CN111413103B - 车辆工况自动测试系统及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆工况测试技术，具体涉及车辆工况自动测试系统及其测试方法。按照本发明一个方面的车辆工况自动测试系统包括：测试控制器模块，基于预先设置的工况目标车速和实际车速来确定所述测试车辆所需的加速度以发出控制指令；以及车速控制器模块，接收所述控制指令以控制所述测试车辆的实际车速。

Description

车辆工况自动测试系统及其测试方法

技术领域

本发明涉及车辆工况测试技术，具体涉及车辆工况自动测试系统及其测试方法。

背景技术

随着智能驾驶技术的发展，L2、L3级别的智能驾驶在量产车上安装并且在全球公路上行驶，在高速公路车辆较少时驾驶员甚至可以放开双手，只需要在特殊情况下接管车辆的控制，大部分时间均可以由智能驾驶系统进行车辆控制。

车辆在量产前需要在转毂台进行大量的测试，然而，目前诸多整车厂的转毂台试验仍然通过人工驾驶车辆运行特定工况来测量车辆在油耗、排放等方面的指标参数。转毂台系统可以将目标工况和实际车速通过显示器向测试人员展示，测试人员用眼睛监测转毂台显示屏上的工况目标车速和实际车速，然后自行判断踩下油门或者刹车以控制测试车辆跟踪工况目标车速，而且全程超差点具有国际标志的限制，如果超差次数过多则测试无效。可见，车辆转毂台工况测试并没有与智能驾驶结合起来。

然而，由于某些工况时间较长、车速变化迅速，测试人员需要长时间内高度集中精力踩踏油门和刹车踏板进行驾驶以追踪工况目标车速，该过程极大地消耗了人力资源且测试效率和精度难以保证。

公开于本发明背景部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

为实现以上目的的一个或多个，本发明提供以下技术方案。

按照本发明的第一方面，提供一种车辆工况自动测试系统，其包括：

测试控制器模块，基于预先设置的工况目标车速和实际车速来确定所述测试车辆所需的加速度以发出控制指令；以及

车速控制器模块，接收所述控制指令以控制所述测试车辆的实际车速。

根据本发明一实施例的车辆工况自动测试系统，其中，所述测试控制器模块被接入所述测试车辆的OBD接口中。

根据本发明另一实施例或以上任一实施例的车辆工况自动测试系统，其中，进一步包括：

时间补偿模块，设置在所述测试控制器模块中，基于工况目标车速变化量和加速度变化量来确定前馈时间补偿量，以及基于对工况进行时间和所述前馈时间补偿量进行求和所得的时间确定对应的工况目标车速以使得所述实际车速与所述对应的工况目标车速保持一致。

根据本发明另一实施例或以上任一实施例的车辆工况自动测试系统，其中，进一步包括：

PID控制模块，设置在所述测试控制器模块中基于自适应算法根据所述工况目标车速和所述实际车速之间的误差来修正所述测试车辆所需的加速度。

根据本发明另一实施例或以上任一实施例的车辆工况自动测试系统，其中，所述车速控制器模块包括发动机控制器和制动控制器。

根据本发明另一实施例或以上任一实施例的车辆工况自动测试系统，其中，所述测试控制器模块是自适应巡航控制（ACC）模块。

根据本发明的第二方面，提供一种车辆工况自动测试方法，利用如上所述的车辆工况自动测试系统实现，其中，包括下列步骤：

预先设置工况目标车速并且采集测试车辆的实际车速；

基于所述预先设置的工况目标车速和所述采集的实际车速来确定所述测试车辆所需的加速度以发出控制指令；以及

基于所述控制指令控制所述测试车辆的实际车速。

根据本发明第二方面的一实施例的车辆工况自动测试方法，其中，根据以下步骤来进一步控制所述测试车辆的实际车速：

基于工况目标车速变化量和加速度变化量来确定前馈时间补偿量；以及

基于对工况进行时间和所述前馈时间补偿量进行求和所得的时间确定对应的工况目标车速，以使得所述实际车速与所述对应的工况目标车速保持一致。

根据本发明的第三方面，提供一种车辆，其包括如上所述的车辆工况自动测试系统。

根据本发明第二方面的一实施例的车辆，其中，车辆网关配置为能够识别所述车辆工况自动测试系统发出的模拟按键报文。

根据本发明，可以采用如上所述的车辆工况自动测试系统，在试验设施和环境均不变的情况下，所述车辆工况自动测试系统直接代替了人工驾驶进行车辆的转毂台工况测试，提高了车辆工况测试系统的测试效率和精度、节省了人力资源并且使得测试更加智能化。

通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体实施方式，本发明的方法和系统所具有的其它特征和优点将更为具体地变得清楚或得以阐明。

附图说明

本发明的上述和/或其它方面和优点将通过以下结合附图的各个方面的描述变得更加清晰和更容易理解，附图中相同或相似的单元采用相同的标号表示。附图包括：

图1为现有技术中车辆转毂台测试方案的示意图。

图2为按照本发明一实施例的车辆工况自动测试系统的示意图。

图3为按照本发明一实施例的测试控制器模块的示意图。

图4为按照本发明又一实施例的车辆工况自动测试方法的流程图。

具体实施方式

在本说明书中，参照其中图示了本发明示意性实施例的附图更为全面地说明本发明。但本发明可以按不同形式来实现，而不应解读为仅限于本文给出的各实施例。给出的各实施例旨在使本文的披露全面完整，以将本发明的保护范围更为全面地传达给本领域技术人员。

诸如“包含”和“包括”之类的用语表示除了具有在说明书中有直接和明确表述的单元和步骤以外，本发明的技术方案也不排除具有未被直接或明确表述的其它单元和步骤的情形。诸如“第一”和“第二”之类的用语并不表示单元在时间、空间、大小等方面的顺序而仅仅是作区分各单元之用。

下文参考根据本发明实施例的方法和系统的流程图说明、框图和/或流程图来描述本发明。将理解这些流程图说明和/或框图的每个框、以及流程图说明和/或框图的组合可以由计算机程序指令来实现。可以将这些计算机程序指令提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理设备的处理器以构成机器，以便由计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的这些指令创建用于实施这些流程图和/或框和/或一个或多个流程框图中指定的功能/操作的部件。

可以将这些计算机程序指令存储在计算机可读存储器中，这些指令可以指示计算机或其他可编程处理器以特定方式实现功能，以便存储在计算机可读存储器中的这些指令构成包含实施流程图和/或框图的一个或多个框中指定的功能/操作的指令部件的制作产品。

可以将这些计算机程序指令加载到计算机或其他可编程数据处理器上以使一系列的操作步骤在计算机或其他可编程处理器上执行，以便构成计算机实现的进程，以使计算机或其他可编程数据处理器上执行的这些指令提供用于实施此流程图和/或框图的一个或多个框中指定的功能或操作的步骤。还应该注意在一些备选实现中，框中所示的功能/操作可以不按流程图所示的次序来发生。例如，依次示出的两个框实际可以基本同时地执行或这些框有时可以按逆序执行，具体取决于所涉及的功能/操作。

图1为现有技术中车辆转毂台测试方案的示意图。在传统的人工测试方案中，测试车辆的实际车速由转毂台采集，测试人员用眼睛监测转毂台显示屏上显示的测试车辆的工况目标车速和实际车速，然后自行判断踩下油门踏板或者刹车踏板以控制发动机控制器或者制动控制器，来使得测试车辆的实际车速跟踪工况目标车速以与其保持一致，从而测量测试车辆在油耗、排放等方面的指标参数。此外，全程测试过程的超差点有国际标准限值，如果超差次数过多则测试无效。

由此可见，传统车辆转毂台测试过程的每次工况测试对测试人员来说都是一次考验，由于某些工况时间较长、车速变化迅速，测试人员需要在长时间内高度集中精力踩踏油门踏板或者刹车踏板进行驾驶以追踪特定的工况目标车速，该过程极大地耗费人力资源且精度难以保证。

图2为按照本发明一实施例的车辆工况自动测试系统的示意图。

如图2所示，该车辆工况自动测试系统包括：测试控制器模块20，基于预先设置的工况目标车速和实际车速来确定所述测试车辆所需的加速度以发出控制指令；以及车速控制器模块30，接收所述控制指令以控制所述测试车辆的实际车速。可选地，测试控制器模块20进一步包括时间补偿模块和PID控制模块，其在图3中详细说明。可选地，车速控制器模块30包括发动机控制器和制动控制器，其分别用于从测试控制器模块20经由CAN线接收油门踏板信号和刹车踏板信号以控制当前车辆的实际车速。可选地，测试控制器模块20可以基于自适应巡航控制（ACC）模块实现，使用时可以代替车辆上原有的ACC系统，只需要拔掉车辆原有的ACC控制线束并将本发明中的测试控制器模块20接入整车OBD接口上即可。可选地，某些工况车速短时间内可能为0Km/h，在这种情况下，为了保证测试车辆稳定停车，测试控制器模块20在目标工况为0Km/h且测试车辆已经刹停时向车速控制器模块30发送保持的指令，此时车速控制器模块30中的制动控制器会保持制动力以保证测试车辆停止。

在使用所述车辆工况自动测试系统进行车辆测试时，首先将测试控制器模块20插入测试车辆的OBD接口中，然后由测试人员将测试车辆调至D档位后即可离开测试车辆，最后由测试人员在PC端10远程输入测试车辆的目标工况数据（诸如车速），所述目标工况数据经由以太网从PC端10传输至测试控制器模块20以保存在其中。可选地，测试人员可以借此在PC端10上自由切换运行工况以及控制测试的启动和暂停。

测试开始后，测试人员通过PC端10向测试控制器模块20发出开始指令，测试控制器模块20进入控制模式向整车（底盘系统）发送命令，以将测试车辆刹停后进入工况并开始计时，根据工况进行时间查取预先存储的工况数据对应的目标车速和从整车CAN网络上采集的实际车速，进一步利用时间补偿模块和PID控制模块确定测试车辆所需的加速度，并且将所述加速度以控制指令的形式发送给车速控制器模块30，所述车速控制器模块30通过CAN线接收所述控制指令并且基于所述控制指令来控制测试车辆的实际车速，以完成特定工况的跟踪测试。

图3为按照本发明一实施例的测试控制器模块20的示意图。

如图3所示，测试控制器模块20包括时间补偿模块210、PID控制模块220和指令收发模块230。

在所述测试控制器模块20中，按照当前工况进行时间查取对应的工况目标车速的同时，还会查取预设短时间段（∆T）之后的工况目标车速，时间补偿模块210比较当前目标车速和∆T之后的目标车速以及对应于所述∆T的加速度的变化量来确定前馈时间补偿量，以利用当前工况进行时间加上前馈时间补偿量求得的时间来查取对应的工况目标车速，使得测试车辆提前变速以跟踪快速变化的工况目标车速。可选地，所述∆T可以基于不同的工况要求结合不同的应用场景特征而改变，以实现高精度的跟踪目标工况。

PID控制模块220基于自适应算法根据工况目标车速和实际车速之间的误差来修正车速车辆所需的加速度。具体而言，使用自适应PID进行加速度的修正，根据当前控制误差来决定PID控制模块220中比例项和积分项的大小，以保证测试控制器模块20的精度和平稳性，以及不同车型的控制参数的兼容性。可选地，基于PID的超调特性，为防止测试车辆在加速和减速之间来回变换，对所述测试车辆加速和减速的切换之间加入滞环，使得两者的切换之间具有一定的缓冲带。

指令收发模块230用于从PC端10接收并存储目标工况数据以及将基于加速度确定的控制指令发送到车速控制器模块30。可选地，指令收发模块230根据当前的加速度大小选择向车速控制器模块30发送控制指令，为了防止加速和减速同时发生，同一时间所述控制指令只能发送给车速控制器模块30中的发动机控制器和制动控制器中的一个。如果所述控制指令将发送给车速控制器模块30中的发动机控制器，则还需要根据车辆行驶动力学方程计算出加速所需的轮边扭矩并且将其发送给发动机控制器。

图4为按照本发明又一实施例的车辆工况自动测试方法的流程图。

在步骤410中，确定测试车辆的工况目标车速和实际车速，其中，工况目标车速通过以太网从PC端传输到车辆工况自动测试系统，实际车速从整车CAN网络上采集。在步骤420中，根据目标工况车速和实际车速确定测试车辆的加速度，以通过CAN线向测试车辆的车速控制器模块发送加速度指令信息，以完成工况目标车速的跟踪运行。可选地，所述车辆加速度基于自适应PID算法进行确定，根据当前控制车速误差来确定PID控制器的比例项和积分项的大小，以保证控制的精度和平稳性，以及不同车型的控制参数的兼容性。可选地，基于以下方式进一步控制测试车辆的实际车速，使其跟踪快速变化的工况目标车速：基于短时间（∆T）内工况目标车速的变化量和加速度的变化量来确定前馈时间补偿量；以及基于对当前工况进行时间和所述前馈时间补偿量进行求和所得的时间量来确定对应的工况目标车速，使得测试车辆提前变速以使得实际车速与对应的工况目标车速保持一致。

在步骤430中，基于步骤420中确定的加速度信息来控制测试车辆的实际车速，以完成特定工况的跟踪运行。

可选地，作为上述车辆工况自动测试方法的备选实施例，可以如图1中所示的传统车辆转毂台测试那样先通过人工驾驶来实现特定工况的跟踪运行，以采集人工驾驶时的全程扭矩请求数据，然后在利用本发明中的车辆工况自动测试系统时，使用该扭矩请求数据作为控制指令发送至车速控制器模块。其中，可以结合工况目标车速和实际车速的差值对该扭矩请求数据进行适当的调节，以达到和本发明的车辆工况自动测试系统类似的效果。

按照本发明的另一方面，还提供了一种车辆，其包括如上所述的车辆工况自动测试系统。可选地，所述车辆网关配置为能够识别所述车辆工况自动测试系统发出的模拟按键报文。具体而言，实际车辆在整车行驶过程中需要人为按下Set键或者Resume键才会使得发动机控制器和制动控制器能够响应ACC的指令，所以本发明中通过修改车辆网关，使得其能够识别车辆工况自动测试系统发出的一条模拟Set按键报文，这样在车辆工况自动测试系统接收到PC端发送的开始测试指令时，该系统向网关发送模拟Set报文以使得发动机控制器和制动控制器进入ACC模式。

此外，车辆在D档位停止一段时间后发动机控制器可能进入AutoStop状态，该状态下如果工况再次加速时需要踩下油门踏板或者按下Resume键才能够启动发动机控制器，否则发动机控制器会继续待机。因此，本发明通过修改车辆网关使得其能够识别车辆工况自动测试系统发出的模拟Resume键报文，在工况从停止到再次加速时该系统向网关发送模拟Resume按键，以使得车辆能够满足工况内自动启停的功能。通过上述车辆网关的配置，使得车辆工况自动测试系统仅通过测试人员在PC端的操作而实现整个测试过程。

可选地，上述车速控制技术也可以应用于其它控制领域，诸如机器人控制领域，其使用上述控制技术来控制机器人自动踩踏油门踏板和制动踏板以达到和人工驾驶类似的效果。

提供本文中提出的实施例和示例，以便最好地说明按照本技术及其特定应用的实施例，并且由此使本领域的技术人员能够实施和使用本发明。但是，本领域的技术人员将会知道，仅为了便于说明和举例而提供以上描述和示例。所提出的描述不是意在涵盖本发明的各个方面或者将本发明局限于所公开的精确形式。

Claims (8)

1.一种车辆工况自动测试系统，其特征在于，包括：

测试控制器模块，基于预先设置的工况目标车速和实际车速来确定所述测试车辆所需的加速度以发出控制指令；

车速控制器模块，接收所述控制指令以控制所述测试车辆的实际车速；以及

时间补偿模块，设置在所述测试控制器模块中，基于工况目标车速变化量和加速度变化量来确定前馈时间补偿量，以及基于对工况进行时间和所述前馈时间补偿量进行求和所得的时间确定对应的工况目标车速以使得所述实际车速与所述对应的工况目标车速保持一致。

2.根据权利要求1所述的车辆工况自动测试系统，其中，所述测试控制器模块被接入所述测试车辆的OBD接口中。

3.根据权利要求1所述的车辆工况自动测试系统，其中，进一步包括：

PID控制模块，设置在所述测试控制器模块中，基于自适应算法根据所述工况目标车速和所述实际车速之间的误差来修正所述测试车辆所需的加速度。

4.根据权利要求1所述的车辆工况自动测试系统，其中，所述车速控制器模块包括发动机控制器和制动控制器。

5.根据权利要求1所述的车辆工况自动测试系统，其中，所述测试控制器模块是自适应巡航控制(ACC)模块。

6.一种车辆工况自动测试方法，利用如权利要求1-5中的任一项所述的车辆工况自动测试系统实现，其特征在于，包括下列步骤：

预先设置工况目标车速并且采集测试车辆的实际车速；

基于所述预先设置的工况目标车速和所述采集的实际车速来确定所述测试车辆所需的加速度以发出控制指令；以及

基于所述控制指令控制所述测试车辆的实际车速；

其中，根据以下步骤来进一步控制所述测试车辆的实际车速：

基于工况目标车速变化量和加速度变化量来确定前馈时间补偿量；以及

基于对工况进行时间和所述前馈时间补偿量进行求和所得的时间确定对应的工况目标车速，以使得所述实际车速与所述对应的工况目标车速保持一致。

7.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-5中的任一项所述的车辆工况自动测试系统。

8.根据权利要求7所述的车辆，其中，车辆网关配置为能够识别所述车辆工况自动测试系统发出的模拟按键报文。

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