一种车辆质量和路面坡度识别的制动能量回收修正方法技术

本发明专利技术提出一种车辆质量和路面坡度识别的制动能量回收修正方法，利用车辆上已标配的加速踏板开度传感器、驱动电机转速传感器和车速传感器，采集加速踏板开度信号、驱动电机转速信号、车速信号，并进行相关参数计算，作为识别样本完成车辆质量与坡道坡度识别；本发明专利技术将平坦路面的车辆参数以及动力学平衡方程参数封装简化成参考量，使之作为识别坡道坡度时的已知量，从而提高坡道坡度的识别难度和精度；利用识别车辆质量与坡道坡度，修正再生制动的电机负转矩，对纯电动汽车在坡道制动时的制动能量回收修正控制，以提高车辆制动能量回收的适应性。适应性。适应性。

A braking energy recovery correction method for vehicle mass and road slope identification

【技术实现步骤摘要】
一种车辆质量和路面坡度识别的制动能量回收修正方法


[0001]本专利技术涉及一种纯电动汽车制动能量回收修正方法，特别涉及一种基于车辆质量和坡道路面坡度识别的制动能量回收修正方法。

技术介绍

[0002]在全球不可再生资源日益短缺的大背景下，纯电动汽车的制动能量回收技术越来越受到重视，利用该技术可以有效的提高车辆的续驶里程并提高节能效果。制动能量回收的电机负转矩的生成策略是基于水平路面制定的，当车辆行驶在带有坡度的路面上时，坡道坡度的变化会引起行驶阻力的变化；由于载货重量及乘客数量的变化，整车质量经常发生变化，且不同车辆质量条件下的制动能量回收的电机负转矩存在较大差别，从而导致原制动能量回收的电机负转矩适应性差，不再满足预设的制动需求。因此需要根据车辆质量和坡道制定行驶在带有坡度的实际路面上的纯电动汽车的制动能量回收修正方法，以提高车辆制动能量回收的适应性。
[0003]目前对车辆质量和路面坡度的识别方法主要有三种：一种是基于整车动力学模型识别的方法；另一种是基于传感器的识别方法；第三种是基于最小二乘算法的参数辨识方法。基于整车动力学模型识别的方法需要依托于精确的车辆动力学仿真模型，不适用于复杂多样的实车；基于传感器的识别方法需要大量高精度传感器来采集车辆参数，成本较高，不利于产品化推广使用；基于最小二乘算法的参数辨识方法无法获取系统准确的时变特征，对变化的整车质量与道路坡度的识别精度较低，无法满足实际需求。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提出一种车辆质量和路面坡度识别的制动能量回收修正方法，通过识别车辆质量与坡道坡度来修正制动能量回收电机的负转矩，以提高车辆制动能量回收的适应性，包括以下步骤：
[0005]步骤1、从传感器采集的信号中，导入纯电动汽车在平坦路面上行驶的参数，包括加速踏板开度α
k
、驱动电机转速n
mk
、车速v
k
和车辆加速度a
k
，得到第k个样本的驱动电机转矩T
mk
，将第k个样本中的驱动电机转矩T
mk
、车速v
k
和车辆加速度a
k
作为识别质量时的已知量；
[0006]步骤2、根据已知量，利用式(1)定义纯电动汽车在平坦路面上行驶的基准量和质量识别结果的误差判据Δ1：
[0007][0008]式(1)中，i
g
为变速器传动比，i0为主减速器传动比，η
T
为传动系效率，R为车轮滚动半径，m为车辆质量，g为重力加速度，f为滚动阻力系数，C
D
为空气阻力系数，A为迎风面积，δ为旋转质量换算系数，K为样本的总数量；
[0009]将式(1)中各常系数合并，得到k1、k2、k3、k4，如式(2)所示，使之作为识别纯电动汽
车在平坦路面上行驶的基准量：
[0010][0011]将为零、v
k
≠0所对应的车辆质量的计算值作为纯电动汽车在平坦路面上行驶的单次车辆质量；
[0012]取全部次数的所有单次车辆质量的平均值，作为识别纯电动汽车在平坦路面上行驶的车辆质量m；
[0013]将基准量k1、k2、k3、k4与车辆质量m作为识别坡道坡度时的已知量；
[0014]步骤3、从传感器中实时采集纯电动汽车在带有坡度的实际路面上行驶的参数，包括加速踏板开度α
k
、驱动电机转速n
mk
、车速v
k
和车辆加速度a
k
，得到第k个样本的驱动电机转矩T
mk
，将第k个样本中的驱动电机转矩T
mk
、车速v
k
和车辆加速度a
k
作为识别坡道坡度时的已知量；
[0015]步骤4、根据已知量，利用式(3)定义纯电动汽车在带有坡度的实际路面上行驶的坡道坡度识别结果的误差判据Δ2：
[0016][0017]式(3)中，k1、k2、k3、k4和m为已知量，θ为坡道坡度；
[0018]将为零、v
k
≠0所对应的坡道坡度的计算值作为纯电动汽车在带有坡度的实际路面上行驶的单次坡道坡度；
[0019]取全部次数的所有单次坡道坡度的平均值，作为识别纯电动汽车在带有坡度的实际路面上行驶的坡道坡度；
[0020]步骤5、根据步骤3中采集的纯电动汽车在带有坡度的实际路面上行驶的所有样本的加速度a的值来识别驱动模式或制动模式：
[0021]若加速度a不小于零，则跳过本样本下的a值，选取下一采样时刻的加速度值，返回本步骤；若加速度a小于零，则当前车辆运行模式为制动模式，将车辆质量和坡道坡度作为修正制动能量回收的输入变量；
[0022]步骤6、对识别的车辆质量m进行级别划分，分为小质量、中质量和大质量三个级别，令W
m
为基于质量级别的制动能量回收的质量修正系数；a
m
、b
m
、c
m
为设定的W
m
的不同值，且满足0<a
m
<b
m
<c
m
；若车辆为小质量，W
m
＝a
m
；若车辆为中质量，W
m
＝b
m
；若车辆为大质量，W
m
＝c
m
；将质量修正系数W
m
作为求解制动能量回收的总修正系数的已知量；
[0023]步骤7、对识别的坡道坡度θ进行级别划分，根据坡道坡度的正负，将坡道分为上坡和下坡，上坡分为小坡度、中坡度和大坡度三个级别，令W
i
为基于坡道坡度级别的制动能量回收的坡度修正系数；a
i
、b
i
、c
i
为设定的W
i
的不同值，且满足0<a
i
<b
i
<c
i
；W为制动能量回收的总修正系数；
[0024]若判断车辆处于上坡：坡道坡度为小坡度，则W
i
＝a
i
；坡道坡度为中坡度，则W
i
＝b
i
；坡道坡度为大坡度，则W
i
＝c
i
；将坡度修正系数W
i
作为求解制动能量回收的总修正系数
的已知量；
[0025]若判断车辆处于下坡，则总修正系数W＝+∞；
[0026]步骤8、若制动能量回收的总修正系数W已知，则使用其值；若未知，则使用步骤6、7中已知量，对W的值进行计算，计算如式(4)：
[0027]W＝W
m
·
W
i
ꢀꢀꢀ
(4)
[0028]利本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车辆质量和路面坡度识别的制动能量回收修正方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、从传感器采集的信号中，导入纯电动汽车在平坦路面上行驶的参数，包括加速踏板开度α
k
、驱动电机转速n
mk
、车速v
k
和车辆加速度a
k
，得到第k个样本的驱动电机转矩T
mk
，将第k个样本中的驱动电机转矩T
mk
、车速v
k
和车辆加速度a
k
作为识别质量时的已知量；步骤2、根据已知量，利用式(1)定义纯电动汽车在平坦路面上行驶的基准量和质量识别结果的误差判据Δ1：式(1)中，i
g
为变速器传动比，i0为主减速器传动比，η
T
为传动系效率，R为车轮滚动半径，m为车辆质量，g为重力加速度，f为滚动阻力系数，C
D
为空气阻力系数，A为迎风面积，δ为旋转质量换算系数，K为样本的总数量；将式(1)中各常系数合并，得到k1、k2、k3、k4，如式(2)所示，使之作为识别纯电动汽车在平坦路面上行驶的基准量：将为零、v
k
≠0所对应的车辆质量的计算值作为纯电动汽车在平坦路面上行驶的单次车辆质量；取全部次数的所有单次车辆质量的平均值，作为识别纯电动汽车在平坦路面上行驶的车辆质量m；将基准量k1、k2、k3、k4与车辆质量m作为识别坡道坡度时的已知量；步骤3、从传感器中实时采集纯电动汽车在带有坡度的实际路面上行驶的参数，包括加速踏板开度α
k
、驱动电机转速n
mk
、车速v
k
和车辆加速度a
k
，得到第k个样本的驱动电机转矩T
mk
，将第k个样本中的驱动电机转矩T
mk
、车速v
k
和车辆加速度a
k
作为识别坡道坡度时的已知量；步骤4、根据已知量，利用式(3)定义纯电动汽车在带有坡度的实际路面上行驶的坡道坡度识别结果的误差判据Δ2：式(3)中，k1、k2、k3、k4和m为已知量，θ为坡道坡度；将为零、v
k
≠0所对应的坡道坡度的计算值作为纯电动汽车在带有坡度的实际路面上行驶的单次坡道坡度；取全部次数的所有单次坡道坡度的平均值，作为识别纯电动汽车在带有坡度的实际路面上行驶的坡道坡度；步骤5、根据步骤3中采集的纯电动汽车在带有坡度的实际路面上行驶的所有样本的加速度a的值来识别驱动模式或制动模式：
若加速度a不小于零，则跳过本样本下的a值，选取下一采样时刻的加速度值，返回本步骤；若加速度a小于零，则当前车辆运行模式为制动模式，将车辆质量和坡道坡度作为修正制动能量回收的输入变量；步骤6、对识别的车辆质量m进行级别划分，分为小质量、中质量和大质量三个级别，令W
m
为基于质量级别的制动能量回收的质量修正系数；a
m
、b
m
、c
m
为设定的W
m
的不同值，且满足0<a
m
<b
m
<c
m
；若车辆为小质量，W
m
＝a
m
；若车辆为中质量，W
m
＝b
m
；若车辆为大质量，W
m
＝c
m
；将质量修正系数W

【专利技术属性】
技术研发人员：初亮，杜伟铭，李世博，杨明卓，李会超，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：