一種混合動力汽車負載的測量方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及汽車技術領域，尤其設及一種混合動力汽車負載的測量方法。
【背景技術】
[0002] 通常所說的混合動力一般是指油電混合動力，即燃料和電能的混合。而混合動力 汽車則是有電動馬達作為發動機的輔助動力驅動汽車。當動力總成工作狀態為正常行駛 時，混合動力汽車的動力傳輸路徑為：電動機或者發動機和電動機-AMT-傳動軸-車橋-車 輪，請參見圖1。
[0003] 目前，隨著混合動力汽車的迅速發展，其用途越來越廣泛的應用在商用車上，其中 公交車為混合動力應用的最廣泛的市場。由于混合動力汽車的行駛負載直接決定了發動機 的行駛工況，對整車經濟性、動力性有決定性作用，因此準確計算整車負載對控制策略的實 時調整應用有著至關重要的作用。
[0004] 車輛的負載包括兩方面的內容，第一部分是車輛的總質量，另一部分是坡度，運兩 個因素直接影響控制策略的作用效果。
[0005] 現有技術中，專利號為201180034014的專利公開了一種用于估算車輛重量的方法 和設備，其基于加速度計對整車質量進行預估，并對得到的質量不斷進行修正。專利號為 200910081458.3的專利公開了一種混合動力汽車行駛負載預測方法，其記錄一個時間段的 數據，利用正交余弦變化和支持向量機的混合動力汽車行駛負載預測方法。
[0006] 現有技術中對車輛的負載計算過程中存在的問題是，車速采集精度不高，地面滾 動阻力系數變化較大時，估算不準確。其中地面滾動阻力系數與地面狀況有關，比如砂石 路、水泥路滾動阻力系數會有較大差別，車輛從一種路面行駛到另一種時可能與標定好的 一般行駛路面的計算方法(比如在水泥路面做實驗，將車輛行駛的路面默認為水泥路面)有 差別。顯然上述車速和地面滾動阻力系數的誤差將導致最終對負載計算的誤差。
[0007] 此外，現有技術中大多數車輛在計算行駛負載時必須安裝坡度傳感器W確定車輛 的行駛坡度，而在沒有坡度傳感器的車輛上，坡度無法計算。
【發明內容】
[0008] (一)要解決的技術問題
[0009] 本發明要解決的技術問題就是提供一種混合動力汽車負載的測量方法，在保證測 量精度的前提下，其不需要安裝坡度傳感器，從而可W優化整車的動力性能和經濟性能。
[0010] (二很術方案
[0011] 為了解決上述技術問題，本發明提供了一種混合動力汽車負載的測量方法，包括 坡度的測量，坡度的測量包括W下步驟：
[0012] S1、測量汽車的整車質量m和汽車轉動慣量系數曰；
[0013] S2、根據Sl中測得的整車質量m和汽車轉動慣量系數0,求得汽車行駛過程中的滾 動阻力Ff、空氣阻力Fw、加速阻力Fj;
[0014] S3、測量汽車行駛過程中電機輸出驅動力Ftn;
[0015] S4、將滾動阻力Ff、空氣阻力Fw、加速阻力F神日電機輸出驅動力Ftn代入方程Ft = Ff+ Fw+Fi+Fj，求出坡度阻力Fi,其中，Ft = Ff+Fw+Fi+Fj為汽車行駛過程中的動力學方程；
[0016] S5、根據所述S4中求得的坡度阻力Fi求出坡度。
[0017] 優選地，Sl包括：
[001引 Sioi、當電機轉速超過標定轉速開始計時to,記錄[to, to+ A t]時間內電機實際扭 矩值Ftl，Ft2-，.Ftn,變速箱輸出軸實際轉速值ni，ri21-Iin,得到動力學方程：
，并得到從to開始A t時間內
其中，Vn、;5^......Vi為當前階段的汽車車速，且單位為m/s;
[0019] S102、當第一次換擋時，從空擋時開始計時to'，從to'開始記錄A t時間內電機實際 扭矩值Ftl'，Ft2'…Ftn'，變速箱輸出軸實際轉速值nl'，n2/...nn/，得到動力學方程：
，并得到從W開始At時間內
其中，VrZ、VnY……v/為當前階段的汽車車速，且單位為m/s;
[0020] S103、認為to到to'時間間隔內，滾動阻力Ff、空氣阻力和坡度阻力Fi不變，變化的只 有電機輸出驅動力Ftn和加速阻力Fj，得到
[002。 S 1 0 4、將
代入S 1 0 3中的公式，并根據S 1 0 3中的公式和
求得整車質量m和汽車轉動慣量系數0,其中，Iw車輪的轉動 慣量，If電機轉子的轉動慣量，n為汽車傳動系的傳動效率，r為車輪半徑。
[0022] 優選地，S2中Ff=m ? g ? f，f為路面摩擦系數；
，Cd為空氣阻力系數，A為 整車迎風面積，U為汽車車速，且單位為km/h;Fj = O ? m ?曰，
為車輛加速度，得 到
Vn和Vn-I分別為不同時刻汽車的車速。
[0023] 優選地，S2中測量變速箱輸出軸實際轉速值n，并將變速箱輸出軸實際轉速值n代 入
求得Vn和Vn-I,其中，ig為起步擋擋位傳動比，io為主減速比，r為車輪半 徑。
[0024] 優選地，在所述S104之后還包括：
[0025] S105、對測得的整車質量m進行檢驗，當整車質量m小于整車整備質量時無效，當整 車質量m超過汽車滿載質量時無效。
[00%]優選地，SlOl中，汽車不在換擋過程且制動踏板未踩下。
[0027] 優選地，SlOl中，所述標定轉速為20化pm。
[0028] 優選地，在所述S5之后還包括：
[0029] S6、對求得的坡度進行檢驗，當坡度超過道路設計的限值，則判斷當前測量的坡度 無效，并采用上一次測得的有效坡度值作為當前坡度值。
[0030] (S)有益效果
[0031] 本發明的技術方案具有W下有益效果:本發明通過采集車輛行駛信息，提供了一 種混合動力汽車行駛負載的測量方法，其采用牛頓第二定律公式計算出行駛過程中汽車的 坡度。該方案不需要安裝坡度傳感器，不僅節省了費用，而且可W優化整車的動力性能和經 濟性能。
[0032] 本發明的優選方案中，通過用變速箱輸出軸轉速的方法計算車速，并基于該計算 出的車速求汽車整車質量。該方案提高了測量精度，減小了誤差，從而最終獲得準確的汽車 整車質量。
【附圖說明】
[0033] 為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可W 根據運些附圖獲得其他的附圖。
[0034] 圖1為現有技術的混合動力汽車的動力傳輸路徑示意圖；
[0035] 圖2是本發明混合動力汽車負載的測量方法的示意圖。
【具體實施方式】
[0036] 下面結合附圖和實施例對本發明的實施方式作進一步詳細描述。W下實施例用于 說明本發明，但不能用來限制本發明的范圍。
[0037] 在本發明的描述中，需要說明的是，術語"中屯、"、"縱向橫向上"、"下"、 "前"、"后V'左'、"右V'豎曹'、"水甲V'頂'、"底V'胖V'外"等指示的方位或位置關系為 基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗 示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、W特定的方位構造和操作，因此不能理解為對 本發明的限制。此外，術語"第一"、"第二"、"第立"僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗 示相對重要性。
[0038] 混合動力汽車負載主要包括兩方面的內容，第一部分是車輛的總質量，另一部分 是坡度，運兩個因素直接影響控制策略的作用效果。本實施例的要點就是通過收集到的車 輛信息，準確計算運兩個參數。
[0039] 本實施例的混合動力汽車負載的測量方法，其坡度的測量包括W下步驟：
[0040] S1、測量汽車的整車質量m和汽車轉動慣量系數曰；
[0041] S2、根據Sl中測得的整車質量m和汽車轉動慣量系數0,求得汽車行駛過程中的滾 動阻力Ff、空氣阻力Fw、加速阻力Fj;
[0042] S3、測量汽車行駛過程中電機輸出驅動力Ftn;
[0043] S4、將滾動阻力Ff、空氣阻力Fw、加速阻力F神日電機輸出驅動力Ftn