[發明專利]一種純電動車的整車質量和路面坡度的估算方法

在審

• 申請號: 202010582720.9
• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN111806449A
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 崔曉龍;嚴鑒鉑;劉義;臧恬;文宇航;楊鵬;王鵬;范浩;宋峰偉
• 申請（專利權）人: 西安法士特汽車傳動有限公司
• 主分類號: B60W40/076
• 分類號: B60W40/076;B60W40/13
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 李紅霖

本發明公開了一種純電動車的整車質量和路面坡度的估算方法，屬于車輛質量和道路坡度計算領域。一種純電動車的整車質量和路面坡度的估算方法，包括：1)獲取車輛行駛的狀態信息及車輛參數；2)獲取車輛三個方向的加速度值；3)將1)和2)的數據采用帶動態遺忘因子的最小二乘法建立車輛質量及坡度的估計模型；將1)和2)的數據利用卡爾曼濾波建立坡度的估計模型；4)將車輛行駛的狀態信息分別到輸入兩個估計模型中，得到實時車重和兩個路面坡度；5)將兩個路面坡度采用融合算法，帶入預設的時間因子，輸出的最終的路面坡度。本發明的算法克服現有技術坡度估計嚴重依賴于車輛模型精度且受加速度傳感器靜態誤差影響較大的缺點。

技術領域

本發明屬于車輛質量和道路坡度計算領域，尤其是一種純電動車的整車質量和路面坡度的估算方法。

背景技術

當前，對車輛質量和道路坡度的估算受到越來越多整車企業及零部件制造商的關注。目前，獲得道路坡度角和車輛質量的研究方法主要有基于傳感器和車輛縱向動力學兩種。基于傳感器的識別法是通過在車輛上加裝傳感器，例如利用傾角位移傳感器、慣性導航儀和GPS等直接測出坡度角，再進一步計算車輛質量。在常規車輛行駛過程中，受車身縱向加速度、懸架變形和路面顛簸的影響，使用角位移傳感器不能得到路面坡度的準確值；使用慣性導航儀測量坡道角度滯后較為嚴重且成本高，不利于實車普遍使用；而GPS頻率低且存在定位誤差，在特殊區域連續定位時存在不能接收信號或信號偏差較大的問題，小的速度誤差導致大的坡度估計誤差。

基于車輛縱向動力學或運動學的識別方法是利用車輛的縱向動力學模型加上從汽車CAN總線上獲取的數據來估算未知的系統參數。雖然這方面的方法有很多，但一個共同的難題在于車輛自身參數(質量等)和外部阻力(坡度)變化的解耦，此外，道路的時變性也增加了估算過程的復雜性。

動力學和運動學方法多用于質量和坡度的聯合估計及質量的單獨估計。一汽技術中心王玉海等突出了道路綜合阻力和相對行駛坡度的概念，在SAE1939的基礎上通過CAN得到汽車發動機的輸出轉矩和扭矩，接著對轉速進行差分獲得了汽車行駛加速度和道路綜合阻力，初步實現了對路面坡度的識別。VahidiA提出了一種利用最小二乘法來同時對質量和坡度進行估計的方法。McIntyreML發展了這一方法，采用自適應觀測器對質量和坡度進行同時觀測，設計了自適應律，保證了觀測的穩定性，在路面坡度發生階躍變化等劇烈波動行為時，取得了一定的觀測效果。LingmanP利用Kalman濾波器對質量和坡度進行了聯合估計，運用卡爾曼濾波原理對識別坡度所需的汽車驅動力、車速和粘滯阻力進行了濾波處理，計算得到結果，但這種觀測器在坡度變化較大時估計效果有待進一步探究。還有學者在已知坡度時利用縱向動力學方法建立了觀測方程，并利用Kalman濾波對整車質量進行了估計，該方法的估計精度取決于路面坡度估計精度。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術坡度估計嚴重依賴于車輛模型精度且受加速度傳感器靜態誤差影響較大的缺點，提供一種純電動車的整車質量和路面坡度的估算方法。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現：

一種純電動車的整車質量和路面坡度的估算方法，包括以下步驟：

1)獲取車輛行駛的狀態信息及車輛參數；

所述車輛行駛的狀態信息包括車輛車速、電機扭矩、油門踏板開度、手剎腳剎狀態和當前擋位；

車輛參數包括輪胎半徑、后橋速比和迎風面積；

2)利用換擋控制器內部現有加速度傳感器監測車輛控制物理安裝偏差并重新找零，得到車輛三個方向的加速度值；

3)將步驟1)和步驟2)的數據采用帶動態遺忘因子的最小二乘法建立車輛質量及坡度的估計模型；

將步驟1)和步驟2)的數據利用卡爾曼濾波建立坡度的估計模型；