[發明專利]考慮換擋和道路坡度因素的車輛質量估計方法

有效

• 申請號: 201710369680.8
• 申請日: 2017-05-23
• 公開（公告）號: CN107117178B
• 公開（公告）日: 2019-06-25
• 發明（設計）人: 孫棣華;趙敏;廖孝勇;鹿孜宇
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: B60W40/13
• 分類號: B60W40/13
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 武君

本發明公開了一種考慮換擋和道路坡度因素的車輛質量估計方法，包括如下步驟：步驟1：采集數據：步驟11：利用數據采集裝置采集車輛行駛狀態數據；步驟12：結合車輛固有參數與車輛行駛狀態數據，計算得到模型所需參數；步驟2：基于已獲得的車輛行駛狀態數據，建立車輛縱向動力學模型；步驟3：建立考慮換擋因素的車輛質量估計模型；步驟4：建立傳動系機械效率估計模型，并與步驟3提出的考慮換擋因素的車輛質量估計模型共同構成同時考慮換擋和道路坡度因素的車輛質量估計模型；步驟5：確定車輛質量實時估計系統的使用條件；步驟6：將采集到的車輛行駛狀態數據和相關模型參數輸入車輛質量實時估計系統，估計實時車輛質量。

技術領域

本發明涉及車輛質量估計方法，具體的為一種考慮換擋和道路坡度因素的車輛質量估計方法。

背景技術

車輛動力學模型參數的實時估計是車輛控制的基礎，而車輛質量參數是車輛動力學模型中的重要參數，準確實時的車輛質量估計參數能夠有效提高車輛主動安全系統的性能，如電子穩定控制系統(ESP)依賴車輛質量參數實時計算質心側偏角和橫擺角，從而實現對車輛橫向滑移情況的控制。同時，有研究表明，根據質量參數的實時變化情況調整換擋規律能夠為汽車節油約2.62％-4.86％。因此，準確估計車輛質量參數對于提高車輛安全性和燃油經濟性均具有重要意義。

現有文獻中，有關車輛質量參數估計的方法可以分為兩類，一類是基于傳感器的質量估計方法，這類方法需要在車內加裝相應的傳感器，占用車內空間的同時還提高了車輛的生產成本，難以滿足實際應用需求；另一類是基于車輛CAN總線數據的車輛質量估計方法，該方法基于車輛縱向動力學模型，無需附加傳感器，具有較好的應用便利性。然而，車輛實際行駛的道路不可避免存在一定的坡度，在車輛縱向動力學模型中，坡度和車輛質量存在一定的耦合關系，如果在質量估計過程中不考慮道路坡度的影響，必然會降低質量估計的精度；同時，又由于車輛在正常行駛過程中需要經常換擋，而換擋過程車輛的動力學狀態無法用車輛縱向動力學描述，且換擋前后車輛縱向動力學模型的旋轉質量換算系數會發生改變，從而導致換擋行為發生后車輛質量估計結果存在較大的偏差，嚴重影響車輛質量估計結果，進而降低車輛質量估計的準確性。

發明內容

有鑒于此，為了解決現有技術中存在的不足，本發明的目的在于提供一種考慮換擋和道路坡度因素的車輛質量估計方法。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種考慮換擋和道路坡度因素的車輛質量估計方法，包括如下步驟：

步驟1：采集數據

步驟11：利用數據采集裝置采集車輛行駛狀態數據；

步驟12：結合車輛固有參數與車輛行駛狀態數據，計算得到模型所需參數；

步驟2：基于已獲得的車輛行駛狀態數據，建立車輛縱向動力學模型，獲取不同檔位下轉矩與車速關系；

步驟3：基于車輛縱向動力學模型，建立考慮換擋因素的車輛質量估計模型；

步驟4：基于車輛縱向動力學模型，建立傳動系機械效率估計模型，并與步驟3提出的考慮換擋因素的車輛質量估計模型共同構成同時考慮換擋和道路坡度因素的車輛質量估計模型；

步驟5：確定車輛質量實時估計系統的使用條件；

步驟6：將采集到的車輛行駛狀態數據和相關模型參數輸入車輛質量實時估計系統，估計實時車輛質量。

進一步，所述步驟11中，車輛行駛狀態數據包括發動機轉矩T_q、車速v、發動機轉速n；

所述步驟12中，車輛固有參數包括輪胎滾動半徑r、主減速器傳動比i₀、道路滾動阻力系數f、傳動系機械效率η、車輛空氣阻力系數C_d、車輛正向迎風面積A；