CN102749206B - 车辆换挡品质评价测试方法及测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了车辆换挡品质评价测试方法及测试系统。步骤为：1.车辆换挡品质评价测试的准备阶段：采用SQL建立整车数据库；采用MATLAB/Simulink构建车辆换挡品质评价模型与确定车辆换挡品质评价模型的核心算法；选定待测车型及采用的测试系统。2.车辆换挡品质的测试阶段：换挡规律测试；Tip in测试；Tip out测试；Fast Off测试；制动控制逻辑测试；操纵性测试；起步测试；加速测试；交通拥挤驾驶。3.车辆换挡品质的评价阶段：车辆换挡品质评价模型调用数据库的数据作为其数据输入，经过数据处理等获取评价结果；将评价结果输出到图形用户和结果显示界面。本发明还提供一种车辆换挡品质评价测试系统。

Description

车辆换挡品质评价测试方法及测试系统

技术领域

本发明涉及一种实现不同车型有级式自动变速系统换挡品质全面评价的车辆换挡品质评价测试方法及其所采用的测试系统。

背景技术

长期以来，对换挡品质的评价各个汽车厂家大多采用驾驶员满意程度为衡量标准的主观方法，即请一些受过专门训练的或有经验的驾驶员进行实时评定，通过试驾打分来评价一个系统换挡品质的好坏。然而，对换挡品质评价还没有形成一个完善的系统，传统的主观打分评价方法存在随机性和不确定性，而且不同车型之间换挡品质评价的好坏没有一个直接的标准；另外，对换挡品质影响较大的加速度测量无法和整车CAN数据进行同步采集。因此，有级式自动变速器系统迫切需要一种能对车辆换挡品质进行全面、客观的评价测试系统，以此来消除主观评价的随机性和不确定性，同时为换挡品质客观评价系统的完善打下基础。换挡品质客观评价指标间的相关性因素很多，其复杂性，非线性使得人们难以建立客观的数学模型，使用原始的统计方法也很难达到目的。

目前，车辆换挡品质客观评价指标都是基于离合器寿命、换挡时间和冲击度来评价的，这种评价方法的评价指标过于笼统，而且系统性不强。本发明基于上述问题而提出车辆换挡品质评价测试系统及方法，对车辆换挡品质客观评价指标进行细分，同时采用多层次灰色关联度法来对换挡品质评价指标进行权值分配，克服各评价指标与换挡品质性能之间的复杂的、非线性的问题。使车辆换挡品质评价具有很好的实用性、稳定性、广泛应用性以及更强的系统性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术存在的问题，提供了一种实现不同车型有级式自动变速系统换挡品质全面评价的车辆换挡品质评价测试方法及测试系统及测试方法所采用的测试系统。

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：所述的车辆换挡品质评价测试方法的步骤如下：

1.车辆换挡品质评价测试的准备阶段：

（1）采用SQL Server建立整车数据库；

（2）采用MATLAB/Simulink构建车辆换挡品质评价模型与确定车辆换挡品质评价模型的核心算法；

所述的车辆换挡品质评价模型包括模型与外部数据的接口模块、数据处理与信号滤波模块、指标提取与权值分配模块、评价等级计算模块以及结果输出模块；

为了对换挡品质进行有效评价确定十个指标作为车辆换挡品质评价模型的评价指标：结合时加速度最大振动量Δa，单位.m/s²；加速度最大值与最小值之差a_max-min，单位.m/s²；分离时最大冲击度j_p-n，单位.m/s³；结合时最大冲击度j_p-p，单位.m/s³；换挡延迟时间t_delay，单位.s；换挡持续时间t_s，单位.s；发动机转速控制响应时间t_Spd-Rsp，单位.s；换挡时发动机转速变化率的最大绝对值单位.r/s²；分离时发动机转速振动量Δω_e-o，单位.rpm；结合时发动机转速振动量Δω_e-u，单位.rpm；

（3）选定待测车型及试验装置；

车辆换挡品质评价测试方法的评价测试对象是安装有型号为AMT、DCT和AT的有级式自动变速器的车辆；所述的试验装置是由硬件部分和软件部分组成的车辆换挡品质评价测试系统；

2.换挡品质的测试阶段：

（1）换挡规律测试：

车辆在平直良好路况下起步后，在步长为10%的不同的恒定油门开度下，行驶到最高车速测试各个挡位的换挡车速，以获得不同油门开度下的换挡点；

（2）Tip in测试：

车辆在30%、60%和80%的油门开度下，从一挡依次行驶到挡位升至三挡、四挡和五挡时油门突然加大到100%；

（3）Tip out测试：

车辆在30%、60%和80%的油门开度下，从一挡依次行驶到挡位升至三挡、四挡和五挡，车速依次达到40kmph、60kmph和80kmph时，快速松开加速踏板；

（4）Fast Off测试：

车辆在一定车速下如50kmph、70kmph、90kmph和120kmph快速将加速踏板踩到底加速至最高车速的3/4时，再以大于7s、3～4s与小于1s的时间放松加速踏板；

（5）制动控制逻辑测试即破坏性测试：

车辆分别以不同挡位在不同车速的情况下紧急制动至车速减小到0，然后迅速踩加速踏板恢复至制动前的车速，试验3～5次取平均值；

（6）操纵性测试即弯道策略：

车辆以50kmph车速在直径为50m的圆形测试环道上连续转弯行驶2～4圈，测试弯道换挡逻辑；

（7）起步测试：

车辆在平坦路面和不同坡度的坡道上分别以不同油门以一挡或二挡起步测试；

（8）加速测试即动力性测试：

车辆在不同挡位不同车速情况下分别以不同油门加速至某一设定车速以测试车辆的动力性；

（9）交通拥挤驾驶：

车辆以20%油门开度起步，车速升至20kmph时慢制动停车，再以20%油门开度起步，车速升至20kmph时慢制动停车，进行3～5次测试，模拟城市道路交通拥挤的驾驶环境；

3.车辆换挡品质的评价阶段：

（1）将待测车辆经过车辆换挡品质评价测试系统获取的待测车辆的测试数据保存到采用SQL Server建立的整车数据库中；

（2）车辆换挡品质评价模型调用数据库中的数据作为车辆换挡品质评价模型的数据输入，经过车辆换挡品质评价模型的数据处理与信号滤波、指标提取与权值分配以及映射关系分析之后获取评价结果；

（3）将车辆换挡品质评价模型经过上述步骤之后获取的评价结果输出到采用型号为CANoe的汽车总线标准解析工具组建的车辆换挡品质评价测试系统的图形用户和结果显示界面中。

技术方案中所述的确定车辆换挡品质评价模型的核心算法是指：

（1）根据换挡品质客观评价指标和整车SQL Server数据库，通过搭建的客观评价指标提取模型来获取多组评价指标样本库V，假设样本数为m，则V：

$V={\left(V_{\mathrm{ik}}\right)}_{m\×10}=\left(\begin{array}{cccc}{\mathrm{\Δa}}_{\left(1\right)}& a_{\max -\min \left(1\right)}& \·\·\·& {\mathrm{\Δ\ω}}_{e-u\left(1\right)}\\ \mathrm{\Δ}{a}_{\left(2\right)}& a_{\max -\min \left(2\right)}& \·\·\·& \mathrm{\Δ}{\mathrm{\ω}}_{e-u\left(2\right)}\\ \·& \·& & \·\\ \·& \·& & \·\\ \·& \·& & \·\\ \mathrm{\Δ}{a}_{\left(m\right)}& a_{\max -\min \left(m\right)}& \·\·\·& \mathrm{\Δ}{\mathrm{\ω}}_{e-u\left(m\right)}\end{array}\right)$

（2）根据客观评价指标样本库以及车辆换挡品质的要求构建多层次灰色关联度结构，建立各评价指标的最优样本序列V₀：

V₀＝(Δa₍₀₎,a_max-min(0),...,Δω_e-u(0))

（3）将样本库中的客观评价指标进行无量纲化处理，消除原始变量不同量纲的影响，无量纲化公式如下:

$X_{\mathrm{ik}}=\frac{V_{\mathrm{ik}}-\underset{i}{\min }{V}_{\mathrm{ik}}}{\underset{i}{\max }{V}_{\mathrm{ik}}-\underset{i}{\min }{V}_{\mathrm{ik}}}$

i＝1,2,...,m;k＝1,2,...,10

得到无量纲化处理后的样本矩阵：

$X={\left(X_{\mathrm{ik}}\right)}_{m\×10}=\left(\begin{array}{cccc}{X}_{11}& X_{12}& \·\·\·& X_{110}\\ X_{21}& X_{22}& \·\·\·& X_{210}\\ \·& \·& & \·\\ \·& \·& & \·\\ \·& \·& & \·\\ X_{m1}& X_{m2}& \·\·\·& X_{m10}\end{array}\right)$

i＝1,2,...,m;k＝1,2,...,10

将无量纲化处理后的样本序列与最优样本序列进行关联系数的计算，得到关联系数矩阵E；

关联系数的计算公式为：

${\mathrm{\ζ}}_{\mathrm{ik}}=\frac{\underset{i}{\min }\underset{k}{\min }|X_{0k}-X_{\mathrm{ik}}|+\mathrm{\ρ}\underset{i}{\max }\underset{k}{\max }|X_{0k}-X_{\mathrm{ik}}|}{|X_{0k}-X_{\mathrm{ik}}|+\mathrm{\ρ}\underset{i}{\max }\underset{k}{\max }|X_{0k}-X_{\mathrm{ik}}|}$

i＝1,2,...,m;k＝1,2,...,10

式中：|X_0k-X_ik|为差序列，为两级最小差，为两级最大差，ρ∈[0,1]称为分辨系数，ρ越小，分辨率越大；

关联系数矩阵E为：

$E={\left({\mathrm{\ζ}}_{\mathrm{ik}}\right)}_{m\×10}=\left(\begin{array}{cccc}{\mathrm{\ζ}}_{11}& {\mathrm{\ζ}}_{12}& \·\·\·& {\mathrm{\ζ}}_{110}\\ {\mathrm{\ζ}}_{21}& {\mathrm{\ζ}}_{22}& \·\·\·& {\mathrm{\ζ}}_{210}\\ \·& \·& & \·\\ \·& \·& & \·\\ \·& \·& & \·\\ {\mathrm{\ζ}}_{m1}& {\mathrm{\ζ}}_{m2}& \·\·\·& {\mathrm{\ζ}}_{m10}\end{array}\right)$

i＝1,2,...,m;k＝1,2,...,10；

（4）计算关联度R

采用层次分析法得到各评价指标对换挡品质的优先权重其中w₁,w₂，...,w₁₀满足：将权重乘以关联系数得出各评价指标对换挡品质的关联度R即映射关系，得出车辆换挡品质评价结果：

R＝W*E^T*E/m

式中：W.优先权重，E.关联系数矩阵，m.样本数，T.矩阵转置符号。

技术方案中所述的车辆在30%、60%和80%的油门开度下，从一挡依次行驶到挡位升至三挡、四挡和五挡时油门突然加大到100%是指：车辆在30%油门开度下从一挡行驶到挡位升至三挡时，油门突然加大到100%；车辆在60%油门开度下从一挡行驶到挡位升至四挡时，油门突然加大到100%；车辆在80%油门开度下从一挡行驶到挡位升至五挡时，油门突然加大到100%。

技术方案中所述的车辆在30%、60%和80%的油门开度下，从一挡依次行驶到挡位升至三挡、四挡和五挡，车速依次达到40kmph、60kmph和80kmph时，快速松开加速踏板是指：车辆在30%油门开度下从一挡行驶到挡位升至三挡车速达到40kmph时，快速松开加速踏板；车辆在60%油门开度下从一挡行驶到挡位升至四挡车速达到60kmph时，快速松开加速踏板；车辆在80%油门开度下从一挡行驶到挡位升至五挡车速达到80kmph时，快速松开加速踏板。

技术方案中所述的车辆在一定车速下如50kmph、70kmph、90kmph和120kmph快速将加速踏板踩到底加速至最高车速的3/4时，再以大于7s、3～4s与小于1s的时间放松加速踏板是指：车辆在车速达到50kmph时快速将加速踏板踩到底加速至最高车速的3/4时，再以大于7s、3～4s与小于1s的时间放松加速踏板；车辆在车速达到70kmph时快速将加速踏板踩到底加速至最高车速的3/4时，再以大于7s、3～4s与小于1s的时间放松加速踏板；车辆在车速达到90kmph时快速将加速踏板踩到底加速至最高车速的3/4时，再以大于7s、3～4s与小于1s的时间放松加速踏板；车辆在车速达到120kmph时快速将加速踏板踩到底加速至最高车速的3/4时，再以大于7s、3～4s与小于1s的时间放松加速踏板。

技术方案中所述的车辆分别以不同挡位在不同车速的情况下紧急制动至车速减小到0，然后迅速踩加速踏板恢复至制动前的车速，试验3～5次取平均值是指：车辆在三挡40kmph车速下紧急制动车速迅速减小至0，然后踩加速踏板恢复车速至40kmph，试验3～5次取平均值；车辆在四挡60kmph车速下紧急制动车速迅速减小至0，然后踩加速踏板恢复车速至60kmph，试验3～5次取平均值；车辆在五挡80kmph车速下紧急制动车速迅速减小至0，然后踩加速踏板恢复车速至80kmph，试验3～5次取平均值。

技术方案中所述的车辆在平坦路面和不同坡度的坡道上分别以不同油门以一挡或二挡起步测试是指：车辆在平坦路面上以30%、50%和80%的油门开度一挡起步行驶至二挡；车辆在平坦路面上以30%、50%和80%的油门开度二挡起步行驶至三挡；车辆在8%的坡道上以30%、50%和80%的油门开度一挡起步行驶至二挡；车辆在8%的坡道上以30%、50%和80%的油门开度二挡起步行驶至三挡；车辆在20%的坡道上以30%、50%和80%的油门开度一挡起步行驶至二挡；车辆在20%的坡道上以30%、50%和80%的油门开度二挡起步行驶至三挡。

技术方案中所述的车辆在不同挡位不同车速情况下分别以不同油门加速至某一设定车速以测试车辆的动力性是指：车辆在二挡车速为15kmph的情况下踩加速踏板至油门开度为30%，车辆加速至65kmph；车辆在三挡车速为40kmph的情况下踩加速踏板至油门开度为70%，车辆加速至90kmph；车辆在四挡车速在60kmph的情况下踩加速踏板至油门开度为100%，车辆加速至110kmph。

一种实施权利要求1所述的车辆换挡品质评价测试方法的车辆换挡品质评价试验装置，由硬件部分和软件部分组成。所述的硬件部分由测试工具、型号为LC0701-2SN84832的加速度传感器与型号为Acer 7741G-372G50Mnsk的PC机组成。所述的测试工具包括型号为CANcaseXL的汽车总线标准解析工具与型号为M-SENS4的IPEtronik模块；型号为M-SENS4的IPEtronik模块的1号IPEtronik输入\输出接口（9）通过电线与待测车辆的电瓶或者外接12V激励电源连接，型号为M-SENS4的IPEtronik模块的2号IPEtronik输入\输出接口（10）通过CAN线与型号为CANcaseXL的汽车总线标准解析工具的Channel2通道连接，型号为CANcaseXL的汽车总线标准解析工具的Channel1通道通过CAN线与TCU或ECU相连接，型号为CANcaseXL的汽车总线标准解析工具的输出端通过USB与型号为Acer 7741G-372G50Mnsk的PC机连接，型号为LC0701-2SN84832的加速度传感器的输出端通过数据线和型号为M-SENS4的IPEtronik模块上的的第一路外接模拟量信号输入接口（11）连接。软件部分是指由SQL Server数据库、MATLAB/Simulink评价模型与CANoe评价图形界面组成的评价系统，评价系统安装在型号为Acer 7741G-372G50Mnsk的PC机中。

与现有技术相比本发明的有益效果是：

1.本发明所述的车辆换挡品质评价测试方法及测试系统可以消除传统主观评价的随机性和不确定性；

2.本发明所述的车辆换挡品质评价测试方法及测试系统可以克服外接传感器与整车CAN信息数据采集的不同步现象，对自动变速系统不同工况的道路测试数据进行全面、有效地采集，为车辆换挡综合品质的客观评价提供数据基础，完善车辆换挡品质评价系统。

3.本发明所述的车辆换挡品质评价测试方法及测试系统能够对换挡品质客观评价指标进行细分，使车辆换挡品质客观评价更加系统和全面。

4.本发明所述的车辆换挡品质评价测试方法及测试系统采用的评价指标权值分配方法可靠性好，可以克服各评价指标与换挡品质性能之间的复杂的、非线性的问题。

5.本发明所述的车辆换挡品质评价测试方法及测试系统能够实现对包括自动变速器（AT）、电控式机械自动变速器（AMT）、双离合器（DCT）等在内的自动变速器进行换挡品质评价测试。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

图1是本发明所述的车辆换挡品质评价测试方法及测试系统的流程框图；

图2-a是本发明所述的车辆换挡品质评价测试方法及测试系统中与加速度相关的车辆换挡品质评价指标定义示意图；

图2-b是本发明所述的车辆换挡品质评价测试方法及测试系统中与冲击度相关的车辆换挡品质评价指标定义示意图；

图2-c是本发明所述的车辆换挡品质评价测试方法及测试系统中与时间相关的车辆换挡品质评价指标定义示意图；

图2-d是本发明所述的车辆换挡品质评价测试方法及测试系统中与发动机转速相关的车辆换挡品质评价指标定义示意图；

图3是本发明所述的车辆换挡品质评价测试方法及测试系统中基于多层次灰色关联度（Multilevel Grey Correlation Degree，MGCD）的车辆换挡品质评价流程图；

图4是本发明所述的车辆换挡品质评价测试方法及测试系统的界面数据图形显示结果图；

图5是本发明所述的车辆换挡品质评价测试方法及测试系统中测试系统结构组成的示意框图；

图中：1.加速踏板曲线，2.发动机转速曲线，3.加速度曲线，4.车速曲线，5.当前挡位曲线，6.冲击度曲线，7.传动比曲线，8.发动机转速变化率曲线，9.1号IPEtronik输入\输出接口，10.2号IPEtronik输入\输出接口，11.第一路外接模拟量信号输入接口，12.第二路外接模拟量信号输入接口，13.第三路外接模拟量信号输入接口，14.第四路外接模拟量信号输入接口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细的描述：

参阅图1，图中是本发明所述的车辆换挡品质评价测试方法及测试系统的流程图。整个流程分为三个阶段：车辆换挡品质评价测试的准备阶段、车辆换挡品质的测试阶段和车辆换挡品质的评价阶段。

（一）车辆换挡品质评价测试的准备阶段

所述的准备阶段工作内容包括建立整车数据库、建立换挡品质评价模型和选定待测车型及试验装置。

1.采用SQL Server建立整车数据库

本发明所述的车辆换挡品质评价测试方法及测试系统是以整车SQL Server数据库为基础，在整车数据库建立过程中，按照类型、车型名称和车型编号建立整车车型数据库表，整车数据库总表根据汽车类型分为乘用车和商用车两大类型，乘用车按照轴距的不同分为A00级、A0级、A级、B级、C级和D级车六个级别，商用车包括客车、半挂牵引车和货车三个级别；按照车型编号、工况编号、测试编号和测试数据组建立整车测试数据库表，整车测试工况包括换挡、制动、起步等工况。

2.采用MATLAB/Simulink建立车辆换挡品质评价模型与确定车辆换挡品质评价模型的核心算法

本发明应用MATLAB/Simulink构建车辆换挡品质评价模型，车辆换挡品质评价模型包括模型与外部数据的接口模块、数据处理与信号滤波模块、指标提取与权值分配模块、评价等级计算模块以及结果输出模块。

1）为了对换挡品质进行有效评价，首先构建车辆换挡品质评价模型所需的评价指标，本发明定义以下十个换挡品质客观评价指标

参阅图2，图中是本发明所述的车辆换挡品质评价测试方法及测试系统的车辆换挡品质评价指标定义示意图。

（1）结合时加速度最大振动量Δa（单位.m/s²）

参阅图2-a中的加速度曲线3，图中与加速度相关的客观评价指标是结合时加速度最大振动量Δa（单位m/s²），结合时加速度最大振动量Δa（单位m/s²）是指换挡过程中离合器结合阶段加速度最大值与最小值之间的差值。

（2）加速度最大值与最小值之差a_max-min（单位.m/s²）

参阅图2-a中的加速度曲线3，图中与加速度相关的客观评价指标是加速度最大值与最小值之差a_max-min（单位m/s²），加速度最大值与最小值之差a_max-min（单位.m/s²））是指换挡过程中最大加速度与最小加速度之间的差值。

（3）分离时最大冲击度j_p-n（单位.m/s³）

参阅图2-b中的冲击度曲线6，图中与冲击度相关的客观评价指标是分离时最大冲击度j_p-n（冲击度是以纵向加速度曲线的斜率来表示的）（单位.m/s³），分离时最大冲击度j_p-n（单位m/s³）是指在换挡过程中纵向加速度的负向变化率的绝对值最大值。

（4）结合时最大冲击度j_p-p（单位.m/s³）

参阅图2-b中的冲击度曲线6，图中与冲击度相关的客观评价指标是结合时最大冲击度j_p-p（单位.m/s³），结合时最大冲击度j_p-p（单位.m/s³）是指在换挡过程中纵向加速度的正向变化率的绝对值最大值。

（5）换挡延迟时间t_delay（单位.s）

参阅图2-c中的当前挡位曲线5和传动比曲线7，图中与时间相关的客观评价指标是换挡延迟时间t_delay（单位.s），换挡延迟时间t_delay（单位.s）是指换挡时从控制器给出换挡指令开始，到系统总传动比开始发生变化为止的时间间隔。

（6）换挡持续时间t_s（单位.s）

参阅图2-c中的传动比曲线7，图中与时间相关的客观评价指标是换挡持续时间t_s（单位.s），换挡持续时间t_s（单位.s）可以通过车辆的总传动比（发动机转速/车速）的变化率来进行定义。车辆在某挡位行驶时，其总传动比的变化率为0，在换挡过程中，其总传动比变化率将不为0。因此将传动比变化不为0的时间间隔定义为换挡持续时间。

（7）发动机转速控制响应时间t_Spd-Rsp（单位.s）

参阅图2-c中的发动机转数曲线2和当前挡位曲线5，图中与时间相关的客观评价指标是发动机转速控制响应时间t_Spd-Rsp（单位.s），发动机转速控制响应时间t_Spd-Rsp（单位.s）是指从控制器给出控制指令开始到发动机转速变化率最大时的时间间隔。

（8）换挡时发动机转速变化率的最大绝对值（单位.r/s²）

参阅图2-d中的发动机转数曲线2，图中与转速相关的客观评价指标是换挡时发动机转速变化率的最大绝对值（单位.r/s²），换挡时发动机转速变化率的最大绝对值（单位.r/s²）是指换挡时发动机转速的斜率的最大绝对值。

（9）分离时发动机转速振动量Δω_e-o（单位.rpm）

参阅图2-d中的发动机转数曲线2，图中与转速相关的客观评价指标是分离时发动机转速振动量Δω_e-o（单位.rpm），分离时发动机转速振动量Δω_e-o（单位.rpm）是指在自动变速器换挡过程中，由于离合器的分离，导致发动机负载减小，而发动机转速突然升高的值。

（10）结合时发动机转速振动量Δω_e-u（单位.rpm）

参阅图2-d中的发动机转数曲线2，图中与转速相关的客观评价指标是结合时发动机转速振动量Δω_e-u（单位.rpm），结合时发动机转速振动量Δω_e-u（单位.rpm）是指在自动变速器换挡过程中，由于离合器的结合，离合器从动盘的转速与发动机转速趋于一致，定义此时发动机转速的变化量为结合时发动机转速振动量。

2）为提高换挡品质评价的可靠性，本发明采用基于多层次灰色关联度算法作为换挡品质评价模型的核心算法。

参阅图3，图中是本发明所述的车辆换挡品质评价测试方法及测试系统确定基于多层次灰色关联度（Multilevel Grey Correlation Degree，MGCD）算法作为换挡品质评价模型的核心算法：

（1）根据换挡品质客观评价指标和整车SQL Server数据库，通过搭建的客观评价指标提取模型来获取多组评价指标样本库V，假设样本数为m，则V：

$V={\left(V_{\mathrm{ik}}\right)}_{m\×10}=\left(\begin{array}{cccc}{\mathrm{\Δa}}_{\left(1\right)}& a_{\max -\min \left(1\right)}& \·\·\·& {\mathrm{\Δ\ω}}_{e-u\left(1\right)}\\ \mathrm{\Δ}{a}_{\left(2\right)}& a_{\max -\min \left(2\right)}& \·\·\·& \mathrm{\Δ}{\mathrm{\ω}}_{e-u\left(2\right)}\\ \·& \·& & \·\\ \·& \·& & \·\\ \·& \·& & \·\\ \mathrm{\Δ}{a}_{\left(m\right)}& a_{\max -\min \left(m\right)}& \·\·\·& \mathrm{\Δ}{\mathrm{\ω}}_{e-u\left(m\right)}\end{array}\right)$

（2）根据客观评价指标样本库以及车辆换挡品质的要求构建多层次灰色关联度（MGCD）结构，建立各评价指标的最优样本序列V₀：

V₀＝(Δa₍₀₎,a_max-min(0),...,Δω_e-u(0))。

（3）将样本库中的客观评价指标进行无量纲化处理，消除原始变量不同量纲的影响。无量纲化公式如下:

$X_{\mathrm{ik}}=\frac{V_{\mathrm{ik}}-\underset{i}{\min }{V}_{\mathrm{ik}}}{\underset{i}{\max }{V}_{\mathrm{ik}}-\underset{i}{\min }{V}_{\mathrm{ik}}}$

i＝1,2,...,m;k＝1,2,...,10

得到无量纲化处理后的样本矩阵：

$X={\left(X_{\mathrm{ik}}\right)}_{m\×10}=\left(\begin{array}{cccc}{X}_{11}& X_{12}& \·\·\·& X_{110}\\ X_{21}& X_{22}& \·\·\·& X_{210}\\ \·& \·& & \·\\ \·& \·& & \·\\ \·& \·& & \·\\ X_{m1}& X_{m2}& \·\·\·& X_{m10}\end{array}\right)$

i＝1,2,...,m;k＝1,2,...,10

将无量纲化处理后的样本序列与最优样本序列进行关联系数的计算，得到关联系数矩阵E。

关联系数的计算公式为：

${\mathrm{\ζ}}_{\mathrm{ik}}=\frac{\underset{i}{\min }\underset{k}{\min }|X_{0k}-X_{\mathrm{ik}}|+\mathrm{\ρ}\underset{i}{\max }\underset{k}{\max }|X_{0k}-X_{\mathrm{ik}}|}{|X_{0k}-X_{\mathrm{ik}}|+\mathrm{\ρ}\underset{i}{\max }\underset{k}{\max }|X_{0k}-X_{\mathrm{ik}}|}$

i＝1,2,...,m;k＝1,2,...,10

式中：|X_0k-X_ik|为差序列，为两级最小差，为两级最大差，ρ∈[0,1]称为分辨系数，ρ越小，分辨率越大。

关联系数矩阵E为：

$E={\left({\mathrm{\ζ}}_{\mathrm{ik}}\right)}_{m\×10}=\left(\begin{array}{cccc}{\mathrm{\ζ}}_{11}& {\mathrm{\ζ}}_{12}& \·\·\·& {\mathrm{\ζ}}_{110}\\ {\mathrm{\ζ}}_{21}& {\mathrm{\ζ}}_{22}& \·\·\·& {\mathrm{\ζ}}_{210}\\ \·& \·& & \·\\ \·& \·& & \·\\ \·& \·& & \·\\ {\mathrm{\ζ}}_{m1}& {\mathrm{\ζ}}_{m2}& \·\·\·& {\mathrm{\ζ}}_{m10}\end{array}\right)$

i＝1,2,...,m;k＝1,2,...,10；

（4）计算关联度R。采用层次分析法得到各评价指标对换挡品质的优先权重W＝(w₁,w₂，...,w₁₀)，其中w₁,w₂，...,w₁₀满足：将权重乘以关联系数得出各评价指标对换挡品质的关联度R即映射关系，得出车辆换挡品质评价结果：

R＝W*E^T*E/m

式中：W为优先权重，E为关联系数矩阵，m为样本数，T.矩阵转置符号。

3.选定待测车型及试验装置

本发明所述的车辆换挡品质评价测试方法及测试系统的评价测试对象可以为任何有级式自动变速器（AMT、DCT、AT）的车辆；测试过程中所需要的试验装置就是本发明所述的车辆换挡品质评价测试方法及测试系统中的车辆换挡品质评价测试系统（后面详述）。

（二）车辆换挡品质的测试阶段

本发明所述的车辆换挡品质评价测试方法及测试系统的车辆换挡品质测试步骤如下:

1.换挡规律测试

车辆在平直良好路况下起步后，在步长为10%的不同的恒定油门开度下，行驶到最高车速测试各个挡位的换挡车速，以获得不同油门开度下的换挡点。

2.Tip in测试

车辆在30%、60%和80%的油门开度下，从一挡依次行驶到挡位升至三挡、四挡和五挡时油门突然加大到100%；确切地说：

车辆在30%油门开度下从一挡行驶到挡位升至三挡时，油门突然加大到100%；

车辆在60%油门开度下从一挡行驶到挡位升至四挡时，油门突然加大到100%；

车辆在80%油门开度下从一挡行驶到挡位升至五挡时，油门突然加大到100%。

3.Tip out测试

Tip out测试是指车辆在30%、60%和80%的油门开度下，从一挡依次行驶到挡位升至三挡、四挡和五挡，车速依次达到40kmph、60kmph和80kmph时，快速松开加速踏板；确切地说：

车辆在30%油门开度下从一挡行驶到挡位升至三挡车速达到40kmph时，快速松开加速踏板；

车辆在60%油门开度下从一挡行驶到挡位升至四挡车速达到60kmph时，快速松开加速踏板；

车辆在80%油门开度下从一挡行驶到挡位升至五挡车速达到80kmph时，快速松开加速踏板。

4.Fast Off测试

Fast Off是指车辆在一定车速下如50kmph、70kmph、90kmph和120kmph快速将加速踏板踩到底加速至最高车速的3/4时，再以不同时间（慢-大于7s；中-3～4s；快-小于1s）放松加速踏板，即以大于7s、3～4s与小于1s的时间放松加速踏板;确切地说:

车辆在车速达到50kmph时快速将加速踏板踩到底加速至最高车速的3/4时，再以不同时间（缓慢-大于7s、中等-3～4s、快速-小于1s）放松加速踏板，即以大于7s、3～4s与小于1s的时间放松加速踏板；

车辆在车速达到70kmph时快速将加速踏板踩到底加速至最高车速的3/4时，再以不同时间（缓慢-大于7s、中等-3～4s、快速-小于1s）放松加速踏板，即以大于7s、3～4s与小于1s的时间放松加速踏板；

车辆在车速达到90kmph时快速将加速踏板踩到底加速至最高车速的3/4时，再以不同时间（缓慢-大于7s、中等-3～4s、快速-小于1s）放松加速踏板，即以大于7s、3～4s与小于1s的时间放松加速踏板；

车辆在车速达到120kmph时快速将加速踏板踩到底加速至最高车速的3/4时，再以不同时间（缓慢-大于7s、中等-3～4s、快速-小于1s）放松加速踏板，即以大于7s、3～4s与小于1s的时间放松加速踏板。

5.制动控制逻辑测试（破坏性测试）

制动控制逻辑测试是指车辆分别以不同挡位在不同车速的情况下紧急制动至车速减小到0，然后迅速踩加速踏板恢复至制动前的车速，试验3～5次取平均值；更确切地说：

车辆在三挡40kmph车速下紧急制动车速迅速减小至0，然后踩加速踏板恢复车速至40kmph，试验3～5次取平均值；

车辆在四挡60kmph车速下紧急制动车速迅速减小至0，然后踩加速踏板恢复车速至60kmph，试验3～5次取平均值；

车辆在五挡80kmph车速下紧急制动车速迅速减小至0，然后踩加速踏板恢复车速至80kmph，试验3～5次取平均值；

6.操纵性测试（弯道策略）

车辆以50kmph车速（保证安全车速工况）在直径为50m的圆形测试环道上连续转弯行驶2～4圈，测试弯道换挡逻辑。

7.起步测试

起步测试是指车辆在平坦路面和不同坡度的坡道上分别以不同油门以一挡或二挡的起步测试，确切的说：

车辆在平坦路面上以30%、50%和80%的油门开度一挡起步行驶至二挡；

车辆在平坦路面上以30%、50%和80%的油门开度二挡起步行驶至三挡；

车辆在8%的坡道上以30%、50%和80%的油门开度一挡起步行驶至二挡；

车辆在8%的坡道上以30%、50%和80%的油门开度二挡起步行驶至三挡；

车辆在20%的坡道上以30%、50%和80%的油门开度一挡起步行驶至二挡；

车辆在20%的坡道上以30%、50%和80%的油门开度二挡起步行驶至三挡；

8.加速测试（动力性测试）

加速测试是指车辆在不同挡位不同车速情况下分别以不同油门加速至某一设定车速以测试车辆的动力性，确切的说：

车辆在二挡车速为15kmph的情况下踩加速踏板至油门开度为30%，车辆加速至65kmph；

车辆在三挡车速为40kmph的情况下踩加速踏板至油门开度为70%，车辆加速至90kmph；

车辆在四挡车速在60kmph的情况下踩加速踏板至油门开度为100%，车辆加速至110kmph。

9.交通拥挤驾驶测试（城市工况）

交通拥挤驾驶测试是指车辆以20%油门开度起步，车速升至20kmph时慢制动停车，再以20%油门开度起步，车速升至20kmph时慢制动停车，进行3～5次测试，模拟城市道路交通拥挤的驾驶环境。

测试完成后，对测试数据进行检查，若测试结果不合格，需要重新进行测试，直到结果满意为止。

（三）车辆换挡品质的评价阶段

车辆换挡品质的评价包括存储及调用测试数据、数据输入和信号处理、提取评价指标和指标权值分配、映射关系分析、信号和评价结果输出以及图形用户界面和结果显示。

1.将待测车辆经过车辆换挡品质评价测试系统获取的待测车辆的测试数据保存到采用SQL Server建立的整车测试数据库中；

2.车辆换挡品质评价模型调用数据库中的数据作为车辆换挡品质评价模型的数据输入，经过车辆换挡品质评价模型的数据处理和信号滤波、指标提取和权值分配以及映射关系分析之后可以获取评价结果；

3.将车辆换挡品质评价模型经过上述步骤之后获取的评价结果输出到采用型号为CANoe的汽车总线标准解析工具组建的车辆换挡品质评价测试系统的图形用户和结果显示界面中，从而完成车辆换挡品质评价测试方法。

参阅图4，图为本发明所述车辆换挡品质评价测试方法及测试系统的界面数据图形显示结果图。左上角为虚拟仪表显示的信息包括挡位显示、换挡手柄、加速踏板和制动踏板。右上角的虚拟仪表包括整车仪表盘、发动机转速和车速。左下角为数据信号显示复选框，右下方角为经过评价模型处理之后的数据图形显示，其中有发动机转速曲线2、发动机转速变化率曲线8、加速度曲线3、冲击度曲线6、车速曲线4、加速踏板曲线1、传动比曲线7、当前挡位曲线5。由数据图形结果图中可以看出加速度经过滤波处理后曲线比较平滑的结果，这对换挡品质评价指标的提取提供了基础，同时还可以看出经过评价模型的数据处理模块之后产生的换挡品质评价需要的其他衍生信号：总传动比、发动机转速变化率。

本发明所述的车辆换挡品质评价测试系统

参阅图5，图中为本发明所述的车辆换挡品质评价测试方法及测试系统中测试系统结构组成示意框图。本发明所述的车辆换挡品质评价测试系统由硬件部分和软件部分组成，其中硬件部分由测试工具、加速度传感器与PC机组成，软件部分是指由SQL Server数据库、MATLAB/Simulink评价模型与CANoe评价图形界面组成的评价系统，该评价系统安装在PC机中。

参阅图5，本发明所采用的测试工具包括IPEtronik模块、汽车总线标准解析工具（CANoe）和CAN线。在实施例中，采用型号为M-SENS4或型号为M-SENS8的IPEtronik模块，采用型号为CANcaseXL中的CANoe的汽车总线标准解析工具。在实施例中，采用型号为LC0701-2SN84832的加速度传感器，采用型号为M-SENS4的IPEtronik模块，采用型号为CANcaseXL的汽车总线标准解析工具（CANoe），采用型号为Acer 7741G-372G50Mnsk的PC机。

型号为M-SENS4的IPEtronik模块的结构如图5中IPEtronik部分所示，型号为M-SENS4的IPEtronik模块包括六个外接输入输出口即1号IPEtronik输入\输出接口9、2号IPEtronik输入\输出接口10、第一路外接模拟量信号输入接口11、第二路外接模拟量信号输入接口12、第三路外接模拟量信号输入接口13与第四路外接模拟量信号输入接口14，1号IPEtronik输入\输出接口9通过电线与待测车辆的电瓶或者外接12V激励电源连接，为型号为M-SENS4的IPEtronik模块提供工作电源；2号IPEtronik输入\输出接口10通过CAN线与型号为CANcaseXL的汽车总线标准解析工具（CANoe）的Channel2通道连接；加速度传感器的输出端通过数据线和型号为M-SENS4的IPEtronik模块的第一路外接模拟量信号输入接口11连接，加速度传感器水平固定在待测车辆上，保证与待测车辆的前进方向平行且与地面垂直。型号为CANcaseXL的汽车总线标准解析工具是由德国Vector公司开发，它的结构如图5中CANoe部分所示，具有双通道接口，型号为CANcaseXL的汽车总线标准解析工具的Channel1通道通过CAN线与TCU或ECU相连接，采集由由CAN总线解析的数据，包括发动机转速、车速、当前挡位、目标挡位、加速踏板、输入轴转速、扭矩信号等信号，Channel2通道通过CAN线与2号IPEtronik输入\输出接口10连接，采集外接的加速度模拟量信号。型号为M-SENS4的IPEtronik模块和型号为CANcaseXL的汽车总线标准解析工具固定在待测车辆的车内。型号为Acer7741G-372G50Mnsk的PC机通过USB和型号为CANcaseXL的汽车总线标准解析工具的输出端连接。

实施例

参阅图5，依照本发明所述的车辆换挡品质评价测试方法及测试系统，首先选择了待测车型为长安奔奔-mini，测试地点为国内某汽车试验场，将本发明所述的车辆换挡品质评价测试系统安装好，进行如下道路测试试验：

1.换挡规律测试

待测车型在试验场平直路面上以30%恒定油门开度行驶到最高车速，测试各个挡位的换挡车速；

待测车型在试验场平直路面上以60%恒定油门开度行驶到最高车速，测试各个挡位的换挡车速；

待测车型在试验场平直路面上以80%恒定油门开度行驶到最高车速，测试各个挡位的换挡车速；

待测车型在试验场平直路面上以100%恒定油门开度行驶到最高车速，测试各个挡位的换挡车速；

2.Tip in测试

待测车型在30%油门开度下从一挡行驶到挡位升至三挡时，油门突然加大到100%；

待测车型在60%油门开度下从一挡行驶到挡位升至四挡时，油门突然加大到100%；

待测车型在80%油门开度下从一挡行驶到挡位升至五挡时，油门突然加大到100%。

3.Tip out测试

待测车型在30%油门开度下从一挡行驶到挡位升至三挡车速达到40kmph时，快速松开加速踏板；

待测车型在60%油门开度下从一挡行驶到挡位升至四挡车速达到60kmph时，快速松开加速踏板；

待测车型在80%油门开度下从一挡行驶到挡位升至五挡车速达到80kmph时，快速松开加速踏板。

4.Fast Off测试

待测车型在车速达到30kmph时，快速将加速踏板踩到底加速至150kmph，再以不同时间（缓慢-大于7s、中等-3～4s、快速-小于1s）放松加速踏板；

待测车型在车速达到50kmph时，快速将加速踏板踩到底加速150kmph，再以不同时间（缓慢-大于7s、中等-3～4s、快速-小于1s）放松加速踏板；

待测车型在车速达到70kmph时，快速将加速踏板踩到底加速至150kmph，再以不同时间（缓慢-大于7s、中等-3～4s、快速-小于1s）放松加速踏板；

待测车型在车速达到90kmph时，快速将加速踏板踩到底加速至150kmph，再以不同时间（缓慢-大于7s、中等-3～4s、快速-小于1s）放松加速踏板；

待测车型在车速达到120kmph时，快速将加速踏板踩到底加速至150kmph，再以不同时间（缓慢-大于7s、中等-3～4s、快速-小于1s）放松加速踏板。

5.制动控制逻辑测试（破坏性测试）

待测车型在三挡40kmph车速下紧急制动车速迅速减小至0，然后踩加速踏板恢复车速至40kmph，试验4次取平均值；

待测车型在四挡60kmph车速下紧急制动车速迅速减小至0，然后踩加速踏板恢复车速至60kmph，试验4次取平均值；

待测车型在五挡80kmph车速下紧急制动车速迅速减小至0，然后踩加速踏板恢复车速至80kmph，试验4次取平均值；

6.操纵性测试（弯道策略）

待测车型以50kmph车速（保证安全车速工况）在直径为50m的圆形测试环道上连续转弯行驶两圈，测试弯道换挡逻辑。

7.起步测试

待测车型在平坦路面上以不同的油门开度（30%，50%和80%）一挡起步行驶至二挡；

待测车型在平坦路面上车辆以不同的油门开度（30%、50%和80%）二挡起步行驶至三挡；

待测车型在8%的坡道上以不同的油门开度（30%，50%和80%）一挡起步行驶至二挡；

待测车型在8%的坡道上车辆以不同的油门开度（30%、50%和80%）二挡起步行驶至三挡；

待测车型在20%的坡道上以不同的油门开度（30%，50%和80%）一挡起步行驶至二挡；

待测车型在20%的坡道上车辆以不同的油门开度（30%、50%和80%）二挡起步，行驶至三挡；

8.加速测试（动力性测试）

待测车型在二挡车速为15kmph的情况下踩加速踏板至油门开度为30%，车辆加速至65kmph；

待测车型在三挡车速为40kmph的情况下踩加速踏板至油门开度为70%，车辆加速至90kmph；

待测车型在四挡车速在60kmph的情况下踩加速踏板至油门开度为100%，车辆加速至110kmph。

9.交通拥挤驾驶（城市工况）

待测车型以20%油门开度起步车速升至20kmph时慢制动停车，再以20%油门开度起步升至20kmph时慢制动停车，进行4次测试，模拟城市道路交通拥挤的驾驶环境。

测试完之后，整理数据，建立长安奔奔-mini整车SQL Server数据库，数据库与已经建立好的MATLAB/Simulink车辆换挡品质评价模型做接口连接，经过评价模型内部的数据处理与信号滤波、指标提取与权值分配、评价等级计算等模块的处理分析，可以得出长安奔奔-mini的一挡换二挡的换挡品质为7.25，起步品质为7.31，怠速品质为7.56，加速品质为8.32，综合品质为8.36。与传统主观评价等级结果相比，说明该车的换挡品质、起步品质、怠速品质、加速品质和综合品质属于商品级别，用户的评价为满意。

前面的说明已展示了本发明的许多特征和优点，以及在应用中具有的创新性。汽车领域内的技术人员，尤其是那些既具有实践经验又具有一定多层次灰色关联度（MGCD）分析方法知识的技术人员，不难对本发明所述的车辆换挡品质评价测试系统及测试方法中提及的换挡综合品质客观评价指标及其样本库作一些修改和完善。其中换挡综合品质客观评价指标可以根据车型的不同以及汽车技术人员要求的不同，所侧重的数量和具体内容会有所不同。因此，本发明所述的车辆换挡品质评价测试系统及测试方法并不限于上述实施例，所有适当的非创造性的修改和替换都应视为落入本发明所述的车辆换挡品质评价测试系统及测试方法的范围。

Claims (7)

1.一种车辆换挡品质评价测试方法，其特征在于，所述的车辆换挡品质评价测试方法的步骤如下：

1)车辆换挡品质评价测试的准备阶段：

(1)采用SQL Server建立整车数据库；

(2)采用MATLAB/Simulink构建车辆换挡品质评价模型与确定车辆换挡品质评价模型的核心算法；

所述的车辆换挡品质评价模型包括模型与外部数据的接口模块、数据处理与信号滤波模块、指标提取与权值分配模块、评价等级计算模块以及结果输出模块；

为了对换挡品质进行有效评价确定十个指标作为车辆换挡品质评价模型的评价指标：结合时加速度最大振动量△a，单位.m/s²；加速度最大值与最小值之差a_max-min，单位.m/s²；分离时最大冲击度j_p-n，单位.m/s³；结合时最大冲击度j_p-p，单位.m/s³；换挡延迟时间t_delay，单位.s；换挡持续时间t_s，单位.s；发动机转速控制响应时间t_Spd-Rsp，单位.s；换挡时发动机转速变化率的最大绝对值单位.r/s²；分离时发动机转速振动量△ω_e-o，单位.rpm；结合时发动机转速振动量△ω_e-u，单位.rpm；

(3)选定待测车型及试验装置；

车辆换挡品质评价测试方法的评价测试对象是安装有型号为AMT、DCT和AT的有级式自动变速器的车辆；所述的试验装置是由硬件部分和软件部分组成的车辆换挡品质评价测试系统；

2)换挡品质的测试阶段：

(1)换挡规律测试：

车辆在平直良好路况下起步后,在步长为10％的不同的恒定油门开度下,行驶到最高车速测试各个挡位的换挡车速，以获得不同油门开度下的换挡点；

(2)Tip in测试：

车辆在30％、60％和80％的油门开度下，从一挡依次行驶到挡位升至三挡、四挡和五挡时油门突然加大到100％，确切地说是指：

车辆在30％油门开度下从一挡行驶到挡位升至三挡时，油门突然加大到100％；

车辆在60％油门开度下从一挡行驶到挡位升至四挡时，油门突然加大到100％；

车辆在80％油门开度下从一挡行驶到挡位升至五挡时，油门突然加大到100％；

(3)Tip out测试：

车辆在30％、60％和80％的油门开度下，从一挡依次行驶到挡位升至三挡、四挡和五挡，车速依次达到40kmph、60kmph和80kmph时，快速松开加速踏板，确切地说是指：

车辆在30％油门开度下从一挡行驶到挡位升至三挡车速达到40kmph时，快速松开加速踏板；

车辆在60％油门开度下从一挡行驶到挡位升至四挡车速达到60kmph时，快速松开加速踏板；

车辆在80％油门开度下从一挡行驶到挡位升至五挡车速达到80kmph时，快速松开加速踏板；

(4)Fast Off测试：

车辆在50kmph、70kmph、90kmph和120kmph车速下快速将加速踏板踩到底加速至最高车速的3/4时，再以大于7s、3～4s与小于1s的时间放松加速踏板；

(5)制动控制逻辑测试即破坏性测试：

车辆分别以不同挡位在不同车速的情况下紧急制动至车速减小到0，然后迅速踩加速踏板恢复至制动前的车速，试验3～5次取平均值；

(6)操纵性测试即弯道策略：

车辆以50kmph车速在直径为50m的圆形测试环道上连续转弯行驶2～4圈，测试弯道换挡逻辑；

(7)起步测试：

车辆在平坦路面和不同坡度的坡道上分别以不同油门以一挡或二挡起步测试；

(8)加速测试即动力性测试：

车辆在不同挡位不同车速情况下分别以不同油门加速至某一设定车速以测试车辆的动力性；

(9)交通拥挤驾驶：

车辆以20％油门开度起步，车速升至20kmph时慢制动停车，再以20％油门开度起步，车速升至20kmph时慢制动停车，进行3～5次测试，模拟城市道路交通拥挤的驾驶环境；

3)车辆换挡品质的评价阶段：

(1)将待测车辆经过车辆换挡品质评价测试系统获取的待测车辆的测试数据保存到采用SQL Server建立的整车数据库中；

(2)车辆换挡品质评价模型调用数据库中的数据作为车辆换挡品质评价模型的数据输入，经过车辆换挡品质评价模型的数据处理与信号滤波、指标提取与权值分配以及映射关系分析之后获取评价结果；

(3)将车辆换挡品质评价模型经过上述步骤之后获取的评价结果输出到采用型号为CANoe的汽车总线标准解析工具组建的车辆换挡品质评价测试系统的图形用户和结果显示界面中。

2.按照权利要求1所述的车辆换挡品质评价测试方法，其特征在于，所述的确定车辆换挡品质评价模型的核心算法是指：

(1)根据换挡品质客观评价指标和整车SQL Server数据库，通过搭建的客观评价指标提取模型来获取多组评价指标样本库V，假设样本数为m，则V：

$V={\left(V_{\mathrm{ik}}\right)}_{m\×10}=\left(\begin{array}{cccc}{\mathrm{\Δa}}_{\left(1\right)}& a_{\max -\min \left(1\right)}& ...& {\mathrm{\Δ\ω}}_{e-u\left(1\right)}\\ {\mathrm{\Δa}}_{\left(2\right)}& a_{\max -\min \left(2\right)}& ...& {\mathrm{\Δ\ω}}_{e-u\left(2\right)}\\ .& .& & .\\ .& .& & .\\ .& .& & .\\ {\mathrm{\Δa}}_{\left(m\right)}& a_{\max -\min \left(m\right)}& ...& {\mathrm{\Δ\ω}}_{e-u\left(m\right)}\end{array}\right)$

(2)根据客观评价指标样本库以及车辆换挡品质的要求构建多层次灰色关联度结构，建立各评价指标的最优样本序列V0：

V₀＝(△a₍₀₎,a_max-min(0),...,△ω_e-u(0))

(3)将样本库中的客观评价指标进行无量纲化处理，消除原始变量不同量纲的影响，无量纲化公式如下:

$X_{\mathrm{ik}}=\frac{V_{\mathrm{ik}}-\underset{i}{\min }{V}_{\mathrm{ik}}}{\underset{i}{\max }{V}_{\mathrm{ik}}-\underset{i}{\min }{V}_{\mathrm{ik}}}$

i＝1,2,...,m；k＝1,2,...,10

得到无量纲化处理后的样本矩阵：

$X={\left(X_{\mathrm{ik}}\right)}_{m\×10}=\left(\begin{array}{cccc}{X}_{11}& X_{12}& ...& X_{110}\\ X_{21}& X_{22}& ...& X_{210}\\ .& .& & .\\ .& .& & .\\ .& .& & .\\ X_{m1}& X_{m2}& ...& X_{m10}\end{array}\right)$

i＝1,2,...,m；k＝1,2,...,10

将无量纲化处理后的样本序列与最优样本序列进行关联系数的计算，得到关联系数矩阵E；

关联系数的计算公式为：

${\mathrm{\ζ}}_{\mathrm{ik}}=\frac{\underset{i}{\min }\underset{k}{\min }|X_{0k}-X_{\mathrm{ik}}|+\mathrm{\ρ}\underset{i}{\max }\underset{k}{\max }|X_{0k}-X_{\mathrm{ik}}|}{|X_{0k}-X_{\mathrm{ik}}|+\mathrm{\ρ}\underset{i}{\max }\underset{k}{\max }|X_{0k}-X_{\mathrm{ik}}|}$

i＝1,2,...,m；k＝1,2,...,10

式中：|X_0k-X_ik|为差序列，为两级最小差，为两级最大差，ρ∈[0,1]称为分辨系数，ρ越小，分辨率越大；

关联系数矩阵E为：

$E={\left({\mathrm{\ζ}}_{\mathrm{ik}}\right)}_{m\×10}=\left(\begin{array}{cccc}{\mathrm{\ζ}}_{11}& {\mathrm{\ζ}}_{12}& ...& {\mathrm{\ζ}}_{110}\\ {\mathrm{\ζ}}_{21}& {\mathrm{\ζ}}_{22}& ...& {\mathrm{\ζ}}_{210}\\ .& .& & .\\ .& .& & .\\ .& .& & .\\ {\mathrm{\ζ}}_{m1}& {\mathrm{\ζ}}_{m2}& ...& {\mathrm{\ζ}}_{m10}\end{array}\right)$

i＝1,2,...,m；k＝1,2,...,10；

(4)计算关联度R

采用层次分析法得到各评价指标对换挡品质的优先权重W＝(w₁,w₂,...,w₁₀)，其中w₁,w₂,...,w₁₀满足：将权重乘以关联系数得出各评价指标对换挡品质的关联度R即映射关系，得出车辆换挡品质评价结果：

R＝W*E^T*E/m

式中：W.优先权重，E.关联系数矩阵，m.样本数，T.矩阵转置符号。

3.按照权利要求1所述的车辆换挡品质评价测试方法，其特征在于，所述的车辆在50kmph、70kmph、90kmph和120kmph车速下快速将加速踏板踩到底加速至最高车速的3/4时，再以大于7s、3～4s与小于1s的时间放松加速踏板是指：

车辆在车速达到50kmph时快速将加速踏板踩到底加速至最高车速的3/4时，再以大于7s、3～4s与小于1s的时间放松加速踏板；

车辆在车速达到70kmph时快速将加速踏板踩到底加速至最高车速的3/4时，再以大于7s、3～4s与小于1s的时间放松加速踏板；

车辆在车速达到90kmph时快速将加速踏板踩到底加速至最高车速的3/4时，再以大于7s、3～4s与小于1s的时间放松加速踏板；

车辆在车速达到120kmph时快速将加速踏板踩到底加速至最高车速的3/4时，再以大于7s、3～4s与小于1s的时间放松加速踏板。

4.按照权利要求1所述的车辆换挡品质评价测试方法，其特征在于，所述的车辆分别以不同挡位在不同车速的情况下紧急制动至车速减小到0，然后迅速踩加速踏板恢复至制动前的车速，试验3～5次取平均值是指：

车辆在三挡40kmph车速下紧急制动车速迅速减小至0，然后踩加速踏板恢复车速至40kmph，试验3～5次取平均值；

车辆在四挡60kmph车速下紧急制动车速迅速减小至0，然后踩加速踏板恢复车速至60kmph，试验3～5次取平均值；

车辆在五挡80kmph车速下紧急制动车速迅速减小至0，然后踩加速踏板恢复车速至80kmph，试验3～5次取平均值。

5.按照权利要求1所述的车辆换挡品质评价测试方法，其特征在于，所述的车辆在平坦路面和不同坡度的坡道上分别以不同油门以一挡或二挡起步测试是指：

车辆在平坦路面上以30％、50％和80％的油门开度一挡起步行驶至二挡；

车辆在平坦路面上以30％、50％和80％的油门开度二挡起步行驶至三挡；

车辆在8％的坡道上以30％、50％和80％的油门开度一挡起步行驶至二挡；

车辆在8％的坡道上以30％、50％和80％的油门开度二挡起步行驶至三挡；

车辆在20％的坡道上以30％、50％和80％的油门开度一挡起步行驶至二挡；

车辆在20％的坡道上以30％、50％和80％的油门开度二挡起步行驶至三挡。

6.按照权利要求1所述的车辆换挡品质评价测试方法，其特征在于，所述的车辆在不同挡位不同车速情况下分别以不同油门加速至某一设定车速以测试车辆的动力性是指：

车辆在二挡车速为15kmph的情况下踩加速踏板至油门开度为30％，车辆加速至65kmph；

车辆在三挡车速为40kmph的情况下踩加速踏板至油门开度为70％，车辆加速至90kmph；

车辆在四挡车速在60kmph的情况下踩加速踏板至油门开度为100％，车辆加速至110kmph。

7.一种实施权利要求1所述的车辆换挡品质评价测试方法的车辆换挡品质评价试验装置，由硬件部分和软件部分组成，其特征在于，所述的硬件部分由测试工具、型号为LC0701-2SN84832的加速度传感器与型号为Acer7741G-372G50Mnsk的PC机组成；

所述的测试工具包括型号为CANcaseXL的汽车总线标准解析工具与型号为M-SENS4的IPEtronik模块；型号为M-SENS4的IPEtronik模块的1号IPEtronik输入\输出接口(9)通过电线与待测车辆的电瓶或者外接12V激励电源连接，型号为M-SENS4的IPEtronik模块的2号IPEtronik输入\输出接口(10)通过CAN线与型号为CANcaseXL的汽车总线标准解析工具的Channel2通道连接，型号为CANcaseXL的汽车总线标准解析工具的Channel1通道通过CAN线与TCU或ECU相连接，型号为CANcaseXL的汽车总线标准解析工具的输出端通过USB与型号为Acer7741G-372G50Mnsk的PC机连接，型号为LC0701-2SN84832的加速度传感器的输出端通过数据线和型号为M-SENS4的IPEtronik模块上的的第一路外接模拟量信号输入接口(11)连接；

软件部分是指由SQL Server数据库、MATLAB/Simulink评价模型与CANoe评价图形界面组成的评价系统，评价系统安装在型号为Acer7741G-372G50Mnsk的PC机中。