CN109932194B - 一种车辆行驶工况动态模拟方法、装置、***和存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明属于车辆行驶工况模拟试验技术领域，公开一种车辆行驶工况动态模拟方法、装置、***和存储介质。方法包括：获取模拟车辆的车辆属性参数和模拟路况参数，车辆属性参数至少包括电机实时输出参数；根据电机实时输出参数和模拟路况参数计算电机加速度变化程度值；根据电机加速度变化程度值选择预设的转速预估算法计算模拟车辆下一时刻的电机转速预测值；根据电机转速预测值对电机输出进行控制调整。本发明实施例提供的一种车辆行驶工况动态模拟方法，通过加速度变化程度来近似模拟车辆的速度工况，计算量小，实时性好，能够精确下一时刻预估转速值，降低速度预测不准确对***控制精度的影响，提高车辆行驶工况动态模拟试验的准确性。

Description

一种车辆行驶工况动态模拟方法、装置、***和存储介质

技术领域

本发明属于车辆行驶工况模拟试验技术领域，具体涉及一种车辆行驶工况动态模拟方法、装置、***和存储介质。

背景技术

车辆道路工况负载动态模拟技术是在室内试验台架上模拟车辆起步、加减速和动态换挡等行驶工况的关键技术，动态模拟的目标是建立一种控制策略使其能够模拟的惯量远大于模拟***的试验对象。传动系动态试验要求台架***能够模拟与实车路面行驶近似的工况负载，以便对车辆传动系总成实际工作中的参数进行测试。

目前，在模拟技术中主要通过在模拟控制器中利用预估控制模块，把需要施加给被模拟***的目标扭矩输入台架模拟***，把台架模拟***反馈的实际扭矩信号输入被模拟***的数学模型以获得在当前驱动扭矩下被模拟***的转速，同时利用预估环节和台架回馈的转速信号获得下一时刻给定的转速信号，由于对台架***速度估计精度决定了动态负载模拟的控制精度，因此转速的估计精度是转速预测控制的重要环节。由于准确预估转速值非常困难，现有方法通常把转速视为匀加速或者匀减速的工况来预测，这种方法在转速变化不剧烈的情况下是可行的，但是，如果模拟***转速变化剧烈，则给控制误差带来很大影响。

可见，现有技术中通常把车辆负载动态模拟过程中的工况视为匀加速或者匀减速，对车辆实际行驶的工况预测的精度不足，容易造成较大的控制误差，对模拟结果的精度有很大的影响。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种车辆行驶工况动态模拟方法，旨在解决现有技术子车辆负载动态模拟的过程中速度预测精度不足的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种车辆行驶工况动态模拟方法，所述方法包括：

获取模拟车辆的车辆属性参数和模拟路况参数，所述车辆属性参数至少包括电机实时输出参数；

根据所述电机实时输出参数和所述模拟路况参数计算电机加速度变化程度值；

根据所述电机加速度变化程度值选择预设的转速预估算法计算所述模拟车辆的下一时刻电机转速，得到所述模拟车辆下一时刻的电机转速预测值；

根据所述电机转速预测值对电机输出进行控制调整，以模拟所述模拟车辆行驶时加减速惯量变化。

本发明实施例的另一目的在于提供一种车辆行驶工况动态模拟装置，包括：

数据获取模块，用于获取模拟车辆的车辆属性参数和模拟路况参数，所述车辆属性参数至少包括电机实时输出参数；

加速度变化计算模块，用于根据所述电机实时输出参数和所述模拟路况参数计算电机加速度变化程度值；

电机转速预测模块，用于根据所述电机加速度变化程度值选择预设的转速预估算法计算所述模拟车辆的下一时刻电机转速，得到所述模拟车辆下一时刻的电机转速预测值；

电机输出控制模块，用于根据所述电机转速预测值对电机输出进行控制调整，以模拟所述模拟车辆行驶时加减速惯量变化。

本发明实施例的另一目的在于提供一种车行驶工况动态模拟***，包括：

模拟车辆，所述模拟车辆至少包括驱动电机和负载电机；

数据采集装置，用于采集所述驱动电机的电机实时输出参数；

模拟控制模块，用于获取所述电机实时输出参数，结合预设的模拟路况参数对所述驱动电机的速度进行预测和控制。

本发明实施例的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行所述车行驶工况动态模拟方法的步骤。

本发明实施例提供的一种车辆行驶工况动态模拟方法，与现有技术相比，通过加速度变化程度来近似模拟车辆的速度工况，避免粗略的将速度近似匀变速处理，算法计算量小，实时性好，能够精确下一时刻预估转速值，降低速度预测不准确对***控制精度的影响，从而有效提高车辆行驶工况动态模拟试验的准确性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种车辆行驶工况动态模拟方法的应用环境图；

图2为本发明实施例提供的一种车辆行驶工况动态模拟方法的流程图；

图3为本发明实施例提供的计算电机加速度变化程度值的流程图；

图4为本发明实施例提供的计算模拟车辆的下一时刻电机转速的流程图；

图5为本发明实施例提供的一种车辆行驶工况动态模拟装置的结构框图；

图6为本发明实施例提供的加速度变化计算模块的结构框图；

图7为本发明实施例提供的电机转速预测模块的结构框图；

图8为本发明实施例提供的一种车行驶工况动态模拟***的结构框图；

图9为一个实施例中计算机设备的内部结构框图。

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，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但除非特别说明，这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一xx脚本称为第二xx脚本，且类似地，可将第二xx脚本称为第一xx脚本。

图1为本发明实施例提供的一种车辆行驶工况动态模拟方法的应用环境图，如图1所示，在该应用环境中，包括模拟平台110以及计算机设备120。

模拟平台110为一种试验台架，试验台架上安装有模拟车辆发动机运转的驱动电机111、采集驱动电机111输出数据的采集装置112以及控制驱动电机111输出的控制器113，采集装置111包括测速传感器、测扭矩传感器等。

计算机设备120可以是独立的物理服务器或终端，也可以是多个物理服务器构成的服务器集群，可以是提供云服务器、云数据库、云存储和CDN等基础云计算服务的云服务器。计算机设备120通过接收采集装置111采集驱动电机111的电机实时输出参数，并将电机实时输出参数结合设定的模拟路况参数进行处理后，预测下一时刻驱动电机111的转速，然后通过将预测值发送给控制器113控制驱动电机的输出，以使驱动电机下一时刻的转速达到预测值。

实施例一

如图2所示，在一个实施例中，提供了一种车辆行驶工况动态模拟方法，本实施例主要以该方法应用于上述图1中的计算机设备120来举例说明。一种车辆行驶工况动态模拟方法，具体可以包括以下步骤：

步骤S202，获取模拟车辆的车辆属性参数和模拟路况参数，车辆属性参数至少包括电机实时输出参数。

在本发明实施例中，模拟车辆的车辆属性参数还包括车辆质量、车辆的车轮摩擦系数、车轮半径、车轮转动惯量以及发动机转动惯量等；电机实时输出参数至少包括当前时刻电机转速、当前时刻电机输出扭矩、预设相隔时间的上一时刻电机转速以及对应上一时刻电机转速的上一时刻电机加速度；模拟路况参数至少包括模拟道路坡度，还可以包括模拟道路空气阻力等。

步骤S204，根据电机实时输出参数和模拟路况参数计算电机加速度变化程度值。

在本发明实施例中，如图3所示，步骤S204具体可以包括以下步骤：

步骤S302，根据当前时刻电机转速、当前时刻电机输出扭矩、上一时刻电机转速和模拟路况参数计算当前时刻电机加速度；

步骤S304，计算当前时刻电机加速度和上一时刻电机加速度的差值，得到电机加速度变化程度值。

在本发明实施例中，仅考虑地面摩擦阻力的情况下，步骤S302计算当前时刻电机加速度，可用公式表示为：

其中，α_em(n)为当前时刻电机加速度，ω_em(n)为当前时刻电机转速，ω_em(n-1)为上一时刻电机转速，Δt为预设相隔时间，T_en(n)为当前时刻电机输出扭矩，m_Veh为模拟车辆的质量，g为重力加速度，f_r为模拟车辆的车轮摩擦系数，γ为模拟道路坡度，R为模拟车辆的车轮半径，J_w为模拟车辆的车轮转动惯量，J_E为模拟车辆的发动机转动惯量。

在本发明另一实施例中，考虑地面摩擦阻力以及空气阻力的情况下，步骤S302计算当前时刻电机加速度，可用公式表示为：

新引入的参数中，C_D为空气阻力系数，A为车辆迎风面积，ρ_air为空气密度，v为车辆与空气相对速度。

以上公式的计算的过程如下：

考虑汽车行驶阻力模拟主要分为速度项阻力和惯性阻力的模拟，汽车行驶过程中，空气阻力和滚动阻力在任何条件下都存在，且与速度有关，称为速度项阻力。而坡度阻力由车辆与坡度确定，在一定坡度下为一常量。加速阻力仅在加减速工况下存在，称为惯性阻力。本发明实施例中忽略传动系摩擦阻力，设发动机产生的等效到车轮的当前时刻电机输出扭矩为T_en，R为车辆行驶时的车轮滚动半径、T_v＝T_f+T_w+T_i+T_j为车辆所受总阻力，其中T_f、T_w、T_i、T_j分别为滚动阻力、空气阻力、坡度阻力、加速阻力转换到车轮上的扭矩，则：

T_en+T_f+T_w+T_i+T_j＝0··········(3)

其中，

T_f＝F_f·R＝m_Veh·g·f_r·R··········(4)

式中m_Veh为汽车质量(kg)，g为重力加速度(m/s²)，f_r为车轮摩擦系数，R为车轮滚动半径(m)；

式中C_D为空气阻力系数；A为车辆迎风面积(m²)；ρ_air为空气密度(N·s²·m^-4)；v相对速度(m/s)；ω_em为汽车半轴角速度(rad/s)；

T_i＝F_i·R＝m_veh·g·sin(γ)·R··········(6)

式中γ为道路坡度(％)；

式中

为当前时刻电机加速度(m/s²)；δ为汽车旋转质量转换系数，主要与飞轮转动惯量、车轮转动惯量以及传动系传动比有关，具体的：

式中，J_w为模拟车辆的车轮转动惯量(kg·m²)，J_f为模拟车辆的发动机飞轮转动惯量(kg·m²)，i_g为模拟车辆的变速器传动比，i₀为主减速比，η_T为传动效率。

对公式(3)进行拉式变换可得：

式中，S为复变量；ω_em(s)为车辆电机输出转速。由运动学原理得：

将上述公式(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(10)代入公式(9)并进行离散化计算即可得到公式(2)。

步骤S206，根据电机加速度变化程度值选择预设的转速预估算法计算模拟车辆的下一时刻电机转速，得到模拟车辆下一时刻的电机转速预测值。

在本发明实施例中，如图4所示，步骤S206具体可以包括以下步骤：

步骤S402，将电机加速度变化程度值与预设变化上限值和变化下限值进行比较。

步骤S404，若电机加速度变化程度值小于变化下限值，将当前时刻电机转速进行线性拟合计算，得到电机转速预测值。

在本发明实施例中，步骤S404计算电机转速预测值，可用公式表示为：

ω(k+1)＝ω(k)+α(k)Δt··········(11)

其中，ω(k)为所述当前时刻电机转速，α(k)为所述当前时刻电机加速度，Δt为所述预设相隔时间。

在本发明实施例中，当模拟车辆电机输出转速变化较小时，将测试***控制指令周期即预设相隔时间Δt内(ms级)，近似认为被模拟车辆进行的是匀加速或匀减速运动，此时：

变形即可得到上述公式(11)。

步骤S406，若电机加速度变化程度值介于变化上限值和变化下限值之间，将当前时刻电机转速进行二次曲线拟合计算，得到电机转速预测值。

在本发明实施例中，步骤S406计算电机转速预测值，可用公式表示为：

ω(t)＝b₂t²+b₁t+b₀··········(12)

其中，b₂，b₁，b₀为常数系数，其值可由当前时刻电机转速以及与其相邻的前两个相隔所述预设时间的不同时刻对应电机转速建立方程求得。

在本发明实施例中，当模拟车辆电机输出转速变化较大时，利用基于二次曲线拟合的预估方法***根据输入的包括当前时刻的三个历史电机输出转速数据，求出二次曲线的系数，从而得到二次曲线方程，利用获得的二次曲线方程对下一时刻的转速值进行预估。

步骤S408，若车辆行驶加速度变化程度值大于变化上限值，将当前时刻电机转速进行三次多项式最小二乘拟合计算，得到电机转速预测值。

在本发明实施例中，步骤S408计算电机转速预测值，可用公式表示为：

ω(t)＝c₀+c₁t+c₂t²+c₃t³··········(13)

其中，c₀，c₁，c₂，c₃为使t_i与ω(t_i)的平方和最小的常数参数，所述t_i为包括当前时刻以及与当前时刻相邻的若干个时刻，ω(t_i)为与t_i对应的电机转速。

在本发明实施例中，当模拟车辆电机输出转速变化剧烈时，利用三次多项式曲线最小二乘来预估***下一时刻的转速值。具体的，上述公式(13)的常数参数求解过程包括：

设三次多项式方程为：

ω(t)＝c₀+c₁t+c₂t²+c₃t³

如果c₀，c₁，c₂，c₃使ω_i与ω(t_i)的平方和最小，即

最小，设

得到法方程为：

式中n为参与运算求解的数据个数，对应本发明实施例中的当前时刻以及当前时刻相邻的多个时刻的电机车输出参数。求解法方程等于求解一个四阶线性方程组的解，可以利用Gauss消去法来解线性方程组，得到上述c₀，c₁，c₂，c₃的解值，然后代入三次多项式方程，将下一时刻对应的时间值输入三次多项方程中即可得出下一时刻的电机转速预测值。

步骤S208，根据电机转速预测值对电机输出进行控制调整，以模拟模拟车辆行驶时加减速惯量变化。

本发明实施例提供的一种车辆行驶工况动态模拟方法，通过加速度变化程度来近似模拟车辆的速度工况，对应选择合适的算法进行电机输出转速预测，避免粗略的将速度近似匀变速处理，算法计算量小，实时性好，能够精确下一时刻预估转速值，降低速度预测不准确对***控制精度的影响，从而有效提高车辆行驶工况动态模拟试验的准确性。

实施例二

如图5所示，在一个实施例中，提供了一种车辆行驶工况动态模拟装置，该车辆行驶工况动态模拟装置可以集成于上述的计算机设备120中，具体可以包括：

数据获取模块501，用于获取模拟车辆的车辆属性参数和模拟路况参数，车辆属性参数至少包括电机实时输出参数。

在本发明实施例中，模拟车辆的车辆属性参数还包括车辆质量、车辆的车轮摩擦系数、车轮半径、车轮转动惯量以及发动机转动惯量等；电机实时输出参数至少包括当前时刻电机转速、当前时刻电机输出扭矩、预设相隔时间的上一时刻电机转速以及对应上一时刻电机转速的上一时刻电机加速度；模拟路况参数至少包括模拟道路坡度，还可以包括模拟道路空气阻力等。

加速度变化计算模块502，用于根据电机实时输出参数和模拟路况参数计算电机加速度变化程度值。

在本发明实施例中，如图6所示，加速度变化计算模块502具体可以包括以下单元：

加速度计算单元601，用于根据当前时刻电机转速、当前时刻电机输出扭矩、上一时刻电机转速和模拟路况参数计算当前时刻电机加速度；

加速度变化计算单元602，用于计算当前时刻电机加速度和上一时刻电机加速度的差值，得到电机加速度变化程度值。

在本发明实施例中，仅考虑地面摩擦阻力的情况下，加速度计算单元601计算当前时刻电机加速度，可用公式表示为：

其中，α_em(n)为当前时刻电机加速度，ω_em(n)为当前时刻电机转速，ω_em(n-1)为上一时刻电机转速，Δt为预设相隔时间，T_en(n)为当前时刻电机输出扭矩，m_Veh为模拟车辆的质量，g为重力加速度，f_r为模拟车辆的车轮摩擦系数，γ为模拟道路坡度，R为模拟车辆的车轮半径，J_w为模拟车辆的车轮转动惯量，J_E为模拟车辆的发动机转动惯量。

在本发明另一实施例中，考虑地面摩擦阻力以及空气阻力的情况下，加速度计算单元601计算当前时刻电机加速度，可用公式表示为：

新引入的参数中，C_D为空气阻力系数，A为车辆迎风面积，ρ_air为空气密度，v为车辆与空气相对速度。

以上公式的计算的过程如下：

考虑汽车行驶阻力模拟主要分为速度项阻力和惯性阻力的模拟，汽车行驶过程中，空气阻力和滚动阻力在任何条件下都存在，且与速度有关，称为速度项阻力。而坡度阻力由车辆与坡度确定，在一定坡度下为一常量。加速阻力仅在加减速工况下存在，称为惯性阻力。本发明实施例中忽略传动系摩擦阻力，设发动机产生的等效到车轮的当前时刻电机输出扭矩为T_en，R为车辆行驶时的车轮滚动半径、T_v＝T_f+T_w+T_i+T_j为车辆所受总阻力，其中T_f、T_w、T_i、T_j分别为滚动阻力、空气阻力、坡度阻力、加速阻力转换到车轮上的扭矩，则：

T_en+T_f+T_w+T_i+T_j＝0··········(16)

其中，

T_f＝F_f·R＝m_Veh·g·f_r·R··········(17)

式中m_Veh为汽车质量(kg)，g为重力加速度(m/s²)，f_r为车轮摩擦系数，R为车轮滚动半径(m)；

式中C_D为空气阻力系数；A为车辆迎风面积(m²)；ρ_air为空气密度(N·s²·m^-4)；v相对速度(m/s)；ω_em为汽车半轴角速度(rad/s)；

T_i＝F_i·R＝m_veh·g·sin(γ)·R··········(19)

式中γ为道路坡度(％)；

式中

为当前时刻电机加速度(m/s²)；δ为汽车旋转质量转换系数，主要与飞轮转动惯量、车轮转动惯量以及传动系传动比有关，具体的：

式中，J_w为模拟车辆的车轮转动惯量(kg·m²)，J_f为模拟车辆的发动机飞轮转动惯量(kg·m²)，i_g为模拟车辆的变速器传动比，i₀为主减速比，η_T为传动效率。

对公式(16)进行拉式变换可得：

式中，S为复变量；ω_em(s)为车辆电机输出转速。由运动学原理得：

将上述公式(16)、(17)、(18)、(19)、(20)、(23)代入公式(22)并进行离散化计算即可得到公式(15)。

电机转速预测模块503，用于根据电机加速度变化程度值选择预设的转速预估算法计算模拟车辆的下一时刻电机转速，得到模拟车辆下一时刻的电机转速预测值。

在本发明实施例中，如图7所示，电机转速预测模块503具体可以包括以下单元：

比较和判断单元701，用于将电机加速度变化程度值与预设变化上限值和变化下限值进行比较。

第一转速预测单元702，用于若电机加速度变化程度值小于变化下限值，将当前时刻电机转速进行线性拟合计算，得到电机转速预测值。

在本发明实施例中，第一计算单元702计算电机转速预测值，可用公式表示为：

ω(k+1)＝ω(k)+α(k)Δt··········(24)

其中，ω(k)为所述当前时刻电机转速，α(k)为所述当前时刻电机加速度，Δt为所述预设相隔时间。

在本发明实施例中，当模拟车辆电机输出转速变化较小时，将测试***控制指令周期即预设相隔时间Δt内(ms级)，近似认为被模拟车辆进行的是匀加速或匀减速运动，此时：

变形即可得到上述公式(24)。

第二转速预测单元703，用于若电机加速度变化程度值介于变化上限值和变化下限值之间，将当前时刻电机转速进行二次曲线拟合计算，得到电机转速预测值。

在本发明实施例中，第二计算单元703计算电机转速预测值，可用公式表示为：

ω(t)＝b₂t²+b₁t+b₀··········(25)

其中，b₂，b₁，b₀为常数系数，其值可由当前时刻电机转速以及与其相邻的前两个相隔所述预设时间的不同时刻对应电机转速建立方程求得。

在本发明实施例中，当模拟车辆电机输出转速变化较大时，利用基于二次曲线拟合的预估方法***根据输入的包括当前时刻的三个历史电机输出转速数据，求出二次曲线的系数，从而得到二次曲线方程，利用获得的二次曲线方程对下一时刻的转速值进行预估。

第三转速预测单元704，用于若车辆行驶加速度变化程度值大于变化上限值，将当前时刻电机转速进行三次多项式最小二乘拟合计算，得到电机转速预测值。

在本发明实施例中，第三计算单元704计算电机转速预测值，可用公式表示为：

ω(t)＝c₀+c₁t+c₂t²+c₃t³··········(26)

其中，c₀，c₁，c₂，c₃为使t_i与ω(t_i)的平方和最小的常数参数，所述t_i为包括当前时刻以及与当前时刻相邻的若干个时刻，ω(t_i)为与t_i对应的电机转速。

在本发明实施例中，当模拟车辆电机输出转速变化剧烈时，利用三次多项式曲线最小二乘来预估***下一时刻的转速值。具体的，上述公式(26)的常数参数求解过程包括：

设三次多项式方程为：

ω(t)＝c₀+c₁t+c₂t²+c₃t³

如果c₀，c₁，c₂，c₃使ω_i与ω(t_i)的平方和最小，即

最小，设

得到法方程为：

式中n为参与运算求解的数据个数，对应本发明实施例中的当前时刻以及当前时刻相邻的多个时刻的电机车输出参数。求解法方程等于求解一个四阶线性方程组的解，可以利用Gauss消去法来解线性方程组，得到上述c₀，c₁，c₂，c₃的解值，然后代入三次多项式方程，将下一时刻对应的时间值输入三次多项方程中即可得出下一时刻的电机转速预测值。

电机输出控制模块504，用于根据电机转速预测值对电机输出进行控制调整，以模拟模拟车辆行驶时加减速惯量变化。

本发明实施例提供的一种车辆行驶工况动态模拟装置，通过加速度变化程度来近似模拟车辆的速度工况，对应选择合适的算法进行电机输出转速预测，避免粗略的将速度近似匀变速处理，算法计算量小，实时性好，能够精确下一时刻预估转速值，降低速度预测不准确对***控制精度的影响，从而有效提高车辆行驶工况动态模拟试验的准确性。

实施例三

在一个实施例中，提供了一种车行驶工况动态模拟***，包括：

模拟车辆，模拟车辆至少包括驱动电机和负载电机。

在本发明实施例中，通过驱动电机模拟车辆的发动机输出，负载电机用于模拟路况中车辆受到的阻力负载。

数据采集装置，用于采集驱动电机的电机实时输出参数，数据采集装置包括测速传感器、测扭矩传感器等。

模拟控制模块，用于获取电机实时输出参数，结合预设的模拟路况参数对驱动电机的速度进行预测和控制。

在本发明实施例中，如图8所示，模拟控制模块集成在计算机设备120上，模拟车辆设置在模拟平台110上，除了包括驱动电机801、负载电机802以及电机控制驱动器803、变速器804，驱动电机801通过离合器与变速器804的输入端相连，以驱动变速器804；变速器804的输出端接负载电机802，同时，本发明实施例中通过在变速器804输入、输出端分别连接转速扭矩传感器805以及在驱动电机上安装编码器806来采集驱动电机实时输出参数，将采集到的电机输出参数发送到计算机设备120，计算机设备120中的模拟控制模块执行本发明实施例中的车行驶工况动态模拟方法之后，计算得到电机转速预测值，将电机转速预测值发送给电机控制驱动器803控制驱动电机801的输出，以便将驱动电机在下一时刻的输出达到预测值，以模拟模拟车辆行驶时加减速惯量变化。

另外，图9示出了一个实施例中计算机设备120的内部结构图，该计算机设备包括通过***总线连接的处理器、存储器、网络接口、输入装置和显示屏。其中，存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该计算机设备的非易失性存储介质存储有操作***，还可存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可使得处理器实现车行驶工况动态模拟方法方法。该内存储器中也可储存有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可使得处理器执行车行驶工况动态模拟方法。计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。

本领域技术人员可以理解，图9中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中，本申请提供的车行驶工况动态模拟装置可以实现为一种计算机程序的形式，计算机程序可在如图9所示的计算机设备上运行。各个程序模块构成的计算机程序使得处理器执行本说明书中描述的本申请各个实施例的车行驶工况动态模拟方法中的步骤。

在一个实施例中，提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行以下步骤：

获取模拟车辆的车辆属性参数和模拟路况参数，车辆属性参数至少包括电机实时输出参数；

根据电机实时输出参数和模拟路况参数计算电机加速度变化程度值；

根据电机加速度变化程度值选择预设的转速预估算法计算模拟车辆的下一时刻电机转速，得到模拟车辆下一时刻的电机转速预测值；

根据电机转速预测值对电机输出进行控制调整，以模拟模拟车辆行驶时加减速惯量变化。

应该理解的是，虽然本发明各实施例的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，各实施例中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种车辆行驶工况动态模拟方法，其特征在于，所述方法包括：

获取模拟车辆的车辆属性参数和模拟路况参数，所述车辆属性参数至少包括电机实时输出参数，所述电机实时输出参数至少包括当前时刻电机转速、当前时刻电机输出扭矩、预设相隔时间的上一时刻电机转速以及对应所述上一时刻电机转速的上一时刻电机加速度；

根据所述电机实时输出参数和所述模拟路况参数计算电机加速度变化程度值，具体包括：根据所述当前时刻电机转速、所述当前时刻电机输出扭矩、所述上一时刻电机转速和所述模拟路况参数计算当前时刻电机加速度，可用公式表示为：

其中，α_em(n)为所述当前时刻电机加速度，ω_em(n)为所述当前时刻电机转速，ω_em(n-1)为所述上一时刻电机转速，Δt为所述预设相隔时间，T_en(n)为所述当前时刻电机输出扭矩，m_Veh为所述模拟车辆的质量，g为重力加速度，f_r为所述模拟车辆的车轮摩擦系数，γ为模拟道路坡度，R为所述模拟车辆的车轮半径，J_w为所述模拟车辆的车轮转动惯量，J_E为所述模拟车辆的发动机转动惯量；计算所述当前时刻电机加速度和所述上一时刻电机加速度的差值，得到电机加速度变化程度值；

根据所述电机加速度变化程度值选择预设的转速预估算法计算所述模拟车辆的下一时刻电机转速，得到所述模拟车辆下一时刻的电机转速预测值，具体包括：将所述电机加速度变化程度值与预设变化上限值和变化下限值进行比较；若所述电机加速度变化程度值小于所述变化下限值，将所述当前时刻电机转速进行线性拟合计算，得到电机转速预测值；若所述电机加速度变化程度值介于所述变化上限值和所述变化下限值之间，将所述当前时刻电机转速进行二次曲线拟合计算，得到电机转速预测值；若所述车辆行驶加速度变化程度值大于所述变化上限值，将所述当前时刻电机转速进行三次多项式最小二乘拟合计算，得到电机转速预测值；

根据所述电机转速预测值对电机输出进行控制调整，以模拟所述模拟车辆行驶时加减速惯量变化。

2.根据权利要求1所述的车辆行驶工况动态模拟方法，其特征在于，所述将所述当前时刻电机转速进行线性拟合计算，得到电机转速预测值，可用公式表示为：

ω(k+1)＝ω(k)+α(k)Δt；

其中，ω(k)为所述当前时刻电机转速，α(k)为所述当前时刻电机加速度，Δt为所述预设相隔时间。

3.根据权利要求1所述的车辆行驶工况动态模拟方法，其特征在于，所述将所述当前时刻电机转速进行二次曲线拟合计算，得到电机转速预测值，可用公示表示为：

ω(t)＝b₂t²+b₁t+b₀；

其中，b₂，b₁，b₀为常数系数，其值可由当前时刻电机转速以及与其相邻的前两个相隔所述预设时间的不同时刻对应电机转速建立方程求得。

4.根据权利要求1所述的车辆行驶工况动态模拟方法，其特征在于，所述将所述当前时刻电机转速进行三次多项式最小二乘拟合计算，得到电机转速预测值，可用公式表示为：

ω(t)＝c₀+c₁t+c₂t²+c₃t³；

其中，c₀，c₁，c₂，c₃为使t_i与ω(t_i)的平方和最小的值，所述t_i为包括当前时刻以及与当前时刻相邻的若干个时刻，ω(t_i)为与t_i对应的电机转速。

5.一种车辆行驶工况动态模拟装置，其特征在于，包括：

数据获取模块，用于获取模拟车辆的车辆属性参数和模拟路况参数，所述车辆属性参数至少包括电机实时输出参数；模拟车辆的车辆属性参数还包括车辆质量、车辆的车轮摩擦系数、车轮半径、车轮转动惯量以及发动机转动惯量；电机实时输出参数至少包括当前时刻电机转速、当前时刻电机输出扭矩、预设相隔时间的上一时刻电机转速以及对应上一时刻电机转速的上一时刻电机加速度；模拟路况参数至少包括模拟道路坡度，还包括模拟道路空气阻力；

加速度变化计算模块，用于根据所述电机实时输出参数和所述模拟路况参数计算电机加速度变化程度值；加速度变化计算模块包括以下单元：

加速度计算单元，用于根据当前时刻电机转速、当前时刻电机输出扭矩、上一时刻电机转速和模拟路况参数计算当前时刻电机加速度；

加速度变化计算单元，用于计算当前时刻电机加速度和上一时刻电机加速度的差值，得到电机加速度变化程度值；

电机转速预测模块，用于根据所述电机加速度变化程度值选择预设的转速预估算法计算所述模拟车辆的下一时刻电机转速，得到所述模拟车辆下一时刻的电机转速预测值；电机转速预测模块包括以下单元：

比较和判断单元，用于将电机加速度变化程度值与预设变化上限值和变化下限值进行比较；

第一转速预测单元，用于若电机加速度变化程度值小于变化下限值，将当前时刻电机转速进行线性拟合计算，得到电机转速预测值；

第二转速预测单元，用于若电机加速度变化程度值介于变化上限值和变化下限值之间，将当前时刻电机转速进行二次曲线拟合计算，得到电机转速预测值；

第三转速预测单元，用于若车辆行驶加速度变化程度值大于变化上限值，将当前时刻电机转速进行三次多项式最小二乘拟合计算，得到电机转速预测值；

电机输出控制模块，用于根据所述电机转速预测值对电机输出进行控制调整，以模拟所述模拟车辆行驶时加减速惯量变化。

6.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行权利要求1至4中任一项权利要求所述车辆行驶工况动态模拟方法的步骤。

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