车辆质量是汽车领域的关键参数,准确可靠的车辆质量参数估计可以应用于车辆换挡及主动安全控制设备的电子系统中,有助于提升车辆的燃油经济性和安全性。目前车辆质量估计的研究主要集中于车辆在平直道路上行驶过程中的质量估计,尚未考虑换挡等特殊工况对其的影响。然而实际场景中的车辆行驶工况十分复杂,驾驶员的换挡等行为会对车辆质量估计过程产生干扰,降低估计结果的精度。因此,研究考虑换挡因素的车辆质量估计方法,扩大车辆质量估计方法的适用范围并提高质量估计精度,具有重要的学术意义和应用价值。论文以车辆质量估计为研究对象,针对换挡因素影响车辆质量估计精度的问题,从分析OpenXC车辆行驶状态数据的特点入手,建立相应的数据预处理方法,并设计实现了考虑换挡因素的车辆质量估计方法,在此基础上,进一步针对道路存在坡度的特定应用场景对质量估计方法进行改进。主要研究内容包括:(1)OpenXC车辆行驶状态数据预处理方法。论文针对不同种类的OpenXC数据存在的采样时间不同步问题,提出基于带滑动时间窗的三次样条插值数据预处理方法,实现不同种类数据的时间同步,为车辆质量估计方法提供输入数据。最后通过实车OpenXC数据验证该方法的有效性。(2)考虑换挡因素的车辆质量估计。论文针对现有车辆质量估计方法在换挡工况下不适用的问题,首先分析换挡对估计过程带来的影响,然后基于车辆纵向动力学模型,建立了带多遗忘因子的加权最小二乘递推质量估计模型,并与现有方法进行对比。实验结果表明本文提出的方法在换挡条件下的估计效果优于现有方法。(3)考虑道路坡度因素的车辆质量估计方法改进。针对考虑换挡因素的车辆质量估计方法受道路坡度因素影响,估计精度下降的问题,论文从车辆纵向动力学模型入手,分析影响质量估计精度的产生原因,建立车辆传动系机械效率估计模型,并应用其对带多遗忘因子的加权最小二乘递推质量估计模型进行改进,得到同时考虑换挡因素和道路坡度因素的车辆质量估计方法。最后通过仿真实验验证改进后的估计方法在不同道路坡度条件下的适应性。最后,综合上述研究成果,完成基于OpenXC数据的车辆质量估计系统的设计与实现,并在实际驾驶工况下进行实验。实验结果表明:论文提出的方法能够实现在换挡和道路坡度影响下车辆质量的正确估计,估计精度满足实际应用要求。