车轮独立的轮速，并对打滑的车轮和非打滑的车轮分别采取不同的轮速确定策略确定其轮速，使得即使面对特殊路况致使部分车轮打滑，本申请提出的车速计算方法也能准确计算该汽车的车速。

在其中一个实施例中，该打滑条件包括车身电子稳定系统、牵引力控制系统和/或制动防抱死系统处于激活状态，上述步骤S104中判断该车轮的加速度与该打滑条件是否相匹配的步骤包括：

判断车身电子稳定系统、牵引力控制系统及制动防抱死系统中是否至少其中之一处于激活状态，若是，则判断该车轮的加速度是否超过预设的该打滑阈值且持续时间大于等于预设的第一时间阈值；

若该车轮的加速度超过预设的该打滑阈值且持续时间大于等于预设的第一时间阈值，则判断对应的车轮处于打滑状态；

若该车轮的加速度未超过预设的该打滑阈值或持续时间小于预设的第一时间阈值，判断该车轮的加速度是否满足该积分开始条件且持续时间大于等于预设的第二时间阈值，若是，则判断对应的车轮处于打滑状态，否则，判断对应的车轮处于非打滑状态。

其中，电子稳定系统、牵引力控制系统和制动防抱死系统是否处于激活状态可以根据对制动控制系统通过CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)总线发来的激活状态中提取得到。

图3是本申请一实施例中判断车轮是否处于打滑状态的步骤流程图，根据本申请一实施例中判断车轮是否处于打滑状态的步骤如图3所示，具体包括以下步骤S301至S303：

S301、判断车轮的加速度是否超过预设的打滑阈值且持续时间大于等于预设的第一时间阈值，若是，则判断对应的车轮处于打滑状态，否则，跳转至步骤S302；

S302、判断车身电子稳定系统、牵引力控制系统及制动防抱死系统中是否至少其中之一处于激活状态，若是，则判断对应的车轮处于打滑状态，否则，跳转至步骤S303；

S303、判断对应的车轮处于非打滑状态。

其中，上述步骤S301至S303描述了进入打滑状态的判定条件，在其中一个实施例中，退出打滑状态的判定条件可以是判断车轮的加速度小于等于预设的打滑阈值且车身电子稳定系统、牵引力控制系统及制动防抱死系统均处于未激活状态。

本实施例提出的车轮是否处于打滑状态的方法考虑了车身电子稳定系统ESP(Electronic Stability Program)、牵引力控制系统TCS(Traction Control System)及制动防抱死系统ABS(antilock brake system)中的激活状态对车轮是否打滑的影响，使得本实施例提供的车轮是否打滑的判断更加准确，也使得基于该判断计算出的汽车的车速更加准确、更加平滑。

图2是本申请又一实施例中汽车车速的计算方法的流程图，下面结合图2详细描述根据本申请又一实施例中汽车车速的计算方法，如图2所示，该汽车车速的计算方法还包括以下步骤S201和S202。

S201、根据轮端驱动扭矩信号获取电机的实际扭矩。

S202、根据该电机的实际扭矩判断该汽车所处的驾驶状态，该驾驶状态包括制动状态和驱动状态。

其中，汽车车身的纵向加速度可以根据对驱动控制系统通过CAN(ControllerArea Network，控制器局域网络)总线发来的轮端驱动扭矩信号中提取得到。

在其中一个实施例中，该根据该电机的实际扭矩判断该汽车所处的驾驶模式的步骤包括：

判断该电机的实际扭矩是否超过预设的扭矩阈值，若是，则判断该汽车所处的驾驶状态为驱动状态，否则，判断该汽车所处的驾驶状态为制动状态。

在该实施例中，上述总部后S102进一步为以下步骤S203：

S203、获取与该汽车所处的驾驶状态对应预设的积分开始条件和打滑条件，该积分开始条件包括该打滑条件。

根据本实施例的一个使用场景例如在驱动状态下，可以将车轮积分开始条件设置大于1m/s

本实施例提出的汽车车速的计算方法通过在制动状态和驱动状态下选用不同的积分开始条件和打滑条件，使得汽车在转弯行驶时对车轮是否打滑的状态判断得更加准确，使得在转弯工况计算出的车速会更加接近真实车速，从而进一步提高汽车车速计算的准确性。

图4是本申请一实施例中汽车车速的计算装置的示范性结构框图，根据本申请的另一实施例提供了汽车车速的计算装置，如图4所示，该汽车车速的计算装置100包括第一计算模块11、条件获取模块12、第二计算模块13、判断模块14、轮速确定模块15和车速计算模块16。

第一计算模块11，用于获取汽车车轮的实际轮速，根据该实际轮速计算每个车轮的加速度。

条件获取模块12，用于获取预设的积分开始条件和打滑条件，该积分开始条件包括该打滑条件。

第二计算模块13，用于当该车轮的加速度满足该积分开始条件时，计算对应车轮的积分轮速。

在其中一个实施例中，该第二计算模块13具体包括：

阈值判断单元，用于判断该车轮的加速度是否超过预设的积分开始阈值，该积分开始阈值小于该打滑阈值，若是，则所述第二计算模块通过以下公式计算对应车轮的积分轮速：

V＝V

其中，V表示计算的对应车轮的积分轮速，V0表示车轮的加速度超过预设的积分开始阈值时车轮的实际轮速，a表示该汽车车身的纵向加速度，dt表示对应车轮的加速度超过该积分开始阈值的时刻至对应车轮退出该打滑状态时刻的持续时间。

判断模块14，用于判断该车轮的加速度与该打滑条件是否相匹配，若是，则判断对应的车轮处于打滑状态，否则，判断对应的车轮处于非打滑状态。

在其中一个实施例中，该判断模块14具体用于判断该车轮的加速度是否超过预设的该打滑阈值且持续时间大于等于预设的第一时间阈值，若是，则判断对应的车轮处于打滑状。

在其他实施例中，该打滑条件包括车身电子稳定系统、牵引力控制系统和/或制动防抱死系统处于激活状态，该判断模块14具体用于：

判断车身电子稳定系统、牵引力控制系统及制动防抱死系统中是否至少其中之一处于激活状态，若是，则判断该车轮的加速度是否超过预设的该打滑阈值且持续时间大于等于预设的第一时间阈值；

若该车轮的加速度超过预设的该打滑阈值且持续时间大于等于预设的第一时间阈值，则判断对应的车轮处于打滑状态；

若该车轮的加速度未超过预设的该打滑阈值或持续时间小于预设的第一时间阈值，判断该车轮的加速度是否满足该积分开始条件且持续时间大于等于预设的第二时间阈值，若是，则判断对应的车轮处于打滑状态，否则，判断对应的车轮处于非打滑状态。

轮速确定模块15，用于将打滑状态的车轮轮速确定为该积分轮速，将非打滑状态的车轮轮速确定为对应车轮的实际轮速。

车速计算模块16，用于根据确定的每个该车轮的车轮轮速计算汽车的车速。

在其中一个实施例中，该车速计算模块具体用于计算所有车轮的该车轮轮速的平均值，将该车轮轮速的平均值确定为该汽车的车速。

在其中一个实施例中，该汽车车速的计算装置100还包括：

扭矩获取模块，用于根据轮端驱动扭矩信号获取电机的实际扭矩；

状态判断模块，用于根据该电机的实际扭矩判断该汽车所处的驾驶状态，该驾驶状态包括制动状态和驱动状态；

在该实施例中，该条件获取模块12具体用于获取与该汽车所处的驾驶状态对应预设的积分开始条件和打滑条件。

进一步地，该状态判断模块具体用于判断该电机的实际扭矩是否超过预设的扭矩阈值，若是，则判断该汽车所处的驾驶状态为驱动状态，否则，判断该汽车所处的驾驶状态为制动状态。

关于汽车车速的计算装置的具体限定可以参见上文中对于汽车车速的计算方法的限定，在此不再赘述。上述汽车车速的计算装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于电子控制单元中的处理器中，也可以以软件形式存储于电子控制单元中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，提供了一种电子控制单元，图5是本申请一实施例中电子控制单元的结构框图，电子控制单元即指ECU(Electronic Control Unit)电子控制单元，又称“行车电脑”、“车载电脑”等，是汽车专用微机控制器，其内部结构图可以如图5所示。该电子控制单元包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中，该电子控制单元的处理器用于提供计算和控制能力。该电子控制单元的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该电子控制单元的数据库用于存储汽车车速的计算方法中涉及到的数据。该电子控制单元的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种汽车车速的计算方法，例如图1所示的步骤101至步骤106。或者，处理器执行计算机程序时实现上述实施例中汽车车速的计算装置的各模块/单元的功能，例如图4所示模块11至模块16的功能。为避免重复，这里不再赘述。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中汽车车速的计算方法的步骤，例如图1所示的步骤11至步骤16。或者，计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中汽车车速的计算装置的各模块/单元的功能，例如图4所示模块11至模块16的功能。为避免重复，这里不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。