一种稳车速下的瞬态油门变工况驾驶性指标识别算法的制作方法

本发明涉及瞬态油门变工况驾驶性评价指标的识别和评分方法。

背景技术：

高效节能技术的应用使得汽车的驾驶品质降低。采取主观评价方式评价汽车性能存在成本高，重复性差等问题，严重影响了整车的标定周期。为了克服主观评价方法存在的缺点，分析了驾驶性评价内容的特点，将主观评价系统改进成客观评价系统。

实现客观评估的前提是如何从大量的汽车性能参数中快速的获取评价指标以及将评价指标和评价值之间建立合理的数学关系，因此解决这一问题是实现客观评价的前提。

技术实现要素：

基于此，有必要解决从大量汽车性能参数获取评价指标的问题和评价指标和评分关系问题，提供一种能够为后续客观评价提供客观评价指标的指标识别方法。

上述目的通过下述技术方案实现：

本发明提出的一种稳车速下的瞬态油门变工况驾驶性指标识别算法，具体步骤如下：

(1)建立稳态车速下的瞬态油门变工况测试规范，通过信号采集设备采集油门开度、加速度、车度、时间、发动机转速和档位信息等汽车性能参数，具体为通过传感器信号采集设备对稳态车速下的低速小油门、低速中油门和低速高油门三种状况进行测试，所述测试为汽车以某一稳定车速行驶一段时间后，瞬间踩下油门踏板，获取汽车在瞬变过程中能够表征动态变化的汽车性能参数；所述传感器信号采集设备包括crio-9012控制器、ni-9215数据采集仪、ni-9862数据采集仪，crio-9012控制器通过ni-9215模拟信号采集模块和ni-9862数字信号采集模块获取传感器信号；通过ni-9215数据采集仪得到油门开度的汽车性能参数，通过ni-9862数据采集仪得到加速度、发动机转速、车速、时间和档位的汽车性能参数；

(2)离散化判断，获取最小工况单元的片段；

将步骤(1)ni-9215数据采集仪得到油门开度的数据，以及ni-9862数据采集仪得到加速度、发动机转速、车速、时间和档位的数据融合在一起，根据先验知识，通过判断车速稳定状态的车速值和油门开度被触发并保持在某一定值为最小工况片段的开始位置，油门开度从某一定值变化到0开度为最小工况片段的结束位置，最终得到最小工况片段；

(3)通过特征值的判别，获取稳态车速下瞬态油门的所有评价指标值；

在步骤(2)获得的完成识别稳定车速和油门开度的获取最小工况片段的基础上，查找加速度达到0.05g时刻、加速度达到峰值的95％时刻、踏板执行到目标值时刻、加速度达到的最大值、踏板开始触发时刻、加速度达到峰值时刻、油门踏板开始触发时刻发动机转速值、加速度达到峰值时刻发动机转速值、踏板开始触发时刻的开度值、踏板达到目标时刻的油门开度值、加速度波峰值和加速度波谷值，将所有查找的数据作为特征值属性集，通过对特征值属性集中所有特征值进行计算，以此来获取稳态车速下瞬态油门的所有评价指标，所述评价指标包括加速度变化率、加速度峰值、响应时间、响应延迟、转速变化量、踏板变化率和反冲和高频振荡；

(4)根据步骤(3)得到的所有评价指标值，建立评价指标值和评价指标评分的数学关系模型；其中：加速度变化率、加速度峰值、转速变化量和踏板变化率属于正向指标，评价指标评分随着评价指标值的增大而增大；响应时间、响应延迟、反冲、高频振荡属于负向指标，评价指标评分随着指标值的增大而减小。

本发明中，步骤(2)稳态车速下瞬态油门的最小工况单元的片段满足的条件为：

(1)稳定的目标车速的时间大于10s；

(2)瞬间踩下油门的时间小于0.1s；

(3)油门踏板踩到目标后要持续5s以上或至峰值加速度；

(4)制动踏板和手刹在工况执行期间完全松开；

(5)车在试验阶段处于正向行驶状态；

(6)档位模式自动档。

本发明路中，步骤(3)稳态车速下瞬态油门在判别最小工况单元的基础上特征值的判别条件为：

(1)油门踏板被触发后第一次加速度达到0.05g时刻；

(2)油门踏板被触发后第一次达到95％的最大加速度达到峰值时刻；

(3)油门踏板执行到目标油门值时刻和对应目标值；

(4)最小工况单元的片段内加速度达到的最大值时刻和对应最大值；

(5)油门踏板开始触发时刻和对应初始值；

(6)最小工况单元的片段内发动机转速值的最大值和最小值；

(7)加速度达到最大值后的加速度波峰值和加速度波谷值。

本发明中，步骤(3)中评价指标包括加速度变化率、加速度峰值、响应时间、响应延迟、转速变化量、踏板变化率和反冲和高频振荡，其中：

加速度变化率为在稳车速下的瞬态油门变工况过程中加速度达到0.05g时刻到汽车加速度达到峰值的95％时刻的变化量；

加速度峰值为踏板执行到目标值后加速度能达到的最大值；

响应时间为在执行工况内，踏板开始触发时刻到加速度达到峰值时刻所需的时间；

响应延迟为踏板开始触发时刻到加速度达到0.05g时刻所需时间；转速变化量为油门踏板开始触发时刻到加速度达到峰值时刻发动机转速变化大小；

踏板变化率为在踏板开始触发到踏板达到目标时间内，踏板的变化；反冲为在稳车速下的瞬态油门变工况内达到加速度峰值到下一波谷的加速度变化大小；

高频振荡为在稳车速下的瞬态油门变工况内，在反冲现象后出现的加速度反复震荡。

本发明中，所述数学关系模型包括：

(1)加速度变化率值与对应评分的数学关系模型

其中，rating1为加速变化率指标值的评分；x1为加速变化率指标值；a1，b1，c1，d1为模型预先根据车辆客观加速变化率这一评价指标值和主观评分确定的系数；

(2)加速度峰值指标值与对应评分的数学关系模型

其中，rating2为加速度峰值指标值的评分；x2为加速度峰值指标值；a2，b2，c2为模型预先根据车辆客观加速度峰值指标值和主观评分确定的系数；

(3)响应延迟指标值与对应评分的数学关系模型

rating3＝(a3-b3·log(x3))

其中，rating3为响应延迟指标值的评分；x3为响应延迟指标值；a3，b3为模型预先根据车辆客观响应延迟指标值和主观评分确定的系数；

(4)响应时间指标值与对应评分的数学关系模型

rating4＝a4·sin(b4·x4+c4)+d4·sin(e4·x4+f4)

其中，rating4为响应时间指标值的评分；x4为响应时间指标值；a4，b4，c4，d4，e4，f4为模型预先根据车辆客观响应时间指标值和主观评分确定的系数；

(5)转速变化量指标值与对应评分的数学关系模型

其中，rating5为转速变化量指标值与的评分；x5为转速变化量指标值；a5，b5，c5，d5为模型预先根据车辆客观转速变化量指标值和主观评分确定的系数；

(6)踏板变化率指标值与对应评分的数学关系模型

rating6＝a6·exp(b6·exp(c6·x6))

其中，rating6为踏板变化率指标值的评分；x6为转速变化量指标值；a6，b6，c6为模型预先根据车辆客观踏板变化率指标值和主观评分确定的系数；

(7)反冲指标值与对应评分的数学关系模型

其中，rating7为反冲指标值的评分；x7为反冲指标值；a7，b7，c7，d7，e7，f7为模型预先根据车辆客观反冲指标值和主观评分确定的系数。

(8)高频振荡指标值与对应评分的数学关系模型

其中，rating8为高频振荡指标值的评分；x8为高频振荡指标值；a8，b8，c8，d8，e8，f8为模型预先根据车辆客观高频振荡指标值和主观评分确定的系数。

本发明的有益效果在于：提出了一种同时考量发动机和传动系统性能的测试规范，同时为整车驾驶性评估提出了一种能够自动识别工况和指标的方法，并建立了评价指标与指标值评分的关系模型，实现了对指标值的预测评分，本发明主要服务于整车驾驶性开发过程的评估工作，能够缩短开发周期，提供客观量化的结果。

附图说明

图1为稳态车速下瞬态工况指标识别算法流程图；

图2为稳车速瞬态给油工况。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本发明的算法流程做进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：参见图1至图2，本发明一实施例的一种稳车速的瞬态油门变工况驾驶性指标识别算法，应用在驾驶性客观评价中如何在汽车性能中获得客观评价指标的方法。包括

s1、稳态车速下瞬态给油测试工况规范，通过信号采集设备采集油门开度、加速度、车度、时间、发动机转速、档位信息等汽车性能参数；；

其中包括所述稳态车速下瞬态给油为汽车以某一稳定车速行驶一段时间后，瞬间踩下油门踏板后，汽车本身会出现一系列的动态响应。该工况测试的目的，是为了模仿车辆在正常道路行驶过程中，汽车在超车过程车的响应性能和驾驶品质的好坏；

所述测试工况为低速小油门、低速中油门、低速高油门；低速小油门定位为车速稳在20km/h且大于10s后瞬间踩下油门踏板到40％；低速中油门为车速稳在20km/h且大于10s后瞬间踩下油门踏板到60％；低速高油门为车速稳在20km/h且大于10s后瞬间踩下油门踏板到80％；

所述数据采集设备包括crio-9012控制器、ni-9215模拟信号采集模块以及ni-9862数据信号采集模块，ni-9215数据采集仪得到油门开度的数据，以及ni-9862数据采集仪得到加速度、发动机转速、车速、时间和档位；

所述采集的汽车性能参数包括油门开度、加速度、车度、试验时间、发动机转速、档位信息；

s2、离散化判断，获取最小单元的工况片段；

所述将加速度、发动机转速、车速、时间、油门开度和档位等不同传感器采集的数据进行融合，根据稳态车速下瞬态工况的特点，在满足1)稳定的目标车速的时间大于10s；(2)瞬间踩下油门的时间小于0.1s；(3)油门踏板踩到目标后要持续5s以上或至峰值加速度；(4)制动踏板和手刹在工况执行期间完全松开；(5)车在试验阶段处于正向行驶状态；(6)档位模式自动档情况下以目标车速、油门踏板信号为工况开始执行点，根据先验知识通过判断车速稳定状态的车速值和油门开度被触发并保持在某一定值为最小工况片段的开始位置，油门开度从某一定值变化到0开度为最小工况片段的结束位置，最终得到最小工况片段；

s3设备采集的汽车性能参数特征值的判别计算，得到稳态车速下瞬态油门的所有评价指标；

所述特征值判别在完成识别稳定车速和油门开度的获取最小工况片段的基础上，查找加速度达到0.05g时刻、加速度达到峰值的95％时刻、踏板执行到目标值时刻、加速度达到的最大值、踏板开始触发时刻、加速度达到峰值时刻、加速度达到0.05g时刻、油门踏板开始触发时刻发动机转速值、加速度达到峰值时刻发动机转速值、踏板开始触发时刻的开度值、踏板达到目标时刻的油门开度值、加速度波峰值、加速度波谷值等特征值属性集。所述评价指标包括加速度变化率、加速度峰值、响应时间、响应延迟、转速变化量、踏板变化率、反冲和高频振荡；

所述稳态车速下瞬态油门在判别最小工况单元的基础上特征值的判别条件为：

(1)油门踏板被触发后第一次加速度达到0.05g时刻；

(2)油门踏板被触发后第一次达到95％的最大加速度达到峰值时刻；

(3)油门踏板执行到目标油门值时刻和对应目标值；

(4)最小工况单元的片段内加速度达到的最大值时刻和对应最大值；

(5)油门踏板开始触发时刻和对应初始值；

(6)最小工况单元的片段内发动机转速值的最大值和最小值；

(7)加速度达到最大值后的加速度波峰值和加速度波谷值。

所述评价指标及评价指标计算公式包括：

加速度变化率为在执行工况过程中加速度达到0.05g时刻到汽车加速度达到峰值的95％时刻的加速度变化；

agradient＝0.95·max(da/dt)(1)

其中a为踏板开始触发到加速度峰值过程的纵向加速度，t为踏板开始触发到加速度峰值过程的对应时间。

加速度峰值为踏板执行到目标值后加速度达到的最大值；

apeak＝amax-amin(2)

其中amax为踏板开始触发到加速度峰值过程的最大纵向加速度，amin为踏板开始触发到加速度峰值过程的最小纵向加速度。

响应时间为在执行工况内，踏板开始触发时刻到加速度达到峰值时刻所需的时间；

trt＝tp-ti(3)

其中，tp为踏板开始触发时刻，ti为纵向加速度达到峰值的时刻。

响应延迟为踏板开始触发时刻到加速度达到0.05g时刻所需时间；

△t＝tp-t0.05g(4)

其中，tp为踏板开始触发时刻，t0.05g为纵向加速度从开始触发油门踏

板到纵向加速度达到0.05g时刻。

转速变化量为油门踏板开始触发时刻到加速度达到峰值时刻发动机转速变化大小；

△ω＝ωmax-ωmin(5)

其中，ωmax为油门踏板开始触发到加速度达到峰值过程中转速达到的最大值；ωmin为油门踏板开始触发到加速度达到峰值过程中转速达到的最小值。

踏板变化率为在踏板开始触发到踏板达到目标时间内，踏板的变化；

其中，pf为目标油门踏板行程量；pi为稳定车速时所需要的油门踏板行程量。

反冲为在执行工况内达到加速度峰值到下一波谷的加速度变化大小；

akick＝apmax-apmin(7)

其中，apmax为加速度峰值后的第一个局部峰值；apmin为加速度峰值后的第一个局部峰值后的第一个波谷。

高频振荡为在执行工况内，在反冲现象后出现的加速度反复震荡。

其中，apmax-i为反冲过后震荡的局部最大值；apmin-i为反冲过后震荡的局部最小值。

s4、所述评价指标值和评价指标评分的数学关系模型包括：

加速度变化率值与对应评分的数学关系模型

其中，rating1为加速变化率指标值的评分；x1为加速变化率指标值；a1，b1，c1，d1为模型预先根据车辆客观加速变化率这一评价指标值和主观评分确定的系数。

加速度峰值指标值与对应评分的数学关系模型

其中，rating2为加速度峰值指标值的评分；x2为加速度峰值指标值；a2，b2，c2为模型预先根据车辆客观加速度峰值指标值和主观评分确定的系数。

响应延迟指标值与对应评分的数学关系模型

rating3＝(a3-b3·log(x3))(11)

其中，rating3为响应延迟指标值的评分；x3为响应延迟指标值；a3，b3为模型预先根据车辆客观响应延迟指标值和主观评分确定的系数。响应时间指标值与对应评分的数学关系模型

rating4＝a4·sin(b4·x4+c4)+d4·sin(e4·x4+f4)(12)

其中，rating4为响应时间指标值的评分；x4为响应时间指标值；a4，b4，c4，d4，e4，f4为模型预先根据车辆客观响应时间指标值和主观评分确定的系数。转速变化量指标值与对应评分的数学关系模型

其中，rating5为转速变化量指标值与的评分；x5为转速变化量指标值；a5，b5，c5，d5为模型预先根据车辆客观转速变化量指标值和主观评分确定的系数。

踏板变化率指标值与对应评分的数学关系模型

rating6＝a6·exp(b6·exp(c6·x6))(14)

其中，rating6为踏板变化率指标值的评分；x6为转速变化量指标值；a6，b6，c6为模型预先根据车辆客观踏板变化率指标值和主观评分确定的系数。

反冲指标值与对应评分的数学关系模型

其中，rating7为反冲指标值的评分；x7为反冲指标值；a7，b7，c7，d7，e7，f7为模型预先根据车辆客观反冲指标值和主观评分确定的系数。

高频振荡指标值与对应评分的数学关系模型

其中，rating8为高频振荡指标值的评分；x8为高频振荡指标值；a8，b8，c8，d8，e8，f8为模型预先根据车辆客观高频振荡指标值和主观评分确定的系数。