用于确定机动车辆总质量估计值的方法和装置制造方法及图纸

一种基于通信网络的数据和车辆的参数来确定机动车辆的总质量的方法，其中，通过应用动力学基本方程，并根据前一时刻(k‑1)的车辆总质量、车辆速度和道路坡度的值，确定某一时刻(k)的车辆总装载质量的估计值(mv,est)、车辆速度的估计值(vest)和道路坡度的估计值(αest)。

A Method and Device for Determining the Total Mass Estimation of Motor Vehicles

A method for determining the total mass of motor vehicles based on the data of communication network and vehicle parameters is presented. In this method, the total mass, vehicle speed and road gradient of the vehicle at a certain time (k) are determined by applying the basic dynamic equation and the values of the total mass, vehicle speed and road gradient at the previous moment (k), and the estimated values of the total load mass (mv, est), vehicle speed (vest) and road gradient at a certain time (k) are determined. Value (alphaest).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于确定机动车辆总质量估计值的方法和装置
本专利技术涉及估计机动车辆的质量的领域，尤其是装备有远程信息处理箱的“重型载货”类型的车辆。
技术介绍
远程信息处理箱是指能够接收有关环境的实时信息并为车辆乘客提供适合情境的服务的任何设备。这种远程信息处理箱通常配备有定位系统，特别是被称为“全球定位系统”或“GPS”的全球定位系统类型的定位系统，其使用由地球同步卫星星座实时发射的位置数据来精确确定车辆的位置。更具体地，本专利技术涉及在每个时刻估计位于具有非零坡度或斜坡的路径上的车辆的质量。了解机动车辆的总质量对于车辆上许多装置的正确操作是必要的，特别是用于管理制动或用于管理自动变速箱的装置，以及用于管理燃料消耗的装置，以便分析燃料消耗的跟踪并评估燃料消耗降低幅度。此外，对于提供显著装载能力的多用途车辆或重型货车，车辆质量的估计允许使用者不超过称为额定荷载总重(poidstotalautoriséencharge，PTAC)的预定值。通常使用用于质量测定的允许的误差范围。例如，允许的误差范围可以是5％到10％。然而，最好获得较低的误差范围。此外，重型货物类型的车辆的质量受到与其任务相关的显著载荷变化的影响。因此，即使当车辆在斜坡上工作时，也希望实时获得车辆质量的可靠估计值，以便获得详细的能量平衡表(bilan)。当今，汽车质量的估计能够以各种方式完成，例如通过直接测量质量、借助于姿态传感器以及在重型货车的情况下基于弹簧的刚度或悬架垫的充气压力进行估计。然而，这些方案很昂贵，并且由于制造的偏差，无法获得准确的质量估计值。此外，当车辆位于斜坡上时，这种类型的估计方法无法估计车辆的质量。事实上，一旦纵向力(即扭矩)施加到车轮上，车辆的后轴组件就会在悬架上产生载荷。还存在通过在单个时刻应用动力学基本原理来估计机动车辆质量的方法。然而，通过应用动力学基本原理来估计机动车辆质量的方法需要一定的行驶时间，然后才能收敛到对车辆总质量的精确估计值。此外，这种估计方法特别不准确，难以实施，因为它们需要对车辆的许多参数进行估计，并且基于不总是满足的假设。可以参考文献EP2505448-A1，该文献描述了一种通过使用存在于所述车辆的控制器局域网通信网络上的数据(特别是在每个时刻的加速度和电机转矩)实时估计车辆质量的系统。然而，该文件没有描述能够计算车辆质量的估计值的方法。
技术实现思路
因此本专利技术的目的是弥补所述缺陷。本专利技术的主题是一种基于“CAN”通信网络的数据和车辆的参数来确定机动车辆的总质量的方法，其中：-从车辆的参数的数据库中检索数据，这些参数存储在机动车辆的计算机中。所述确定方法包括如下步骤：-检索设置参数，所述设置参数包括：用于估计质量的方法的执行时间、测量噪声的协方差矩阵、关于速度和坡度的建模不确定性的协方差矩阵以及关于质量的建模不确定性的协方差矩阵，-检索来自“CAN”通信网络的数据，所述数据包括：车辆的速度、变速器的减速比、制动踏板的踩下水平、减速装置的使用水平以及对由热力发动机提供的扭矩和这些机械摩擦的估计，-根据发动机扭矩值、变速器减速系数、传动的效率系数和车轮半径的函数来确定由车辆产生的动力，-根据从参数的数据库中检索的数据来确定空气动力摩擦力，-在某一时刻，根据车辆的质量、轮胎的滚动阻力系数和道路的坡度来确定滚动阻力，-在某一时刻，根据在前一时刻估计的车辆的质量、重力常数和在前一时刻估计的道路的坡度来确定重力引起的力，通过应用动力学基本方程，并根据前一时刻的车辆总质量、车辆速度和道路坡度的值，确定某一时刻的车辆总装载质量的估计值、车辆速度的估计值和道路坡度的估计值。在一个实施方案中，并行应用两个过滤器来确定车辆总装载质量的估计值、车辆速度的估计值和道路坡度的估计值。例如，并行应用第一所谓的“卡尔曼”滤波器和第二所谓的“卡尔曼”滤波器，第一所谓的“卡尔曼”滤波器能够对车辆的速度和道路的坡度进行滤波，第二所谓的“卡尔曼”滤波器能够估计车辆的质量。在确定车辆总装载质量的估计值、车辆速度的估计值和道路坡度的估计值的步骤的同时，根据关于速度和坡度的建模不确定性的协方差矩阵以及关于质量的建模不确定性的协方差矩阵，能够确定两个协方差矩阵的估计值，维度二乘二(2x2)的协方差矩阵表示速度变量和坡度变量的误差的协方差，维度一乘一(1x1)的协方差矩阵表示质量变量的误差的协方差。可以基于动力学基本方程和前一时刻的车辆总质量值、车辆速度值、道路坡度值以及Riccati方程来确定协方差矩阵，Riccati方程的求解变量是估计误差的协方差矩阵。在检索来自通信网络的数据的步骤之前，可以在初始时刻初始化车辆的质量、车辆的速度、道路的坡度和两个协方差矩阵。例如，在确定车辆总装载质量的估计值、车辆速度的估计值和道路坡度的估计值的步骤之前，在某一时刻验证用于进行质量估计的计算的所有条件都满足。在一个实施方案中，要满足的条件是：车辆的速度严格为正，制动踏板的位置和减速装置的使用水平为零。在一个实施方案中，通过将速度的估计值与由通信网络测量的速度的值进行比较来计算估计误差值。在一个实施方案中，根据协方差矩阵和动力学方程计算比例系数。在一个实施方案中，根据估计误差值和比例系数，校正所确定的车辆速度的估计值、车辆质量的估计值和道路坡度的估计值。例如，在确定了车辆速度的估计值、车辆质量的估计值和道路坡度的估计值之后，可以验证车辆的行程是否已经结束；并且当车辆的行程已经结束时，可以根据车辆质量的估计值计算行程结束时车辆质量的平均值，并可以将计算出的所述质量的平均值发送至服务器。在一个实施方案中，根据通过车辆的GPS全球定位系统接收的卫星数据，实时检索纬度、经度和高度形式的车辆位置，并且根据通过全球定位系统接收的数据，实时确定车辆的速度。根据第二个方面，本专利技术涉及一种基于通信网络的数据来确定机动车辆的总质量的装置，其包括：用于处理数据的模块，该模块能够接收车辆参数的数据作为输入，这些参数存储在机动车辆的计算机中，并包括滚动元件的等效质量、轮胎的滚动阻力系数、车辆的空气密度、车辆的正面表面积、阻力系数和车辆的车轮半径。用于处理数据的模块接收设置参数以及源自通信网络的数据作为输入，所述设置参数例如来自设置数据库并且包括用于估计质量的方法的执行时间、测量噪声的协方差矩阵、关于速度和坡度的建模不确定性的协方差矩阵和关于质量的建模不确定性的协方差矩阵，所述源自通信网络的数据例如车辆的速度、变速器的减速比、制动踏板的踩下水平、减速装置的使用水平以及对由热力发动机提供的扭矩和这些机械摩擦的估计。确定装置包括模块，以通过应用动力学基本方程，并根据前一时刻的车辆总质量、车辆速度和道路坡度的值，计算某一时刻的车辆总装载质量的估计值、车辆速度的估计值和道路坡度的估计值。有利地，所述计算模块包括两个并联设置的滤波器和一个模块，以根据关于速度和坡度的建模不确定性的协方差矩阵以及关于质量的建模不确定性的协方差矩阵，估计两个协方差矩阵，所述协方差矩阵分别为维度2x2和维度1x1，并且分别表示速度变量和坡度变量的误差的协方差以及质量变量的误差的协方差。计算模块例如包括第一模块，并根据前一时刻的车辆质量、车辆速度和道路坡度的值，估计某一时刻的车辆总装载质量、车辆速度和道路坡度。所述第一模块本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于通信网络的数据和车辆的参数来确定机动车辆的总质量的方法，其中：‑从车辆的参数的数据库中检索数据，这些参数存储在机动车辆的计算机中，其特征在于，所述方法包括以下步骤：‑检索设置参数，所述设置参数包括：用于估计质量的方法的执行时间(ΔT)、测量噪声的协方差矩阵(R)、关于速度和坡度的建模不确定性的协方差矩阵(Q)以及关于质量的建模不确定性的协方差矩阵(QM)，‑检索来自通信网络的数据，所述数据包括：车辆的速度(v)、变速器的减速比(γ)、制动踏板的踩下水平、减速装置的使用水平以及对由热力发动机提供的扭矩(Te)和这些机械摩擦的估计，‑根据发动机扭矩值(Te)、变速器减速系数(γ)、传动的效率系数(ηgb)和车轮半径(rw)的函数来确定由车辆产生的动力(Ft(t))，‑根据从参数的数据库中检索的数据来确定空气动力摩擦力(Fa(t))，‑根据车辆的质量(mv)、轮胎的滚动阻力系数(cr)和道路的坡度(α)来确定滚动阻力(Fr(t))，‑根据车辆的质量(mv)、重力常数(g)和道路的坡度(α)来确定重力引起的力(Fg(t))，‑通过应用动力学基本方程，并根据前一时刻(k‑1)的车辆总质量、车辆速度和道路坡度的值，确定某一时刻(k)的车辆总装载质量的估计值(mv,est)、车辆速度的估计值(vest)和道路坡度的估计值(αest)。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.30 FR 16561891.一种基于通信网络的数据和车辆的参数来确定机动车辆的总质量的方法，其中：-从车辆的参数的数据库中检索数据，这些参数存储在机动车辆的计算机中，其特征在于，所述方法包括以下步骤：-检索设置参数，所述设置参数包括：用于估计质量的方法的执行时间(ΔT)、测量噪声的协方差矩阵(R)、关于速度和坡度的建模不确定性的协方差矩阵(Q)以及关于质量的建模不确定性的协方差矩阵(QM)，-检索来自通信网络的数据，所述数据包括：车辆的速度(v)、变速器的减速比(γ)、制动踏板的踩下水平、减速装置的使用水平以及对由热力发动机提供的扭矩(Te)和这些机械摩擦的估计，-根据发动机扭矩值(Te)、变速器减速系数(γ)、传动的效率系数(ηgb)和车轮半径(rw)的函数来确定由车辆产生的动力(Ft(t))，-根据从参数的数据库中检索的数据来确定空气动力摩擦力(Fa(t))，-根据车辆的质量(mv)、轮胎的滚动阻力系数(cr)和道路的坡度(α)来确定滚动阻力(Fr(t))，-根据车辆的质量(mv)、重力常数(g)和道路的坡度(α)来确定重力引起的力(Fg(t))，-通过应用动力学基本方程，并根据前一时刻(k-1)的车辆总质量、车辆速度和道路坡度的值，确定某一时刻(k)的车辆总装载质量的估计值(mv,est)、车辆速度的估计值(vest)和道路坡度的估计值(αest)。2.根据权利要求1所述的确定方法，其中，并行应用两个过滤器来确定车辆总装载质量的估计值(mv,est)、车辆速度的估计值(vest)和道路坡度的估计值(αest)。3.根据权利要求1或2所述的确定方法，其中，在确定车辆总装载质量的估计值(mv,est)、车辆速度的估计值(vest)和道路坡度的估计值(αest)的步骤的同时，根据关于速度和坡度的建模不确定性的协方差矩阵(Q)以及关于质量的建模不确定性的协方差矩阵(QM)，确定两个协方差矩阵的估计值，维度2x2的协方差矩阵(P)表示速度变量和坡度变量的误差的协方差，维度1x1的协方差矩阵(PM)表示质量变量的误差的协方差。4.根据权利要求3所述的确定方法，其中，在检索来自通信网络的数据的步骤之前，在初始时刻(t＝0)初始化车辆的质量(mv)、车辆的速度(v)、道路的坡度(α)和两个协方差矩阵(P，PM)。5.根据权利要求1至4中任一项所述的确定方法，其中，在确定车辆总装载质量的估计值(mv,est)、车辆速度的估计值(vest)和道路坡度的估计值(αest)的步骤之前，在某一时刻(k)验证用于进行质量估计的计算的所有条件都满足。6.根据权利要求5所述的确定方法，其中，要满足的条件是：车辆的速度(v)严格为正，制动踏板的位置和减速装置的使用水平为零。7.根据权利要求1至6中任一项所述的确定方法，其中，通过将速度的估计值(vest)与由通信网络测量的速度的值(vCAN)进行比较来计算估计误差值(ε(k))。8.根据权利要求1至7中任一项所述的确定方法，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·迪多梅尼科，A·沙斯，G·萨比龙，
申请(专利权)人：米其林集团总公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR