[发明专利]一种电动汽车整车质量与道路阻力的解耦及持续估计方法

说明书

本发明实施例提供了一种电动汽车整车质量与道路阻力的解耦估计方法，包括：起步过程整车质量与路面阻力解耦估计，获取整车质量估计均值及道路阻力系数；基于整车质量估计均值，采用线性全维状态观测器，持续进行车辆行驶过程的道路阻力系数估计。本发明还提供了一种行驶循环工况下的整车质量与道路阻力的持续估计方法。本发明实施例适用于：动力系统驱动力、制动系统制动转矩可精确获取的电动汽车，包括纯电动、具有纯电起步能力的混合动力电动汽车等；行驶过程中不存在质量变化的电动汽车；估计的道路阻力系数是坡度阻力和滚动阻力的合力，不要求单独估计坡度阻力或滚动阻力。

技术领域

本发明涉及交通技术领域，尤其涉及一种电动汽车整车质量与道路阻力的解耦及持续估计方法。

背景技术

对于电动汽车(纯电动汽车或混合动力电动汽车)，能量管理是整车控制的重要内容。整车质量和路面阻力，是影响电动汽车能量管理和动力学控制的重要参数。只有准确的获取整车质量和路面阻力参数，才能精确的进行整车瞬时能耗计算，这是能量管理优化控制的基础条件之一。

由于整车质量与道路阻力无法直接测量，利用各种方法和算法进行参数估计，是目前业界采用的主要手段。例如，一种利用最小二乘法来同时对质量和坡度进行估计的方法；或采用自适应观测器对质量和坡度进行同时观测，应用Lyapunov方法设计了自适应律，保证了观测的稳定性，在路面坡度发生阶跃变化等剧烈波动行为时，观测效果较好；或利用Kalman滤波器对质量和坡度进行了联合估计的方法。

上述整车质量和道路阻力的估计方法，是在二者耦合的动力学分析基础上进行的。在整车纵向动力学方程中，耦合问题使二者的参数估计互相影响，也增加了算法的难度和计算量。

发明内容

本发明的实施例提供了一种电动汽车整车质量与道路阻力的解耦及持续估计方法，以克服现有技术的缺陷。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

一种电动汽车整车质量与道路阻力的解耦估计方法，包括：起步过程整车质量与路面阻力解耦估计，获取整车质量估计均值及道路阻力系数；

基于所述整车质量估计均值，采用线性全维状态观测器，持续进行车辆行驶过程的道路阻力系数估计。

优选地，所述起步过程整车质量与路面阻力解耦估计，获取整车质量估计均值及道路阻力系数，具体包括以下步骤：

定义道路阻力系数为：

μ＝sinθ+fcosθ (1)

其中，f为路面滚动阻力系数，θ为路面坡度角，由(1)式可知，道路阻力系数由滚动阻力系数和坡度角决定，道路阻力是滚动阻力和坡度阻力的和；

定义驱动转矩系数为：

其中，i_g为变速箱速比，i₀为主减速器速比，η传动效率，r为车轮滚动半径；

在汽车起动电控单元初始化时，设定整车质量初值为：

其中，m₀为整备质量，m_t为满载质量，即设定整车质量初值为整备质量和满载质量的平均值，假定两个相邻采样时刻k－1时刻和k时刻的道路阻力系数不变，联列两个采样时刻的汽车纵向动力学方程，采用消元法，得到k时刻的汽车质量的估计值为：

其中，M(k)为k时刻的电机驱动转矩，为k时刻的整车纵向加速度，a为驱动转矩系数，由式(2)定义，δ为旋转质量等效系数；

n个采样点质量估计均值和归一化方差σ_m为：