CN107085382A - 一种车辆参数标定设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆参数标定技术领域，公开了一种车辆参数标定设备和方法，该设备包括：接收单元，接收车辆参数和加速度限值阈值及与该加速度限值阈值对应的速度值；VAM特性控制单元，控制VAM特性的开启和关闭；仿真计算单元，在VAM特性开启的情况下根据所述车辆参数对加速时间和加速油耗进行仿真计算；控制单元，根据仿真计算单元计算的加速时间和加速油耗来确定VAM特性标定参数；在VAM特性开启的情况下，控制单元还用于根据加速度限值控制车辆的加速度。本发明是一种自动确定VAM特性标定参数的方式，该方式不仅简单高效，而且便于用于评估不同VAM特性参数设定时整车的动力性能和燃油经济性能，因此可以用来确定合适的VAM特性标定参数。

Description

一种车辆参数标定设备和方法

技术领域

本发明涉及车辆参数标定技术，具体地，涉及一种车辆参数标定设备和方法。

背景技术

车辆加速度管理(Vehicle Acceleration Management，以下简称VAM)特性是一种用来限制车辆加速度的发动机电子控制特性。VAM特性主要在车辆空载或轻载行驶时限制车辆的加速度，避免由驾驶员粗暴驾驶所引起的油耗增加，从而改善车辆燃油经济性能，并且在一定程度上可以减少轮胎和传动***的磨损，增加其使用寿命。

当前VAM电控特性的标定开发过程存在一定的盲目性，基本都是采用实车场地试验手段：如果加速度限制太多，节油效果比较好，但是车辆加速时间过长，驾驶员会感觉加速无力，并且影响安全性；如果加速度限制太少，则节油效果不明显。单纯依靠试验需要进行反复调试才能找到动力性和燃油经济性之间的平衡点，试验时间长、成本高、工作量大，并且环境、人为等因素会影响试验一致性。

发明内容

本发明的目的是提供一种车辆参数标定设备和方法，用于解决通过非人为试验的方式进行车辆参数标定的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种车辆参数标定设备，该设备包括：接收单元，用于接收车辆参数和加速度限值阈值及与该加速度限值阈值对应的速度值，其中所述加速度限值阈值包括最大加速度限值(即加速度限值的最大值)和最小加速度限值(即加速度限值的最小值)；车辆加速度管理VAM特性控制单元，用于控制VAM特性的开启和关闭；仿真计算单元，与所述接收单元和所述VAM特性控制单元相耦合，用于在所述VAM特性开启的情况下根据所述车辆参数对加速时间和加速油耗进行仿真计算；控制单元，用于根据所述仿真计算单元计算的加速时间和加速油耗来确定VAM特性标定参数；其中，在所述VAM特性开启的情况下，所述控制单元还用于根据加速度限值控制车辆的加速度。

相应地，本发明还提供了一种车辆参数标定方法，该方法包括：接收车辆参数和加速度限值阈值及与该加速度限值阈值对应的速度值，其中所述加速度限值阈值包括最大加速度限值和最小加速度限值；在车辆加速度管理VAM特性开启的情况下根据所述车辆参数对加速时间和加速油耗进行仿真计算；根据仿真计算得到的加速时间和加速油耗来确定VAM特性标定参数；其中，在所述VAM特性开启的情况下，根据加速度限值控制车辆的加速度。

通过上述技术方案，本发明根据车辆参数通过仿真计算在VAM特性开启情况下的加速时间和加速油耗，并根据仿真计算结果来确定VAM特性标定参数，是一种自动确定VAM特性标定参数的方式，该方式不仅简单高效，而且便于用于评估不同VAM特性参数设定时整车的动力性能和燃油经济性能，因此可以用来确定合适的VAM特性标定参数。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明提供的车辆参数标定设备的框图；

图2是本发明提供的VAM特性开启情况下加速度限值曲线；

图3是本发明提供的通过仿真方法进行VAM特性参数标定的流程图；以及

图4是本发明提供的车辆参数标定方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

图1是本发明提供的车辆参数标定设备的框图，如图1所示，该设备包括接收单元、VAM特性控制单元、仿真计算单元和控制单元。接收单元用于接收车辆参数和加速度限值阈值及与该加速度限值阈值对应的速度值，其中所述加速度限值阈值包括最大加速度限值和最小加速度限值；VAM特性控制单元用于控制VAM特性的开启和关闭；仿真计算单元与接收单元和VAM特性控制单元相耦合，用于在VAM特性开启的情况下根据车辆参数对加速时间和加速油耗进行仿真计算；控制单元用于根据仿真计算单元计算的加速时间和加速油耗来确定VAM特性标定参数；其中，在VAM特性开启的情况下，控制单元还用于根据加速度限值控制车辆的加速度。

以上所描述的车辆参数标定是通过仿真的方法进行的，可以利用汽车动力性和经济性分析领域常用商业软件来搭建车辆仿真模型，并利用仿真软件内置的部件实现VAM特性功能，可以对虚拟车辆模型进行加速度管理，也就是可以利用仿真软件自带的模型部件时间加速度管理。

以上所描述的车辆参数为仿真软件进行仿真分析所需的参数，不同的仿真软件或实际情况不同，所需的车辆参数可能稍有不同，包括但不限于：车辆空载和满载质量、车辆迎风面积和风阻系数、发动机全负荷特性和油耗万有特性、变速箱各档位速比及传动效率、后桥或主减速器速比及传动效率、轮胎型号及滚动半径。在实际操作中，操作人员需要将车辆参数填入所建立的仿真模型中相应的模块中。

VAM特性控制单元用于根据操作人员对仿真软件的操作来确定VAM特性的开启和关闭。在VAM特性开启的情况下，控制单元会控制车辆的加速度，在VAM特性关闭的情况下，车辆的加速度不会被控制。

在VAM特性开启的情况下，控制单元控制车辆的加速度包括：在车辆的加速度大于加速度限值的情况下，控制车辆的加速度等于加速度限值。本领域技术人员应当理解，这里的加速度限值为根据车辆的速度而变化的曲线，下面通过图2对加速度限值进行具体阐述。

控制单元可以根据接收单元接收到的加速度限值阈值和与该加速度限值阈值对应的速度值得到完整的加速度限值曲线，图2是本发明提供的VAM特性开启情况下加速度限值曲线，如图2所示，车辆的速度不同，加速度限值也不同。具体来说，控制单元还用于：确定所述加速度限值，其中：在车辆的速度大于或等于与最小加速度限值对应的速度值的情况下，加速度限值等于最小加速度限值；在车辆的速度小于或等于与最大加速度限值对应的速度值的情况下，加速度限值等于最大加速度限值；在车辆的速度小于与最小加速度限值对应的速度值且大于与最大加速度限值对应的速度值的情况下，加速度限值根据最小加速度限值和最大加速度限值通过线性插值得到。

其中，加速度限值阈值的选取需要满足一定条件，控制单元还用于在VAM特性关闭情况下计算车辆空载和满载时的最大加速度；其中，车辆的加速度限值阈值在VAM特性关闭情况下车辆空载时的最大加速度与车辆满载时的最大加速度之间。也就是说，加速度阈值需要在VAM特性关闭情况下车辆空载时的最大加速度与车辆满载时的最大加速度之间选取。

如图2所示，横轴为车辆的速度，纵轴为车辆的加速度，所示的曲线即为加速度限值，以图2为例进行说明，ACC_VAM,Lim1和ACC_VAM,Lim2为加速度限值阈值，ACC_VAM,Lim1为最大加速度限值，ACC_VAM,Lim2为最小加速度限值，与ACC_VAM,Lim1对应的速度值为VEL_VAM1，与ACC_VAM,Lim2对应的速度值为VEL_VAM2，在车辆的速度介于VEL_VAM1和VEL_VAM2之间的加速度限值通过线性插值得到，例如，连接图2所示的坐标系中的点(VEL_VAM1,ACC_VAM,Lim1)与点(VEL_VAM2,ACC_VAM,Lim2)形成的线段，通过该线段上的点的二位坐标即可得到速度在VEL_VAM1和VEL_VAM2之间的加速度限值。根据图2，当车辆的速度小于或等于VEL_VAM1时，加速度限值为ACC_VAM,Lim1；当车辆的速度大于或等于VEL_VAM2时，加速度限值为ACC_VAM,Lim2；当车速大于VEL_VAM1且小于VEL_VAM2时，加速度限值由线性插值得到。

具体来说，仿真模型中存在一ASC(Anti-Slip Control，防滑控制器模块)部件，该ASC部件是一个限幅控制器，一般在仿真模型中用来限制驱动轮滑转，本发明利用此部件的控制功能来自动限制整车加速度。在仿真模型中，当其输入信号S_W为轮胎滑转(发动机扭矩传递至驱动轮的驱动力与F_L轮胎最大附着力F_L,max之间的比值)信号和驾驶员的油门信号时，可以自动控制发动机的油门信号，从而在仿真模型中限制驱动轮滑转。其作用机理为：在仿真过程中其一直监测S_W值，当发现S_W大于1，即驱动轮将要发生滑转时，ASC模块会自动限制发动机油门，减少发动机扭矩输出，使驱动力与轮胎最大附着力相平衡(即S_W＝1)，从而避免轮胎滑转。其数学表达式为：

F_L,max＝μ·F_N

其中：F_L为发动机扭矩传递至驱动轮的驱动力；

F_L,max为轮胎最大附着力；

μ为轮胎与地面之间的附着系数；

F_N为由车辆重量产生的并由地面给轮胎的法向反作用力。

本发明利用其控制特性，将输入信号S_W由轮胎滑转信号变更为加速度比值信号(车辆加速度与加速度限值之间的比值)，当其发现S_W信号大于1，即车辆加速度大于VAM特性开启时的加速度限值时，ASC模块会自动限制发动机油门，减少发动机扭矩输出，使车辆加速度与VAM加速度限值相平衡(即S_W＝1)，从而使车辆的加速度不会超过VAM特性开启时的加速度限值。其数学表达式为：

其中，ACC为车辆加速度值；

ACC_VAM,Lim为由VAM特性开启时的加速度限值，即图2所示的加速度限值。

其中，控制单元根据仿真计算单元计算的加速时间和加速油耗来确定VAM特性标定参数包括：在所计算的加速时间和加速油耗分别小于预先设定的时间阈值和油耗阈值的情况下确定当前加速时间和当前加速油耗满足车辆性能要求；其中，在不满足车辆性能要求的情况下调整加速度限值阈值和与该加速度限值阈值对应的速度值并重新对加速时间和加速油耗进行仿真计算，直至满足车辆性能要求，在满足车辆性能要求的情况下将与当前加速时间和当前加速油耗所对应的加速度限值阈值和与该加速度限值阈值对应的速度值确定为VAM特性标定参数。

这里的VAM特性标定参数指的是最大加速度限值、最小加速度限值、与最大加速度限值对应的速度值和与最小加速度限值对应的速度值，也就是图2中的ACC_VAM,Lim1、ACC_VAM,Lim2、VEL_VAM1、VEL_VAM2。在这四个值确定后，图2的曲线也就确定了。一般情况下，只需计算空载情况下的VAM特性开启时的加速时间和加速油耗，并根据空载情况下所计算的加速时间和加速油耗来调整加速度限值阈值和与该加速度限值阈值对应的速度值。这里应当注意的是，加速度限值阈值应当在如上文所描述的在VAM特性关闭情况下车辆空载时的最大加速度与车辆满载时的最大加速度之间进行调整。

图3是本发明提供的通过仿真方法进行VAM特性参数标定的流程图，如图3所示，该流程包括：

步骤301，接收车辆参数和加速度限值阈值及与该加速度限值阈值对应的速度值，该车辆参数包括与仿真计算有关的参数，可以包括但不限于上文中所描述的车辆参数，该加速度限值阈值在空载时的最大加速度和满载时的最大加速度之间。

步骤302，建立仿真模型，通过仿真软件建立，具体方式为本领域技术人员的公知常识，于此不予赘述。

步骤303，计算VAM特性关闭时车辆分别在空载和满载时的最大加速度。

步骤304，设定VAM特性开启时的加速度限值阈值和与该加速度限值阈值对应的速度值，加速度限值阈值和与该加速度限值阈值对应的速度值从接收单元接收得到。

步骤305，计算VAM特性开启时的加速时间和加速油耗。

步骤306，判断步骤305中所计算的加速时间和加速油耗是否满足车辆性能要求，在满足的情况下执行步骤307，在不满足的情况下返回到步骤304，即回到步骤304重新设定VAM特性开启时的加速度限值阈值和与该加速度限值阈值对应的速度值，然后重新计算VAM特性开启时的加速时间和加速油耗，直至在步骤306中判断加速时间和加速油耗满足车辆性能要求。这里需要说明的是，一组加速度限值阈值及与该加速度限值阈值对应的速度值被称为一个数据组合，那么接收单元会接收到多个数据组合，如果一个数据组合经过仿真计算得到的加速时间和加速油耗不能满足车辆性能要求，控制单元就会在多个数据组合中重新选取一个数据组合进行仿真计算。

步骤307，确定VAM特性标定参数，也就是说，当步骤306中确定加速时间和加速油耗满足车辆性能要求的情况下，将满足车辆性能要求的加速时间和加速油耗所对应的加速度限值阈值和与该加速度限值阈值对应的速度值确定为VAM特性标定参数。应当理解，这里加速度限值阈值包括最大加速度限值和最小加速限值，与该加速度限值阈值对应的速度值包括与最大加速度限值对应的速度值和与最小加速度限值对应的速度值。

图4是本发明提供的车辆参数标定方法的流程图，如图4所示，该方法包括：接收车辆参数和加速度限值阈值及与该加速度限值阈值对应的速度值，其中所述加速度限值阈值包括最大加速度限值和最小加速度限值；在车辆加速度管理VAM特性开启的情况下根据车辆参数对加速时间和加速油耗进行仿真计算；根据仿真计算得到的加速时间和加速油耗来确定VAM特性标定参数；其中，在VAM特性开启的情况下，根据加速度限值控制车辆的加速度。

需要说明的是，本发明提供的车辆参数标定方法的具体细节及益处与本发明提供的车辆参数标定设备类似，于此不予赘述。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

通过本发明提供的技术方案，具有以下有益效果：1、针对不同的车型只要修改具体参数就可以运行，不必重新搭建模型；2、避免干扰因素的影响，计算机仿真分析手段可以避免干扰因素对结果产生的不确定影响，能准确的反映出VAM特性标定参数对车辆性能的影响；3、从仿真分析中还可以得到比试验更全面的数据信息，可以为试验提供理论支持；4、节约试验成本，可以在实车场地试验前通过仿真评估VAM特性对车辆性能的影响，并且可以为试验提供初始VAM标定值，只需要在实车上进行少量试验对标定值进行微调即可。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种车辆参数标定设备，其特征在于，该设备包括：

接收单元，用于接收车辆参数和加速度限值阈值及与该加速度限值阈值对应的速度值，其中所述加速度限值阈值包括最大加速度限值和最小加速度限值；

车辆加速度管理VAM特性控制单元，用于控制VAM特性的开启和关闭；

仿真计算单元，与所述接收单元和所述VAM特性控制单元相耦合，用于在所述VAM特性开启的情况下根据所述车辆参数对加速时间和加速油耗进行仿真计算；

控制单元，用于根据所述仿真计算单元计算的加速时间和加速油耗来确定VAM特性标定参数；

其中，在所述VAM特性开启的情况下，所述控制单元还用于根据加速度限值控制车辆的加速度。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，在所述VAM特性开启的情况下，所述控制单元控制所述车辆的加速度包括：

在所述车辆的加速度大于加速度限值的情况下，控制所述车辆的加速度等于加速度限值。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述控制单元还用于：

确定所述加速度限值，其中：

在车辆的速度大于或等于与所述最小加速度限值对应的速度值的情况下，所述加速度限值等于所述最小加速度限值；

在车辆的速度小于或等于与所述最大加速度限值对应的速度值的情况下，所述加速度限值等于所述最大加速度限值；以及

在车辆的速度小于与所述最小加速度限值对应的速度值且大于与所述最大加速度限值对应的速度值的情况下，所述加速度限值根据所述最小加速度限值和所述最大加速度限值通过线性插值得到。

4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述控制单元根据所述仿真计算单元计算的加速时间和加速油耗来确定VAM特性标定参数包括：

在所计算的加速时间和加速油耗分别小于预先设定的时间阈值和油耗阈值的情况下确定当前加速时间和当前加速油耗满足车辆性能要求；

其中，在不满足车辆性能要求的情况下调整加速度限值阈值和与该加速度限值阈值对应的速度值并重新对加速时间和加速油耗进行仿真计算，直至满足车辆性能要求，在满足车辆性能要求的情况下将与当前加速时间和当前加速油耗所对应的加速度限值阈值和与该加速度限值阈值对应的速度值确定为VAM特性标定参数。

5.根据权利要求3或4所述的设备，其特征在于，所述控制单元还用于在所述VAM特性关闭情况下计算车辆空载和满载时的最大加速度；

其中，车辆的加速度限值阈值在所述VAM特性关闭情况下车辆空载时的最大加速度与车辆满载时的最大加速度之间。

6.一种车辆参数标定方法，其特征在于，该方法包括：

接收车辆参数和加速度限值阈值及与该加速度限值阈值对应的速度值，其中所述加速度限值阈值包括最大加速度限值和最小加速度限值；

在车辆加速度管理VAM特性开启的情况下根据所述车辆参数对加速时间和加速油耗进行仿真计算；

根据仿真计算得到的加速时间和加速油耗来确定VAM特性标定参数；

其中，在所述VAM特性开启的情况下，根据加速度限值控制车辆的加速度。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述VAM特性开启的情况下，控制所述车辆的加速度包括：

在所述车辆的加速度大于加速度限值的情况下，控制所述车辆的加速度等于加速度限值。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

确定所述加速度限值，其中：

在车辆的速度大于或等于与所述最小加速度限值对应的速度值的情况下，所述加速度限值等于所述最小加速度限值；

在车辆的速度小于或等于与所述最大加速度限值对应的速度值的情况下，所述加速度限值等于所述最大加速度限值；以及

在车辆的速度小于与所述最小加速度限值对应的速度值且大于与所述最大加速度限值对应的速度值的情况下，所述加速度限值根据所述最小加速度限值和所述最大加速度限值通过线性插值得到。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据仿真计算得到的加速时间和加速油耗来确定VAM特性标定参数包括：

在所计算的加速时间和加速油耗分别小于预先设定的时间阈值和油耗阈值的情况下确定当前加速时间和当前加速油耗满足车辆性能要求；

其中，在不满足车辆性能要求的情况下调整加速度限值阈值和与该加速度限值阈值对应的速度值并重新对加速时间和加速油耗进行仿真计算，直至满足车辆性能要求，在满足车辆性能要求的情况下将与当前加速时间和当前加速油耗所对应的加速度限值阈值和与该加速度限值阈值对应的速度值确定为VAM特性标定参数。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

在所述VAM特性关闭情况下计算车辆空载和满载时的最大加速度；

其中，车辆的加速度限值阈值在所述VAM特性关闭情况下车辆空载时的最大加速度与车辆满载时的最大加速度之间。