CN109100157A - 一种用于p2构型混合动力汽车驾驶性测试装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于P2构型混合动力汽车驾驶性测试装置及方法，包括上位机、数据采集设备、纵向加速度传感器、三轴加速度传感器、电流传感器、振动传感器和动力CAN总线，上位机连接数据采集设备，数据采集设备固定在座椅上，连接各个传感器，将各个传感器输出线与动力CAN总线接到数据采集设备上，将数据传给上位机，为上位机测评提供定量数据。本发明配合使用数据采集设备、纵向加速度传感器、三向加速度传感器、电流传感器、振动传感器和CAN总线，为P2构型混合动力汽车驾驶性测试提供客观评价的信号，对汽车的特征性能进行客观分析与性能控制，从而能够在一定程度上避免驾驶员对车辆驾驶性能的主观评价误差。

Description

一种用于P2构型混合动力汽车驾驶性测试装置及方法

技术领域

本发明属于新能源汽车测试领域，尤其是涉及一种用于P2构型混合动力汽车驾驶性测试装置及方法。

背景技术

当前新能源汽车迅速推广发展，插电式混合动力汽车得市场占有率日益提高。尤其是P2构型的混合动力汽车相比其它构型车辆，在驱动电机后面带有变速箱装置，因此车辆的测评项目比传统车辆增加很多。以往对于混合动力汽车的驾驶性评价由专业驾驶员根据自身的驾驶习惯、经验进行主观评价，存在较大的主观干扰因素，难以量化评价其驾驶性。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种用于P2构型混合动力汽车驾驶性测试装置，能够同步采集新能源汽车各部件信息，。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种用于P2构型混合动力汽车驾驶性测试装置，包括上位机、数据采集设备、纵向加速度传感器、三轴加速度传感器、电流传感器、振动传感器和动力CAN总线，上位机连接数据采集设备，数据采集设备固定在座椅上，连接各个传感器，将各个传感器输出线与动力CAN总线接到数据采集设备上，将数据传给上位机，为上位机测评提供定量数据。

进一步的，所述纵向加速度传感器(型号为DYTRAN 3263A2)安装在驾驶员座椅头枕管柱上，用于采集汽车纵向加速度信号，加速度信号经过信号调节电路接到主控芯片AN00引脚上。

进一步的，所述三轴加速度传感器(型号为MEAS 34207A)分别安装在悬架和驾驶员座椅滑轨上，用于采集悬架和车身振动信号，振动信号经过信号调节电路接到主控芯片AN01引脚上。

进一步的，所述电流传感器(型号为CHCS-LR5)安装在动力电池输出线上，用于采集动力电池电流输出信号，经过信号调节电路接到主控芯片AN02引脚上。

进一步的，所述振动传感器(型号为HOL600/EX_FL)安装在方向盘管柱上，用于采集方向盘振动信号，经过信号调节电路接到主控芯片AN03引脚上。

进一步的，所述动力CAN总线有整车控制器CAN总线6引出接线，从动力CAN总线上获取加速踏板信号、制动踏板信号、空调、电池SOC、电机转速、电机扭矩、发动机转速、发动机转矩、发动机水温、变速箱挡位、挡位切换信号、车速信号。

进一步的，所述数据采集设备选用MS9S12XDT512芯片进行数据融合与收发，芯片电路包括电源滤波电路、晶振电路、复位电路以及程序下载电路，主芯片为5V供电，晶振电路采用16MHz无源晶振，为主芯片提供精确的工作时钟。

进一步的，所述数据采集设备采用OPA4340芯片对传感器采样信号进行调理，将信号调理为所述芯片可以识别接收的范围，并将传感器数据上传到主控芯片，信号采集调整电路通过AN01管脚连接到MS9S12XDT512芯片上，通过SEN1管脚连接传感器。

进一步的，所述数据采集设备选用TJA1050芯片进行汽车CAN信号接收，汽车CAN信号接收电路通过TXCAN、RXCAN管脚连接到MS9S12XDT512芯片上。

进一步的，所述数据采集设备采用MAX232芯片进行电平转换，实现主控制芯片与上位机通信，上位机SCI通信电路通过TXD、RXD管脚连接到MS9S12XDT512芯片上。

本发明的还提出了一种用于P2构型混合动力汽车驾驶性测试方法，具体方案是这样实现的：

一种用于P2构型混合动力汽车驾驶性测试方法，具体包括如下步骤：

(1)使得汽车在不同工况下满足测试条件，利用上述各种传感器采汽车驾驶过程中的数据信号，通过数据采集设备将数据上传至上位机；

(2)上位机对各相应信号采用巴特沃斯低通滤波器进行滤波处理，去除干扰杂波，监测汽车行驶状态，进行测评；

(3)上位机选择评价指标利用滤波后的信号计算P2构型的混合动力汽车各项指标，包括加速延时、最大加速度、冲击度、加速时间、振动等指标；

(4)上位机根据评价规则，对P2构型的混合动力汽车进行各评价项目的打分，以分数的形式评价P2构型混合动力汽车车辆起步、加速、换挡、Tip in、Tip out、发动机启停、制动等工况的驾驶性。

进一步的，所述步骤(1)中，不同工况下的测试条件具体包括：加速工况进入测试评价的条件为车速由0加速至130km/h、车速由50加速至80km/h、车速由80加速至120km/h，并且加速踏板开度为100％；所述换挡工况的进入测试评价条件为车速逐渐增加，挡位由1挡-最高挡，或者车速逐渐降低，挡位由最高挡-1挡；所述Tip in工况的进入测评的条件为车速高于30km/h，加速踏板踩下速度大于10°/s；Tip out工况的进入测评条件为车速大于60km/h，加速踏板松开速度大于10°/s；发动机启停工况的进入条件为发动机转速由0到500rpm以上，或者由500rpm以上降至0；制动工况的进入条件为制动踏板开度大于0，并且车速大于60km/h。

进一步的，所述步骤(3)中，加速延时为从加速踏板开度大于0到车速增大的时间间隔；最大加速度为加速过程的最大加速度值；冲击度为加速度的微分；加速时间为从初始到目标车速的时间间隔；振动信号主要考虑振动幅值。

进一步的，所述步骤(4)中，

对于加速延时的评价规则为：加速延时超过1s为0分，低于0.1s为10分，加速延迟在0.1s-1s之间，评分在10-0分之间线性插值；

对于最大加速度的评价规则为：最大加速度超过10m/s2为10分，低于4m/s2为0分，最大加速度在4m/s2-10m/s2，评分在0-10分之间线性插值；

对于冲击度的评价规则为：冲击度超过25m/s3为0分，低于5m/s5为10分，冲击度在5m/s3-25m/s3，评分在10-0分之间线性插值；

对于加速时间的评价规则为：加速时间超过15s为0分，低于6s为10分，加速时间在6s-15s之间，评分在10-0分之间线性插值；

对于振动的评价规则为：振动幅值超过15mm为0分，低于5mm为10分，振动幅值在5mm-15mm之间，评分在10-0分之间线性插值；

对于起步工况，主要考虑加速延迟和冲击度，加速延迟占权重45％，冲击度占权重55％；

对于加速工况，主要考虑加速时间与冲击度，加速时间占权重70％，冲击度占权重30％；

换挡工况，主要考虑冲击度与振动，冲击度与振动各占权重50％；

对于Tip in、Tip out工况，主要考虑冲击度与加速延时，各占权重50％；

发动机启停工况，主要考虑冲击度与振动，冲击度与振动各占权重50％；

制动工况，考虑冲击度指标，占权重100％。

相对于现有技术，本发明所述的一种用于P2构型混合动力汽车驾驶性测试装置具有以下优势：

本发明配合使用数据采集设备、纵向加速度传感器、三向加速度传感器、电流传感器、振动传感器和CAN总线，为P2构型混合动力汽车驾驶性测试提供客观评价的信号，根据信号定量分析评价车辆起步、加速、换挡、Tip in、Tip out、发动机启停、制动等多种工况下的驾驶性能对汽车的特征性能进行客观分析与性能控制，从而能够在一定程度上避免驾驶员对车辆驾驶性能的主观评价误差。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例中一种用于P2构型混合动力汽车驾驶性测试装置示意图。

图2为本发明实施例中一种用于P2构型混合动力汽车驾驶性测试装置数据采集设备主控芯片电路

图3为本发明实施例中一种用于P2构型混合动力汽车驾驶性测试装置数据采集设备传感器信号采集调整电路.

图4为本发明实施例中一种用于P2构型混合动力汽车驾驶性测试装置数据采集设备CAN信号接受电路

图5为本发明实施例中一种用于P2构型混合动力汽车驾驶性测试装置数据采集设备主控芯片与上位机SCI通信电路；

图6为本发明实施例中测试方法流程图。

附图标记说明：

1-上位机；2-数据采集设备；3-第一三轴加速度传感器；4-电流传感器；5-第二三轴加速度传感器；6-CAN总线；7-振动传感器；8-纵向加速度传感器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，一种用于P2构型混合动力汽车驾驶性测试装置，包括上位机1、数据采集设备2、第一三轴加速度传感器3、电流传感器4、第二三轴加速度传感器5、CAN总线6、振动传感器7、纵向加速度传感器8；上位机1与数据采集设备2连接。

第一三轴加速度传感器3安装在驾驶员座椅内侧导轨，用于测量汽车行驶时车身振动。

电流传感器4安装在动力电池输出电线，用于测量汽车行驶时动力电池电流变化。

第二三轴加速度传感器5安装在驱动轴悬架上，用于测量汽车行驶时悬架振动。

动力CAN总线由整车控制器CAN总线6引出接线，从动力CAN总线上获取加速踏板信号、制动踏板信号、空调、电池SOC、电机转速、电机扭矩、发动机转速、发动机转矩、发动机水温、变速箱挡位、挡位切换信号、车速信号等信号。

振动传感器7安装在方向盘管柱上，用于测量汽车行驶时方向盘振动。

纵向加速度传感器8安装在驾驶员座椅头枕管柱上，用于汽车行驶时加速度。

数据采集设备2分别连接第一三轴加速传感器3、电流传感器4、第二三轴加速度传感器5、CAN总线6、振动传感器7、纵向加速度传感器8。

如图2所示，汽车驾驶性数据采集设备选用MS9S12XDT512芯片进行数据融合与收发，芯片电路包括电源滤波电路、晶振电路、复位电路以及程序下载电路。主芯片为5V供电，晶振电路采用16MHz无源晶振，为主芯片提供精确的工作时钟。

如图3所示，汽车驾驶性数据采集设备采用OPA4340芯片对传感器采样信号进行调理，将信号调理为所述芯片可以识别接收的范围，并将传感器数据上传到主控芯片，信号采集调整电路通过AN01管脚连接到MS9S12XDT512芯片上，通过SEN1管脚连接传感器。通过C22电容，可以有效的过滤传感器信号低频杂波，通过调节R31和R32的大小可以调节信号输出值的大小，通过两级OPA2340调节使信号保证真实可靠。

如图4所示，汽车驾驶性数据采集设备选用TJA1050芯片进行汽车CAN信号接收，汽车CAN信号接收电路通过TXCAN、RXCAN管脚连接到MS9S12XDT512芯片上。在CANH和CANL脚与地之间并联2个30P的电容C2、C3，用于滤除总线上高频干扰，在5V供电引脚与地之间并联1P的电容，用于排除电压波动对元器件的影响。

如图5所示，汽车驾驶性数据采集设备采用MAX232芯片进行电平转换，实现主控制芯片与计算机通信，上位机SCI通信电路通过TXD、RXD管脚连接到MS9S12XDT512芯片上。C2和C4电容接法的目的是为了快速转换电压，C1和C3电容接法的目的是为了排除电压变化对芯片的影响。

数据采集设备2将传感器信号与CAN总线信号同步融合，将数据上传到上位机1，为上位机1测评提供定量数据。

利用测试装置进行测试的方法如图6所示，将各设备连接好，使得汽车在不同工况下满足测试条件，利用上述各种传感器采汽车驾驶过程中的数据信号，通过数据采集设备将数据上传至上位机；

上位机对各相应信号采用巴特沃斯低通滤波器进行滤波处理，去除干扰杂波，监测汽车行驶状态，进行测评；

上位机根据滤波处理后的信号，监测汽车行驶状态，满足不同评价项目的测试要求后，开始专项评价。

其中，所述起步工况进入测试评价的条件为加速踏板达到相应的开度要求0、10％、20％、…、100％，并且车速由0增大；所述加速工况进入测试评价的条件为车速由0加速至130km/h、车速由50加速至80km/h、车速由80加速至120km/h，并且加速踏板开度为100％；所述换挡工况的进入测试评价条件为车速逐渐增加，挡位由1挡-最高挡，或者车速逐渐降低，挡位由最高挡-1挡；所述Tip in工况的进入测评的条件为车速高于30km/h，加速踏板踩下速度大于10°/s；Tip out工况的进入测评条件为车速大于60km/h，加速踏板松开速度大于10°/s；发动机启停工况的进入条件为发动机转速由0到500rpm以上，或者由500rpm以上降至0；制动工况的进入条件为制动踏板开度大于0，并且车速大于60km/h。

各项试验持续时间应大于3s。

上位机根据所选择评价项目的评价指标，利用滤波后的信号计算P2构型的混合动力汽车各项指标，包括加速延时、最大加速度、冲击度、加速时间、振动等指标。

加速延时为从加速踏板开度大于0到车速增大的时间间隔；最大加速度为加速过程的最大加速度值；冲击度为加速度的微分；加速时间为从初始到目标车速的时间间隔；振动信号主要考虑振动幅值。

上位机根据评价规则，对P2构型的混合动力汽车进行各评价项目的打分，以分数的形式评价P2构型混合动力汽车车辆起步、加速、换挡、Tip in、Tip out、发动机启停、制动等工况的驾驶性。

对于加速延时的评价规则为：加速延时超过1s为0分，低于0.1s为10分，加速延迟在0.1s-1s之间，评分在10-0分之间线性插值。

对于最大加速度的评价规则为：最大加速度超过10m/s²为10分，低于4m/s²为0分，最大加速度在4m/s²-10m/s²，评分在0-10分之间线性插值。

对于冲击度的评价规则为：冲击度超过25m/s³为0分，低于5m/s⁵为10分，冲击度在5m/s³-25m/s³，评分在10-0分之间线性插值。

对于加速时间的评价规则为：加速时间超过15s为0分，低于6s为10分，加速时间在6s-15s之间，评分在10-0分之间线性插值。

对于振动的评价规则为：振动幅值超过15mm为0分，低于5mm为10分，振动幅值在5mm-15mm之间，评分在10-0分之间线性插值。

对于起步工况，主要考虑加速延迟和冲击度，加速延迟占权重45％，冲击度占权重55％。

对于加速工况，主要考虑加速时间与冲击度，加速时间占权重70％，冲击度占权重30％。

换挡工况，主要考虑冲击度与振动，冲击度与振动各占权重50％。

对于Tip in、Tip out工况，主要考虑冲击度与加速延时，各占权重50％。

发动机启停工况，主要考虑冲击度与振动，冲击度与振动各占权重50％。

制动工况，考虑冲击度指标，占权重100％。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于P2构型混合动力汽车驾驶性测试装置，其特征在于：包括上位机、数据采集设备、纵向加速度传感器、三轴加速度传感器、电流传感器、振动传感器和动力CAN总线，上位机连接数据采集设备，数据采集设备固定在座椅上，连接各个传感器，将各个传感器输出线与动力CAN总线接到数据采集设备上，将数据传给上位机，为上位机测评提供定量数据。

2.根据权利要求1所述的一种用于P2构型混合动力汽车驾驶性测试装置，其特征在于：所述动力CAN总线有整车控制器CAN总线6引出接线，从动力CAN总线上获取加速踏板信号、制动踏板信号、空调、电池SOC、电机转速、电机扭矩、发动机转速、发动机转矩、发动机水温、变速箱挡位、挡位切换信号、车速信号。

3.根据权利要求1所述的一种用于P2构型混合动力汽车驾驶性测试装置，其特征在于：所述数据采集设备选用MS9S12XDT512芯片进行数据融合与收发，芯片电路包括电源滤波电路、晶振电路、复位电路以及程序下载电路，主芯片为5V供电，晶振电路采用16MHz无源晶振，为主芯片提供精确的工作时钟。

4.根据权利要求1所述的一种用于P2构型混合动力汽车驾驶性测试装置，其特征在于：所述数据采集设备采用OPA4340芯片对传感器采样信号进行调理，将信号调理为所述芯片可以识别接收的范围，并将传感器数据上传到主控芯片，信号采集调整电路通过AN01管脚连接到MS9S12XDT512芯片上，通过SEN1管脚连接传感器。

5.根据权利要求1所述的一种用于P2构型混合动力汽车驾驶性测试装置，其特征在于：所述数据采集设备选用TJA1050芯片进行汽车CAN信号接收，汽车CAN信号接收电路通过TXCAN、RXCAN管脚连接到MS9S12XDT512芯片上。

6.根据权利要求1所述的一种用于P2构型混合动力汽车驾驶性测试装置，其特征在于：所述数据采集设备采用MAX232芯片进行电平转换，实现主控芯片与上位机通信，上位机SCI通信电路通过TXD、RXD管脚连接到MS9S12XDT512芯片上。

7.利用权利要求1-6任一项所述的测试装置进行测试的方法，其特征在于：具体包括如下步骤：

(1)使得汽车在不同工况下满足测试条件，利用上述各种传感器采汽车驾驶过程中的数据信号，通过数据采集设备将数据上传至上位机；

(2)上位机对各相应信号采用巴特沃斯低通滤波器进行滤波处理，去除干扰杂波，监测汽车行驶状态，进行测评；

(3)上位机选择评价指标利用滤波后的信号计算P2构型的混合动力汽车各项指标，包括加速延时、最大加速度、冲击度、加速时间、振动等指标；

(4)上位机根据评价规则，对P2构型的混合动力汽车进行各评价项目的打分，以分数的形式评价P2构型混合动力汽车车辆起步、加速、换挡、Tip in、Tip out、发动机启停、制动等工况的驾驶性。

8.根据权利要求7所述的一种用于P2构型混合动力汽车驾驶性测试方法，其特征在于：所述步骤(1)中，不同工况下的测试条件具体包括：加速工况进入测试评价的条件为车速由0加速至130km/h、车速由50加速至80km/h、车速由80加速至120km/h，并且加速踏板开度为100％；所述换挡工况的进入测试评价条件为车速逐渐增加，挡位由1挡-最高挡，或者车速逐渐降低，挡位由最高挡-1挡；所述Tip in工况的进入测评的条件为车速高于30km/h，加速踏板踩下速度大于10°/s；Tip out工况的进入测评条件为车速大于60km/h，加速踏板松开速度大于10°/s；发动机启停工况的进入条件为发动机转速由0到500rpm以上，或者由500rpm以上降至0；制动工况的进入条件为制动踏板开度大于0，并且车速大于60km/h。

9.根据权利要求7所述的一种用于P2构型混合动力汽车驾驶性测试方法，其特征在于：所述步骤(3)中，加速延时为从加速踏板开度大于0到车速增大的时间间隔；最大加速度为加速过程的最大加速度值；冲击度为加速度的微分；加速时间为从初始到目标车速的时间间隔；振动信号主要考虑振动幅值。

10.根据权利要求7所述的一种用于P2构型混合动力汽车驾驶性测试方法，其特征在于：所述步骤(4)中，

对于加速延时的评价规则为：加速延时超过1s为0分，低于0.1s为10分，加速延迟在0.1s-1s之间，评分在10-0分之间线性插值；

对于最大加速度的评价规则为：最大加速度超过10m/s2为10分，低于4m/s2为0分，最大加速度在4m/s2-10m/s2，评分在0-10分之间线性插值；

对于冲击度的评价规则为：冲击度超过25m/s3为0分，低于5m/s5为10分，冲击度在5m/s3-25m/s3，评分在10-0分之间线性插值；

对于加速时间的评价规则为：加速时间超过15s为0分，低于6s为10分，加速时间在6s-15s之间，评分在10-0分之间线性插值；

对于振动的评价规则为：振动幅值超过15mm为0分，低于5mm为10分，振动幅值在5mm-15mm之间，评分在10-0分之间线性插值；

对于起步工况，主要考虑加速延迟和冲击度，加速延迟占权重45％，冲击度占权重55％；

对于加速工况，主要考虑加速时间与冲击度，加速时间占权重70％，冲击度占权重30％；

换挡工况，主要考虑冲击度与振动，冲击度与振动各占权重50％；

对于Tip in、Tip out工况，主要考虑冲击度与加速延时，各占权重50％；

发动机启停工况，主要考虑冲击度与振动，冲击度与振动各占权重50％；

制动工况，考虑冲击度指标，占权重100％。