車輛質量估算方法技術

本發明專利技術涉及一種車輛質量估算方法，包括以下步驟：(1)將車輛質量設定為m維的向量，將路面坡度設定為n維的向量，以形成m×n矩陣；(2)建立車輛質量、路面坡度和車輛縱向加速度之間的車輛運動平衡模型；(3)根據m×n矩陣和車輛運動平衡模型計算車輛縱向加速度的理論值；(4)將計算得到的車輛縱向加速度的理論值與實測的車輛縱向加速度的真實值進行比對，并根據比對結果確定車輛質量的估算值。本發明專利技術可以準確估算出車輛當前的整車質量，能夠為主動安全控制系統提供準確的質量輸入參數，提高了主動安全控制系統的控制精度，保障了車輛的行車安全。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及車輛主動安全控制
，特別涉及一種。
技術介紹
作為現代社會中的一種主要代步工具和運輸工具，車輛例如汽車深刻地融入了人們的生活，同時也帶來了很多問題，其中汽車安全是最不容忽視的。隨著電子信息技術和現代控制理論在汽車產業的結合滲透，汽車安全控制領域的新概念和方法層出不窮，汽車的安全配置已經不再是安全帶這樣單一的配件，更多的配件和電控系統被集成起來，形成互不相同但又互相交叉的綜合系統，汽車安全技術已經開始滲透到汽車的各個部分。對于汽車的主動安全控制技術，如車輛電子穩定性控制系統、汽車防側翻控制系統等，系統需要根據車載的各種傳感器(如輪速傳感器、側向加速度傳感器等)和其他的電子控制系統(如發動機管理系統等)的信息來估算車輛的運行狀態，而估算車輛運行狀態時經常需要整車質量這一參數。然而，汽車的整車質量會隨著載荷的變化而變化，尤其是客車和貨車，很難事先確定，使得主動安全控制系統對車輛狀態的估算不夠準確，導致系統控制精度不夠，控制失效，甚至嚴重影響到車輛的行車安全。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種，以解決由于車輛質量難以確定而導致的主動安全控制技術準確性低的問題。 本專利技術實施例提出的一種，包括以下步驟(I)將車輛質量設定為m維的向量，將路面坡度設定為η維的向量，以形成mXn矩陣；⑵建立車輛質量、路面坡度和車輛縱向加速度之間的車輛運動平衡模型；(3)根據mXn矩陣和車輛運動平衡模型計算車輛縱向加速度的理論值；(4)將計算得到的車輛縱向加速度的理論值與實測的車輛縱向加速度的真實值進行比對，并根據比對結果確定車輛質量的估算值。依照本專利技術較佳實施例所述的，車輛質量、路面坡度和車輛縱向加速度之間的該車輛運動平衡模型例如為r π · I l.-l,. ω sin(a + a )V, =T7(——^-Fb-FJ-S-——-M rgcos a,其中，&為車輛縱向加速度，M為車輛質量，Ttq為發動機輸出在飛輪上的轉矩，Ien為傳動系轉動慣量，‘為發動機轉動加速度，&為車輪半徑和傳動比的比值，Fb為制動力，Fw為空氣阻力，g為重力加速度，α為道路坡度的角度值，a f=arctan(f)，f為滾動阻力系數。依照本專利技術較佳實施例所述的，車輪半徑和傳動比的比值&例如利用以下公式計算獲得 古其中，ig為變速器傳動比，L為主減速器傳動比，ητ為傳動效率，rw為車輪半徑(滾動半徑)。依照本專利技術較佳實施例所述的，Fb制動力例如利用以下公式計算獲得Fb=KbCbrkPbrk其中，Kb為制動踏板開度，Cbrk為制動器常數，Pbrk為制動壓力。依照本專利技術較佳實施例所述的，Fw空氣阻力例如利用以下公式·計算獲得Fw=^DApv其中，Cd為風阻系數，A為迎風面積，P為空氣密度，Vx為車輛縱向速度。依照本專利技術較佳實施例所述的，前述將計算得到的車輛縱向加速度的理論值與實測的車輛縱向加速度的真實值進行比對，并根據比對結果確定車輛質量的估算值時，例如包括步驟(I)找出與車輛縱向加速度的真實值最接近的車輛縱向加速度的理論值；(2)將計算該車輛縱向加速度的理論值時所采用的車輛質量作為車輛質量的估算值。依照本專利技術較佳實施例所述的，前述將車輛質量設定為m維的向量例如包括步驟(I)設定車輛質量的變化范圍；(2)設定車輛質量的變化間隔；(3)根據變化范圍和變化間隔，將車輛質量設定為m維的向量。依照本專利技術較佳實施例所述的，前述將路面坡度設定為η維的向量例如包括步驟(I)設定路面坡度的變化范圍；(2)設定路面坡度的變化間隔；(3)根據變化范圍和變化間隔，將路面坡度設定為η維的向量。相對于現有技術，本專利技術的有益效果是結合由車輛質量和路面坡度所構成的mXn矩陣以及車輛運動平衡模型，可以準確估算出車輛當前的整車質量，從而為主動安全控制系統提供準確的質量輸入參數，提高了主動安全控制系統的控制精度，保障了車輛的行車安全。上述說明僅是本專利技術技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本專利技術的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本專利技術的上述和其他目的、特征和優點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。附圖說明圖I為本專利技術實施例的一種實施流程圖；圖2為利用本專利技術實施例估算車輛質量的過程示意圖。具體實施例方式為更進一步闡述本專利技術達成預定專利技術目的所采取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據本專利技術提出的其具體實施方式、方法、步驟及功效，詳細說明如后。有關本專利技術的前述及其他
技術實現思路
、特點及功效，在以下配合參考圖式的較佳實施例詳細說明中將可清楚的呈現。通過具體實施方式的說明，當可對本專利技術為達成預定目的所采取的技術手段及功效得以更加深入且具體的了解，然而所附圖式僅是提供參考與說明之用，并非用來對本專利技術加以限制。本專利技術的主要思想是將車輛質量和路面坡度這兩個未知量分別設定為m維和η維的向量，組成mXn矩陣，并將其中每個元素都代入車輛運動平衡模型方程式中計算整車縱向加速度的理論值，然后通過對計算所得的車輛縱向加速度與傳感器實測的車輛縱向加速度進行比對，從而估算出車輛當前的實際整車質量。本專利技術中所述的縱向是指車輛行駛的方向。以下結合圖及圖2具體說明本專利技術的較佳實施例。請參見圖1，其為本專利技術實施例的一種實施流程圖，其主要包括以下步驟 步驟SI :將車輛質量設定為m維的向量，將路面坡度設定為η維的向量，以形成mXn矩陣。行駛過程中的車輛質量和路面坡度是兩個未知量，不能直接求解，但車輛質量和路面坡度的變化是有一定范圍的。在建立mX η矩陣時，可以先設定車輛質量和路面坡度的變化范圍及變化間隔，然后根據變化范圍及變化間隔，設定車輛質量為m維的向量，和路面坡度為η維的向量，從而便能建立mXn矩陣。眾所周知，路面坡度通常有兩種表示方式一種是利用角度值(以度數表示)來表示，另一種則是以坡度起止點的高度差與其水平距離的比值(也即角度值的正切值)的百分數來表示，兩種表示方式之間可以相互轉換。具體來說，車輛質量的變動范圍隨車型的不同而不同，假設設定為(Ml，M2)，將其變化間隔設為20千克(Kg)。設定路面坡度為(_G，G)%，間隔為O. 5%。則車輛質量和路面坡度的維數分別為 m= (M2-M1 )/20+1,n= (G%-(_G%) )/0. 5%+l=4G+l，從而形成一個 mXn 矩陣。步驟S2 :建立車輛質量、路面坡度和車輛縱向加速度之間的車輛運動平衡模型。本專利技術實施例優選的車輛運動平衡模型為以下公式(I)「 πω, s\n(a + a.)V, =TTi———-Fb-FJ-g---……(I) M rgcosa,在公式⑴中，k為縱向加速度，M為車輛質量；Ttq為發動機輸出在飛輪上的轉矩，驅動模式下為正，制動模式下為負，發動機管理系統會將這一轉矩值按照其事先制定的協議發送到CAN總線上，使用時可以從CAN總線上按照同樣的協議進行讀取并還原為轉矩值為傳動系轉動慣量，為常數為發動機轉動加速度(也即發動機轉速對時間求導)，發動機轉速可通過安裝在發動機曲軸上的轉速傳感器測出；rg為車輪半徑和傳動比的比值，Fx為制動力，Fw為空氣阻力，g為重力加速度；α為道路坡度的角度值，其可通過對路面坡度變化范圍(-G，G) %中的取值求反正切值獲得；a 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種車輛質量估算方法，其特征在于，包括以下步驟：將車輛質量設定為m維的向量，將路面坡度設定為n維的向量，以形成一m×n矩陣；建立車輛質量、路面坡度和車輛縱向加速度之間的一車輛運動平衡模型；根據該m×n矩陣和該車輛運動平衡模型計算車輛縱向加速度的理論值；將計算得到的車輛縱向加速度的理論值與實測的車輛縱向加速度的真實值進行比對，并根據比對結果確定車輛質量的估算值。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉紅梅，竺福慶，彭鴻，門永新，趙福全，
申請(專利權)人：浙江吉利汽車研究院有限公司杭州分公司，浙江吉利汽車研究院有限公司，浙江吉利控股集團有限公司，
類型：發明
國別省市：