[發明專利]一種基于高頻信息提取的整車質量估算方法

有效

• 申請號: 201210105145.9
• 申請日: 2012-04-11
• 公開（公告）號: CN102627108A
• 公開（公告）日: 2012-08-08
• 發明（設計）人: 羅禹貢;褚文博;李克強;戴一凡;連小珉;王建強;鄭四發;楊殿閣
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B60W40/13
• 分類號: B60W40/13
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;關暢

技術領域

本發明涉及一種整車質量估算方法，特別是關于一種在車輛行駛過程中對車輛的整車質量進行實時估算的基于高頻信息提取的整車質量估算方法。

背景技術

現代車輛控制系統包括有多個子系統，在行駛過程中對車輛的實時控制效果不僅僅取決于車輛自身的控制器，而且還需要知道實時的車輛參數，車輛參數的估算通常需要考慮車輛裝載情況和車輛行駛情況，如果在車輛行駛過程中可以對車輛的某些參數進行實時準確估算，將會提高整個車輛的控制精度，有效改善控制效果。在車輛的行駛過程中，車輛的整車質量估算是非常重要的，如果整車質量估計偏差較大，車輛控制器所依賴的模型將會不準確，各種主動安全控制效果都將會變差，這在重載卡車中表現得尤為明顯。

現有的整車估算方法，都是通過同時采集車輛的各個參數對整車質量進行估算，此種質量估算方法依賴車輛各個參數的測量精度，例如風阻系數、坡度、迎風面積和路面阻力等，如果上述參數無法獲得或者獲得的精度不高，均無法對車輛的質量進行實時估算，但是在車輛實際行駛過程中，上述參數的估算本身都比較困難，以坡度為例：由于坡度的變化不是獨立的，是與車輛的其它參數相耦合的，即坡度變化的同時，車輛的其它參數也要發生變化，因此在整車質量估算過程中同時采用多個同時發生變化的參數對車輛質量進行估算往往會導致對車輛實時質量估算精度不高，綜上所述，現有的車輛估算方法無法避免車輛的各個參數估算不精確，從而對整車質量估算帶來的不利影響。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種依賴車輛參數信息少且能夠有效提高車輛質量估算精度的基于高頻信息提取的整車質量估算方法。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：一種基于高頻信息提取的整車質量估算方法，其包括以下步驟：1)設置一包括有加速度傳感器、驅動力傳感器、方向盤轉角傳感器和質量計算系統的整車質量估算系統，質量計算系統包括有信號采集模塊、行駛狀態判斷模塊、高頻信息提取模塊和最小二乘法質量估計模塊；2)整車控制器控制信號采集模塊實時采集加速度傳感器、驅動力傳感器和方向盤轉角傳感器在車輛行駛過程中的信號，并將采集的所有信號同時發送到行駛狀態判斷模塊；行駛狀態判斷模塊根據采集的方向盤轉角信號對車輛的行駛狀態進行判斷，如果車輛處于轉向行駛狀態，此時不對車輛質量進行估算；如果車輛處于直線行駛狀態，對車輛的質量進行估算，此時行駛狀態模塊將縱向加速度信號和驅動力信號同時發送到高頻信息提取模塊；3)高頻信息提取模塊根據獲得的縱向加速度信號和驅動力信號分析車輛的縱向動力學模型，對車輛的縱向動力學模型中的加速度進行微分計算，并獲取縱向加速度信號和驅動力信號的高頻信息，得到整車質量初步估算公式；4)采用最小二乘法估算方法對整車的真實質量進行近似，利用當前采樣時刻的測量值對上一采樣時刻的質量估計值進行修正；5)完成一次整車質量估算后，信號采集模塊根據設定的采樣間隔實時采集加速度傳感器、驅動力傳感器和方向盤轉角傳感器在車輛行駛過程中的信號，重復上述步驟2)～4)對各采樣時刻的整車質量進行實時估算，直到車輛熄火。

步驟3)整車質量初步估算公式為：

Fx*=·mv·x*]]>

式中，為縱向加速度高頻信息，為驅動力的高頻信息，m為車輛的質量，為近似等于。

所述步驟4)中最小二乘法采用的目標函數為：