一种混合动力汽车负载的测量方法技术

本发明专利技术涉及汽车技术领域，提供了一种混合动力汽车负载的测量方法。该方法包括：S1、测量汽车的整车质量m和汽车转动惯量系数σ；S2、根据整车质量m和汽车转动惯量系数σ计算出滚动阻力Ff、空气阻力Fw、加速阻力Fj；S3、测量汽车行驶过程中电机输出驱动力Ftn；S4、将滚动阻力Ff、空气阻力Fw、加速阻力Fj和电机输出驱动力Ftn代入动力学方程Ft＝Ff+Fw+Fi+Fj中，求得的坡度阻力Fi求出坡度。其中，该方法采用牛顿第二定律公式计算出行驶过程中汽车的坡度，其不需要安装坡度传感器，不仅节省了费用，而且可以优化整车的动力性能和经济性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及汽车
，尤其涉及一种混合动力汽车负载的测量方法。
技术介绍
通常所说的混合动力一般是指油电混合动力，即燃料和电能的混合。而混合动力汽车则是有电动马达作为发动机的辅助动力驱动汽车。当动力总成工作状态为正常行驶时，混合动力汽车的动力传输路径为：电动机或者发动机和电动机-AMT-传动轴-车桥-车轮，请参见图1。目前，随着混合动力汽车的迅速发展，其用途越来越广泛的应用在商用车上，其中公交车为混合动力应用的最广泛的市场。由于混合动力汽车的行驶负载直接决定了发动机的行驶工况，对整车经济性、动力性有决定性作用，因此准确计算整车负载对控制策略的实时调整应用有着至关重要的作用。车辆的负载包括两方面的内容，第一部分是车辆的总质量，另一部分是坡度，这两个因素直接影响控制策略的作用效果。现有技术中，专利号为201180034014的专利公开了一种用于估算车辆重量的方法和设备，其基于加速度计对整车质量进行预估，并对得到的质量不断进行修正。专利号为200910081458.3的专利公开了一种混合动力汽车行驶负载预测方法，其记录一个时间段的数据，利用正交余弦变化和支持向量机的混合动力汽车行驶负载预测方法。现有技术中对车辆的负载计算过程中存在的问题是，车速采集精度不高，地面滚动阻力系数变化较大时，估算不准确。其中地面滚动阻力系数与地面状况有关，比如砂石路、水泥路滚动阻力系数会有较大差别，车辆从一种路面行驶到另一种时可能与标定好的一般行驶路面的计算方法(比如在水泥路面做实验，将车辆行驶的路面默认为水泥路面)有差别。显然上述车速和地面滚动阻力系数的误差将导致最终对负载计算的误差。此外，现有技术中大多数车辆在计算行驶负载时必须安装坡度传感器以确定车辆的行驶坡度，而在没有坡度传感器的车辆上，坡度无法计算。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术要解决的技术问题就是提供一种混合动力汽车负载的测量方法，在保证测量精度的前提下，其不需要安装坡度传感器，从而可以优化整车的动力性能和经济性能。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种混合动力汽车负载的测量方法，包括坡度的测量，坡度的测量包括以下步骤：S1、测量汽车的整车质量m和汽车转动惯量系数σ；S2、根据S1中测得的整车质量m和汽车转动惯量系数σ，求得汽车行驶过程中的滚动阻力Ff、空气阻力Fw、加速阻力Fj；S3、测量汽车行驶过程中电机输出驱动力Ftn；S4、将滚动阻力Ff、空气阻力Fw、加速阻力Fj和电机输出驱动力Ftn代入方程Ft＝Ff+Fw+Fi+Fj，求出坡度阻力Fi，其中，Ft＝Ff+Fw+Fi+Fj为汽车行驶过程中的动力学方程；S5、根据所述S4中求得的坡度阻力Fi求出坡度。优选地，S1包括：S101、当电机转速超过标定转速开始计时t0，记录[t0,t0+Δt]时间内电机实际扭矩值Ft1，Ft2….Ftn，变速箱输出轴实际转速值n1，n2…nn，得到动力学方程：Ftn=Ff+Fw+Fi+σ·m·vn-vn-1dt,]]>并得到从t0开始Δt时间内Σi=1nFti=ΣFf+ΣFw+ΣFi+σ·m·vn-v1dt,]]>其中，vn、vn-1……v1为当前阶段的汽车车速，且单位为m/s；S102、当第一次换挡时，从空挡时开始计时t0′，从t0′开始记录Δt时间内电机实际扭矩值Ft1'，Ft2'…Ftn'，变速箱输出轴实际转速值n1'，n2′...nn′，得到动力学方程：Ftn′=Ff+Fw+Fi+m·vn′-vn-1′dt,]]>并得到从t0′开始Δt时间内Σi=1nFti′=ΣFf+ΣFw+ΣFi+m·vn′-v1′dt,]]>其中，vn′、vn-1′……v1′为当前阶段的汽车车速，且单位为m/s；S103、认为t0到t0′时间间隔内，滚动阻力Ff、空气阻力和坡度阻力Fi不变，变化的只有电机输出驱动力Ftn和加速阻力Fj，得到Σi=1nFti′-Σi=1nFti=σ·m·(vn′-v1′dt)-mvn-v1dt);]]>S104、将代入S103中的公式，并根据S103中的公式和σ=1+1mΣIwr2+1mIf·ig2·i02·ηr2]]>求得整车质量m和汽车转动惯量系数σ，其中，Iw车轮的转动惯量，If电机转子的转动惯量，η为汽车传动系的传动效率，r为车轮半径。优选地，S2中Ff＝m·g·f，f为路面摩擦系数；Cd为空气阻力系数，A为整车迎风面积，u为汽车车速，且单位为km/h；Fj＝σ·m·a，为车辆加速度，得到vn和vn-1分别为不同时刻汽车的车速。优选地，S2中测量变速箱输出轴实际转速值n，并将变速箱输出轴实际转速值n代入求得vn和vn-1，其中，ig为起步挡挡位传动比，i0为主减速比，r为车轮半径。优选地，在所述S104之后还包括：S105、对测得的整车质量m进行检验，当整车质量m小于整车整备质量时无效，当整车质量m超过汽车满载质量时无效。优选地，S101中，汽车不在换挡过程且制动踏板未踩下。优选地，S101中，所述标定转速为200rpm。优选地，在所述S5之后还包括：S6、对求得的坡度进行检验，当坡度超过道路设计的限值，则判断当前测量的坡度无效，并采用上一次测得的有效坡度值作为当前坡度值。(三)有益效果本专利技术的技术方案具有以下有益效果：本专利技术通过采集车辆行驶信息，提供了一种混合动力汽车行驶负载的测量方法，其采用牛顿第二定律公式计算出行驶过程中汽车的坡度。该方案不需要安装坡度传感器，不仅节省了费用，而且可以优化整车的动力性能和经济性能。本专利技术的优选方案中，通过用变速箱输出轴转速的方法计算车速，并基于该计算出的车速求汽车整车质量。该方案提高了测量精度，减小了误差，从而最终获得准确的汽车整车质量。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合动力汽车负载的测量方法，包括坡度的测量，其特征在于，坡度的测量包括以下步骤：S1、测量汽车的整车质量m和汽车转动惯量系数σ；S2、根据S1中测得的整车质量m和汽车转动惯量系数σ，求得汽车行驶过程中的滚动阻力Ff、空气阻力Fw、加速阻力Fj；S3、测量汽车行驶过程中电机输出驱动力Ftn；S4、将滚动阻力Ff、空气阻力Fw、加速阻力Fj和电机输出驱动力Ftn代入方程Ft＝Ff+Fw+Fi+Fj，求出坡度阻力Fi，其中，Ft＝Ff+Fw+Fi+Fj为汽车行驶过程中的动力学方程；S5、根据所述S4中求得的坡度阻力Fi求出坡度。

【技术特征摘要】
1.一种混合动力汽车负载的测量方法，包括坡度的测量，其特征在于，坡度的测量包括
以下步骤：
S1、测量汽车的整车质量m和汽车转动惯量系数σ；
S2、根据S1中测得的整车质量m和汽车转动惯量系数σ，求得汽车行驶过程中的滚动阻
力Ff、空气阻力Fw、加速阻力Fj；
S3、测量汽车行驶过程中电机输出驱动力Ftn；
S4、将滚动阻力Ff、空气阻力Fw、加速阻力Fj和电机输出驱动力Ftn代入方程Ft＝Ff+Fw+Fi+Fj，求出坡度阻力Fi，其中，Ft＝Ff+Fw+Fi+Fj为汽车行驶过程中的动力学方程；
S5、根据所述S4中求得的坡度阻力Fi求出坡度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S1包括：
S101、当电机转速超过标定转速开始计时t0，记录[t0,t0+Δt]时间内电机实际扭矩值
Ft1，Ft2….Ftn，变速箱输出轴实际转速值n1，n2…nn，得到动力学方程：
Ftn=Ff+Fw+Fi+σ·m·vn-vn-1dt,]]>并得到从t0开始Δt时间内Σi=1nFti=ΣFf+ΣFw+ΣFi+σ·m·vn-v1dt,]]>其中，vn、vn-1……v1为当前阶段的汽车车速，且单位为m/s；
S102、当第一次换挡时，从空挡时开始计时t0′，从t0′开始记录Δt时间内电机实际扭矩
值Ft1'，Ft2'…Ftn'，变速箱输出轴实际转速值n1'，n2′...nn′，得到动力学方程：
Ftn′=Ff+Fw+Fi+m·vn′-vn-1′dt,]]>并得到从t0′开始Δt时间内Σi=1nFti′=ΣFf+ΣFw+ΣFi+m·vn′-v1′dt,]]>其
中，vn′、vn-1′……v1′为当前阶段的汽车车速，...

【专利技术属性】
技术研发人员：段军峰，吴学强，王彦波，董英荣，
申请(专利权)人：潍柴动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37