通过商用车发动机输出扭矩计算整车质量的方法技术

本发明专利技术涉及通过商用车发动机输出扭矩计算整车质量的方法，包含以下步骤：获取原始工况信息；通过原始工况信息，得到滚动阻力；通过原始工况信息，得到坡度阻力；通过原始工况信息，得到加速阻力；根据滚动阻力、坡度阻力和加速阻力，得到汽车驱动力；建立用于描述车辆加速过程中滚动摩擦系数与整车质量的关系的加速车重摩擦模型；建立用于描述车辆减速过程中滚动摩擦系数与整车质量的关系的减速车重摩擦模型；根据加速车重摩擦模型和减速车重摩擦模型，在人工预设的目标条件下，解算整车质量。本发明专利技术相对现有技术减少计算出的车重的系统误差；节省计算构成，又省去一个误差产生因素，一举两得，提高计算精度；进一步提高计算精度。进一步提高计算精度。进一步提高计算精度。

【技术实现步骤摘要】
通过商用车发动机输出扭矩计算整车质量的方法


[0001]本专利技术涉及商用车动力总成系统领域，具体地涉及通过商用车发动机输出扭矩计算整车质量的方法。

技术介绍

[0002]商用车是一类特殊的车辆，多用于工程、施工等场景使用，并非普通家用车。由于其应用场景的特点，商用车的整车质量的获取一直是一个比较困难的问题，这是由于：
[0003]首先，商用车每次的载荷都不一致；这是由于商用车是工程应用车辆，其载荷会随运输任务不同而随时变化；
[0004]其次，商用车载荷每次的载荷的质心也是变化的，原因同上；例如前后两次运输的货物摆放方法不相同，则质心会发生变化；
[0005]现有技术中，获取商用车整车质量最常用也最准确的办法就是称量法，即采用地磅，让商用车开上去、保持静止、称量得到。
[0006]这种技术是最准确的，但其缺陷也很明显：只能获得静态的商用车整车质量，无法在行驶过程中随时获取这个重要参数。而很多商用车由于路途遥远、工况糟糕，其整车质量是会发生变化的。而商用车的整车质量会影响很多有关动力类的计算判断，如果采用静态数据，则误差积累效应会非常明显，极端情况还会造成安全事故。
[0007]为了解决称量法的这一缺陷，也有现有技术研究利用ECU所提供的数据流，间接计算整车质量。
[0008]典型如申请号为CN202111545759.4，专利技术名称为“基于高精度定位的车辆质量估算方法”的中国专利技术专利，其公开了以下技术方案：
[0009]一种基于高精度定位的车辆质量估算方法，包括以下步骤：
[0010]S1，获取车辆ECU数据流；S2，获取车辆的高精度定位数据；S3，根据车辆ECU数据流，确定车辆的车速、刹车状态以及油门状态；S4，根据高精度定位数据确定坡度角；S5，检测到坡度角小于坡度角阈值，且车速大于高速阈值，且未检测到刹车信号，则根据车辆力的平衡公式计算车重；S6，检测到坡度角小于坡度角阈值，且车速小于低速阈值，且检测到油门打开，则根据车辆力的平衡公式计算车重；根据车辆动力学方程，建立基于车辆力的平衡公式为：
[0011]ma＝Ft
‑
Gsinα
‑
Gcosα*μ
‑
Ffb
‑
Fareo
ꢀꢀ
(1)
[0012]其中：m为车辆质量；a为车辆加速度，a＝dv/dt，v为车速；Ft为车辆轮边扭矩，α为第一坡度角，Ffb为制动力，Fareo为空气阻力，μ为滚动摩擦系数， G为车辆所受重力，根据车辆力的平衡公式计算车重包括：当检测到坡度角小于坡度角阈值，且车速小于低速阈值，且检测到油门打开，且未检测到刹车信号，则由公式(1)求得：
[0013]当α＝β时
[0014]m＝(Ft1
‑
Ft2)/(a1
‑
a2)
[0015]当α≠β时
[0016]m＝Ft2
‑
Gsinβ
‑
Gcosβ*(ma1
‑
ma2
‑
Ft1+Ft2+Gsinα
‑
Gsinβ)/(Gcosβ
‑
Gcosα)
‑
Fareo2/a2 当检测到坡度角小于坡度角阈值，且车速大于高速阈值，且未检测到刹车信号，则由公式(1)求得：
[0017][(v1+vareo)/(v2+vareo)]2＝(ma1
‑
Ft1+Gsinα+Gcosα*μ/(max
‑
Ft2+Gsinβ+Gcosβ*μ)
[0018]其中，m为车辆质量，Ft1为时间t1时车辆轮边扭矩，Ft2为时间t2时车辆轮边扭矩，a1为时间t1时车辆加速度，a2为时间t2时车辆加速度，α为时间 t1时车辆行驶的坡度角，β为时间t2时车辆行驶的坡度角，v1为时间t1时车辆行驶的速度，v2为时间t2时车辆行驶的速度，μ为车轮与地面滚动摩擦系数，vareo为车辆前进方向上的风速，G为车辆所受重力，Fareo2为时间t2时的空气阻力。
[0019]2.检测到坡度角大于坡度角阈值，则触发坡度角预警系统。
[0020]3.检测到坡度角小于坡度角阈值，且车速大于高速阈值，且检测到刹车信号，则停止计算车重。
[0021]4.检测到坡度角小于坡度角阈值，且车速小于低速阈值，且检测到油门未打开，则停止计算车重。
[0022]5.检测到坡度角小于坡度角阈值，且车速小于高速阈值并大于低速阈值，则停止计算车重。
[0023]6.高精度定位数据包括：车辆运行高度、车辆加速度及车辆速度。
[0024]7.坡度角阈值的取值范围为300～500。
[0025]8.低速阈值为20km/h，高速阈值为60km/h。
[0026]很显然，风阻可以通过恰当的计算去掉，现有技术考虑的太过复杂，而且设置了高速区不计算的规则，这都是可以通过计算避免的。另一方面低速时不输出扭矩对于车重的计算没有影响，现有技术在低速滑行时却不计算车重，而这时是可以计算的。
[0027]因此，根据《汽车理论》(余志生,机械工业出版社.汽车理论[电子资源][M]. 机械工业出版社,2009.)以上述专利技术为代表的计算型现有技术，其缺陷在于：
[0028]1.由于滚动阻力系数是车速的函数，但现有技术没有考虑到这一点，从而会导致计算出的车重有系统误差；
[0029]2.由于商用车在实际应用过程中，商用车的装载情况千差万别，每次行程都不相同，加上商用车用户的实际使用客观习惯，其运送的货物都会超过设计指标，无论是载荷还是安全尺寸，对于商用车，汽车满载和空载的外形可能变化很大，从而导致风阻实际上是无法准确计算的，而风阻无法准确计算获得，又会对于现有技术造成最后的整车质量计算不准确；
[0030]3.由于除上述问题外，还要考虑因此而带来的质心不稳等附加因素，从而只会让问题更加复杂化。

技术实现思路

[0031]本专利技术针对上述问题，提供通过商用车发动机输出扭矩计算整车质量的方法，其目的在于相对现有技术减少计算出的车重的系统误差；节省计算构成，又省去一个误差产生因素，一举两得，提高计算精度；进一步提高计算精度。
[0032]为解决上述问题，本专利技术提供的技术方案为：
[0033]通过商用车发动机输出扭矩计算整车质量的方法，包含以下步骤：
[0034]S100.获取原始工况信息；
[0035]S200.通过所述原始工况信息，计算得到滚动阻力；
[0036]S300.通过所述原始工况信息，计算得到坡度阻力；
[0037]S400.通过所述原始工况信息，计算得到加速阻力；
[0038]S500.根据所述滚动阻力、所述坡度阻力和所述加速阻力，计算得到汽车驱动力；
[0039]S600.建立用于描述车辆加速过程中滚动摩擦系数与整车质量的关系的加速车重摩擦模型；
[0040本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种通过商用车发动机输出扭矩计算整车质量的方法，其特征在于：包含以下步骤：S100.获取原始工况信息；S200.通过所述原始工况信息，计算得到滚动阻力；S300.通过所述原始工况信息，计算得到坡度阻力；S400.通过所述原始工况信息，计算得到加速阻力；S500.根据所述滚动阻力、所述坡度阻力和所述加速阻力，计算得到汽车驱动力；S600.建立用于描述车辆加速过程中滚动摩擦系数与整车质量的关系的加速车重摩擦模型；S700.建立用于描述车辆减速过程中所述滚动摩擦系数与所述整车质量的关系的减速车重摩擦模型；S800.根据所述加速车重摩擦模型和所述减速车重摩擦模型，在人工预设的目标条件下，解算出所述整车质量；S900.输出所述整车质量，作为本发明的计算方法的最终结果。2.根据权利要求1所述的通过商用车发动机输出扭矩计算整车质量的方法，其特征在于：所述原始工况信息包含发动机输出扭矩、变速器传动比、主减速器传动比、传动系的机械效率、车轮半径、重力系数、滚动阻力系数、坡度、车速、加速度；其中：所述发动机输出扭矩通过ECU实时采集获得，包含加速发动机输出扭矩和减速发动机输出扭矩；所述变速器传动比根据太阳轮转速、行星架转速、内齿圈转速、太阳轮齿数、内齿圈齿数计算获得，包含加速变速器传动比和减速变速器传动比；所述太阳轮转速通过太阳轮转速监测单元实时采集获得；所述行星架转速通过行星轮转速监测单元实时采集获得；所述内齿圈转速通过内齿圈转速监测单元实时采集获得；所述太阳轮齿数通过查找车辆说明书获得；所述内齿圈齿数通过查找所述车辆说明书获得；所述主减速器传动比通过主动减速齿轮组传动比与从动减速齿轮组传动比相乘获得；所述主动减速齿轮组传动比通过查找所述车辆说明书获得；所述从动减速齿轮组传动比通过查找所述车辆说明书获得；所述传动系机械效率通过出厂前台架测试标定，并写入ECU，使用时查找ECU获得，包含加速传动系机械效率和减速传动系机械效率；所述车轮半径通过查找所述车辆说明书获得；所述重力系数通过重力传感器实时采集获得；所述滚动阻力系数根据车胎材质与地面材质间的关系，由人工标定，包含加速滚动阻力系数和减速滚动阻力系数；所述坡度通过陀螺仪实时采集获得，包含加速瞬间坡度和减速瞬间坡度；所述车速通过车速传感器实时采集获得，包含加速瞬间车速和减速瞬间车速；所述加速度通过加速度传感器实时采集获得，包含加速瞬间加速度和减速瞬间加速度。3.根据权利要求2所述的通过商用车发动机输出扭矩计算整车质量的方法，其特征在于：S200中所述滚动阻力按下式表达：F
f
＝mgfcosα
...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐一凡，占伟，刘薇，刘磊，许丽英，项海涛，何斌，陈伟建，
申请(专利权)人：东风商用车有限公司，
类型：发明
国别省市：