CN107478437A - 一种道路阻力与车速关系的测试方法、装置及设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种道路阻力与车速关系的测试方法、装置及设备，涉及整车性能技术领域，所述方法包括：获取待标定汽车的标定车速；获取所述待标定汽车在车头前方的正投影面积，以及所述待标定汽车在当前车速为所述标定车速时的道路阻力；根据所述待标定汽车在车头前方的正投影面积，标定车速和道路阻力，确定所述待标定汽车的道路阻力与车速的关系。本发明的方案在测试过程中不依赖于外界因素，从而提高了所述道路阻力与车速关系测试的重复性及精确度。

Description

一种道路阻力与车速关系的测试方法、装置及设备

技术领域

本发明属于电动汽车的整车性能技术领域，尤其是涉及一种道路阻力与车速关系的测试方法、装置及设备。

背景技术

现有技术中，道路阻力与车速关系是通过汽车的道路滑行进行测试的，在测试过程中受温度、天气、风速等气候因素和驾驶习惯影响较大，且其道路阻力是将减速过程视为匀减速过程，而实际并非匀减速过程，因此传统道路阻力测试会与实际有一定误差，且可重复性不高。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种道路阻力与车速关系的测试方法、装置及设备，从而解决现有技术中受外界环境因素影响导致测试不准确且可重复性较低的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种道路阻力与车速关系的测试方法，所述方法包括：

获取待标定汽车的标定车速；

获取所述待标定汽车在车头前方的正投影面积，以及所述待标定汽车在当前车速为所述标定车速时的道路阻力；

根据所述待标定汽车在车头前方的正投影面积，标定车速和道路阻力，确定所述待标定汽车的道路阻力与车速的关系。

其中，所述获取所述待标定汽车在当前车速为所述标定车速时的道路阻力的步骤包括：

获取所述待标定汽车的当前车速为第一组标定车速时的机械阻力值；

获取所述待标定汽车的当前车速为第二组标定车速时的轮胎滚动阻力值；

获取所述待标定汽车的当前车速为第三组标定车速时的空气阻力值。

其中，所述获取所述待标定汽车的当前车速为第一组标定车速时的机械阻力值的步骤包括：

获取待标定汽车的轮胎滚动半径R₁；

分别获取与所述第一组标定车速V₁中的各标定车速V_1i对应的，测功机输出的扭矩值T_1i；其中，所述V_1i为所述第一组标定车速V₁中的第i个所述待标定车速V₁；所述测功机与未安装轮胎的轮毂连接；所述待标定汽车的每一所述轮毂均与一个所述测功机连接，所述扭矩值T_1i为四个所述测功机输出的扭矩值之和；

根据公式T_1i＝F_1i×R₁，获取与所述待标定车速V_1i对应的机械阻力值F_1i。

其中，所述获取所述待标定汽车的当前车速为第二组标定车速时的轮胎滚动阻力值的步骤包括：

获取驱动轮胎滚动的滚筒的半径R₂；

控制施力设备给轮胎施加一垂直载荷G，其中，所述轮胎当前为与车身分离的状态；

分别获取与所述第二组待标定车速V₂中的各标定车速V_2j对应的，滚筒电机输出的扭矩值T_2j和滚筒的损失力矩值T_3j；其中，V_2j为第j个待标定车速V₂；

根据公式F_4j×R₂＝T_2j-T_3j，获取与所述待标定车速V_2j对应的单个轮胎的滚动阻力F_4j；

根据公式F_2j＝4×F_4j，获取与所述待标定车速V_2j对应的四个轮胎的滚动阻力值之和F_2j。

其中，所述获取所述待标定汽车的当前车速为第三组标定车速时的空气阻力值的步骤包括：

控制风动风机吹动空气，使风速分别为所述第三组待标定车速V₃中的各标定车速V_3k，其中V_3k为所述第三组标定车速V₃中的第k个所述待标定车速V₃；

获取与所述V_3k相对应的所述待标定汽车的前端压强P_1k和后端压强P_2k；

根据所述待标定汽车的前端压强P_1k和后端压强P_2k，所述待标定汽车在车头前方的正投影面积S，以及，公式F₃＝(P₁-P₂)×S，获取与所述V_3k相对应的空气阻力值F_3k。

其中，所述根据所述待标定汽车在车头前方的正投影面积，标定车速和道路阻力，确定所述待标定汽车的道路阻力与车速的关系的步骤包括：

根据第一组标定车速及与所述第一组标定车速对应的机械阻力值，确定机械阻力与车速的第一关系；其中，所述第一关系的公式为F₁＝a₁×V+b₁，F₁为机械阻力，a₁为所述机械阻力与车速的比例系数，b₁为所述机械阻力与车速的第一关系的常数项；

根据第二组标定车速及与所述第二组标定车速对应的轮胎滚动阻力值，确定轮胎滚动阻力与车速的第二关系；其中，所述第二关系的公式为F₂＝a₂×V+b₂，F₂为轮胎滚动阻力，a₂为所述轮胎滚动阻力与车速的比例系数，b₂为所述轮胎的滚动阻力与车速的第二关系的常数项；

根据第三组标定车速及与所述第三组标定车速对应的空气阻力值，确定空气阻力与车速的第三关系，其中，所述第三关系的公式为F₃＝α×S×V²/21.15，F₃为空气阻力，α为所述待标定汽车的风阻系数，S为待标定汽车在车头前方的正投影面积；

根据所述第一关系、所述第二关系和所述第三关系，确定车速与道路阻力的关系。

其中，所述根据第一组标定车速及与所述第一组标定车速对应的机械阻力值，获取机械阻力与车速的第一关系的步骤包括：

获取多组所述机械阻力与所述待标定车速的比例系数值及常数项值；

获取多个所述比例系数值的第一平均值及多个所述常数项值的第二平均值；

根据所述第一平均值和所述第二平均值，以及公式F₁＝a₁×V+b₁，获取车速与机械阻力的第一关系；其中，所述第一关系中的a₁为第一平均值，b₁为第一平均值。

其中，所述根据第二组标定车速及与所述第二组标定车速对应的轮胎滚动阻力值，获取轮胎滚动阻力与车速的第二关系的步骤包括：

获取多组所述轮胎滚动阻力与所述待标定车速的比例系数值及常数项值；

获取多个所述比例系数值的第三平均值及多个所述常数项值的第四平均值；

根据所述第三平均值和所述第四平均值，以及公式F₂＝a₂×V+b₂，获取轮胎滚动阻力与车速的第二关系；其中，所述第二关系中的a₂为第三平均值，b₂为第四平均值。

其中，所述根据第三组标定车速及与所述第三组标定车速对应的空气阻力值，获取空气阻力与车速的第三关系的步骤包括：

获取多个所述空气阻力与所述待标定车速的风阻系数值；

获取多个所述风阻系数值的第五平均值；

根据所述第五平均值，以及公式F₃＝α×S×V²/21.15，获取空气阻力与车速的第三关系；其中，所述第三关系中的α为第五平均值。

其中，所述根据所述第一关系、所述第二关系和所述第三关系，获取车速与道路阻力的关系的步骤包括：

根据所述第一关系、所述第二关系和所述第三关系，确定车速与道路阻力的关系为：F＝F₁+F₂+F₃＝(a₁+a₂)×V+(b₁+b₁)+α×S×V²/21.15；其中，F为道路阻力。

本发明实施例还提供一种道路阻力与车速关系的测试装置，其中，所述测试装置包括：

第一获取模块，用于获取待标定汽车的标定车速；

第二获取模块，用于获取所述待标定汽车在车头前方的正投影面积，以及所述待标定汽车在当前车速为所述标定车速时的道路阻力；

确定模块，用于根据所述待标定汽车在车头前方的正投影面积，标定车速和道路阻力，确定所述待标定汽车的道路阻力与车速的关系。

其中，所述第二获取模块包括：

第一获取子模块，用于获取所述待标定汽车的当前车速为第一组标定车速时的机械阻力值；

第二获取子模块，用于获取所述待标定汽车的当前车速为第二组标定车速时的轮胎滚动阻力值；

第三获取子模块，用于获取所述待标定汽车的当前车速为第三组标定车速时的空气阻力值。

其中，所述第一获取子模块包括：

第一获取单元，用于获取待标定汽车的轮胎滚动半径R₁；

第二获取单元，用于分别获取与所述第一组标定车速V₁中的各标定车速V_1i对应的，测功机输出的扭矩值T_1i；其中，所述V_1i为所述第一组标定车速V₁中的第i个所述待标定车速V₁；所述测功机与未安装轮胎的轮毂连接；所述待标定汽车的每一所述轮毂均与一个所述测功机连接，所述扭矩值T_1i为四个所述测功机输出的扭矩值之和；

第三获取单元，用于根据公式T_1i＝F_1i×R₁，获取与所述待标定车速V_1i对应的机械阻力值F_1i。

其中，所述第二获取子模块包括：

第四获取单元，用于获取驱动轮胎滚动的滚筒的半径R₂；

第一控制单元，用于控制施力设备给轮胎施加一垂直载荷G，其中，所述轮胎当前为与车身分离的状态；

第五获取单元，用于分别获取与所述第二组待标定车速V₂中的各标定车速V_2j对应的，滚筒电机输出的扭矩值T_2j和滚筒的损失力矩值T_3j；其中，V_2j为第j个待标定车速V₂；

第六获取单元，用于根据公式F_4j×R₂＝T_2j-T_3j，获取与所述待标定车速V_2j对应的单个轮胎的滚动阻力F_4j；

第七获取元，用于根据公式F_2j＝4×F_4j，获取与所述待标定车速V_2j对应的四个轮胎的滚动阻力值之和F_2j。

其中，所述第三获取子模块包括：

第二控制单元，用于控制风动风机吹动空气，使风速为待标定车速V_3k，其中V_3k为第k个待标定车速V₃；

第八获取单元，用于获取与所述V_3k相对应的所述待标定汽车的前端压强P_1k和后端压强P_2k；

第九获取单元，用于根据所述待标定汽车的前端压强P_1k和后端压强P_2k，所述待标定汽车在车头前方的正投影面积S，以及，公式F₃＝(P₁-P₂)×S，获取与所述V_3k相对应的空气阻力值F_3k。

其中，所述确定模块包括：

第一确定子模块，用于根据第一组标定车速及与所述第一组标定车速对应的机械阻力值，确定机械阻力与车速的第一关系；其中，所述第一关系的公式为F₁＝a₁×V+b₁，F₁为机械阻力，a₁为所述机械阻力与车速的比例系数，b₁所述机械阻力与车速的第一关系的常数项；

第二确定子模块，用于根据第二组标定车速及与所述第二组标定车速对应的轮胎滚动阻力值，确定轮胎滚动阻力与车速的第二关系；其中，所述第二关系的公式为F₂＝a₂×V+b₂，F₂为轮胎滚动阻力，a₂为所述轮胎滚动阻力与车速的比例系数，b₂为所述轮胎的滚动阻力与车速的第二关系的常数项；

第三确定子模块，用于根据第三组标定车速及与所述第三组标定车速对应的空气阻力值，确定空气阻力与车速的第三关系，其中，所述第三关系的公式为F₃＝α×S×V²/21.15，F₃为空气阻力，α为所述待标定汽车的风阻系数，S为待标定汽车在车头前方的正投影面积；

第四确定子模块，用于根据所述第一关系、所述第二关系和所述第三关系，确定车速与道路阻力的关系。

其中，所述第一确定子模块包括：

第十获取单元，用于获取多组所述机械阻力与所述待标定车速的比例系数值及常数项值；

第十一获取单元，用于获取多个所述比例系数值的第一平均值及多个所述常数项值的第二平均值；

第十二获取单元，用于根据所述第一平均值和所述第二平均值，以及公式F₁＝a₁×V+b₁，获取车速与机械阻力的第一关系；其中，所述第一关系中的a₁为第一平均值，b₁为第一平均值。

其中，所述第二确定子模块包括：

第十三获取单元，用于获取多组所述轮胎滚动阻力与所述待标定车速的比例系数值及常数项值；

第十四获取单元，用于获取多个所述比例系数值的第三平均值及多个所述常数项值的第四平均值；

第十五获取单元，用于根据所述第三平均值和所述第四平均值，以及公式F₂＝a₂×V+b₂，获取轮胎滚动阻力与车速的第二关系；其中，所述第二关系中的a₂为第三平均值，b₂为第四平均值。

其中，所述第三确定子模块包括：

第十六获取单元，用于获取多个所述空气阻力与所述待标定车速的风阻系数值；

第十七获取单元，用于获取多个所述风阻系数值的第五平均值；

第十八获取单元，用于根据所述第五平均值、所述待标定汽车在车头前方的正投影面积、以及公式F₃＝α×S×V²/21.15，获取空气阻力与车速的第三关系；其中，所述第三关系中的α为第五平均值。

其中，所述第四确定子模块包括：

确定单元，用于根据所述第一关系、所述第二关系和所述第三关系，确定车速与道路阻力的关系为：F＝F₁+F₂+F₃＝(a₁+a₂)×V+(b₁+b₁)+α×S×V²/21.15；其中，F为道路阻力。

本发明实施例还提供一种道路阻力与车速关系的测试设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器读取所述存储器中的程序，执行如上所述方法中的步骤。

本发明的上述技术方案至少具有如下有益效果：

本发明实施例的道路阻力与车速关系的测试方法，通过单一变量的原则，分别测试道路阻力中的机械阻力与车速的关系，轮胎滚动阻力与车速的关系，以及空气阻力与车速的关系，实现了对道路阻力与车速关系的测试，其中，每测试过程均排除了其他阻力的干扰，精确度较高；由于测试过程不依赖其他气候因素，因此可重复性较高，且进一步提高了精确度。

附图说明

图1是本发明实施例的道路阻力与车速关系的测试方法的基本步骤示意图；

图2是本发明实施例的道路阻力与车速关系的测试装置的组成结构示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明实施例针对现有技术中道路阻力与车速关系的测试方法受气候因素和驾驶习惯影响较大，导致测试精度低且可重复性不高的问题，提供了一种道路阻力与车速关系的测试方法，实现了不依赖气候因素和驾驶习惯的测试，测试过程可重复性较高，测试精确度高。

如图1所示，本发明实施例提供了一种道路阻力与车速关系的测试方法，所述方法包括：

步骤11，获取待标定汽车的标定车速；

步骤12，获取所述待标定汽车在车头前方的正投影面积，以及所述待标定汽车在当前车速为所述标定车速时的道路阻力；

步骤13，根据所述待标定汽车在车头前方的正投影面积，标定车速和道路阻力，确定所述待标定汽车的道路阻力与车速的关系。

具体的，所述标定车速包括多组标定车速，其中，不同组的标定车速的各车速值可以相同，也可以不同，所述第一组待标定车速和所述第二组待标定车速的个数至少为两个，所述第三组待标定车速的个数至少为一个，需要说明的是，每一组标定车速值的个数越多，测试结果越精确。

具体的，所述待标定汽车在车头前方的正投影面积用于确定所述待标定汽车所受的空气阻力，其中，所述正投影面积为测试设备对所述待标定汽车实际测试的结果。

进一步的，所述获取所述待标定汽车在当前车速为所述标定车速时的道路阻力的步骤包括：

获取所述待标定汽车的当前车速为第一组标定车速时的机械阻力值；其中，所述机械阻力值为所述待标定汽车的当前车速为第一组标定车速的各速度值时，获取的与该速度值相对应的机械阻力值。

获取所述待标定汽车的当前车速为第二组标定车速时的轮胎滚动阻力值；其中，所述轮胎滚动阻力值为所述待标定汽车的当前车速为第二组标定车速的各速度值时，获取的与该速度值相对应的轮胎滚动阻力值。

获取所述待标定汽车的当前车速为第三组标定车速时的空气阻力值；其中，所述空气阻力值为所述待标定汽与风力的当前相对车速为第三组标定车速的各速度值时，获取的与该速度值相对应的空气阻力值。

具体的，所述道路阻力一般包括机械阻力、轮胎滚动阻力和空气阻力；其中，所述机械阻力为：在汽车行驶过程中，汽车本身的变速器和主减速器等部件机械摩擦产生的阻力；所述轮胎滚动阻力为：在汽车行驶过程中，轮胎所受到的与滚动方向相反的阻力，所述滚动阻力一般有轮胎变形、路面变形和轮胎与路面的摩擦三部分组成；所述空气阻力为：汽车在行驶过程中在汽车行驶方向上受到的，由于汽车与空气的相对运动产生的阻碍汽车行驶的阻力。

具体的，所述获取待标定汽车的标定车速的方式包括：在进行机械阻力与车速关系的测试时，实时获取所述待标定汽车的整车控制器输出的车速；在进行轮胎滚动阻力与车速的关系的测试时，通过实时采集所述轮胎的转动速率，并根据轮胎的转动速率与车速的关系，获取所述车速；在进行空气阻力与车速关系的测试时，通过实时获取风力的风速，将风力与所述待标定汽车的相对速度，作为所述待标定汽车的所述标定速度，由于在进行空气阻力与车速关系的测试时，所述待标定汽车相对于地面静止，因此，所述风速等同于所述标定车速。

进一步的，所述获取所述待标定汽车的当前车速为第一组标定车速时的机械阻力值的步骤包括：

获取待标定汽车的轮胎滚动半径R₁；

分别获取与所述第一组标定车速V₁中的各标定车速V_1i对应的，测功机输出的扭矩值T_1i；其中，所述V_1i为所述第一组标定车速V₁中的第i个所述待标定车速V₁；所述测功机与未安装轮胎的轮毂连接；所述待标定汽车的每一所述轮毂均与一个所述测功机连接，所述扭矩值T_1i为四个所述测功机输出的扭矩值之和；

根据公式T_1i＝F_1i×R₁，获取与所述待标定车速V_1i对应的机械阻力值F_1i。

需要说明的是，获取与所述第一组标定车速相对应的机械阻力值的过程中，所述待标定汽车为轮胎与轮毂分离的状态，即，所述待标定汽车的当前状态为不包含轮胎的状态。所述待标定汽车设置在机械阻力测试设备上，所述机械阻力测试设备的悬架通过所述轮毂将所述待标定汽车悬挂，每一所述轮毂还与机械阻力测试设备的测功机连接，所述测功机用于测试所述待标定汽车达到所述第一组标定车速的各速度值时需要的扭矩，所述扭矩即为所述待标定汽车在所述标定车速时的为克服所述机械阻力需要的扭矩。

通过上述机械阻力的测试方法对所述待标定汽车的机械阻力进行测试，避免了其他外界因素的干扰，提高了测试的精度，而且由于所述待标定汽车的所述标定车速是通过测试设备进行控制的，因此该测试过程可重复进行。

进一步的，所述获取所述待标定汽车的当前车速为第二组标定车速时的轮胎滚动阻力值的步骤包括：

获取驱动轮胎滚动的滚筒的半径R₂；

控制施力设备给轮胎施加一垂直载荷G，其中，所述轮胎当前为与车身分离的状态，所述垂直载荷G相当于所述轮胎在正常工作过程中承受的重量；

分别获取与所述第二组待标定车速V₂中的各标定车速V_2j对应的，滚筒电机输出的扭矩值T_2j和滚筒的损失力矩值T_3j；其中，V_2j为第j个待标定车速V₂；

根据公式F_4j×R₂＝T_2j-T_3j，获取与所述待标定车速V_2j对应的单个轮胎的滚动阻力F_4j；

由于所述待标定汽车上安装有四个轮胎，因此，需要根据公式F_2j＝4×F_4j，获取与所述待标定车速V_2j对应的四个轮胎的滚动阻力值之和F_2j。

具体的，所述轮胎滚动阻力通过轮胎滚动阻力测试设备进行测试，所述轮胎滚动阻力测试设备包括台架，滚筒和驱动滚筒转动的驱动电机，以及控制所述驱动电机工作的控制器，其中，所述台架用于固定所述轮胎，所述滚筒通过所述轮胎的下方的外端面支撑所述轮胎；在所述驱动电机驱动所述滚筒转动的同时，所述轮胎跟随所述滚筒转动，其中，所述控制器用于实时获取所述驱动电机输出的扭矩和所述滚筒消耗的扭矩，两者之差即为轮胎滚动时克服所述轮胎滚动阻力所消耗的扭矩。

需要说明的是，在轮胎转动之前，所述控制器需要控制施力设备给所述轮胎施加一个垂直载荷G，所述垂直载荷G相当于所述车轮在工作过程中承受的重量，从而实现了模拟所述车轮正常工作的过程。

在所述轮胎上设置有角度传感器，用于实时获取所述轮胎的转动速度，从而判断所述轮胎的当前转动速度是否与所述第二组标定车速的各速度值相对应。

通过将轮胎与车身分离，实现了在测试轮胎滚动阻力的时候，避免所述待标定汽车的机械阻力的影响，在测试设备上进行轮胎滚动阻力的测试，避免了空气、温度等对所述轮胎滚动阻力测试的影响，提高了测试精度，由于测试过程中，都是通过设备对各部件进行数据采集和控制的，因此，能够实现重复测试。

进一步的，所述获取所述待标定汽车的当前车速为第三组标定车速时的空气阻力值的步骤包括：

控制风动风机吹动空气，使风速分别为所述第三组待标定车速V₃中的各标定车速V_3k，其中V_3k为所述第三组标定车速V₃中的第k个所述待标定车速V₃；

获取与所述V_3k相对应的所述待标定汽车的前端压强P_1k和后端压强P_2k；

根据所述待标定汽车的前端压强P_1k和后端压强P_2k，所述待标定汽车在车头前方的正投影面积S，以及，公式F₃＝(P₁-P₂)×S，获取与所述V_3k相对应的空气阻力值F_3k。

具体的，所述空气阻力的测试，采用了所述待标定汽车与风力的相对速度达到所述待标定车速的方法，将所述待标定汽车设置在一空气阻力测试的试验舱内，通过控制风动风机产生的风力的风速分别达到所述第三组标定车速的各速度值，并从所述待标定汽车的前端吹入试验舱，而所述待标定汽车固定在所述试验舱内，模拟所述风力与所述待标定汽车的相对速度为所述第三组标定车速的各速度值，当所述风力依次达到所述第三组标定车速的速度值时，采集所述待标定汽车的前端的压强和后端的压强，并通过所述待标定汽车在车头前方的正投影面积，确定与所述待标定车速相对应的空气阻力。

通过控制吹入试验舱内的风力的风速，实现风力与所述待标定汽车的相对速度达到所述第三组标定速度，由于测试过程中，所述待标定汽车处于静止状态，因此，没有产生机械阻力；所述待标定汽车的轮胎没有滚动，因此，没有产生滚动阻力；从而，提高了所述空气阻力的测试精度；通过调节所述风力的风速，可以实现重复测试所述待标定汽车的空气阻力。

进一步的，所述根据所述待标定汽车在车头前方的正投影面积，标定车速和道路阻力，确定所述待标定汽车的道路阻力与车速的关系的步骤包括：

根据第一组标定车速及与所述第一组标定车速对应的机械阻力值，确定机械阻力与车速的第一关系；其中，所述第一关系的公式为F₁＝a₁×V+b₁，F₁为机械阻力，a₁为所述机械阻力与车速的比例系数，b₁为所述机械阻力与车速的第一关系的常数项；

具体的，获取机械阻力与车速的第一关系的步骤包括：

获取多组所述机械阻力与所述待标定车速的比例系数值及常数项值；具体的，根据获取的所述第一组标定车速的各速度值及与其对应的机械阻力值中的任意两组，及公式F₁＝a₁×V+b₁，获取一组a₁值和b₁值。

获取多个所述比例系数值的第一平均值及多个所述常数项值的第二平均值；具体的，根据获取的多个a₁值，计算其平均值并作为所述第一平均值，将所述第一平均值作为所述机械阻力与车速的第一关系的比例系数；根据获取的多个b₁值，计算其平均值并作为第二平均值，将所述第二平均值作为所述机械阻力与车速的第一关系的常数项，其中，所述b₁可以理解为所述待标定汽车的车速为0时的机械阻力。

根据所述第一平均值和所述第二平均值，以及公式F₁＝a₁×V+b₁，获取车速与机械阻力的第一关系。

根据第二组标定车速及与所述第二组标定车速对应的轮胎滚动阻力值，确定轮胎滚动阻力与车速的第二关系；其中，所述第二关系的公式为F₂＝a₂×V+b₂，F₂为轮胎滚动阻力，a₂为所述轮胎滚动阻力与车速的比例系数，b₂为所述轮胎滚动阻力与车速的第二关系的常数项。

具体的，所述获取轮胎滚动阻力与车速的第二关系的步骤包括：

获取多组所述轮胎滚动阻力与所述待标定车速的比例系数值及常数项值；具体的，根据获取的所述第二组标定车速的各速度值及与其对应的轮胎滚动阻力值中的任意两组，及公式F₂＝a₂×V+b₂，获取一组a₂值和b₂值。

获取多个所述比例系数值的第三平均值及多个所述常数项值的第四平均值；具体的，根据获取的多个a₂值，计算其平均值并作为第三平均值，将所述第三平均值作为所述轮胎滚动阻力与车速的第一关系的比例系数；根据获取的多个b₂值，计算其平均值并作为第四平均值，将所述第四平均值作为所述轮胎滚动阻力与车速的第二关系的常数项，其中，所述b₂可以理解为所述待标定汽车的车速为0时的轮胎滚动阻力。

根据所述第三平均值和所述第四平均值，以及公式F₂＝a₂×V+b₂，获取轮胎滚动阻力与车速的第二关系。

根据第三组标定车速及与所述第三组标定车速对应的空气阻力值，确定空气阻力与车速的第三关系，其中，所述第三关系的公式为F₃＝α×S×V²/21.15，F₃为空气阻力，α为所述待标定汽车的风阻系数，S为待标定汽车在车头前方的正投影面积。

具体的，获取空气阻力与车速的第三关系的步骤包括：

获取多个所述空气阻力与所述待标定车速的风阻系数值；具体的，根据获取的所述待标定汽车在车头前方的正投影面积和任意一组所述第三组标定车速的各速度值及与其对应的空气阻力值，及公式F₃＝α×S×V²/21.15，获取一个所述二次项系数值α。

获取多个所述风阻系数值的平均值，并作为第五平均值。

根据所述第五平均值，以及公式F3＝α×S×V²/21.15，获取空气阻力与车速的第三关系。

根据所述第一关系、所述第二关系和所述第三关系，确定车速与道路阻力的关系。

具体的，获取车速与道路阻力的关系的步骤包括：

根据所述第一关系、所述第二关系和所述第三关系，确定车速与道路阻力的关系为：F＝F₁+F₂+F₃＝(a₁+a₂)×V+(b₁+b₂)+α×S×V²/21.15；其中，F为道路阻力。

本发明的上述实施例，通过分别测试机械阻力与车速的关系，轮胎滚动阻力与车速的关系和空气阻力与车速的关系，避免了外界因素的干扰，使测试结果更精确；在测试过程中，通过设备控制所述待标定汽车的车速，避免了驾驶习惯对测试结果的影响，同时能够实现重复测试。

如图2所示，本发明的实施例还提供一种道路阻力与车速关系的测试装置，其中，所述测试装置包括：

第一获取模块21，用于获取待标定汽车的标定车速；

第二获取模块22，用于获取所述待标定汽车在车头前方的正投影面积，以及所述待标定汽车在当前车速为所述标定车速时的道路阻力；

确定模块23，用于根据所述待标定汽车在车头前方的正投影面积，标定车速和道路阻力，确定所述待标定汽车的道路阻力与车速的关系。

具体的，由于所述道路阻力包括机械阻力、轮胎滚动阻力和空气阻力，因此所述第二获取模块包括分别获取上述三个阻力的获取子模块。

进一步的，所述三个阻力的获取子模块为：

第一获取子模块，用于获取所述待标定汽车的当前车速为第一组标定车速时的机械阻力值；所述第一获取子模块在所述待标定汽车的当前车速依次为所述第一组标定车速的各车速值时，获取与其对应的机械阻力值并存储所述车速值和与其对应的机械阻力值。

第二获取子模块，用于获取所述待标定汽车的当前车速为第二组标定车速时的轮胎滚动阻力值；所述第二获取子模块在所述待标定汽车的当前车速依次为所述第二组标定车速的各车速值时，获取与其对应的轮胎滚动阻力值并存储所述车速值和与其对应的轮胎滚动阻力值。

第三获取子模块，用于获取所述待标定汽车的当前车速为第三组标定车速时的空气阻力值，所述第三获取子模块用于获取风动风机吹出的风力的当前风速依次为所述第二组标定车速的各车速值时，获取与其对应的空气阻力值并存储所述车速值和与其对应的轮胎滚动阻力值。

具体的，所述第一获取子模块包括：

第一获取单元，用于获取待标定汽车的轮胎滚动半径R₁；

第二获取单元，用于分别获取与所述第一组标定车速V₁中的各标定车速V_1i对应的，测功机输出的扭矩值T_1i；其中，所述V_1i为所述第一组标定车速V₁中的第i个所述待标定车速V₁；所述测功机与未安装轮胎的轮毂连接；所述待标定汽车的每一所述轮毂均与一个所述测功机连接，所述扭矩值T_1i为四个所述测功机输出的扭矩值之和；

第三获取单元，用于根据公式T_1i＝F_1i×R₁，获取与所述待标定车速V_1i对应的机械阻力值F_1i。

具体的，所述第二获取子模块包括：

第四获取单元，用于获取驱动轮胎滚动的滚筒的半径R₂；其中，所述滚筒为驱动所述轮胎转动的设备，通过获取驱动所述滚筒转动的驱动电机的输出扭矩和所述滚筒损失的力矩，间接获取所述轮胎滚动时克服轮胎滚动阻力所消耗的力矩。

第一控制单元，用于控制施力设备给轮胎施加一垂直载荷G，其中，所述轮胎当前为与车身分离的状态；

第五获取单元，用于分别获取与所述第二组待标定车速V₂中的各标定车速V_2j对应的，滚筒电机输出的扭矩值T_2j和滚筒的损失力矩值T_3j；其中，V_2j为第j个待标定车速V₂；

第六获取单元，用于根据公式F_4j×R₂＝T_2j-T_3j，获取与所述待标定车速V_2j对应的单个轮胎的滚动阻力F_4j；

第七获取单元，用于根据公式F_2j＝4×F_4j，获取与所述待标定车速V_2j对应的四个轮胎的滚动阻力值之和F_2j。

具体的，所述第三获取子模块包括：

第二控制单元，用于控制风动风机吹动空气，使风速为待标定车速V_3k，其中V_3k为第k个待标定车速V₃；

第八获取单元，用于获取与所述V_3k相对应的所述待标定汽车的前端压强P_1k和后端压强P_2k；

第九获取单元，用于根据所述待标定汽车的前端压强P_1k和后端压强P_2k，所述待标定汽车在车头前方的正投影面积S，以及，公式F₃＝(P₁-P₂)×S，获取与所述V_3k相对应的空气阻力值F_3k。

进一步的，所述确定模块包括：

第一确定子模块，用于根据第一组标定车速及与所述第一组标定车速对应的机械阻力值，确定机械阻力与车速的第一关系；其中，所述第一关系的公式为F₁＝a₁×V+b₁，F₁为机械阻力，a₁为所述机械阻力与车速的比例系数，b₁所述机械阻力与车速的第一关系的常数项；

第二确定子模块，用于根据第二组标定车速及与所述第二组标定车速对应的轮胎滚动阻力值，确定轮胎滚动阻力与车速的第二关系；其中，所述第二关系的公式为F₂＝a₂×V+b₂，F₂为轮胎滚动阻力，a₂为所述轮胎滚动阻力与车速的比例系数，b₂为所述轮胎的滚动阻力与车速的第二关系的常数项；

第三确定子模块，用于根据第三组标定车速及与所述第三组标定车速对应的空气阻力值，确定空气阻力与车速的第三关系，其中，所述第三关系的公式为F₃＝α×S×V²/21.15，F₃为空气阻力，α为所述待标定汽车的风阻系数，S为待标定汽车在车头前方的正投影面积；

第四确定子模块，用于根据所述第一关系、所述第二关系和所述第三关系，确定车速与道路阻力的关系。

具体的，所述第一确定子模块包括：

第十获取单元，用于获取多组所述机械阻力与所述待标定车速的比例系数值及常数项值；

第十一获取单元，用于获取多个所述比例系数值的第一平均值及多个所述常数项值的第二平均值；

第十二获取单元，用于根据所述第一平均值和所述第二平均值，以及公式F₁＝a₁×V+b₁，获取车速与机械阻力的第一关系；其中，所述第一关系中的a₁为第一平均值，b₁为第一平均值。

具体的，所述第二确定子模块包括：

第十三获取单元，用于获取多组所述轮胎滚动阻力与所述待标定车速的比例系数值及常数项值；

第十四获取单元，用于获取多个所述比例系数值的第三平均值及多个所述常数项值的第四平均值；

第十五获取单元，用于根据所述第三平均值和所述第四平均值，以及公式F₂＝a₂×V+b₂，获取轮胎滚动阻力与车速的第二关系；其中，所述第二关系中的a₂为第三平均值，b₂为第四平均值。

具体的，所述第三确定子模块包括：

第十六获取单元，用于获取多个所述空气阻力与所述待标定车速的风阻系数值；

第十七获取单元，用于获取多个所述风阻系数值的第五平均值；

第十八获取单元，用于根据所述第五平均值、所述待标定汽车在车头前方的正投影面积、以及公式F₃＝α×S×V²/21.15，获取空气阻力与车速的第三关系；其中，所述第三关系中的α为第五平均值。

进一步的，所述第四确定子模块包括：

确定单元，用于根据所述第一关系、所述第二关系和所述第三关系，确定车速与道路阻力的关系为：F＝F₁+F₂+F₃＝(a₁+a₂)×V+(b₁+b₁)+α×S×V²/21.15；其中，F为道路阻力。

本发明实施例还提供一种道路阻力与车速关系的测试设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其中，所述处理器读取所述存储器中的程序，执行如上所述方法中的步骤。

本发明的上述实施例的道路阻力与车速关系的测试方法，通过分别测试机械阻力与车速的关系，轮胎滚动阻力与车速的关系，以及空气阻力与车速的关系，避免了三者之间的相互干扰，提高了测试的精度；通过测试设备控制所述待标定汽车达到所述标定车速，避免了驾驶习惯的影响；通过模拟的方式对道路阻力与车速的关系进行测试，使测试过程中不依赖外界的气候条件，从而能够实现重复测试，同时进一步提高了测试精度。

需要说明的是，本发明实施例提供的道路阻力与车速关系的测试装置和设备是采用上述道路阻力与车速关系的测试方法的装置和设备，则上述道路阻力与车速关系的测试方法的所有实施例均适用于该装置和设备，且均能达到相同或相似的有益效果。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (21)

1.一种道路阻力与车速关系的测试方法，其特征在于，所述测试方法包括：

获取待标定汽车的标定车速；

获取所述待标定汽车在车头前方的正投影面积，以及所述待标定汽车在当前车速为所述标定车速时的道路阻力；

根据所述待标定汽车在车头前方的正投影面积，标定车速和道路阻力，确定所述待标定汽车的道路阻力与车速的关系。

2.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述获取所述待标定汽车在当前车速为所述标定车速时的道路阻力的步骤包括：

获取所述待标定汽车的当前车速为第一组标定车速时的机械阻力值；

获取所述待标定汽车的当前车速为第二组标定车速时的轮胎滚动阻力值；

获取所述待标定汽车的当前车速为第三组标定车速时的空气阻力值。

3.根据权利要求2所述的测试方法，其特征在于，所述获取所述待标定汽车的当前车速为第一组标定车速时的机械阻力值的步骤包括：

获取待标定汽车的轮胎滚动半径R₁；

分别获取与所述第一组标定车速V₁中的各标定车速V_1i对应的，测功机输出的扭矩值T_1i；其中，所述V_1i为所述第一组标定车速V₁中的第i个所述待标定车速V₁；所述测功机与未安装轮胎的轮毂连接；所述待标定汽车的每一所述轮毂均与一个所述测功机连接，所述扭矩值T_1i为四个所述测功机输出的扭矩值之和；

根据公式T_1i＝F_1i×R₁，获取与所述待标定车速V_1i对应的机械阻力值F_1i。

4.根据权利要求2所述的测试方法，其特征在于，所述获取所述待标定汽车的当前车速为第二组标定车速时的轮胎滚动阻力值的步骤包括：

获取驱动轮胎滚动的滚筒的半径R₂；

控制施力设备给轮胎施加一垂直载荷G，其中，所述轮胎当前为与车身分离的状态；

分别获取与所述第二组待标定车速V₂中的各标定车速V_2j对应的，滚筒电机输出的扭矩值T_2j和滚筒的损失力矩值T_3j；其中，V_2j为第j个待标定车速V₂；

根据公式F_4j×R₂＝T_2j-T_3j，分别获取与所述待标定车速V_2j对应的单个轮胎的滚动阻力F_4j；

根据公式F_2j＝4×F_4j，获取与所述待标定车速V_2j对应的四个轮胎的滚动阻力值之和F_2j。

5.根据权利要求2所述的测试方法，其特征在于，所述获取所述待标定汽车的当前车速为第三组标定车速时的空气阻力值的步骤包括：

控制风动风机吹动空气，使风速分别为所述第三组待标定车速V₃中的各标定车速V_3k，其中V_3k为所述第三组标定车速V₃中的第k个所述待标定车速V₃；

获取与所述V_3k相对应的所述待标定汽车的前端压强P_1k和后端压强P_2k；

根据所述待标定汽车的前端压强P_1k和后端压强P_2k，所述待标定汽车在车头前方的正投影面积S，以及，公式F₃＝(P₁-P₂)×S，获取与所述V_3k相对应的空气阻力值F_3k。

6.根据权利要求2-5任一项所述的测试方法，其特征在于，所述根据所述待标定汽车在车头前方的正投影面积，标定车速和道路阻力，确定所述待标定汽车的道路阻力与车速的关系的步骤包括：

根据第一组标定车速及与所述第一组标定车速对应的机械阻力值，确定机械阻力与车速的第一关系；其中，所述第一关系的公式为F₁＝a₁×V+b₁，F₁为机械阻力，a₁为所述机械阻力与车速的比例系数，b₁为所述机械阻力与车速的第一关系的常数项；

根据第二组标定车速及与所述第二组标定车速对应的轮胎滚动阻力值，确定轮胎滚动阻力与车速的第二关系；其中，所述第二关系的公式为F₂＝a₂×V+b₂，F₂为轮胎滚动阻力，a₂为所述轮胎滚动阻力与车速的比例系数，b₂为所述轮胎滚动阻力与车速的第二关系的常数项；

根据第三组标定车速及与所述第三组标定车速对应的空气阻力值，确定空气阻力与车速的第三关系，其中，所述第三关系的公式为F₃＝α×S×V²/21.15，F₃为空气阻力，α为所述待标定汽车的风阻系数，S为待标定汽车在车头前方的正投影面积；

根据所述第一关系、所述第二关系和所述第三关系，确定车速与道路阻力的关系。

7.根据权利要求6所述的测试方法，其特征在于，所述根据第一组标定车速及与所述第一组标定车速对应的机械阻力值，获取机械阻力与车速的第一关系的步骤包括：

获取多组所述机械阻力与所述待标定车速的比例系数值及常数项值；

获取多个所述比例系数值的第一平均值及多个所述常数项值的第二平均值；

根据所述第一平均值和所述第二平均值，以及公式F₁＝a₁×V+b₁，获取车速与机械阻力的第一关系；其中，所述第一关系中的a₁为第一平均值，b₁为第一平均值。

8.根据权利要求6所述的测试方法，其特征在于，所述根据第二组标定车速及与所述第二组标定车速对应的轮胎滚动阻力值，获取轮胎滚动阻力与车速的第二关系的步骤包括：

获取多组所述轮胎滚动阻力与所述待标定车速的比例系数值及常数项值；

获取多个所述比例系数值的第三平均值及多个所述常数项值的第四平均值；

根据所述第三平均值和所述第四平均值，以及公式F₂＝a₂×V+b₂，获取轮胎滚动阻力与车速的第二关系；其中，所述第二关系中的a₂为第三平均值，b₂为第四平均值。

9.根据权利要求6所述的测试方法，其特征在于，所述根据第三组标定车速及与所述第三组标定车速对应的空气阻力值，获取空气阻力与车速的第三关系的步骤包括：

获取多个所述空气阻力与所述待标定车速的风阻系数值；

获取多个所述风阻系数值的第五平均值；

根据所述第五平均值，以及公式F₃＝α×S×V²/21.15，获取空气阻力与车速的第三关系；其中，所述第三关系中的α为第五平均值。

10.根据权利要求6所述的测试方法，其特征在于，所述根据所述第一关系、所述第二关系和所述第三关系，获取车速与道路阻力的关系的步骤包括：

根据所述第一关系、所述第二关系和所述第三关系，确定车速与道路阻力的关系为：F＝F₁+F₂+F₃＝(a₁+a₂)×V+(b₁+b₁)+α×S×V²/21.15；其中，F为道路阻力。

11.一种道路阻力与车速关系的测试装置，其特征在于，所述测试装置包括：

第一获取模块，用于获取待标定汽车的标定车速；

第二获取模块，用于获取所述待标定汽车在车头前方的正投影面积，以及所述待标定汽车在当前车速为所述标定车速时的道路阻力；

确定模块，用于根据所述待标定汽车在车头前方的正投影面积，标定车速和道路阻力，确定所述待标定汽车的道路阻力与车速的关系。

12.根据权利要求11所述的测试装置，其特征在于，所述第二获取模块包括：

第一获取子模块，用于获取所述待标定汽车的当前车速为第一组标定车速时的机械阻力值；

第二获取子模块，用于获取所述待标定汽车的当前车速为第二组标定车速时的轮胎滚动阻力值；

第三获取子模块，用于获取所述待标定汽车的当前车速为第三组标定车速时的空气阻力值。

13.根据权利要求12所述的测试装置，其特征在于，所述第一获取子模块包括：

第一获取单元，用于获取待标定汽车的轮胎滚动半径R₁；

第二获取单元，用于分别获取与所述第一组标定车速V₁中的各标定车速V_1i对应的，测功机输出的扭矩值T_1i；其中，所述V_1i为所述第一组标定车速V₁中的第i个所述待标定车速V₁；所述测功机与未安装轮胎的轮毂连接；所述待标定汽车的每一所述轮毂均与一个所述测功机连接，所述扭矩值T_1i为四个所述测功机输出的扭矩值之和；

第三获取单元，用于根据公式T_1i＝F_1i×R₁，获取与所述待标定车速V_1i对应的机械阻力值F_1i。

14.根据权利要求12所述的测试装置，其特征在于，所述第二获取子模块包括：

第四获取单元，用于获取驱动轮胎滚动的滚筒的半径R₂；

第一控制单元，用于控制施力设备给轮胎施加一垂直载荷G，其中，所述轮胎当前为与车身分离的状态；

第五获取单元，用于分别获取与所述第二组待标定车速V₂中的各标定车速V_2j对应的，滚筒电机输出的扭矩值T_2j和滚筒的损失力矩值T_3j；其中，V_2j为第j个待标定车速V₂；

第六获取单元，用于根据公式F_4j×R₂＝T_2j-T_3j，获取与所述待标定车速V_2j对应的单个轮胎的滚动阻力F_4j；

第七获取单元，用于根据公式F_2j＝4×F_4j，获取与所述待标定车速V_2j对应的四个轮胎的滚动阻力值之和F_2j。

15.根据权利要求12所述的测试装置，其特征在于，所述第三获取子模块包括：

第二控制单元，用于控制风动风机吹动空气，使风速为待标定车速V_3k，其中V_3k为第k个待标定车速V₃；

第八获取单元，用于获取与所述V_3k相对应的所述待标定汽车的前端压强P_1k和后端压强P_2k；

第九获取单元，用于根据所述待标定汽车的前端压强P_1k和后端压强P_2k，所述待标定汽车在车头前方的正投影面积S，以及，公式F₃＝(P₁-P₂)×S，获取与所述V_3k相对应的空气阻力值F_3k。

16.根据权利要求12-15任一项所述的测试装置，其特征在于，所述确定模块包括：

第一确定子模块，用于根据第一组标定车速及与所述第一组标定车速对应的机械阻力值，确定机械阻力与车速的第一关系；其中，所述第一关系的公式为F₁＝a₁×V+b₁，F₁为机械阻力，a₁为所述机械阻力与车速的比例系数，b₁所述机械阻力与车速的第一关系的常数项；

第二确定子模块，用于根据第二组标定车速及与所述第二组标定车速对应的轮胎滚动阻力值，确定轮胎滚动阻力与车速的第二关系；其中，所述第二关系的公式为F₂＝a₂×V+b₂，F₂为轮胎滚动阻力，a₂为所述轮胎滚动阻力与车速的比例系数，b₂所述轮胎滚动阻力与车速的第二关系的常数项；

第三确定子模块，用于根据第三组标定车速及与所述第三组标定车速对应的空气阻力值，确定空气阻力与车速的第三关系，其中，所述第三关系的公式为F₃＝α×S×V²/21.15，F₃为空气阻力，α为所述待标定汽车的风阻系数，S为待标定汽车在车头前方的正投影面积；

第四确定子模块，用于根据所述第一关系、所述第二关系和所述第三关系，确定车速与道路阻力的关系。

17.根据权利要求16所述的测试装置，其特征在于，所述第一确定子模块包括：

第十获取单元，用于获取多组所述机械阻力与所述待标定车速的比例系数值及常数项值；

第十一获取单元，用于获取多个所述比例系数值的第一平均值及多个所述常数项值的第二平均值；

第十二获取单元，用于根据所述第一平均值和所述第二平均值，以及公式F₁＝a₁×V+b₁，获取车速与机械阻力的第一关系；其中，所述第一关系中的a₁为第一平均值，b₁为第一平均值。

18.根据权利要求16所述的测试装置，其特征在于，所述第二确定子模块包括：

第十三获取单元，用于获取多组所述轮胎滚动阻力与所述待标定车速的比例系数值及常数项值；

第十四获取单元，用于获取多个所述比例系数值的第三平均值及多个所述常数项值的第四平均值；

第十五获取单元，用于根据所述第三平均值和所述第四平均值，以及公式F₂＝a₂×V+b₂，获取轮胎滚动阻力与车速的第二关系；其中，所述第二关系中的a₂为第三平均值，b₂为第四平均值。

19.根据权利要求16所述的测试装置，其特征在于，所述第三确定子模块包括：

第十六获取单元，用于获取多个所述空气阻力与所述待标定车速的风阻系数值；

第十七获取单元，用于获取多个所述风阻系数值的第五平均值；

第十八获取单元，用于根据所述第五平均值、所述待标定汽车在车头前方的正投影面积、以及公式F₃＝α×S×V²/21.15，获取空气阻力与车速的第三关系；其中，所述第三关系中的α为第五平均值。

20.根据权利要求16所述的测试装置，其特征在于，所述第四确定子模块包括：

确定单元，用于根据所述第一关系、所述第二关系和所述第三关系，确定车速与道路阻力的关系为：F＝F₁+F₂+F₃＝(a₁+a₂)×V+(b₁+b₁)+α×S×V²/21.15；其中，F为道路阻力。

21.一种道路阻力与车速关系的测试设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器读取所述存储器中的程序，执行如权利要求1至10任一项所述方法中的步骤。