[发明专利]考虑档位的经济速度获取方法

权利要求书

1.一种考虑档位的经济速度获取方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：采集数据；

步骤11：利用数据采集装置获取实时的车辆状态数据；

步骤12：基于车辆固有参数，计算加速度a和燃油消耗率Fc；

步骤2：基于已获得的车辆状态数据，建立车辆纵向动力学模型，获取不同档位下转矩与车速关系；

步骤3：基于已获取的车辆状态数据，建立基于转矩的车辆油耗模型；

步骤31：推导基于转矩的油耗模型最小二乘形式：

其中，a₁和ε₁为模型常数项系数和误差、a₂和ε₂为模型n项系数和误差、a₃和ε₃为模型nT项系数和误差、a₄和ε₄为模型n²T项系数和误差；

步骤32：建立带遗忘因子的最小二乘递推估计模型：

设系统的输入输出关系可以描述成如下的最小二乘形式：

z(k)＝h^T(k)θ+n(k)

其中，z(k)是系统的输出，h(k)是可观测数据向量，n(k)为白噪声，θ为待估计参数；

当模型中存在四个待估计参数时，定义准则函数为：

其中λ为待估参数θ对应的遗忘因子；

利用序列{z(k)}和{h(k)}，极小化准则函数，即对θ求导，可求得参数θ的最小二乘估计值第k时刻的参数估计值可以表示为：

为了能够实时更新估计结果，需将上述估计结果转化为递推形式，得到带遗忘因子的最小二乘递推估计模型如下：

其中：

K(k)＝P(k-1)h(k)[h(k)^TP(k-1)h(k)+λ]^-1

其中I为单位矩阵；

步骤33：建立带遗忘因子的最小二乘递推估计油耗参数辨识模型：

将步骤31中的基于转矩的油耗模型最小二乘形式应用于步骤32中的最小二乘递推估计模型，则有：

z(k)＝F_C

h^T(k)＝[h₁(k) h₂(k) h₃(k) h₄(k)]＝[1 n nT n²T]

将上式带入最小二乘递推估计模型可得带遗忘因子的最小二乘油耗估计模型的递推形式为：

其中，λ分别为四个待估计参数a₁、a₂、a₃、a₄对应的遗忘因子，取值范围为[0,1)；

步骤4：利用发动机转速和汽车行驶速度的关系，结合车辆油耗模型及车辆纵向动力学模型，获取不同档位下的车速与燃油消耗率的关系表达式；

步骤5：基于不同档位的车速与燃油消耗率的关系表达式，求解不同档位下的经济车速。

2.根据权利要求1所述的考虑档位的经济速度获取方法，其特征在于：

所述步骤11中，车辆状态数据包括发动机转矩T、车速V、发动机转速n、燃油消耗Q；

所述步骤12中，车辆固有参数包括轮胎滚动半径r、主减速器传动比i₀、变速器传动比i_g、道路滚动阻力系数f、传动系机械效率η、车辆空气阻力系数C_d、车辆正向迎风面积A、车辆质量m；

其中，加速度a可由车速V对时间差分获得，第k时刻的加速度可表示为：

燃油消耗率F_c可由燃油消耗Q对时间差分获得，第k时刻的燃油消耗率Fc可表示为：

其中△t为数据采集装置的采样周期。