车辆总质量计算方法和系统技术方案

本发明专利技术具体涉及一种车辆总质量计算方法和系统。本发明专利技术旨在解决车辆总质量计算精度低的技术问题。为此目的，本发明专利技术提供了一种车辆总质量计算方法，包括S10：建立车辆在匀速运行时电动机输出功率Pm与车辆总质量m、滚动阻力系数f、空气阻力系数CD和迎风面积A的关系函数F1；S12：建立车辆在加速或爬坡运行时电动机输出功率Pa与车辆总质量m、滚动阻力系数f、空气阻力系数CD和迎风面积A的关系函数F2；S14：通过合并关系函数F1和关系函数F2的方式建立电动机输出功率差值ΔP与车辆总质量m的关系函数F3；S16：通过查表获取电动机输出功率差值ΔP从而确定车辆总质量m。本发明专利技术通过将滚动阻力系数f、空气阻力系数CD、迎风面积A消除，以此提高车辆总质量的计算精度。

Calculation Method and System of Vehicle Total Mass

The invention specifically relates to a vehicle total mass calculation method and system. The invention aims to solve the technical problem of low accuracy in calculating the total mass of a vehicle. To this end, the invention provides a method for calculating the total mass of a vehicle, including S10: establishing the relationship function F1 between the output power of the motor and the total mass m, rolling resistance coefficient f, air resistance coefficient CD and windward area A of a vehicle at uniform speed; S12: establishing the relationship between the output power Pa of the motor and the total mass m, rolling resistance coefficient F and air of the vehicle at acceleration or climbing operation. The relationship function F2 between air resistance coefficient CD and windward area A; S14: The relationship function F3 between motor output power difference P and vehicle total mass m is established by combining the relationship function F1 and the relationship function F2; S16: The motor output power difference P is obtained by looking up the table to determine the vehicle total mass M. By eliminating rolling resistance coefficient f, air resistance coefficient CD and windward area A, the method improves the calculation accuracy of vehicle total mass.

【技术实现步骤摘要】
车辆总质量计算方法和系统
本专利技术涉及车辆总质量计算
，具体涉及一种车辆总质量计算方法和系统。
技术介绍
本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。未来车辆的发展方向是电控化、自动化与自适应化，这些控制的实现一般都需要车辆总质量这个参数，比如EBS、ESP、TCS、多MAP动力输出系统、不同的动力输出策略等，这些系统均需将车辆总重量设为控制参数，一般情况，车辆总质量可设置为固定值参数(一般总质量变化不大的车辆，如乘用车等)。然而现状是，载货类车辆在空载和满载时的车辆总质量的变化较大，很难事先预知，如果车辆的实际总质量和电子系统初始设定的车辆总质量差异很大，会导致控制系统的控制精度降低，导致控制系统失效，甚至严重影响车辆的行驶安全。现有估算车辆总质量的方法主要分两大类：1)、通过外部检测装置，比如通过车架与车桥之间的位置传感器测量车架与车桥之间的压缩量，既根据板簧的变形量来推测车辆的静态质量；2)、基于车辆行驶动力学方程，并运用各种传感器得出车辆的加速度、速度、坡度等信息，并提取ECU中发动机的运行信息(发动机转速信息和发动机扭矩信息等)，运用动力学平衡方程推算出车辆的总质量，通过该办法可以测量在车辆运动状态下的重量，该办法应用也比较广泛，该方法的具体实施方式也比较多，具体实施方式之间的差异也比较大。例如，公开号为CN201210433269.X的专利公布了一种车辆质量估算方法，该专利技术的主要构思是将车辆质量和路面坡度这两个未知量分别设定为m维和n维的向量，并组成m×n矩阵，并将其中每个元素都代入车辆的运动平衡模型方程，计算纵向加速度的理论值，通过加速度理论值和实际测量值做对比，找到矩阵中对应的质量，从而得出整车的质量估值。公开号为CN201210272414.0的专利公布了一种使用车载加速度计估算车辆移动时的车辆坡度和质量的方法，车辆利用加速度计得到车辆的加速度计值，基于加速度计的值、车速变化率值和引力常数生成坡度估量值，根据该专利的说明书可推断滚动阻力系数f、迎风面积A和空气阻力系数CD均为已知值，又知加速度a、坡度i、速度v以及车辆牵引力F可通过发动机转矩和转速计算得到，最后根据公式F＝ma(力＝质量×加速度)计算得出车辆的质量。公开号为CN201480025212.3的专利公布了一种用于确定车辆重量的方法和装置以及具有这种装置的车辆，该专利技术基于功率定理的基本原理，即所有作用在系统上的功率总和在每个时间点都等于系统动能的时间变化值，根据说明书可知驱动功率通过发动机驱动力矩及角速度等参数求出，行驶阻力功率通过行驶阻力乘速度求出，而求行驶阻力的前提是滚动阻力系数f、坡度i和空气阻力系数CD等参数已知，如若行驶阻力未知，可通过两个短时相继的时间t0和t1点确定车辆的速度和驱动功率，这样可认为两个时间点的行驶阻力无明显差距，然后再根据两个时间点t0和t1的速度v0和v1以及驱动功率来确定车辆的重量。公开号为CN201410536399.5的专利公布了一种计算车辆总质量的方法及节油控制方法，该计算车辆总质量的方法主要构思在于：控制器利用安装于车辆上的重力加速度传感器、控制器以及车辆原有的发动机ECU获取发动机信息、车辆信息和重力加速度传感器输入的倾角和加速度信息，然后运用车辆行驶动力学方程计算出车辆的当前总质量，并向外输出车辆的总质量信息，该计算车辆总质量的方法的前提是许多参数值是已知的，如主减速比、变速箱各挡速比预存在发动机ECU中，传动系机械效率、汽车旋转质量换算系数、轮胎滚动半径、滚动阻力系数、风阻系数、迎风面积、车辆空载质量等数据预存在控制器的存储器中。上述计算方法虽然在理论上能够计算车辆的质量，但是，在实际应用过程中则存在有一些问题：1)车辆的滚动阻力系数f、空气阻力系数CD和迎风面积A等都是假定已知的，并且给出了定值预存在了存储器中，这样设定就极为不妥，因为滚动阻力系数f会受路面状况、车速、轮胎构造、材料、胎压等因素的影响，而且范围变化极大。同样，对于空气阻力系数CD一是很难测试并定出某个卡车的CD的具体值；2)车辆暴露于环境的外部形状均影响着CD值，比如车厢有无篷布，货物码放的整齐与否都影响着CD值的大小，关于迎风面积A，也是个不可预定的变量，比如一半挂牵引列车，货物堆放比较靠后，气流在绕过驾驶室后聚合又遇到货物的形成二次阻挡。因此，对于载货类车辆，根据动力平衡方程倒推车辆总质量m的方法，任何把车辆的滚动阻力系数f、空气阻力系数CD和迎风面积A定义为已知的都是不严谨的，必然求得的车辆总质量m会有较大的误差。而公开号为CN201480025212.3的专利提及的一种算法在两个短时相继的时间t0和t1点确定车辆的速度和驱动功率，由于时间t0和t1间隔极短，可认为行驶阻力相同，通过此法建立的微分方程可消掉滚动阻力系数f、空气阻力系数CD和迎风面积A这三个未知量，求得车辆总质量m，该方法在理论上假设时间t0和t1点行驶阻力相同，存在计算不严谨的问题。
技术实现思路
本专利技术是针对上述现有技术的不足提出的一种车辆总质量计算方法，该方法通过通过在计算过程中将滚动阻力系数f、空气阻力系数CD和迎风面积A消除，以此提高车辆总质量的计算精度。该目的是通过以下技术方案实现的。本专利技术的第一方面提供了一种车辆总质量计算方法，该方法包括如下步骤：S10：建立车辆在匀速运行时电动机输出功率Pm与车辆总质量m、滚动阻力系数f、空气阻力系数CD和迎风面积A的关系函数F1；S12：建立车辆在加速或爬坡运行时电动机输出功率Pa与车辆总质量m、滚动阻力系数f、空气阻力系数CD和迎风面积A的关系函数F2；S14：通过合并关系函数F1和关系函数F2的方式建立电动机输出功率差值ΔP与车辆总质量m的关系函数F3；S16：通过查表获取电动机输出功率差值ΔP从而确定车辆总质量m。优选地，步骤S10包括：S102：通过功率平衡定律建立关系函数F1：其中，ηT为机械传动效率，m为车辆总质量，g为重力加速度，f为滚动阻力系数，CD为空气阻力系数，A为迎风面积，v为车速。优选地，步骤S12包括：S122：通过功率平衡定律建立关系函数F2：其中，ηT为机械传动效率，m为车辆总质量，g为重力加速度，f为滚动阻力系数，CD为空气阻力系数，A为迎风面积，v为车速，θ为车辆运行路面的坡道角度，δ为汽车旋转质量换算系数，a为车辆加速度。优选地，步骤S14包括：S142：通过关系函数F1与关系函数F2求差的方式建立关系函数F3：优选地，步骤S16包括：S162：检测车辆在以车速v匀速运行时的电动机转速ωm和电动机扭矩Tm；S164：通过公式Pm＝Tm*ωm得出车辆在以车速v匀速运行时的电动机输出功率Pm；S166：建立车速v对应电动机输出功率Pm的数据表1。优选地，步骤S16还包括：S168：检测车辆在以车速v处于加速或爬坡运行时的电动机转速ωm和电动机扭矩Tm；S170：通过公式Pm＝Tm*ωm得出车辆在以车速v处于加速或爬坡运行时的电动机输出功率Pa；S172：建立车速v对应电动机输出功率Pa的数据表2。优选地，步骤S16还包括：S174：将数据表1和数据表2合并得到数据表4，根据数据表4获取电动机输出功率差值ΔP从而确定车辆总本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车辆总质量计算方法，其特征在于，所述车辆总质量计算方法包括如下步骤：S10：建立车辆在匀速运行时电动机输出功率Pm与车辆总质量m、滚动阻力系数f、空气阻力系数CD和迎风面积A的关系函数F1；S12：建立所述车辆在加速或爬坡运行时电动机输出功率Pa与所述车辆总质量m、所述滚动阻力系数f、所述空气阻力系数CD和所述迎风面积A的关系函数F2；S14：通过合并所述关系函数F1和所述关系函数F2的方式建立电动机输出功率差值ΔP与所述车辆总质量m的关系函数F3；S16：通过查表获取所述电动机输出功率差值ΔP从而确定所述车辆总质量m。

【技术特征摘要】
1.一种车辆总质量计算方法，其特征在于，所述车辆总质量计算方法包括如下步骤：S10：建立车辆在匀速运行时电动机输出功率Pm与车辆总质量m、滚动阻力系数f、空气阻力系数CD和迎风面积A的关系函数F1；S12：建立所述车辆在加速或爬坡运行时电动机输出功率Pa与所述车辆总质量m、所述滚动阻力系数f、所述空气阻力系数CD和所述迎风面积A的关系函数F2；S14：通过合并所述关系函数F1和所述关系函数F2的方式建立电动机输出功率差值ΔP与所述车辆总质量m的关系函数F3；S16：通过查表获取所述电动机输出功率差值ΔP从而确定所述车辆总质量m。2.根据权利要求1所述的车辆总质量计算方法，其特征在于，步骤S10包括：S102：通过功率平衡定律建立所述关系函数F1：其中，ηT为机械传动效率，m为车辆总质量，g为重力加速度，f为滚动阻力系数，CD为空气阻力系数，A为迎风面积，v为车速。3.根据权利要求2所述的车辆总质量计算方法，其特征在于，步骤S12包括：S122：通过功率平衡定律建立所述关系函数F2：其中，ηT为机械传动效率，m为车辆总质量，g为重力加速度，f为滚动阻力系数，CD为空气阻力系数，A为迎风面积，v为车速，θ为所述车辆的运行路面的坡道角度，δ为汽车旋转质量换算系数，a为车辆加速度。4.根据权利要求3所述的车辆总质量计算方法，其特征在于，步骤S14包括：S142：通过所述关系函数F1与所述关系函数F2求差的方式建立所述关系函数F3：5.根据权利要求4所述的车辆总质量计算方法，其特征在于，所述步骤S16包括：S162：检测所述车辆在以所述车速v匀速运行时的电动机转速ωm和电动机扭矩Tm；S164：通过公式Pm＝Tm*ωm得出所述车辆在以所述车速v匀速运行时的所述电动机输出功率Pm...

【专利技术属性】
技术研发人员：白雪松，程路阳，宋琳，何后才，
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