CN115809510A - 一种车辆道路阻力系数的拟合计算方法 - Google Patents

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CN115809510A CN202211632766.2A CN202211632766A CN115809510A CN 115809510 A CN115809510 A CN 115809510A CN 202211632766 A CN202211632766 A CN 202211632766A CN 115809510 A CN115809510 A CN 115809510A
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李磊
黄硕
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Suzhou Lvkon Transmission S&T Co Ltd
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Suzhou Lvkon Transmission S&T Co Ltd
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Abstract

本发明提供了一种车辆道路阻力系数的拟合计算方法，其基于能量的阻力系数进行拟合计算，有效避免微分运算带来的震荡问题。在车辆整个滑行过程中，以任一时刻作为起点，计算出该点至滑行结束的动能损耗E，同时计算出该段过程的阻力损耗表达式，形如fEf+CdEw，其中fEf为滚动阻力损耗能量，CdEw为风阻损耗能量，获得下列表达式：
Figure DDA0004006449730000011
根据能量守恒获得公式：E＝fEf+CdEw滑行过程获得对应的数据点，采用对应个数的数据点数据(E,Ef,Ew)进行多变量线性拟合得到系数f,Cd。

Description

一种车辆道路阻力系数的拟合计算方法
技术领域
本发明涉及车辆道路阻力的技术领域，具体为一种车辆道路阻力系数的拟合计算方法。
背景技术
车辆道路阻力系数一般指滚动阻力系数和风阻系数，也即下式所代表的平直路上行驶阻力方程中的的f,Cd，式中F为道路阻力，m为整车质量，A为车辆迎风面积，v为车速：
Figure BDA0004006449710000011
车辆道路阻力系数的计算确定，对车辆的动力学分析和控制具有重要意义。一般通过空挡滑行试验来确定系数f,Cd。滑行试验的车速曲线如图1所示，后半段即为空挡滑行过程。
现有的道路阻力系数计算方法为，根据滑行时的车辆减速度进行拟合计算，如下式所示：
Figure BDA0004006449710000012
该方法需要对车速进行微分，然后获得加速度。但由于行驶过程中，车速本身就会有小幅的波动，经过微分后波动进一步放大为大幅的震荡，如图2所示，这种直接微分所得的加速度曲线难以用来拟合。其中一种处理方法是对车速曲线进行滤波平滑化后再进行微分，微分所得的加速度曲线若仍有波动，则进一步进行滤波；但是这种方法无疑会对原始数据产生一定的修改，从而影响最终拟合结果的可靠性。
为此，急需研发一种可以有效避免微分运算带来的震荡问题的车辆道路阻力系数的拟合计算方法。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种车辆道路阻力系数的拟合计算方法，其基于能量的阻力系数进行拟合计算，有效避免微分运算带来的震荡问题。
一种车辆道路阻力系数的拟合计算方法，其特征在于：
在车辆整个滑行过程中，以任一时刻作为起点，计算出该点至滑行结束的动能损耗E，同时计算出该段过程的阻力损耗表达式，形如fEf+CdEw，其中fEf为滚动阻力损耗能量，CdEw为风阻损耗能量，获得下列表达式：
Figure BDA0004006449710000021
根据能量守恒获得公式：E＝fEf+CdEw
滑行过程获得对应的数据点，采用对应个数的数据点数据(E,Ef,Ew)进行多变量线性拟合得到系数f,Cd。
其进一步特征在于，其具体步骤如下：
a空挡滑行试验过程中，从开始滑行到车辆停止，每隔Δt时间对车速进行一次采样，获得n个车速的采样值，v(1),v(2),...,v(n-1),v(n)，其中v(n)＝0，其中n为大于等于2的自然数；
b根据动能定理,计算每个采样点对应的动能,E1,E2,...,En-1,En.，其中第k个采样点的动能为
Figure BDA0004006449710000022
c根据式
Figure BDA0004006449710000031
计算每个采样点的Ef和Ew，其中第k个采样点的值为：
Figure BDA0004006449710000032
d对前述计算获得的n个数据集(E,Ef,Ew)，进行线性拟合，目标拟合函数为
E＝fEf+CdEw；
f拟合计算得到的f、Cd即为车辆阻力系数。
其更进一步特征在于：
其应用于各个场景下的车辆滑行试验，包括但不限于道路滑行试验、转鼓台架滑行试验。
采用本发明后，传统滑行阻力系数的拟合计算通常基于每个瞬态的行驶阻力方程、即牛顿第二定律，而本发明提出的方法采用另一种整个过程中的能量守恒原理，是崭新而独特的计算方式；既避免了车速直接微分计算的加速度难以拟合的问题，同时也避免了滤波等方法对计算结果造成的偏差。可以获得更加准确的道路阻力系数，对车辆动力学分析和控制具有重要意义。
附图说明
图1为本发明所对应的试验车速度曲线图；
图2为本发明所对应的滑行加速度曲线图；
图3为本发明所对应的滑行过程动能损耗拟合图。
具体实施方式
一种车辆道路阻力系数的拟合计算方法：在车辆整个滑行过程中，以任一时刻作为起点，计算出该点至滑行结束的动能损耗E，同时计算出该段过程的阻力损耗表达式，形如fEf+CdEw，其中fEf为滚动阻力损耗能量，CdEw为风阻损耗能量，获得下列表达式：
Figure BDA0004006449710000041
根据能量守恒获得公式：E＝fEf+CdEw
滑行过程获得对应的数据点，采用对应个数的数据点数据(E,Ef,Ew)进行多变量线性拟合得到系数f,Cd。
其具体步骤如下：
a空挡滑行试验过程中，从开始滑行到车辆停止，每隔Δt时间对车速进行一次采样，获得n个车速的采样值，v(1),v(2),...,v(n-1),v(n)，其中v(n)＝0，其中n为大于等于2的自然数；
b根据动能定理,计算每个采样点对应的动能,E1,E2,...,En-1,En.，其中第k个采样点的动能为
Figure BDA0004006449710000042
c根据式(1)，计算每个采样点的Ef和Ew，其中第k个采样点的值为：
Figure BDA0004006449710000043
d对前述计算获得的n个数据集(E,Ef,Ew)，进行线性拟合，目标拟合函数为
E＝fEf+CdEw；
f拟合计算得到的f、Cd即为车辆阻力系数。
图3为图示为采样上述步骤拟合计算得到阻力系数后，将E和fEf+CdEw的数值进行对比的曲线。
其应用于各个场景下的车辆滑行试验，包括但不限于道路滑行试验、转鼓台架滑行试验。
其有益效果如下：传统滑行阻力系数的拟合计算通常基于每个瞬态的行驶阻力方程、即牛顿第二定律，而本发明提出的方法采用另一种整个过程中的能量守恒原理，是崭新而独特的计算方式；既避免了车速直接微分计算的加速度难以拟合的问题，同时也避免了滤波等方法对计算结果造成的偏差。可以获得更加准确的道路阻力系数，对车辆动力学分析和控制具有重要意义。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (3)

1.一种车辆道路阻力系数的拟合计算方法，其特征在于：
在车辆整个滑行过程中，以任一时刻作为起点，计算出该点至滑行结束的动能损耗E，同时计算出该段过程的阻力损耗表达式，形如fEf+CdEw，其中fEf为滚动阻力损耗能量，CdEw为风阻损耗能量，获得下列表达式：
Figure FDA0004006449700000011
根据能量守恒获得公式：E＝fEf+CdEw
滑行过程获得对应的数据点，采用对应个数的数据点数据(E,Ef,Ew)进行多变量线性拟合得到系数f,Cd。
2.如权利要求1所述的一种车辆道路阻力系数的拟合计算方法，其特征在于，其具体步骤如下：
a空挡滑行试验过程中，从开始滑行到车辆停止，每隔Δt时间对车速进行一次采样，获得n个车速的采样值，v(1),v(2),...,v(n-1),v(n)，其中v(n)＝0，其中n为大于等于2的自然数；
b根据动能定理,计算每个采样点对应的动能,E1,E2,...,En-1,En.，其中第k个采样点的动能为
Figure FDA0004006449700000012
c根据式
Figure FDA0004006449700000013
计算每个采样点的Ef和Ew，其中第k个采样点的值为：
Figure FDA0004006449700000021
d对前述计算获得的n个数据集(E,Ef,Ew)，进行线性拟合，目标拟合函数为
E＝fEf+CdEw；
f拟合计算得到的f、Cd即为车辆阻力系数。
3.如权利要求1所述的一种车辆道路阻力系数的拟合计算方法，其特征在于：其应用于各个场景下的车辆滑行试验，包括但不限于道路滑行试验、转鼓台架滑行试验。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117709127A (zh) * 2024-02-04 2024-03-15 中汽研汽车检验中心（天津）有限公司 轻型车滑行阻力确定方法、设备及介质

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117709127A (zh) * 2024-02-04 2024-03-15 中汽研汽车检验中心（天津）有限公司 轻型车滑行阻力确定方法、设备及介质
CN117709127B (zh) * 2024-02-04 2024-05-07 中汽研汽车检验中心（天津）有限公司 轻型车滑行阻力确定方法、设备及介质

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