[發明專利]一種基于汽車動力學的動態坡度計算方法

有效

• 申請號: 201510341316.1
• 申請日: 2015-06-18
• 公開（公告）號: CN105046050B
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發明（設計）人: 范珊珊;聶幸福;孫文軍
• 申請（專利權）人: 陜西法士特齒輪有限責任公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司61200
• 代理人: 閔岳峰

技術領域

本發明涉及一種坡度計算方法，具體涉及一種基于汽車動力學的動態坡度計算方法。

背景技術

現有自動變速器的換檔策略多為三參數(車速、油門開度和加速度)換檔法，未考慮坡度、汽車質量等對汽車的影響，這將導致變速器在坡道上循環換檔或者意外升檔等狀況，不僅影響汽車的動力性及行車安全性，而且加劇機械部件的磨損，降低舒適性。除此以外，坡度識別在離合器控制、坡道輔助起步中也是必須的，如果能更好地識別坡度，將會為這些問題的解決帶來方便。

目前，坡度識別多采用傳感器采集法，單個傳感器采集的信號容易受汽車運行狀態的影響，靜態時還可反應汽車狀態，動態時采得的信息并不能真實反應實際狀態，多傳感器信息融合的方法雖然準確度提高，但測量成本也大大提高。所以亟需一種新型的動態坡度識別方法。

發明內容

本發明的目的是為了準確計算汽車運行中的坡度信息，提供了一種基于汽車動力學的動態坡度計算方法。這種方法簡便、實用、高效，滿足AMT運行過程中所需的實時坡度信息，而且該方法沒有附加成本。

為達到上述目的，本發明采用如下的技術方案予以實現：

一種基于汽車動力學的動態坡度計算方法，包括

通過采集CAN總線數據，實時計算出發動機輸出扭矩以及換檔前和換檔間隙時汽車加速度；然后根據換檔前和換檔間隙的汽車驅動力與行駛阻力的變化的規律，基于換檔前和換檔間隙的汽車驅動力與行駛阻力的平衡關系式結合發動機輸出扭矩以及換檔前和換檔間隙時汽車加速度計算得到汽車質量m和坡度i。

本發明進一步的改進在于，換檔前汽車驅動力與行駛阻力平衡關系式，如下式所示：

式中：T_tq表示發動機輸出扭矩，i_g為變速器速比，i₀為主減速器速比，η_T表示傳動系的機械效率，r為車輪半徑，G為汽車質量力，f為道路阻力系數，i為坡道阻力系數，C_D為汽車空氣阻力系數，A為迎風面積，u_a為汽車行駛速度，km/h，δ為旋轉質量換算系數，m為汽車質量，為換檔前汽車加速度，m/s；

由于換檔時間比較短，視為換檔前后行駛阻力沒有突變，而汽車驅動力在換檔間隙由于動力中斷而降為0，則換檔間隙汽車驅動力與行駛阻力平衡關系式，如下式所示：

式中：為換檔間隙時的汽車加速度；

聯立公式(1)和公式(2)得

由公式(3)得到汽車質量m，再將汽車質量m代入公式(1)或公式(2)式得坡度i。

本發明進一步的改進在于，發動機輸出扭矩T_tq的計算公式如下：

T_tq＝(P_act-P_f)*T_ref (4)

式中：P_act為發動機實際發出的扭矩百分比；

P_f為發動機名義摩擦扭矩百分比；

T_ref為發動機參考扭矩。

本發明進一步的改進在于，換檔前和換檔間隙時汽車加速度根據CAN總線數據的EBC2報文中的Front axle speed車速微分計算。

相對于現有技術，本發明具有以下優點：

本發明對換檔規律進行詳細分析，根據汽車動力學中行駛阻力與驅動力的平衡關系以及換檔前后驅動力與行駛阻力的變化，實時獲取CAN總線相關數據，來計算汽車質量和坡度。本發明計算簡單，實時性高，滿足汽車動態運行過程中的需要，同時該計算結果可大大提高汽車運行安全性和舒適性。與傳統傳感器采集法相比，該方法無需額外加裝傳感器設備，成本大大降低。另外，實時性提高，解決了傳感器動態精度低的問題。

附圖說明

圖1為換檔過程中信號監測圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明作進一步的詳細說明。

本發明一種基于汽車動力學的動態坡度計算方法，包括通過采集CAN總線數據，實時計算出發動機輸出扭矩以及換檔前和換檔間隙時汽車加速度；然后根據換檔前和換檔間隙的汽車驅動力與行駛阻力的變化的規律，基于換檔前和換檔間隙的汽車驅動力與行駛阻力的平衡關系式結合發動機輸出扭矩以及換檔前和換檔間隙時汽車加速度計算得到汽車質量m和坡度i。