[发明专利]考虑换挡和道路坡度因素的车辆质量估计方法

说明书

本发明公开了一种考虑换挡和道路坡度因素的车辆质量估计方法，包括如下步骤：步骤1：采集数据：步骤11：利用数据采集装置采集车辆行驶状态数据；步骤12：结合车辆固有参数与车辆行驶状态数据，计算得到模型所需参数；步骤2：基于已获得的车辆行驶状态数据，建立车辆纵向动力学模型；步骤3：建立考虑换挡因素的车辆质量估计模型；步骤4：建立传动系机械效率估计模型，并与步骤3提出的考虑换挡因素的车辆质量估计模型共同构成同时考虑换挡和道路坡度因素的车辆质量估计模型；步骤5：确定车辆质量实时估计系统的使用条件；步骤6：将采集到的车辆行驶状态数据和相关模型参数输入车辆质量实时估计系统，估计实时车辆质量。

技术领域

本发明涉及车辆质量估计方法，具体的为一种考虑换挡和道路坡度因素的车辆质量估计方法。

背景技术

车辆动力学模型参数的实时估计是车辆控制的基础，而车辆质量参数是车辆动力学模型中的重要参数，准确实时的车辆质量估计参数能够有效提高车辆主动安全系统的性能，如电子稳定控制系统(ESP)依赖车辆质量参数实时计算质心侧偏角和横摆角，从而实现对车辆横向滑移情况的控制。同时，有研究表明，根据质量参数的实时变化情况调整换挡规律能够为汽车节油约2.62％-4.86％。因此，准确估计车辆质量参数对于提高车辆安全性和燃油经济性均具有重要意义。

现有文献中，有关车辆质量参数估计的方法可以分为两类，一类是基于传感器的质量估计方法，这类方法需要在车内加装相应的传感器，占用车内空间的同时还提高了车辆的生产成本，难以满足实际应用需求；另一类是基于车辆CAN总线数据的车辆质量估计方法，该方法基于车辆纵向动力学模型，无需附加传感器，具有较好的应用便利性。然而，车辆实际行驶的道路不可避免存在一定的坡度，在车辆纵向动力学模型中，坡度和车辆质量存在一定的耦合关系，如果在质量估计过程中不考虑道路坡度的影响，必然会降低质量估计的精度；同时，又由于车辆在正常行驶过程中需要经常换挡，而换挡过程车辆的动力学状态无法用车辆纵向动力学描述，且换挡前后车辆纵向动力学模型的旋转质量换算系数会发生改变，从而导致换挡行为发生后车辆质量估计结果存在较大的偏差，严重影响车辆质量估计结果，进而降低车辆质量估计的准确性。

发明内容

有鉴于此，为了解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种考虑换挡和道路坡度因素的车辆质量估计方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种考虑换挡和道路坡度因素的车辆质量估计方法，包括如下步骤：

步骤1：采集数据

步骤11：利用数据采集装置采集车辆行驶状态数据；

步骤12：结合车辆固有参数与车辆行驶状态数据，计算得到模型所需参数；

步骤2：基于已获得的车辆行驶状态数据，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：基于车辆纵向动力学模型，建立考虑换挡因素的车辆质量估计模型；

步骤4：基于车辆纵向动力学模型，建立传动系机械效率估计模型，并与步骤3提出的考虑换挡因素的车辆质量估计模型共同构成同时考虑换挡和道路坡度因素的车辆质量估计模型；

步骤5：确定车辆质量实时估计系统的使用条件；

步骤6：将采集到的车辆行驶状态数据和相关模型参数输入车辆质量实时估计系统，估计实时车辆质量。

进一步，所述步骤11中，车辆行驶状态数据包括发动机转矩T_q、车速v、发动机转速n；

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、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；