CN111735641B - 一种自定义工况的整车试验方法及系统 - Google Patents

一种自定义工况的整车试验方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种自定义工况的整车试验方法及系统，涉及整车开发试验领域，该方法包括选择试验时的道路场景参数和车辆参数，同时选取汽车实车运行过程中尾气排放超限时的运行工况参数；将选择的道路场景参数、车辆参数，以及选取的运行工况参数作为输入参数；将输入参数作为配置参数导入发动机台架，对发动机台架进行配置；使用配置完成后的发动机台架对待测试发动机进行测试，并将待测试发动机的扭矩和转速，与发动机台架的扭矩和转速进行对比校验。本发明能够有效提高车辆整车试验效率。

Description

一种自定义工况的整车试验方法及系统
技术领域
本发明涉及整车开发试验领域，具体涉及一种自定义工况的整车试验方法及系统。
背景技术
在实际使用环境中、专用试验场中或室内试验台上，按照预定程序对汽车或其零部件、材料等进行的试验，用以判明汽车的技术特性、可靠性、耐久性和环境适应性，是汽车开发过程中必须要进行的试验。汽车在不同的道路、地理和气候条件下使用，它的性能、效率、可靠性和耐久性等不能只依靠计算，而必须经过试验证实。如果汽车在投入大量生产后，再发现因设计、工艺或采用的材料不当而出现普遍性的缺陷或损坏，工厂和使用者都会蒙受极大的损失。
当前，对于汽车整车的试验均还是采用常规的试验手段，效率低下。因此，在汽车研发阶段，如何高效的对整车进行试验是当前亟需解决的问题。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种自定义工况的整车试验方法及系统，能够有效提高车辆整车试验效率。
为达到以上目的，本发明提供一种自定义工况的整车试验方法，包括以下步骤：
选择试验时的道路场景参数和车辆参数，同时选取汽车实车运行过程中尾气排放超限时的运行工况参数；
将选择的道路场景参数、车辆参数，以及选取的运行工况参数作为输入参数；
将输入参数作为配置参数导入发动机台架，对发动机台架进行配置；
使用配置完成后的发动机台架对待测试发动机进行测试，并将待测试发动机的扭矩和转速，与发动机台架的扭矩和转速进行对比校验。
在上述技术方案的基础上，
所述道路场景参数包括道路的横向宽度、道路的纵向长度、道路指示牌安放位置、侧向风的风速、坡道坡度、砂石路长度，以及车辆车速和道路阻力之间的关系；
所述车辆参数包括车辆整备质量、轮胎规格、迎风面积、变速箱速比、变速箱传递效率、油门踏板曲线和换档曲线。
在上述技术方案的基础上，所述使用配置完成后的发动机台架对待测试发动机进行测试，具体步骤包括：
基于道路场景参数，得到道路阻力，并将得到的道路阻力换算为车辆轮边力矩；
将车辆轮边力矩输入给测功机作为目标扭矩；
将目标扭矩负荷的需求转化为节气门开度的电信号命令，并发送给待测试发动机的ECU；
待测试发动机的ECU控制发动机进气、喷油和点火，产生需求的目标扭矩负荷。
在上述技术方案的基础上，所述将待测试发动机的扭矩和转速，与发动机台架的扭矩和转速进行对比校验，具体步骤包括：
S401：采集待测试发动机的扭矩和转速，以及发动机台架的扭矩和转速，转到S402；
S402：比对待测试发动机的扭矩与发动机台架的扭矩，比对待测试发动机的转速与发动机台架的转速，判断任一比对结果的差值是否超过设定阈值，若是，转到S403，若否，转到S404；
S403：调整车辆参数中的油门踏板曲线和换档曲线，以更改油门与离合器间的配合方式，以及换档方式，然后再对待测试发动机进行测试，转到S401；
S404：结束测试。
在上述技术方案的基础上，当将待测试发动机的扭矩和转速，与发动机台架的扭矩和转速进行对比校验之后，还包括：
S411：采集待测试发动机的尾气排放数据以及发动机台架的尾气排放数据，所述尾气排放数据为尾气排放值与时间之间的关系；
S412：基于采集的尾气排放数据，判断待测试发动机与发动机台架的尾气排放数据中，数据峰值的出现时间是否吻合，若是，转到S413，若否，转到S414；
S413：结束测试；
S414：调整道路场景参数中的道路阻力，并检查待测试发动机的冷却液温度变化是否与发动机台架的冷却液温度变化相同，然后再对待测试发动机进行测试，转到S411。
本发明提供一种自定义工况的整车试验系统，包括：
确定模块，其用于选择试验时的道路场景参数和车辆参数，同时选取汽车实车运行过程中尾气排放超限时的运行工况参数；
选取模块，其用于将选择的道路场景参数、车辆参数，以及选取的运行工况参数作为输入参数；
配置模块，其用于将输入参数作为配置参数导入发动机台架，对发动机台架进行配置；
测试模块，其用于使用配置完成后的发动机台架对待测试发动机进行测试，并将待测试发动机的扭矩和转速，与发动机台架的扭矩和转速进行对比校验。
在上述技术方案的基础上，
所述道路场景参数包括道路的横向宽度、道路的纵向长度、道路指示牌安放位置、侧向风的风速、坡道坡度、砂石路长度，以及车辆车速和道路阻力之间的关系。
所述车辆参数包括车辆整备质量、轮胎规格、迎风面积、变速箱速比、变速箱传递效率、油门踏板曲线和换档曲线。
在上述技术方案的基础上，所述使用配置完成后的发动机台架对待测试发动机进行测试，具体过程包括：
基于道路场景参数，得到道路阻力，并将得到的道路阻力换算为车辆轮边力矩；
将车辆轮边力矩输入给测功机作为目标扭矩；
将目标扭矩负荷的需求转化为节气门开度的电信号命令，并发送给待测试发动机的ECU；
待测试发动机的ECU控制发动机进气、喷油和点火，产生需求的目标扭矩负荷。
在上述技术方案的基础上，所述将待测试发动机的扭矩和转速，与发动机台架的扭矩和转速进行对比校验，具体过程包括：
采集待测试发动机的扭矩和转速，以及发动机台架的扭矩和转速；
比对待测试发动机的扭矩与发动机台架的扭矩，比对待测试发动机的转速与发动机台架的转速，判断任一比对结果的差值是否超过设定阈值，若是，则调整车辆参数中的油门踏板曲线和换档曲线，以更改油门与离合器间的配合方式，以及换档方式，然后再对待测试发动机进行测试，采集待测试发动机的扭矩和转速，以及发动机台架的扭矩和转速，比对待测试发动机的扭矩与发动机台架的扭矩，比对待测试发动机的转速与发动机台架的转速，依此循环，直至任一比对结果的差值不超过设定阈值；若否，结束测试。
在上述技术方案的基础上，当将待测试发动机的扭矩和转速，与发动机台架的扭矩和转速进行对比校验之后，还包括：
采集待测试发动机的尾气排放数据以及发动机台架的尾气排放数据，所述尾气排放数据为尾气排放值与时间之间的关系；
基于采集的尾气排放数据，判断待测试发动机与发动机台架的尾气排放数据中，数据峰值的出现时间是否吻合，若是，结束测试；若否，则整道路场景参数中的道路阻力，并检查待测试发动机的冷却液温度变化是否与发动机台架的冷却液温度变化相同，然后再对待测试发动机进行测试，然后采集待测试发动机的尾气排放数据以及发动机台架的尾气排放数据，基于采集的尾气排放数据，判断待测试发动机与发动机台架的尾气排放数据，依此循环，直至待测试发动机与发动机台架的尾气排放数据中数据峰值的出现时间吻合。
与现有技术相比，本发明的优点在于：在整车开发时，通过模拟真实的路况，结合发动机台架，测试车辆在自定义工况下整车动力性、经济性及排放性情况，通过模拟验证并改善动力总成的性能表现，快速确定最优的整车搭载方案，提高车辆整车试验效率，同时还可以达到整车开发前移的目的。
附图说明
图1为本发明实施例中一种自定义工况的整车试验方法的流程图；
图2为本发明实施例中校验比对待测试发动机的扭矩和转速，与发动机台架的扭矩和转速的流程图；
图3为本发明实施例中判断待测试发动机与发动机台架的尾气排放数据中数据峰值的出现时间是否吻合的流程图；
图4为本发明实施例中自定义工况的整车试验系统的结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供一种自定义工况的整车试验方法，通过模拟真实的路况，结合发动机台架，测试车辆在自定义工况下整车动力性、经济性及排放性情况，提高车辆整车试验效率。本发明实施例相应地还提供了一种自定义工况的整车试验系统。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
参见图1所示，本发明实施例提供一种自定义工况的整车试验方法，包括以下步骤：
S1：选择试验时的道路场景参数和车辆参数，同时选取汽车实车运行过程中尾气排放超限时的运行工况参数。
本发明实施例中，道路场景参数包括道路的横向宽度、道路的纵向长度、道路指示牌安放位置、侧向风的风速、坡道坡度、砂石路长度，以及车辆车速和道路阻力之间的关系。当确定了道路场景参数后，可以基于选取的道路场景参数，调用模拟软件来构建模拟道路。通过行驶的坐标判断外部影响因素的信息，将收集的道路阻力与时间关系直接输入到模拟系统，来检查系统输出阻力扭矩是否符合实际道路阻力。根据检查惰行时间在实际滑行时间的5％以内来判断台架是否真实输出实际道路阻力，具体公式如下：
F＝M*a＝(V1-V2)/(t1-t2)
其中，F表示道路阻力，M表示车辆质量，a表示加速度，V1当前车辆速度，V2表示经过单位时间后的车辆速度，t1-t2表示单位时间。
本发明实施例中，车辆参数包括车辆整备质量、轮胎规格、迎风面积、变速箱速比、变速箱传递效率、油门踏板曲线和换档曲线。基于油门踏板曲线、换档曲线来模拟不同驾驶员在不同驾驶风格下对应的扭矩请求，具体的，可以基于历史经验数据，构建驾驶员在不同驾驶风格下扭矩请求对应的油门踏板曲线和换挡曲线，在用户选择了驾驶风格后直接读取对应的油门踏板曲线和换挡曲线。
本发明实施例中的尾气包括一氧化碳、氮氧化物等，车辆在实际的行驶过程中，会存在尾气排放超标的时刻，该时刻对应的车辆运行工况参数即为选取的运行工况参数。
S2：将选择的道路场景参数、车辆参数，以及选取的运行工况参数作为输入参数；
S3：将输入参数作为配置参数导入发动机台架，对发动机台架进行配置；
S4：使用配置完成后的发动机台架对待测试发动机进行测试，并校验比对待测试发动机的扭矩和转速，与发动机台架的扭矩和转速。
本发明实施例中，配置完成后的发动机台架对待测试发动机进行测试，具体步骤包括：
基于道路场景参数，得到道路阻力，并将得到的道路阻力换算为车辆轮边力矩；
将车辆轮边力矩输入给测功机作为目标扭矩；
将目标扭矩负荷的需求转化为节气门开度的电信号命令，并发送给待测试发动机的ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)；
待测试发动机的ECU控制发动机进气、喷油和点火，产生需求的目标扭矩负荷。最终通过发动机台架的控制系统实现实体发动机、传动轴、实际道路模拟、整车模拟等的耦合。
参见图2所示，本发明实施例中，将待测试发动机的扭矩和转速，与发动机台架的扭矩和转速进行对比校验，具体步骤包括：
S401：采集待测试发动机的扭矩和转速，以及发动机台架的扭矩和转速，转到S402；
S402：比对待测试发动机的扭矩与发动机台架的扭矩，比对待测试发动机的转速与发动机台架的转速，判断任一比对结果的差值是否超过设定阈值，若是，转到S403，若否，转到S404；
S403：调整车辆参数中的油门踏板曲线和换档曲线，以更改油门与离合器间的配合方式，以及换档方式，然后再对待测试发动机进行测试，转到S401；
S404：结束测试。
参见图3所示，本发明实施例中，当将待测试发动机的扭矩和转速，与发动机台架的扭矩和转速进行对比校验之后，还包括：
S411：采集待测试发动机的尾气排放数据以及发动机台架的尾气排放数据，尾气排放数据为尾气排放值与时间之间的关系，即尾气排放值随时间变化而变化的曲线；
S412：基于采集的尾气排放数据，判断待测试发动机与发动机台架的尾气排放数据中，数据峰值的出现时间是否吻合，若是，转到S413，若否，转到S414；
本发明实施例中，判断待测试发动机与发动机台架的尾气排放数据中，数据峰值的出现时间是否吻合，可以通过将数据导入MADLAB软件来判断，逐秒分析排放数据峰值出现的差异点。
S413：结束测试；
S414：调整道路场景参数中的道路阻力，并检查待测试发动机的冷却液温度变化是否与发动机台架的冷却液温度变化相同，然后再对待测试发动机进行测试，转到S411。
在一种可能的实施方式中，当待测试发动机与发动机台架的尾气排放数据中数据峰值的出现时间吻合后，还可以优化ECU标定数据，通过调节进气、喷油量、点火时刻，降低发动机的排放，同时可逐一的调节油门踏板和换档曲线的变量，进行循环模拟，直至试验开发时所需的动力性、经济性或排放性。
本发明实施例的自定义工况的整车试验方法，在整车开发时，通过模拟真实的路况，结合发动机台架，测试车辆在自定义工况下整车动力性、经济性及排放性情况，通过模拟验证并改善动力总成的性能表现，快速确定最优的整车搭载方案，提高车辆整车试验效率，同时还可以达到整车开发前移的目的。
参见图4所示，本发明实施例提供的一种自定义工况的整车试验系统，包括确定模块、选取模块、配置模块和测试模块。
确定模块用于选择试验时的道路场景参数和车辆参数，同时选取汽车实车运行过程中尾气排放超限时的运行工况参数；选取模块用于将选择的道路场景参数、车辆参数，以及选取的运行工况参数作为输入参数；配置模块用于将输入参数作为配置参数导入发动机台架，对发动机台架进行配置；测试模块用于使用配置完成后的发动机台架对待测试发动机进行测试，并将待测试发动机的扭矩和转速，与发动机台架的扭矩和转速进行对比校验。
本发明实施例中，道路场景参数包括道路的横向宽度、道路的纵向长度、道路指示牌安放位置、侧向风的风速、坡道坡度、砂石路长度，以及车辆车速和道路阻力之间的关系。车辆参数包括车辆整备质量、轮胎规格、迎风面积、变速箱速比、变速箱传递效率、油门踏板曲线和换档曲线。
本发明实施例中，使用配置完成后的发动机台架对待测试发动机进行测试，具体过程包括：
基于道路场景参数，得到道路阻力，并将得到的道路阻力换算为车辆轮边力矩；
将车辆轮边力矩输入给测功机作为目标扭矩；
将目标扭矩负荷的需求转化为节气门开度的电信号命令，并发送给待测试发动机的ECU；
待测试发动机的ECU控制发动机进气、喷油和点火，产生需求的目标扭矩负荷。
本发明实施例中，将待测试发动机的扭矩和转速，与发动机台架的扭矩和转速进行对比校验，具体过程包括：
采集待测试发动机的扭矩和转速，以及发动机台架的扭矩和转速；
比对待测试发动机的扭矩与发动机台架的扭矩，比对待测试发动机的转速与发动机台架的转速，判断任一比对结果的差值是否超过设定阈值，若是，则调整车辆参数中的油门踏板曲线和换档曲线，以更改油门与离合器间的配合方式，以及换档方式，然后再对待测试发动机进行测试，采集待测试发动机的扭矩和转速，以及发动机台架的扭矩和转速，比对待测试发动机的扭矩与发动机台架的扭矩，比对待测试发动机的转速与发动机台架的转速，依此循环，直至任一比对结果的差值不超过设定阈值；若否，结束测试。
本发明实施例中，当将待测试发动机的扭矩和转速，与发动机台架的扭矩和转速进行对比校验之后，还包括：
采集待测试发动机的尾气排放数据以及发动机台架的尾气排放数据，所述尾气排放数据为尾气排放值与时间之间的关系；
基于采集的尾气排放数据，判断待测试发动机与发动机台架的尾气排放数据中，数据峰值的出现时间是否吻合，若是，结束测试；若否，则整道路场景参数中的道路阻力，并检查待测试发动机的冷却液温度变化是否与发动机台架的冷却液温度变化相同，然后再对待测试发动机进行测试，然后采集待测试发动机的尾气排放数据以及发动机台架的尾气排放数据，基于采集的尾气排放数据，判断待测试发动机与发动机台架的尾气排放数据，依此循环，直至待测试发动机与发动机台架的尾气排放数据中数据峰值的出现时间吻合。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

Claims (8)

1.一种自定义工况的整车试验方法，其特征在于，包括以下步骤：
选择试验时的道路场景参数和车辆参数，同时选取汽车实车运行过程中尾气排放超限时的运行工况参数；
将选择的道路场景参数、车辆参数，以及选取的运行工况参数作为输入参数；
将输入参数作为配置参数导入发动机台架，对发动机台架进行配置；
使用配置完成后的发动机台架对待测试发动机进行测试，并将待测试发动机的扭矩和转速，与发动机台架的扭矩和转速进行对比校验；
其中，所述使用配置完成后的发动机台架对待测试发动机进行测试，具体步骤包括：
基于道路场景参数，得到道路阻力，并将得到的道路阻力换算为车辆轮边力矩；
将车辆轮边力矩输入给测功机作为目标扭矩；
将目标扭矩负荷的需求转化为节气门开度的电信号命令，并发送给待测试发动机的ECU；
待测试发动机的ECU控制发动机进气、喷油和点火，产生需求的目标扭矩负荷。
2.如权利要求1所述的一种自定义工况的整车试验方法，其特征在于：
所述道路场景参数包括道路的横向宽度、道路的纵向长度、道路指示牌安放位置、侧向风的风速、坡道坡度、砂石路长度，以及车辆车速和道路阻力之间的关系；
所述车辆参数包括车辆整备质量、轮胎规格、迎风面积、变速箱速比、变速箱传递效率、油门踏板曲线和换档曲线。
3.如权利要求2所述的一种自定义工况的整车试验方法，其特征在于，所述将待测试发动机的扭矩和转速，与发动机台架的扭矩和转速进行对比校验，具体步骤包括：
S401：采集待测试发动机的扭矩和转速，以及发动机台架的扭矩和转速，转到S402；
S402：比对待测试发动机的扭矩与发动机台架的扭矩，比对待测试发动机的转速与发动机台架的转速，判断任一比对结果的差值是否超过设定阈值，若是，转到S403，若否，转到S404；
S403：调整车辆参数中的油门踏板曲线和换档曲线，以更改油门与离合器间的配合方式，以及换档方式，然后再对待测试发动机进行测试，转到S401；
S404：结束测试。
4.如权利要求2所述的一种自定义工况的整车试验方法，其特征在于，当将待测试发动机的扭矩和转速，与发动机台架的扭矩和转速进行对比校验之后，还包括：
S411：采集待测试发动机的尾气排放数据以及发动机台架的尾气排放数据，所述尾气排放数据为尾气排放值与时间之间的关系；
S412：基于采集的尾气排放数据，判断待测试发动机与发动机台架的尾气排放数据中，数据峰值的出现时间是否吻合，若是，转到S413，若否，转到S414；
S413：结束测试；
S414：调整道路场景参数中的道路阻力，并检查待测试发动机的冷却液温度变化是否与发动机台架的冷却液温度变化相同，然后再对待测试发动机进行测试，转到S411。
5.一种自定义工况的整车试验系统，其特征在于，包括：
确定模块，其用于选择试验时的道路场景参数和车辆参数，同时选取汽车实车运行过程中尾气排放超限时的运行工况参数；
选取模块，其用于将选择的道路场景参数、车辆参数，以及选取的运行工况参数作为输入参数；
配置模块，其用于将输入参数作为配置参数导入发动机台架，对发动机台架进行配置；
测试模块，其用于使用配置完成后的发动机台架对待测试发动机进行测试，并将待测试发动机的扭矩和转速，与发动机台架的扭矩和转速进行对比校验；
其中，所述使用配置完成后的发动机台架对待测试发动机进行测试，具体过程包括：
基于道路场景参数，得到道路阻力，并将得到的道路阻力换算为车辆轮边力矩；
将车辆轮边力矩输入给测功机作为目标扭矩；
将目标扭矩负荷的需求转化为节气门开度的电信号命令，并发送给待测试发动机的ECU；
待测试发动机的ECU控制发动机进气、喷油和点火，产生需求的目标扭矩负荷。
6.如权利要求5所述的一种自定义工况的整车试验系统，其特征在于：
所述道路场景参数包括道路的横向宽度、道路的纵向长度、道路指示牌安放位置、侧向风的风速、坡道坡度、砂石路长度，以及车辆车速和道路阻力之间的关系；
所述车辆参数包括车辆整备质量、轮胎规格、迎风面积、变速箱速比、变速箱传递效率、油门踏板曲线和换档曲线。
7.如权利要求6所述的一种自定义工况的整车试验系统，其特征在于，所述将待测试发动机的扭矩和转速，与发动机台架的扭矩和转速进行对比校验，具体过程包括：
采集待测试发动机的扭矩和转速，以及发动机台架的扭矩和转速；
比对待测试发动机的扭矩与发动机台架的扭矩，比对待测试发动机的转速与发动机台架的转速，判断任一比对结果的差值是否超过设定阈值，若是，则调整车辆参数中的油门踏板曲线和换档曲线，以更改油门与离合器间的配合方式，以及换档方式，然后再对待测试发动机进行测试，采集待测试发动机的扭矩和转速，以及发动机台架的扭矩和转速，比对待测试发动机的扭矩与发动机台架的扭矩，比对待测试发动机的转速与发动机台架的转速，依此循环，直至任一比对结果的差值不超过设定阈值；若否，结束测试。
8.如权利要求6所述的一种自定义工况的整车试验系统，其特征在于，当将待测试发动机的扭矩和转速，与发动机台架的扭矩和转速进行对比校验之后，还包括：
采集待测试发动机的尾气排放数据以及发动机台架的尾气排放数据，所述尾气排放数据为尾气排放值与时间之间的关系；
基于采集的尾气排放数据，判断待测试发动机与发动机台架的尾气排放数据中，数据峰值的出现时间是否吻合，若是，结束测试；若否，则调整道路场景参数中的道路阻力，并检查待测试发动机的冷却液温度变化是否与发动机台架的冷却液温度变化相同，然后再对待测试发动机进行测试，然后采集待测试发动机的尾气排放数据以及发动机台架的尾气排放数据，基于采集的尾气排放数据，判断待测试发动机与发动机台架的尾气排放数据，依此循环，直至待测试发动机与发动机台架的尾气排放数据中数据峰值的出现时间吻合。
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