一种整车车重精确计算的方法与流程

1.本技术属于汽车技术领域，更具体地，涉及一种整车车重精确计算的方法。


背景技术：

2.汽车是指以可燃气体为动力的运输车辆，也指以自身设备为动力的车辆，一般有四个或四个以上的车轮，在陆地上行驶，不依靠轨道或架线，汽车通常被用作运载乘客和货物以及牵引乘客和货挂车。也有经过改装或配备专用设备，完成特定运输任务或作业任务的特种车辆，但不包括农业专用机械，所有拖车和半挂车都没有自己的动力装置，只有当它们与牵引汽车形成一列汽车列车时，它们才属于汽车的范畴，由自身动力驱动并配有驾驶控制装置的汽车。
3.法规要求车辆要对车重进行监控、预测性控制等算法需要用到车重，当前获取车重数据需要安装车重传感器，由于车重传感器价格昂贵，提高了整车的生产成本。


技术实现要素：

4.为解决上述技术中存在的缺陷，本技术提供了一种整车车重精确计算的方法，其实质在于改善当前获取车重数据需要安装车重传感器，由于车重传感器价格昂贵，提高了整车的生产成本的问题。
5.为实现上述目的，本技术的提供了一种整车车重精确计算的方法，包括以下步骤：
6.s1：测得发动机输出扭矩，发动机控制器ecu通过循环喷油量除以试验测得的燃烧效率得到发动机输出扭矩，通过传感器得到实际车速；
7.s2：建立发动机动力学模型,通过对车辆进行车辆动力学建模，将发动机的输出扭矩输入到模型，由模型预估车辆的速度，结合实际车速与模型预估车速的偏差，修正模型中用到的车速，直到偏差消除；
8.s3：停止车重估算，由于刹车过程中的驱动力无法测量，当ecu检测到行车为刹车状态时，停止进行车重估算；
9.s4：修正车重，将模型预估的车速与采集的实际车速相减，若两者偏差为0，则证明当前车辆动力学模型用到的车重为正确值；若两者偏差不为0，则输入到积分器，对车重进行修正；直到偏差为0，此时模型的车重就是真实的车重。
10.在上述实现过程中，所述步骤s1中的发动机控制器ecu为电子控制单元，由微控制器、存储器、输入/输出接口、模数转换器以及整形、驱动大规模集成电路组成，ecu的电压工作范围在6.5-16v、工作电流在0.015-0.1a、工作温度在-40℃～80℃，能承受1000hz以下的振动，在ecu中cpu是核心部分，发动机在运行时，它采集各传感器的信号，进行运算，并将运算的结果转变为控制信号，控制被控对象的工作，它还实行对存储器、输入/输出接口和其它外部电路的控制，存储器rom中存放的程序是经过精确计算和大量实验取得的数据为基础编写出来的，这个固有程序在发动机工作时，不断地与采集来的各传感器的信号进行比较和计算。
11.在上述实现过程中，所述步骤s1中的循环喷油量由发动机控制器ecu控制，ecu根据各种传感器测得的发动机进气量、转速、节气门开度、水温、进气温度诸多运转参数，按设定的程序进行计算，并按计算结果向喷油器发出电脉冲，通过改变每个电脉冲的宽度来控制各喷油器每次喷油的持续时间，从而达到控制喷油量的目的，电脉冲的宽度越大，喷油持续时间越长，喷油量也越大，发动机在不同工况下运转，对混合气浓度要求也不同，特别是在一些特殊工况下如启动、急加速、急减速，对混合气浓度有特殊的要求，ecu要根据有关传感器测得的运转工况，按不同的方式控制喷油量，喷油量的控制方式大致可分为启动控制、运转控制、断油控制和反馈控制几种。
12.在上述实现过程中，所述步骤s1中的燃烧效率亦指燃烧室效率，是定量燃料在燃烧室内燃烧时实际可用来加热燃烧产物的热量与该燃料在绝热条件下实现完全燃烧时所释出的低位发热量之比，它是评价各种燃烧室运行经济性的主要指标，燃烧效率主要取决于燃烧装置和燃料自身的特性，与环境因素有关，燃烧效率这个指标，相对于一定的燃烧装置和确定的燃料才有意义，即是用来评价特定燃烧装置燃烧特定燃料的指标，下述情形下，这个指标往往是有差异的，特定的燃烧装置，在燃烧不同的燃料时，特定的燃料，在不同的燃烧装置里燃烧时。
13.在上述实现过程中，所述步骤s1中的发动机输出扭矩是发动机加速能力的具体指标，是指活塞在汽缸里的往复运动，往复一次做有一定的功，它的单位是牛米，在角速度不变的情况下，扭矩越大，功率越大，发动机输出给车轮的驱动力越大，也就是汽车的加速能力越强。
14.在上述实现过程中，所述步骤s1中的发动机实际车速由车速传感器测得，车速传感器由ecu控制，ecu可以实时的通过车速传感器把车辆的实际车速测得并输入到发动机动力学模型内。
15.在上述实现过程中，所述步骤s2中的发动机动力学模型可预测其在未来一段时间内的行驶状态，进而事先生成满足各种安全约束的最优运动轨迹，则可以极大地提高规划结果的可行性，在跟踪控制过程中综合考虑车辆的运动特性、操纵性能以及执行机构约束，则可以更有效地跟踪规划结果，减少或者避免交通事故的发生，发动机动力学模型，车辆动力学建模从几何学的角度研究车辆的运动规律，包括车辆的空间位姿、速度、车重随时间的变化，当车辆在良好路面上低速行驶时，不需要考虑车辆的操纵稳定性动力学问题，此时基于运动学模型设计的路径跟踪控制器具备可靠的控制性能。
16.在上述实现过程中，所述步骤s2中的车辆动力学模型fx＝m*g*f+0.5*cd*a*v^2+mgθ+m*dv/dt，驱动力fx＝t*r，t为发动机扭矩，可通过ecu实时获取，r为传动比，设计参数，已知，g:重力加速度，已知，f：滚阻系数，已知，cd：风阻系数，已知，a：迎风面积，已知，v：实际车速，传感器采集，θ：坡度，平路上此项为0，m：车重，需要预估的参数。
17.在上述实现过程中，所述步骤s4中的积分器是一种元件，其输出信号为输入信号对时间的积分，可以将输入累计后再输出，积分器是许多工程及科技应用中重要的一部分，像机械积分器可以用来量测电能，类比电子积分器是类比电脑的基础，电子式的积分器是一阶的低通滤波器，可以以类比电路实现，也可以用离散电路实现，积分器有低通滤波的效果，但若是有不为零的偏压，积分器的输出会持续上升或是下降，一直到输出达到系统限制为止，电压积分器是将电压对时间积分的电子设备，最后再量测累计的电压-秒，电流积分
器是将电流对时间积分的电子设备，最后再量测累计的库仑，电荷放大器就是一种电流积分器，电流积分器也用来量测余气分析仪上法拉第杯的电荷，以量测真空中气体的分压，另一个电流积分器的应用是在离子束淀积。
18.在上述实现过程中，所述步骤s1中的实际车速由车速传感器实时测得，车速传感器是用来检测电控汽车的车速的装置，有控制电脑用这个输入信号来控制发动机怠速，自动变速器的变扭器锁止，自动变速器换档及发动机冷却风扇的开闭和巡航定速等其它功能，车速传感器的输出信号可以是磁电式交流信号，也可以是霍尔式数字信号或者是光电式数字信号，车速传感器通常安装在驱动桥壳或变速器壳内，车速传感器信号线通常装在屏蔽的外套内，这是为了消除有高压电火线及车载电话或其他电子设备产生的电磁及射频干扰，用于保证电子通讯不产生中断，防止造成驾驶性能变差或其他问题，在汽车上磁电式及光电式传感器是应用最多的两种车速传感器。
19.本技术与现有技术相比，具有以下优点：
20.使用时，测得发动机输出扭矩，发动机控制器ecu通过循环喷油量除以试验测得的燃烧效率得到发动机输出扭矩，通过传感器得到实际车速，建立发动机动力学模型,通过对车辆进行车辆动力学建模，将发动机的输出扭矩输入到模型，由模型预估车辆的速度，结合实际车速与模型预估车速的偏差，修正模型中用到的车速，直到偏差消除，停止车重估算，由于刹车过程中的驱动力无法测量，当ecu检测到行车为刹车状态时，停止进行车重估算，修正车重，将模型预估的车速与采集的实际车速相减，若两者偏差为0，则证明当前车辆动力学模型用到的车重为正确值；若两者偏差不为0，则输入到积分器，对车重进行修正；直到偏差为0，此时模型的车重就是真实的车重，该整车车重精确计算的方法不需要安装昂贵的车重传感器即可得到真实的车重，降低了整车的生产成本。
附图说明
21.图1是本技术实施方式提供的一种整车车重精确计算的方法的系统框图。
具体实施方式
22.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本技术进行进一步详细说明。
23.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
24.实施例中，如无特别说明，所用手段均为本领域常规的手段。
25.请参阅图1，本技术提供一种整车车重精确计算的方法，包括以下步骤：
26.s1：测得发动机输出扭矩，发动机控制器ecu通过循环喷油量除以试验测得的燃烧效率得到发动机输出扭矩，通过传感器得到实际车速，步骤s1中的发动机控制器ecu为电子控制单元，由微控制器、存储器、输入/输出接口、模数转换器以及整形、驱动大规模集成电路组成，ecu的电压工作范围在6.5-16v、工作电流在0.015-0.1a、工作温度在-40℃～80℃，能承受1000hz以下的振动，在ecu中cpu是核心部分，发动机在运行时，它采集各传感器的信号，进行运算，并将运算的结果转变为控制信号，控制被控对象的工作，它还实行对存储器、输入/输出接口和其它外部电路的控制，存储器rom中存放的程序是经过精确计算和大量实验取得的数据为基础编写出来的，这个固有程序在发动机工作时，不断地与采集来的各传
感器的信号进行比较和计算，步骤s1中的循环喷油量由发动机控制器ecu控制，ecu根据各种传感器测得的发动机进气量、转速、节气门开度、水温、进气温度诸多运转参数，按设定的程序进行计算，并按计算结果向喷油器发出电脉冲，通过改变每个电脉冲的宽度来控制各喷油器每次喷油的持续时间，从而达到控制喷油量的目的，电脉冲的宽度越大，喷油持续时间越长，喷油量也越大，发动机在不同工况下运转，对混合气浓度要求也不同，特别是在一些特殊工况下如启动、急加速、急减速，对混合气浓度有特殊的要求，ecu要根据有关传感器测得的运转工况，按不同的方式控制喷油量，喷油量的控制方式大致可分为启动控制、运转控制、断油控制和反馈控制几种；
27.步骤s1中的燃烧效率亦指燃烧室效率，是定量燃料在燃烧室内燃烧时实际可用来加热燃烧产物的热量与该燃料在绝热条件下实现完全燃烧时所释出的低位发热量之比，它是评价各种燃烧室运行经济性的主要指标，燃烧效率主要取决于燃烧装置和燃料自身的特性，与环境因素有关，燃烧效率这个指标，相对于一定的燃烧装置和确定的燃料才有意义，即是用来评价特定燃烧装置燃烧特定燃料的指标，下述情形下，这个指标往往是有差异的，特定的燃烧装置，在燃烧不同的燃料时，特定的燃料，在不同的燃烧装置里燃烧时，步骤s1中的发动机输出扭矩是发动机加速能力的具体指标，是指活塞在汽缸里的往复运动，往复一次做有一定的功，它的单位是牛米，在角速度不变的情况下，扭矩越大，功率越大，发动机输出给车轮的驱动力越大，也就是汽车的加速能力越强，步骤s1中的发动机实际车速由车速传感器测得，车速传感器由ecu控制，ecu可以实时的通过车速传感器把车辆的实际车速测得并输入到发动机动力学模型内，步骤s1中的实际车速由车速传感器实时测得，车速传感器是用来检测电控汽车的车速的装置，有控制电脑用这个输入信号来控制发动机怠速，自动变速器的变扭器锁止，自动变速器换档及发动机冷却风扇的开闭和巡航定速等其它功能，车速传感器的输出信号可以是磁电式交流信号，也可以是霍尔式数字信号或者是光电式数字信号，车速传感器通常安装在驱动桥壳或变速器壳内，车速传感器信号线通常装在屏蔽的外套内，这是为了消除有高压电火线及车载电话或其他电子设备产生的电磁及射频干扰，用于保证电子通讯不产生中断，防止造成驾驶性能变差或其他问题，在汽车上磁电式及光电式传感器是应用最多的两种车速传感器；
28.s2：建立发动机动力学模型,通过对车辆进行车辆动力学建模，将发动机的输出扭矩输入到模型，由模型预估车辆的速度，结合实际车速与模型预估车速的偏差，修正模型中用到的车速，直到偏差消除，步骤s2中的发动机动力学模型可预测其在未来一段时间内的行驶状态，进而事先生成满足各种安全约束的最优运动轨迹，则可以极大地提高规划结果的可行性，在跟踪控制过程中综合考虑车辆的运动特性、操纵性能以及执行机构约束，则可以更有效地跟踪规划结果，减少或者避免交通事故的发生，发动机动力学模型，车辆动力学建模从几何学的角度研究车辆的运动规律，包括车辆的空间位姿、速度、车重随时间的变化，当车辆在良好路面上低速行驶时，不需要考虑车辆的操纵稳定性动力学问题，此时基于运动学模型设计的路径跟踪控制器具备可靠的控制性能，步骤s2中的车辆动力学模型fx＝m*g*f+0.5*cd*a*v^2+mgθ+m*dv/dt，驱动力fx＝t*r，t为发动机扭矩，可通过ecu实时获取，r为传动比，设计参数，已知，g:重力加速度，已知，f：滚阻系数，已知，cd：风阻系数，已知，a：迎风面积，已知，v：实际车速，传感器采集，θ：坡度，平路上此项为0，m：车重，需要预估的参数；
29.s3：停止车重估算，由于刹车过程中的驱动力无法测量，当ecu检测到行车为刹车状态时，停止进行车重估算；
30.s4：修正车重，将模型预估的车速与采集的实际车速相减，若两者偏差为0，则证明当前车辆动力学模型用到的车重为正确值；若两者偏差不为0，则输入到积分器，对车重进行修正；直到偏差为0，此时模型的车重就是真实的车重，步骤s4中的积分器是一种元件，其输出信号为输入信号对时间的积分，可以将输入累计后再输出，积分器是许多工程及科技应用中重要的一部分，像机械积分器可以用来量测电能，类比电子积分器是类比电脑的基础，电子式的积分器是一阶的低通滤波器，可以以类比电路实现，也可以用离散电路实现，积分器有低通滤波的效果，但若是有不为零的偏压，积分器的输出会持续上升或是下降，一直到输出达到系统限制为止，电压积分器是将电压对时间积分的电子设备，最后再量测累计的电压-秒，电流积分器是将电流对时间积分的电子设备，最后再量测累计的库仑，电荷放大器就是一种电流积分器，电流积分器也用来量测余气分析仪上法拉第杯的电荷，以量测真空中气体的分压，另一个电流积分器的应用是在离子束淀积。
31.具体的，该整车车重精确计算的方法的工作原理：使用时，测得发动机输出扭矩，发动机控制器ecu通过循环喷油量除以试验测得的燃烧效率得到发动机输出扭矩，通过传感器得到实际车速，建立发动机动力学模型,通过对车辆进行车辆动力学建模，将发动机的输出扭矩输入到模型，由模型预估车辆的速度，结合实际车速与模型预估车速的偏差，修正模型中用到的车速，直到偏差消除，停止车重估算，由于刹车过程中的驱动力无法测量，当ecu检测到行车为刹车状态时，停止进行车重估算，修正车重，将模型预估的车速与采集的实际车速相减，若两者偏差为0，则证明当前车辆动力学模型用到的车重为正确值；若两者偏差不为0，则输入到积分器，对车重进行修正；直到偏差为0，此时模型的车重就是真实的车重，该整车车重精确计算的方法不需要安装昂贵的车重传感器即可得到真实的车重，降低了整车的生产成本。
32.以上实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。
33.应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以附权利要求为准。