CN112896178B - 一种计算车辆总质量的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种计算车辆总质量的方法和系统，该方法包括：获取输入信息，判断车辆是否满足整车质量计算使能条件，如果是，分别确定整车驱动力、整车滚动阻力、整车迎风阻力和整车坡度阻力的计算公式，否则整车质量保持先前值；根据整车驱动力和阻力计算公式，结合车辆行驶方向的纵向加速度计算车辆总质量；判断是否满足整车质量输出使能条件，符合则输出车辆总质量，否则整车质量不变。该系统包括：输入信息获取模块、整车质量计算使能条件判断模块、整车驱动力和整车阻力计算公式确定模块、车辆总质量计算模块、整车质量输出使能条件判断模块和输出模块。通过本申请，能够结合汽车运行过程中的各种关键因素，提高计算结果的准确性和可靠性。

Description

一种计算车辆总质量的方法和系统

技术领域

本申请涉及柴油机商用车质量评估技术领域，特别是涉及一种计算车辆总质量的方法和系统。

背景技术

随着物流行业以及公路运输行业的快速发展，商用车运输在经济发展过程中扮演者越来越重要的角色。为提高驾驶安全性，保证驾驶员利益，交通部对商用车的运输总质量有明确规定，严谨超载。因此，对车辆总质量进行计算，从而及时可靠地提醒驾驶员，使得驾驶员第一时间掌握车辆总质量信息，是个重要的技术问题。

目前，计算车辆总质量的方法通常是：首先根据实际行驶状态下的车辆在一段时间或里程内不同时刻的行驶参数，计算出每个时刻对应的车辆驱动公路和车辆加速度，然后对车辆驱动公路和车辆加速度的数据进行筛选，根据筛选后的数据进行回归计算获取到测量模型参数，最后通过获取到空载行驶状态下车辆的基准模型参数及车辆总质量，结合测量模型参数计算得出实际行驶状态下的车辆总质量。

然而，目前计算车辆总质量的方法中，由于车辆运动工况的复杂性和多样性，所获取的各工况下车辆运动状态并不准确，导致车辆总质量的计算结果准确性不够高，甚至计算失败。

发明内容

本申请提供了一种计算车辆总质量的方法和系统，以解决现有技术中的的方法使得车辆总质量结算结果准确性不够高的问题。

为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：

一种计算车辆总质量的方法，所述方法包括：

获取用于车辆总质量计算的输入信息，所述输入信息包括：三轴加速度、重力加速度、车辆及发动机状态信息，其中，三轴加速度包括：垂直于车辆向下方向的加速度、车辆行驶方向的纵向加速度和垂直车架方向的横向加速度；

根据所述输入信息，判断当前的车辆运动状态是否满足整车质量计算使能条件；

如果是，分别确定整车驱动力、整车滚动阻力、整车迎风阻力和整车坡度阻力的计算公式；

如果否，整车质量保持先前值；

根据所述整车驱动力、整车滚动阻力、整车迎风阻力和整车坡度阻力的计算公式，结合车辆行驶方向的纵向加速度，利用公式F_j＝ma_x计算得出车辆总质量，其中，F_j为整车加速阻力，且整车加速阻力为整车驱动力与整车滚动阻力、整车迎风阻力、整车坡度阻力的差值，m为整车质量，a_x为车辆行驶方向的纵向加速度；

根据计算得出的车辆总质量，判断当前的车辆总质量是否满足整车质量输出使能条件；

如果是，输出计算得出的车辆总质量；

如果否，整车质量保持先前值。

可选地，所述获取用于车辆总质量计算的输入信息，包括：

基于环境大气压力计算车辆的重力加速度；

获取三轴加速度；

根据变速器当前档位计算变速器传动比；

根据驱动桥类型确定车桥传动比；

根据车辆发动机的CAN信息，确定发动机扭矩、车速、发动机转速以及开关状态；

根据车辆轮胎型号确定车辆轮胎滚动半径；

根据UDS协议读取ABS系统或EBS系统的轮速信号，并计算车辆轮胎滑摩或转弯幅度。

可选地，获取三轴加速度之后，所述方法还包括：

对所述三轴加速度进行滤波处理；

对整车三轴方向的加速度进行零位标定。

可选地，根据所述输入信息，判断当前的车辆运动状态是否满足整车质量计算使能条件的方法，包括：

判断车辆行驶方向的纵向加速度是否大于等于设定的纵向加速度阈值；

车辆垂直车架方向的横向加速度是否小于等于设定的横向加速度阈值；

垂直于车辆向下方向的加速度是否在设定的加速度范围内；

车辆是否不为空挡；

车辆离合器状态是否未激活；

车辆变速器档位是否大于0；

发动机扭矩百分比是否处于设定的扭矩百分比阈值范围内；

车辆前轮轮速和后轮轮速之差是否小于设定的第一轮速差阈值；且，

车辆左侧轮胎轮速和右侧轮胎轮速之差是否小于设定的第二轮速差阈值；

车辆上电启动到起步加速过程中的车速是否与实际运动工况相符合；

车辆从起步加速到换挡过程中的车速是否与实际运动工况相符合；

如果以上判断条件全部为是，判定当前的车辆运动状态满足整车质量计算使能条件，车辆总质量计算使能条件置位；

如果有任一判断条件为否，判定当前的车辆运动状态不满足整车质量计算使能条件，车辆总质量计算使能条件不置位。

可选地，所述分别确定整车驱动力、整车滚动阻力、整车迎风阻力和整车坡度阻力的计算公式，包括：

根据公式：整车驱动力＝{(发动机实际扭矩百分比-发动机摩擦扭矩百分比)*发动机参考扭矩*变速箱速比*驱动桥速比*整车传动效率}/轮胎半径，计算得出整车驱动力；

利用公式：F_j＝F-F_f-F_w-F_i计算整车加速阻力，其中，F_f＝0.0076+0.000056U_a，

F_i＝mg sinα，

F_f＝σma_x，F_f为整车滚动阻力，F_w为整车迎风阻力，F_i为整车坡度阻力，F_j为整车加速阻力，F为整车驱动力，U_a为车速，C_D为空气阻力系数，A为车辆迎风面积，m为整车质量，g为重力加速度，σ为汽车旋转质量换算系数，a_x为车辆行驶方向的纵向加速度，a_y为垂直于车辆向下方向的加速度。

可选地，根据所述整车驱动力、整车滚动阻力、整车迎风阻力和整车坡度阻力的计算公式，结合车辆行驶方向的纵向加速度，利用公式F_j＝ma_x计算得出车辆总质量的方法，包括：

根据整车驱动力和整车加速阻力的计算公式，利用公式：车辆总质量＝(整车驱动力-整车滚动阻力-整车迎风阻力-整车坡度阻力)/车辆行驶方向的纵向加速度，计算得出车辆总质量；

根据车辆总质量和整车质量计算使能条件累加次数的比值，计算得出车辆总质量平均值；

以车辆总质量平均值作为最终得车辆总质量。

可选地，所述根据计算得出的车辆总质量，判断当前的车辆总质量是否满足整车质量输出使能条件，包括：

判断车辆总质量是否符合车辆载荷法规要求的质量范围；

牵引车类型的车辆挂车鞍座到位开关状态是否保存不变；且，

车辆总质量是否满足：当前的车辆总质量与整车质量先前值的差值超出设定的车辆总质量变化阈值范围；

如果以上判断条件全部为是，判定当前的车辆总质量满足整车质量输出使能条件；

如果有任一判断条件为否，判定当前的车辆总质量不满足整车质量输出使能条件。

一种计算车辆总质量的系统，所述系统包括：

输入信息获取模块，用于获取用于车辆总质量计算的输入信息，所述输入信息包括：三轴加速度、重力加速度、车辆及发动机状态信息，其中，三轴加速度包括：垂直于车辆向下方向的加速度、车辆行驶方向的纵向加速度和垂直车架方向的横向加速度；

整车质量计算使能条件判断模块，用于根据所述输入信息，判断当前的车辆运动状态是否满足整车质量计算使能条件，如果是，启动整车驱动力和整车阻力计算模块，否则，整车质量保持先前值；

所述整车驱动力和整车阻力计算公式确定模块，用于当前的车辆运动状态满足整车质量计算使能条件时，分别确定整车驱动力、整车滚动阻力、整车迎风阻力和整车坡度阻力的计算公式；

车辆总质量计算模块，用于根据所述整车驱动力、整车滚动阻力、整车迎风阻力和整车坡度阻力的计算公式，结合车辆行驶方向的纵向加速度，利用公式F_j＝ma_x计算得出车辆总质量，其中，F_j为整车加速阻力，且整车加速阻力为整车驱动力与整车滚动阻力、整车迎风阻力、整车坡度阻力的差值，m为整车质量，a_x为车辆行驶方向的纵向加速度；

整车质量输出使能条件判断模块，用于根据计算得出的车辆总质量，判断当前的车辆总质量是否满足整车质量输出使能条件，如果是，启动输出模块，否则，整车质量保持先前值；

所述输出模块，用于当前的车辆总质量满足整车质量输出使能条件时，输出计算得出的车辆总质量。

可选地，所述输入信息获取模块，包括：

重力加速度计算单元，用于基于环境大气压力计算车辆的重力加速度；

三轴加速度获取单元，用于获取三轴加速度；

变速器传动比计算单元，用于根据变速器当前档位计算变速器传动比；

车桥传动比确定单元，用于根据驱动桥类型确定车桥传动比；

发动机信息确定单元，用于根据车辆发动机的CAN信息，确定发动机扭矩、车速、发动机转速以及开关状态；

车辆轮胎滚动半径确定单元，用于根据车辆轮胎型号确定车辆轮胎滚动半径；

车辆轮胎滑摩或转弯幅度计算单元，用于根据UDS协议读取ABS系统或EBS系统的轮速信号，并计算车辆轮胎滑摩或转弯幅度。

可选地，所述车辆总质量计算模块包括：

车辆总质量初步计算单元，用于根据整车驱动力和整车加速阻力的计算公式，利用公式：车辆总质量＝(整车驱动力-整车滚动阻力-整车迎风阻力-整车坡度阻力)/车辆行驶方向的纵向加速度，计算得出车辆总质量；

车辆总质量平均值计算单元，用于根据车辆总质量和整车质量计算使能条件累加次数的比值，计算得出车辆总质量平均值；

车辆总质量计算单元，用于以车辆总质量平均值作为最终得车辆总质量。

本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本申请提供一种计算车辆总质量的方法，该方法首先获取用于车辆总质量计算的输入信息，然后根据该输入信息判断当前的车辆运动状态是否满足整车质量计算使能条件，如果符合整车质量计算使能条件，分别确定整车驱动力、整车滚动阻力、整车迎风阻力和整车坡度阻力的计算公式，否则，整车质量保持先前值；然后，根据整车驱动力、整车滚动阻力、整车迎风阻力和整车坡度阻力的计算公式，结合车辆行驶方向的纵向加速度，利用牛顿第二定律计算得出车辆总质量；最后根据计算得出的车辆总质量，判断当前的车辆总质量是否满足整车质量输出使能条件，符合整车质量输出使能条件则输出计算得出的车辆总质量，否则整车质量保持先前值。本实施例在获取计算车辆总质量的输入信息时，综合考虑三轴加速度、重力加速度、车辆及发动机状态信息，能够结合车辆运行工况的复杂性，获取多种状态数据，使得所计算出的车辆总质量准确性更高。获取到输入信息后，整个过程中包括整车质量计算使能条件判断和整车质量输出使能条件判断，符合前一个判断条件才进行质量更新计算，符合后一个条件才将计算得出的整车质量进行输出，这种判断条件，能够确保用户所获取的整车质量是最符合当前车辆运行状态的，有利于进一步提高车辆总质量计算结果的准确性。且在计算车辆总质量时，利用整车加速阻力与整车驱动力、整车滚动阻力、整车迎风阻力和整车坡度阻力的关系，并结合牛顿第二定律公式，最终计算得出车辆总质量，这种方式计算得到的车辆总质量，是整车加速阻力与车辆行驶方向的纵向加速度的比值，其计算结合综合汽车运行过程中的各种关键驱动力和阻力，计算结果准确性和可靠性更高。

本申请还提供一种计算车辆总质量的系统，该系统主要包括：输入信息获取模块、整车质量计算使能条件判断模块、整车驱动力和整车阻力计算公式确定模块、车辆总质量计算模块、整车质量输出使能条件判断模块和输出模块。输入信息获取模块的设置，能够综合考虑汽车行驶过程中的三轴加速度、重力加速度、车辆及发动机状态信息，所输入的关键信息更加全面，有利于提高计算结果的准确性。整车质量计算使能条件判断模块和整车质量输出使能条件判断模块的设置，只有两个判断条件都符合要求的情况下，才最终输出更新后的车辆总质量，使得车辆总质量的计算结果保持在相对更准确的取值上，有利于提高车辆总质量计算的可靠性。整车驱动力和整车阻力计算公式确定模块、车辆总质量计算模块两个模块的结合，能够计算得出车辆总质量，使得车辆总质量的计算结果更加准确。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例所提供的一种计算车辆总质量的方法的流程示意图；

图2为本申请实施例所提供的一种计算车辆总质量的系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

为了更好地理解本申请，下面结合附图来详细解释本申请的实施方式。

实施例一

参见图1，图1为本申请实施例所提供的一种计算车辆总质量的方法的流程示意图。由图1可知，本实施例中计算车辆总质量的方法，主要包括如下步骤：

S1：获取用于车辆总质量计算的输入信息，输入信息包括：三轴加速度、重力加速度、车辆及发动机状态信息。

其中，三轴加速度包括：垂直于车辆向下方向的加速度、车辆行驶方向的纵向加速度和垂直车架方向的横向加速度。车辆及发动机状态信息主要包括：变速器传动比、车桥传动比、车辆轮胎滚动半径、轮速信号、车辆轮胎滑摩或转弯幅度、发动机扭矩、车速、发动机转速以及开关状态等信息。车辆总质量计算所需的输入信息主要来源于三轴加速度传感器、发动机、变速器、驱动桥以及轮胎型号。

具体地，步骤S1包括如下过程：

S11：基于环境大气压力计算车辆的重力加速度。

环境大气压力可以通过发动机SAE J1939报文AMB解析计算得到。重力加速度具体根据环境压力查表计算得出当前大气压或海拔条件下的重力加速度。

S12：获取三轴加速度。

垂直车架方向的横向加速度为X轴加速度，可以通过三轴加速度传感器测量获取；垂直于车辆向下方向的加速度为Y轴加速度，也可以通过三轴加速度传感器测量获取；车辆行驶方向的纵向加速度为Z轴及速度，也可以通过三轴加速度传感器测量获取。

进一步地，本实施例中获取三轴加速度之后，还包括步骤S13和S14。

S13：对三轴加速度进行滤波处理；

S14：对整车三轴方向的加速度进行零位标定。

S15：根据变速器当前档位计算变速器传动比。

变速器当前档位可以根据变速器输出轴转速和实际车速计算得出。

S16：根据驱动桥类型确定车桥传动比。

驱动桥类型可以通过诊断仪在车辆总质量计算控制单元相应数据地址写入特定数据“驱动桥类型”计算得出。

S17：根据车辆发动机的CAN信息，确定发动机扭矩、车速、发动机转速以及开关状态。

发动机实际扭矩百分比可以通过发动机SAE J1939报文EEC1解析计算得到；发送机最大参考扭矩可以通过发动机SAE J1939报文EC1解析计算得到；发动机摩擦扭矩百分比可以通过发动机SAE J1939报文EEC3解析计算得到。发动机转速可以通过发动机SAE J1939报文EEC1解析计算得到。车速通过发动机SAE J1939报文CCVS解析计算得到。空档开关状态通过发动机SAE J1939报文ETC5解析计算得到；离合器开关状态可以通过发动机SAE J1939报文CCVS解析计算得到；倒档开关状态可以通过发动机SAE J1939报文ETC5解析计算得到。

S18：根据车辆轮胎型号确定车辆轮胎滚动半径。

轮胎型号可以通过诊断仪在车辆总质量计算控制单元相应数据地址写入特定数据“轮胎类型”计算得出。

S19：根据UDS协议读取ABS系统或EBS系统的轮速信号，并计算车辆轮胎滑摩或转弯幅度。

继续参见图1可知，获取输入信息之后，执行步骤S2：根据输入信息，判断当前的车辆运动状态是否满足整车质量计算使能条件。

具体地，整车质量计算使能条件的判断方法如下：

S201：判断车辆行驶方向的纵向加速度是否大于等于设定的纵向加速度阈值。

S202：车辆垂直车架方向的横向加速度是否小于等于设定的横向加速度阈值。

S203：垂直于车辆向下方向的加速度是否在设定的加速度范围内。

S204：车辆是否不为空挡。

S205：车辆离合器状态是否未激活。

S206：车辆变速器档位是否大于0。

S207：发动机扭矩百分比是否处于设定的扭矩百分比阈值范围内。

S208：车辆前轮轮速和后轮轮速之差是否小于设定的第一轮速差阈值；且，

S209：车辆左侧轮胎轮速和右侧轮胎轮速之差是否小于设定的第二轮速差阈值。

S210：车辆上电启动到起步加速过程中的车速是否与实际运动工况相符合。

S211：车辆从起步加速到换挡过程中的车速是否与实际运动工况相符合。

如果以上步骤S201-S211共11个判断条件全部为是，执行步骤S212：判定当前的车辆运动状态满足整车质量计算使能条件，车辆总质量计算使能条件置位。

其中，步骤S210和S211两个步骤中，主要是判断车辆上电到起步加速过程中的车速，可以设定三个车速区间，在设定的车速区间范围内要求车辆没有换挡动作且保持一定时间，以保证车辆驱动力平稳传输至轮边，也就是保证车辆平稳运行。如果在第一个车速区间有换挡动作或者保持时间小于设定的保持时间阈值，则此时判定为不满足整车质量计算使能条件，继续进入下一个车速区间进行判定，直到同时满足步骤S210和S211。

步骤S210和S211的实现过程，具体可以采用如下方法：

假设以阈值1-6定义三个车速区间，定义第一车速区间为：阈值1≤车速≤阈值2，第二车速区间为：阈值3≤车速≤阈值4，第三车速区间为：阈值5≤车速≤阈值6。利用这三个车速区间，车辆上电初次启动后，车辆起步加速过程中车速在如上三种范围的任一范围内，三次判断车速是否满足运动工况，如果满足，则车辆总质量计算使能条件置位，否则，不置位。

车辆在起步加速过程中，换挡后保持时间达到2秒后，且车速在如上三种范围的任一范围内，三次判断车速是否满足运动工况，如果满足，则车辆总质量计算使能条件置位，否则，不置位。

如果以上11个判断条件有任一判断条件为否，执行步骤S213：判定当前的车辆运动状态不满足整车质量计算使能条件，车辆总质量计算使能条件不置位。

继续参见图1可知，如果当前的车辆运动状态满足整车质量计算使能条件，执行步骤S3：分别确定整车驱动力、整车滚动阻力、整车迎风阻力和整车坡度阻力的计算公式。

如果当前的车辆运动状态不满足整车质量计算使能条件，整车质量保持先前值，也就是不继续进行车辆总质量计算，保持上一个计算周期的整车质量。

具体地，步骤S3包括如下过程：

S31：根据公式：整车驱动力＝{(发动机实际扭矩百分比-发动机摩擦扭矩百分比)*发动机参考扭矩*变速箱速比*驱动桥速比*整车传动效率}/轮胎半径，计算得出整车驱动力；

S32：利用公式：F_j＝F-F_f-F_w-F_i计算整车加速阻力，其中，F_f＝0.0076+0.000056U_a，

F_i＝mg sinα，

F_f＝σma_x，F_f为整车滚动阻力，F_w为整车迎风阻力，F_i为整车坡度阻力，F_j为整车加速阻力，F为整车驱动力，U_a为车速，C_D为空气阻力系数，A为车辆迎风面积，m为整车质量，g为重力加速度，σ为汽车旋转质量换算系数，a_x为车辆行驶方向的纵向加速度，a_y为垂直于车辆向下方向的加速度。该公式中，车辆总质量为未知数。

S4：根据整车驱动力、整车滚动阻力、整车迎风阻力和整车坡度阻力的计算公式，结合车辆行驶方向的纵向加速度，利用公式F_j＝ma_x计算得出车辆总质量。

其中，F_j为整车加速阻力，且整车加速阻力为整车驱动力与整车滚动阻力、整车迎风阻力、整车坡度阻力的差值，m为整车质量，也称车辆总质量，a_x为车辆行驶方向的纵向加速度。

具体地，步骤S4包括：

S41：根据整车驱动力和整车加速阻力的计算公式，利用公式：车辆总质量＝(整车驱动力-整车滚动阻力-整车迎风阻力-整车坡度阻力)/车辆行驶方向的纵向加速度，计算得出车辆总质量。

本实施例中可以结合步骤S31、S32和S41中整车驱动力、整车加速阻力、整车滚动阻力、整车迎风阻力、整车坡度阻力、车辆总质量以及车辆行驶方向的纵向加速度之间的关系，推导出车辆总质量，在所有这些公式中，只有车辆总质量是未知数，因此结合这些公式能够推导计算出车辆总质量的值。

S42：根据车辆总质量和整车质量计算使能条件累加次数的比值，计算得出车辆总质量平均值。

具体地，整车质量计算使能条件满足使能一次，则计数累加1，车辆总质量累加。整车质量计算使能条件复位为0时，车辆总质量累加值除以整车质量计算使能条件累加次数，即可计算得出车辆总质量平均值。

计算得出车辆总质量平均值之后，执行步骤S43：以车辆总质量平均值作为最终得车辆总质量。

继续参见图1可知，计算得出车辆总质量之后，执行步骤S5：根据计算得出的车辆总质量，判断当前的车辆总质量是否满足整车质量输出使能条件。

具体地，整车质量输出使能条件的判断方法包括：

S51：判断车辆总质量是否符合车辆载荷法规要求的质量范围。

S52：牵引车类型的车辆挂车鞍座到位开关状态是否保存不变。且，

S53：车辆总质量是否满足：当前的车辆总质量与整车质量先前值的差值超出设定的车辆总质量变化阈值范围。

如果以上步骤S51-S53的判断条件全部为是，执行步骤S54：判定当前的车辆总质量满足整车质量输出使能条件。如果有任一判断条件为否，执行步骤S55：判定当前的车辆总质量不满足整车质量输出使能条件。

由以上步骤S51-S55可知，根据步骤S51中的判断条件，当计算所得的车辆总质量在车辆载荷法规要求的合理范围内时继续判断步骤S52，如果超出法规要求的合理范围则执行步骤S55。牵引车类型的车辆挂车鞍座到位开关状态没有发生变化，即：车辆没有更换挂车，继续判断步骤S53，如果牵引车类型的车辆挂车鞍座到位开关状态发生变化，则执行步骤S55。若计算所得的车辆总质量与整车质量先前值的差值处于设定的车辆总质量变化阈值范围内，说明车辆总质量变化不大，执行步骤S55，如果超出设定的车辆总质量变化阈值范围，说明车辆总质量变化较大，可能是车辆卸货或加载荷导致车辆总质量变化，则执行步骤S54。

如果当前的车辆总质量满足整车质量输出使能条件，执行步骤S6：输出计算得出的车辆总质量。

如果当前的车辆总质量不满足整车质量输出使能条件，整车质量保持先前值，也就是不必输出新的质量值，而是保持上一个计算周期的整车质量。

实施例二

在图1所示实施例的基础之上参见图2，图2为本申请实施例所提供的一种计算车辆总质量的系统的结构示意图。由图2可知，本实施例中计算车辆总质量的系统主要包括：输入信息获取模块、整车质量计算使能条件判断模块、整车驱动力和整车阻力计算公式确定模块、车辆总质量计算模块、整车质量输出使能条件判断模块和输出模块。

其中，输入信息获取模块，用于获取用于车辆总质量计算的输入信息，输入信息包括：三轴加速度、重力加速度、车辆及发动机状态信息，其中，三轴加速度包括：垂直于车辆向下方向的加速度、车辆行驶方向的纵向加速度和垂直车架方向的横向加速度；整车质量计算使能条件判断模块，用于根据输入信息，判断当前的车辆运动状态是否满足整车质量计算使能条件，如果是，启动整车驱动力和整车阻力计算模块，否则，整车质量保持先前值；整车驱动力和整车阻力计算公式确定模块，用于当前的车辆运动状态满足整车质量计算使能条件时，分别确定整车驱动力、整车滚动阻力、整车迎风阻力和整车坡度阻力的计算公式；车辆总质量计算模块，用于根据整车驱动力、整车滚动阻力、整车迎风阻力和整车坡度阻力的计算公式，结合车辆行驶方向的纵向加速度，利用公式F_j＝ma_x计算得出车辆总质量，其中，F_j为整车加速阻力，且整车加速阻力为整车驱动力与整车滚动阻力、整车迎风阻力、整车坡度阻力的差值，m为整车质量，a_x为车辆行驶方向的纵向加速度；整车质量输出使能条件判断模块，用于根据计算得出的车辆总质量，判断当前的车辆总质量是否满足整车质量输出使能条件，如果是，启动输出模块，否则，整车质量保持先前值；输出模块，用于当前的车辆总质量满足整车质量输出使能条件时，输出计算得出的车辆总质量。

进一步地，输入信息获取模块又包括：重力加速度计算单元、三轴加速度获取单元、变速器传动比计算单元、车桥传动比确定单元、发动机信息确定单元、车辆轮胎滚动半径确定单元、车辆轮胎滑摩或转弯幅度计算单元。

其中，重力加速度计算单元，用于基于环境大气压力计算车辆的重力加速度；三轴加速度获取单元，用于获取三轴加速度；变速器传动比计算单元，用于根据变速器当前档位计算变速器传动比；车桥传动比确定单元，用于根据驱动桥类型确定车桥传动比；发动机信息确定单元，用于根据车辆发动机的CAN信息，确定发动机扭矩、车速、发动机转速以及开关状态；车辆轮胎滚动半径确定单元，用于根据车辆轮胎型号确定车辆轮胎滚动半径；车辆轮胎滑摩或转弯幅度计算单元，用于根据UDS协议读取ABS系统或EBS系统的轮速信号，并计算车辆轮胎滑摩或转弯幅度。

车辆总质量计算模块包括：车辆总质量初步计算单元、车辆总质量平均值计算单元和车辆总质量计算单元。其中，车辆总质量初步计算单元，用于根据整车驱动力和整车加速阻力的计算公式，利用公式：车辆总质量＝(整车驱动力-整车滚动阻力-整车迎风阻力-整车坡度阻力)/车辆行驶方向的纵向加速度，计算得出车辆总质量；车辆总质量平均值计算单元，用于根据车辆总质量和整车质量计算使能条件累加次数的比值，计算得出车辆总质量平均值；车辆总质量计算单元，用于以车辆总质量平均值作为最终得车辆总质量。

整车驱动力和整车阻力计算公式确定模块包括：整车驱动力计算单元和整车加速阻力计算单元。其中，整车驱动力计算单元，用于根据公式：整车驱动力＝{(发动机实际扭矩百分比-发动机摩擦扭矩百分比)*发动机参考扭矩*变速箱速比*驱动桥速比*整车传动效率}/轮胎半径，计算得出整车驱动力；整车加速阻力计算单元，用于利用公式：F_j＝F-F_f-F_w-F_i计算整车加速阻力，其中，F_f＝0.0076+0.000056U_a，

F_i＝mg sinα，

F_f＝σma_x，F_f为整车滚动阻力，F_w为整车迎风阻力，F_i为整车坡度阻力，F_j为整车加速阻力，F为整车驱动力，U_a为车速，C_D为空气阻力系数，A为车辆迎风面积，m为整车质量，g为重力加速度，σ为汽车旋转质量换算系数，a_x为车辆行驶方向的纵向加速度，a_y为垂直于车辆向下方向的加速度。

该实施例中计算车辆总质量的系统的工作原理和工作方法，在图1所示的实施例中已经详细阐述，两个实施例之间可以互相参照，在此不再赘述。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种计算车辆总质量的方法，其特征在于，所述方法包括：

获取用于车辆总质量计算的输入信息，所述输入信息包括：三轴加速度、重力加速度、车辆及发动机状态信息，其中，三轴加速度包括：垂直于车辆向下方向的加速度、车辆行驶方向的纵向加速度和垂直车架方向的横向加速度；

根据所述输入信息，判断当前的车辆运动状态是否满足整车质量计算使能条件；

如果是，分别确定整车驱动力、整车滚动阻力、整车迎风阻力和整车坡度阻力的计算公式；

如果否，整车质量保持先前值；

根据所述整车驱动力、整车滚动阻力、整车迎风阻力和整车坡度阻力的计算公式，结合车辆行驶方向的纵向加速度，利用公式F_j＝ma_x计算得出车辆总质量，其中，F_j为整车加速阻力，且整车加速阻力为整车驱动力与整车滚动阻力、整车迎风阻力、整车坡度阻力的差值，m为整车质量，a_x为车辆行驶方向的纵向加速度；

根据计算得出的车辆总质量，判断当前的车辆总质量是否满足整车质量输出使能条件；

如果是，输出计算得出的车辆总质量；

如果否，整车质量保持先前值；

其中，所述根据计算得出的车辆总质量，判断当前的车辆总质量是否满足整车质量输出使能条件，包括：

判断车辆总质量是否符合车辆载荷法规要求的质量范围；

牵引车类型的车辆挂车鞍座到位开关状态是否保持不变；且，

车辆总质量是否满足：当前的车辆总质量与整车质量先前值的差值超出设定的车辆总质量变化阈值范围；

如果以上判断条件全部为是，判定当前的车辆总质量满足整车质量输出使能条件；

如果有任一判断条件为否，判定当前的车辆总质量不满足整车质量输出使能条件。

2.根据权利要求1所述的一种计算车辆总质量的方法，其特征在于，所述获取用于车辆总质量计算的输入信息，包括：

基于环境大气压力计算车辆的重力加速度；

获取三轴加速度；

根据变速器当前档位计算变速器传动比；

根据驱动桥类型确定车桥传动比；

根据车辆发动机的CAN信息，确定发动机扭矩、车速、发动机转速以及开关状态；

根据车辆轮胎型号确定车辆轮胎滚动半径；

根据UDS协议读取ABS系统或EBS系统的轮速信号，并计算车辆轮胎滑摩或转弯幅度。

3.根据权利要求2所述的一种计算车辆总质量的方法，其特征在于，获取三轴加速度之后，所述方法还包括：

对所述三轴加速度进行滤波处理；

对整车三轴方向的加速度进行零位标定。

4.根据权利要求1所述的一种计算车辆总质量的方法，其特征在于，根据所述输入信息，判断当前的车辆运动状态是否满足整车质量计算使能条件的方法，包括：

判断车辆行驶方向的纵向加速度是否大于等于设定的纵向加速度阈值；

车辆垂直车架方向的横向加速度是否小于等于设定的横向加速度阈值；

垂直于车辆向下方向的加速度是否在设定的加速度范围内；

车辆是否不为空挡；

车辆离合器状态是否未激活；

车辆变速器档位是否大于0；

发动机扭矩百分比是否处于设定的扭矩百分比阈值范围内；

车辆前轮轮速和后轮轮速之差是否小于设定的第一轮速差阈值；且，

车辆左侧轮胎轮速和右侧轮胎轮速之差是否小于设定的第二轮速差阈值；

车辆上电启动到起步加速过程中的车速是否与实际运动工况相符合；

车辆从起步加速到换挡过程中的车速是否与实际运动工况相符合；

如果以上判断条件全部为是，判定当前的车辆运动状态满足整车质量计算使能条件，车辆总质量计算使能条件置位；

如果有任一判断条件为否，判定当前的车辆运动状态不满足整车质量计算使能条件，车辆总质量计算使能条件不置位。

5.根据权利要求1所述的一种计算车辆总质量的方法，其特征在于，所述分别确定整车驱动力、整车滚动阻力、整车迎风阻力和整车坡度阻力的计算公式，包括：

根据公式：整车驱动力＝{(发动机实际扭矩百分比-发动机摩擦扭矩百分比)*发动机参考扭矩*变速箱速比*驱动桥速比*整车传动效率}/轮胎半径，计算得出整车驱动力；

利用公式：F_j＝F-F_f-F_w-F_i计算整车加速阻力，其中，F_f＝mgf，f＝0.0076+0.000056U_a，

F_i＝mgsinα，

F_j＝σma_x，F_f为整车滚动阻力，f为滚动阻力系数，F_w为整车迎风阻力，F_i为整车坡度阻力，F_j为整车加速阻力，F为整车驱动力，U_a为车速，C_D为空气阻力系数，A为车辆迎风面积，m为整车质量，g为重力加速度，σ为汽车旋转质量换算系数，a_x为车辆行驶方向的纵向加速度，a_y为垂直于车辆向下方向的加速度。

6.根据权利要求5所述的一种计算车辆总质量的方法，其特征在于，根据所述整车驱动力、整车滚动阻力、整车迎风阻力和整车坡度阻力的计算公式，结合车辆行驶方向的纵向加速度，利用公式F_j＝ma_x计算得出车辆总质量的方法，包括：

根据整车驱动力和整车加速阻力的计算公式，利用公式：车辆总质量＝(整车驱动力-整车滚动阻力-整车迎风阻力-整车坡度阻力)/车辆行驶方向的纵向加速度，计算得出车辆总质量；

根据车辆总质量和整车质量计算使能条件累加次数的比值，计算得出车辆总质量平均值；

以车辆总质量平均值作为最终得车辆总质量。

7.一种计算车辆总质量的系统，其特征在于，所述系统包括：

输入信息获取模块，用于获取用于车辆总质量计算的输入信息，所述输入信息包括：三轴加速度、重力加速度、车辆及发动机状态信息，其中，三轴加速度包括：垂直于车辆向下方向的加速度、车辆行驶方向的纵向加速度和垂直车架方向的横向加速度；

整车质量计算使能条件判断模块，用于根据所述输入信息，判断当前的车辆运动状态是否满足整车质量计算使能条件，如果是，启动整车驱动力和整车阻力计算模块，否则，整车质量保持先前值；

所述整车驱动力和整车阻力计算公式确定模块，用于当前的车辆运动状态满足整车质量计算使能条件时，分别确定整车驱动力、整车滚动阻力、整车迎风阻力和整车坡度阻力的计算公式；

车辆总质量计算模块，用于根据所述整车驱动力、整车滚动阻力、整车迎风阻力和整车坡度阻力的计算公式，结合车辆行驶方向的纵向加速度，利用公式F_j＝ma_x计算得出车辆总质量，其中，F_j为整车加速阻力，且整车加速阻力为整车驱动力与整车滚动阻力、整车迎风阻力、整车坡度阻力的差值，m为整车质量，α_x为车辆行驶方向的纵向加速度；

整车质量输出使能条件判断模块，用于根据计算得出的车辆总质量，判断当前的车辆总质量是否满足整车质量输出使能条件，如果是，启动输出模块，否则，整车质量保持先前值，所述整车质量输出使能条件判断模块，用于判断车辆总质量是否符合车辆载荷法规要求的质量范围，牵引车类型的车辆挂车鞍座到位开关状态是否保持不变，且，车辆总质量是否满足：当前的车辆总质量与整车质量先前值的差值超出设定的车辆总质量变化阈值范围，如果以上判断条件全部为是，判定当前的车辆总质量满足整车质量输出使能条件，如果有任一判断条件为否，判定当前的车辆总质量不满足整车质量输出使能条件；

所述输出模块，用于当前的车辆总质量满足整车质量输出使能条件时，输出计算得出的车辆总质量。

8.根据权利要求7所述的一种计算车辆总质量的系统，其特征在于，所述输入信息获取模块，包括：

重力加速度计算单元，用于基于环境大气压力计算车辆的重力加速度；

三轴加速度获取单元，用于获取三轴加速度；

变速器传动比计算单元，用于根据变速器当前档位计算变速器传动比；

车桥传动比确定单元，用于根据驱动桥类型确定车桥传动比；

发动机信息确定单元，用于根据车辆发动机的CAN信息，确定发动机扭矩、车速、发动机转速以及开关状态；

车辆轮胎滚动半径确定单元，用于根据车辆轮胎型号确定车辆轮胎滚动半径；

车辆轮胎滑摩或转弯幅度计算单元，用于根据UDS协议读取ABS系统或EBS系统的轮速信号，并计算车辆轮胎滑摩或转弯幅度。

9.根据权利要求7所述的一种计算车辆总质量的系统，其特征在于，所述车辆总质量计算模块包括：

车辆总质量初步计算单元，用于根据整车驱动力和整车加速阻力的计算公式，利用公式：车辆总质量＝(整车驱动力-整车滚动阻力-整车迎风阻力-整车坡度阻力)/车辆行驶方向的纵向加速度，计算得出车辆总质量；

车辆总质量平均值计算单元，用于根据车辆总质量和整车质量计算使能条件累加次数的比值，计算得出车辆总质量平均值；

车辆总质量计算单元，用于以车辆总质量平均值作为最终得车辆总质量。

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