[发明专利]一种基于车路协同与TBOX的货运车辆质量估计方法

说明书

本发明公开一种基于车路协同与TBOX的货运车辆质量估计方法，通过整车质量模型的建立、整车质量的实时估计、整车质量的确定求解几个步骤确定质量值。本发明通过车辆纵向动力学模型，结合车辆TBOX接收的车辆发动机转矩、转速、档位等信息与路侧终端发送的道路纵向坡度信息和滚动阻力系数信息，采用递推最小二乘法，估算得到货运车辆质量，并采用收敛法确定其有效值。与现有技术相比，方法简单，不用采用复杂的结构，即可获得车辆实时动态质量，从而为车辆驾驶稳定性控制提供依据，能够得到广泛应用。

技术领域

本发明涉及货运车辆质量的估计技术领域，特别是一种基于车路协同与TBOX的货运车辆质量估计方法。

背景技术

车辆(尤其货运车辆)质量信息可服务于辅助驾驶员安全驾驶，实现车辆制动转向安全精准控制，从而提高车辆本质安全技术水平。同时，获取车辆质量信息能从源头解决超载问题，也是治理超载的有效技术手段。因此，开展货运车辆质量估计具有重要意义。

目前关于车辆载质量估计的方法有：(1)基于车辆纵向动力学的载质量估计、(2)基于加装传感器的载质量估计，(3)基于EBS的载质量估计。基于车辆纵向动力学的载质量估计，其缺点是：精度提升空间有限、需要车辆一段时间内处于动态、车辆加速度准确难度较大。基于加装传感器的载质量估计，方法包括1)基于桥壳弯曲变形换算法，该方法需对车桥进行焊接传感器支架、需要标定、若对车辆更换不同型号的车桥或者车桥上的板簧及气囊等悬架弹性元件时需要重新标定，可行性相对较低；2)基于气囊气压估计方法，该方法仅适用于配备空气悬架的车辆，且需要标定、空悬气囊或者气路漏气导致气囊馈气会影响测量精度、车辆更换不同型号的车桥或者车桥上的板簧及气囊等悬架弹性元件时需要重新标定；3)基于悬架位移计算法，存在传感器本身的稳定性、可靠性及信号漂移等问题。基于EBS的载质量估计，只有在车辆制动时才能输出轴荷，该方法仅适用于配备EBS的车辆。

由此可见，现行几种方法对货运车辆载质量估计虽然具有技术可行性，但均存在一定缺点。

现行技术条件下，一方面，伴随着车路协同技术的发展，可以实现获取较为准确的路面基本信息；另一方面，随着货运车辆智能化的发展，货运车辆TBOX等其他智能终端的安装也将越发普及，可实时接收到货运车辆的发动机转矩、转速、档位、车速等信息，将这些信息结合，基于车辆纵向动力学模型和相应的理论方法，对货运车辆载质量进行估计成为一种较为可行的方案。

发明内容

基于此，本发明目的在于提出一种基于车路协同与TBOX的货运车辆质量估计方法，该方法结合车路协同与车辆TBOX信息，基于车辆纵向动力学模型，采用递推最小二乘法(RLS)，实时得到货运车辆质量的估计。并且，该方法还通过货运车辆每次通过公路动态称重系统获取的较高精度质量信息，对货运车辆动态质量进行修正，从而不断提升质量获取的精确性。

本发明所采用的技术方案：

一种基于车路协同与TBOX的货运车辆质量估计方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1)整车质量模型的建立

建立如下质量模型：

其中，m为车辆的整车质量，δ为车辆旋转质量换算系数，采用经验值，a_x为车辆纵向加速度，a_β为坡度阻力转化为等效的加速度数值，β为坡度，f_m为滚动阻力系数，g为重力加速度，ρ为空气密度，C_d为风阻系数，A_f为迎风面积，v_x为纵向车速，T_e为发动机输出转矩，n_e为发动机转速，η_T为车辆动力传动系统机械效率；

步骤2)整车质量的实时估计

加入时间属性，在k时刻，将车辆纵向动力学公式表示为：