CN109455185A - 一种根据汽车行驶方程式对车辆负载系数进行估算的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种根据汽车行驶方程式对车辆负载系数进行估算的方法，步骤一：获取车辆基本信息；步骤二：通过车辆在挡滑行试验，根据车速估算整车滚动阻力与空气阻力；步骤三：车辆在动态行驶过程中，根据输入轴转速和发动机扭矩计算整车加速阻力；步骤四：根据滤波后的发动机扭矩，计算动态驱动力；步骤五：根据汽车行驶方程式Ft＝Ff+Fw+Fi+Fj，估算车辆负载系数；本方法针对车辆自身没有坡路传感器的情况下，根据发动机扭矩和车速对车辆所处路况的负载系数进行估算，本方法过程简单、效率高、效果好，同时可以降低整车的成本。

Description

一种根据汽车行驶方程式对车辆负载系数进行估算的方法

技术领域

本发明属于机械式自动变速器控制技术领域，涉及一种根据汽车行驶方程式对车辆负载系数进行估算的方法。

背景技术

机械式自动变速器是一种通过电子控制选换挡执行机构来达到自动换挡的变速器，它可以减轻驾驶员的劳动强度，并且具有机构紧凑、传动效率高、工作可靠等优点。

负载系数是新提出一个概念，可以理解为汽车行驶时的阻力。现有的计算汽车行驶阻力的方法必须依赖于坡度传感器，当坡度变大时，汽车阻力增大，当坡度变小时，汽车阻力变小；当汽车上没有安装坡度传感器时，则无法计算汽车的阻力，可利用本发明估算负载系数，计算汽车阻力。

发明内容

本发明提供了一种根据汽车行驶方程式对车辆负载系数进行估算的方法，主要是针对车辆自身没有坡路传感器的情况下，根据发动机扭矩和车速对车辆所处路况的负载系数进行估算。本发明是采用如下技术方案实现的：

步骤一、获取车辆基本信息；

1)车辆的基本参数包括整车质量m、重力加速度g、传动系统效率η_T、主减速比i0、轮胎半径r、整车旋转质量换算系数δ、变速器速比ig；通过车辆的变速器控制器获取变速器输入轴转速Is、变速器当前档位Cg、车速u、发动机扭矩Te；

2)根据整车质量m和重力加速度g，计算整车重力G＝m*g；

3)对发动机扭矩Te进行低通滤波处理，得到滤波后的发动机扭矩Tf；

4)对输入轴转速Is进行低通滤波处理，得到滤波后的输入轴转速If；

步骤二、通过车辆在挡滑行试验，计算整车的滑行滚动阻力Ff’与滑行空气阻力Fw’；

1)车辆在平直的路面上进行各个挡位的在挡滑行试验，试验过程中车辆的滑行驱动力Ft’＝0，滑行坡道阻力Fi’＝0；

2)根据滑行车速u’的变化计算各个挡位在滑行过程中的滑行加速度du’/dt’，并根据整车质量m和整车旋转质量换算系数δ计算各个挡位对应的滑行加速阻力Fj’＝δ*m*(du’/dt’)；

3)根据滑行汽车行驶方程式Ft’＝Ff’+Fw’+Fi’+Fj’可知，滑行滚动阻力Ff’与滑行空气阻力Fw’之和Ff’+Fw’＝Ft’-Fi’-Fj’＝-Fj’；

步骤三、车辆在动态行驶过程中，根据滤波后的输入轴转速If计算动态加速阻力Fj；

1)对滤波后的输入轴转速If进行微分计算，得到输入轴转速变化率Ig，Ig＝d(If)/dt；

2)根据计算得到的输入轴转速变化率Ig和变速器当前挡位Cg计算输出轴转速变化率Og，Og＝Ig/Cg；

3)根据主减速比i0、轮胎半径r和计算得到的输出轴转速变化率Og计算动态加速度du/dt,du/dt＝0.377*r*Og/i0；

4)根据动态加速度du/dt和整车质量m计算动态加速阻力Fj＝δ*m*(du/dt)；

步骤四、车辆在动态行驶过程中，根据滤波后的发动机扭矩Tf，计算动态驱动力Ft；

1)根据滤波后的发动机扭矩Tf、主减速比i0、变速箱速比ig、传动系统效率η_T和轮胎半径r，计算动态驱动力Ft，Ft＝(Tf*ig*i0*η_T)/r；

步骤五、根据汽车行驶方程式Ft＝Ff+Fw+Fi+Fj，估算车辆负载系数i；

1)车辆在动态行驶时，动态滚动阻力Ff与动态空气阻力Fw之和可认为等于滑行滚动阻力Ff’与滑行空气阻力Fw’之和，即Ff+Fw＝Ff’+Fw’；

2)根据步骤三得到的动态加速阻力Fj、步骤四得到的动态驱动力Ft，通过汽车行驶方程式Ft＝Ff+Fw+Fi+Fj可以得到动态坡道阻力Fi，Fi＝Ft-Ff-Fw-Fj；

3)根据动态坡道阻力Fi与整车重力G的关系Fi＝i*G，即可估算得到车辆负载系数i，即i＝Fi/G。

与现有技术相比本发明的有益效果是：

本发明基于车辆上的基本信息对车辆的负载系数进行估算，首先依据车辆在档滑行试验估算滚动阻力与空气阻力，在动态行驶时，由于滚动阻力与空气阻力变化小，可以通过滑行试验得到的滚动阻力与空气阻力代替动态行驶时的滚动阻力与空气阻力之和，方法简单有效且有较强的理论基础；其次根据发动机扭矩和输入轴转速分别计算驱动力和加速阻力，方法可靠；最后根据汽车行驶方程式对负载系数进行估算，利用该负载系数即可推断出汽车的行驶阻力，并不需要专门的坡度传感器，可有效降低整车的成本。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

图1为本发明所述的一种根据汽车行驶方程式对车辆负载系数进行估算的方法的流程示意框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细的描述：

图1为本发明所述的一种根据汽车行驶方程式对车辆负载系数进行估算的方法的流程示意框图。

本发明提供了一种根据汽车行驶方程式对车辆负载系数进行估算的方法，针对车辆自身没有坡路传感器的情况下，根据发动机扭矩和车速对车辆所处路况的负载系数进行估算，具体步骤如下：

步骤一、获取车辆基本信息；

1)车辆的基本参数包括整车质量m、重力加速度g、传动系统效率η_T、主减速比i0、轮胎半径r、整车旋转质量换算系数δ、变速器速比ig；通过车辆的变速器控制器获取变速器输入轴转速Is、变速器当前档位Cg、车速u、发动机扭矩Te；

2)根据整车质量m和重力加速度g，计算整车重力G＝m*g；

3)对发动机扭矩Te进行低通滤波处理，得到滤波后的发动机扭矩Tf；

4)对输入轴转速Is进行低通滤波处理，得到滤波后的输入轴转速If；

步骤二、通过车辆在挡滑行试验，计算整车的滑行滚动阻力Ff’与滑行空气阻力Fw’；

1)车辆在平直的路面上进行各个挡位的在挡滑行试验，试验过程中车辆的滑行驱动力Ft’＝0，滑行坡道阻力Fi’＝0；

2)根据滑行车速u’的变化计算各个挡位在滑行过程中的滑行加速度du’/dt’，并根据整车质量m和整车旋转质量换算系数δ计算各个挡位对应的滑行加速阻力Fj’＝δ*m*(du’/dt’)；

3)根据滑行汽车行驶方程式Ft’＝Ff’+Fw’+Fi’+Fj’可知，滑行滚动阻力Ff’与滑行空气阻力Fw’之和Ff’+Fw’＝Ft’-Fi’-Fj’＝-Fj’；

步骤三、车辆在动态行驶过程中，根据滤波后的输入轴转速If计算动态加速阻力Fj；

1)对滤波后的输入轴转速If进行微分计算，得到输入轴转速变化率Ig，Ig＝d(If)/dt；

2)根据计算得到的输入轴转速变化率Ig和变速器当前挡位Cg计算输出轴转速变化率Og，Og＝Ig/Cg；

3)根据主减速比i0、轮胎半径r和计算得到的输出轴转速变化率Og计算动态加速度du/dt,du/dt＝0.377*r*Og/i0；

4)根据动态加速度du/dt和整车质量m计算动态加速阻力Fj＝δ*m*(du/dt)；

步骤四、车辆在动态行驶过程中，根据滤波后的发动机扭矩Tf，计算动态驱动力Ft；

1)根据滤波后的发动机扭矩Tf、主减速比i0、变速箱速比ig、传动系统效率η_T和轮胎半径r，计算动态驱动力Ft，Ft＝(Tf*ig*i0*η_T)/r；

步骤五、根据汽车行驶方程式Ft＝Ff+Fw+Fi+Fj，估算车辆负载系数i；

1)车辆在动态行驶时，动态滚动阻力Ff与动态空气阻力Fw之和可认为等于滑行滚动阻力Ff’与滑行空气阻力Fw’之和，即Ff+Fw＝Ff’+Fw’；

2)根据步骤三得到的动态加速阻力Fj、步骤四得到的动态驱动力Ft，通过汽车行驶方程式Ft＝Ff+Fw+Fi+Fj可以得到动态坡道阻力Fi，Fi＝Ft-Ff-Fw-Fj；

3)根据动态坡道阻力Fi与整车重力G的关系Fi＝i*G，即可估算得到车辆负载系数i，即i＝Fi/G。

Claims (1)

1.一种根据汽车行驶方程式对车辆负载系数进行估算的方法，针对车辆自身没有坡路传感器的情况下，根据发动机扭矩和车速对车辆所处路况的负载系数进行估算，其特征在于，具体步骤如下：

步骤一、获取车辆基本信息；

1)车辆的基本参数包括整车质量m、重力加速度g、传动系统效率η_T、主减速比i0、轮胎半径r、整车旋转质量换算系数δ、变速器速比ig；通过车辆的变速器控制器获取变速器输入轴转速Is、变速器当前档位Cg、车速u、发动机扭矩Te；

2)根据整车质量m和重力加速度g，计算整车重力G＝m*g；

3)对发动机扭矩Te进行低通滤波处理，得到滤波后的发动机扭矩Tf；

4)对输入轴转速Is进行低通滤波处理，得到滤波后的输入轴转速If；

步骤二、通过车辆在挡滑行试验，计算整车的滑行滚动阻力Ff’与滑行空气阻力Fw’；

1)车辆在平直的路面上进行各个挡位的在挡滑行试验，试验过程中车辆的滑行驱动力Ft’＝0，滑行坡道阻力Fi’＝0；

2)根据滑行车速u’的变化计算各个挡位在滑行过程中的滑行加速度du’/dt’，并根据整车质量m和整车旋转质量换算系数δ计算各个挡位对应的滑行加速阻力Fj’＝δ*m*(du’/dt’)；

3)根据滑行汽车行驶方程式Ft’＝Ff’+Fw’+Fi’+Fj’可知，滑行滚动阻力Ff’与滑行空气阻力Fw’之和Ff’+Fw’＝Ft’-Fi’-Fj’＝-Fj’；

步骤三、车辆在动态行驶过程中，根据滤波后的输入轴转速If计算动态加速阻力Fj；

1)对滤波后的输入轴转速If进行微分计算，得到输入轴转速变化率Ig，Ig＝d(If)/dt；

2)根据计算得到的输入轴转速变化率Ig和变速器当前挡位Cg计算输出轴转速变化率Og，Og＝Ig/Cg；

3)根据主减速比i0、轮胎半径r和计算得到的输出轴转速变化率Og计算动态加速度du/dt,du/dt＝0.377*r*Og/i0；

4)根据动态加速度du/dt和整车质量m计算动态加速阻力Fj＝δ*m*(du/dt)；

步骤四、车辆在动态行驶过程中，根据滤波后的发动机扭矩Tf，计算动态驱动力Ft；

1)根据滤波后的发动机扭矩Tf、主减速比i0、变速箱速比ig、传动系统效率η_T和轮胎半径r，计算动态驱动力Ft，Ft＝(Tf*ig*i0*η_T)/r；

步骤五、根据汽车行驶方程式Ft＝Ff+Fw+Fi+Fj，估算车辆负载系数i；

1)车辆在动态行驶时，动态滚动阻力Ff与动态空气阻力Fw之和可认为等于滑行滚动阻力Ff’与滑行空气阻力Fw’之和，即Ff+Fw＝Ff’+Fw’；

2)根据步骤三得到的动态加速阻力Fj、步骤四得到的动态驱动力Ft，通过汽车行驶方程式Ft＝Ff+Fw+Fi+Fj可以得到动态坡道阻力Fi，Fi＝Ft-Ff-Fw-Fj；

3)根据动态坡道阻力Fi与整车重力G的关系Fi＝i*G，即可估算得到车辆负载系数i，即i＝Fi/G。