一种低成本的实车路谱自动巡航方法及系统

技术领域

本发明涉及车辆生产技术领域，尤其是，本发明涉及一种低成本的实车路谱自动巡航方法及系统。

背景技术

客车产品往往都是根据订单小批量地生产和交付，而客户的要求不尽相同，不同批次的产品往往又会有或大或小的变更，这就导致了各个批次的产品均需要开展从零部件到整车的测试工作，其中汽车转毂试验台是一项基本试验设备。转毂轴端装载液力或电力测功器，测功器能产生一定阻力矩，以调节转毂转速，控制汽车驱动轮的转速。

目前主流的联调测试系统往往采用国外的诸如dSPACE、NI等的IO设备，成本较高，同时布设、接线需要较大的成本和人员投入，还有测试工作需要雇佣驾驶员在转毂上进行，在使用驾驶员根据设定工况踩油门和刹车时往往因为驾驶员的不同或者状态的不同跑出来的差异较大，无法准确衡量整车配置、整车策略对整车性能的真实影响，例如中国专利发明专利CN111650925A涉及一种基于dSPACE的混合动力汽车硬件在环仿真系统构建方法，仿真系统包括驾驶员操作平台、整车控制器、dSPACE硬件系统、上位机。通过采用分离建模的方法，建立整车模型与电机模型；为整车模型与电机模型配置dSPACE硬件系统，使整车模型及电机模型并行运行于处理器的不同内核，建立整车控制器与整车模型、电机模型的信号连接；对建立的整车模型及电机模型进行编译，将编译生成的文件下载至多核实时处理器；整车控制器进行闭环测试。上述发明采用dSPACE实时仿真技术，分别构建电机模型与整车模型并运行于不同内核，dSPACE硬件系统与整车控制器、驾驶员操作平台连接，实现系统的半实物仿真，增加了系统仿真的准确性。

但是上述汽车路谱测试方法中依然存在以下问题：不同批次的车辆产品联调测试不同，需要配置不同的硬件设备进行测试，成本高，且依然需要人员在驾驶模拟器或者实车上进行操作不仅耗费人力，不仅成本进一步提高，而且测试准确率依然不够。

因此为了解决上述问题，设计一种合理的低成本的实车路谱自动巡航方法对我们来说是很有必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低成本的实车路谱自动巡航方法，对测试所需硬件设备要求低，无需人员操作，有效对车辆电机、电池和电控进行功能和可靠性测试，测试成本有效降低，可长时间自动测试。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案得以实现的：

一种低成本的实车路谱自动巡航方法，包括以下步骤：

S1：获取车辆测试路谱；

S2：实时获取车辆的当前实际车速；

S3：根据当前实际车速和当前目标车速，生成修正速度值，模拟修正速度值信号对车辆进行车速修正；

S4：根据电机转速和车速修正，模拟整车受到阻力，计算电机消耗能量；

S5：重复执行步骤S2至S5，直至车辆测试路谱测试完毕。

作为本发明的优选，执行步骤S3时，具体包括：

S31：控制中心根据实时的当前实际车速，计算得到实际里程；

S32：控制中心根据车辆测试路谱计算到当前时刻对应的目标车速和目标里程；

S33：判断实际里程与目标里程的误差是否小于第一阈值，若是则里程误差为最小里程误差值；反之则里程误差为实际里程误差值；

S34：通过里程误差计算出速度补偿，反馈至VCU，得到实际车速；

S35：判断实际车速和目标车速的误差是否小于第二阈值，若是则车速误差为最小车速误差值；反之则车速误差为实际车速误差值；

S36：根据车速误差，在模拟控制器中计算控制开度，得到控制开度对应的电压值，输入至VCU，对车辆进行车速修正。

作为本发明的优选，步骤S36中的模拟控制器为VCU进行刷写制成。

作为本发明的优选，执行步骤S1时，获取车辆测试路谱之后，将VCU、模拟控制器、电机控制器以及车辆电源进行唤醒，开始进行车辆测试路谱测试。

作为本发明的优选，执行步骤S2时，VCU实时获取电机转速，根据电机转速计算得到当前实际车速。

作为本发明的优选，执行步骤S4时，根据电机转速和车速修正，计算电机输出端的道路阻力以及惯性阻力，累加得到整车受到阻力。

作为本发明的优选，执行步骤S4之后，将电机消耗能量反馈至测功机后经过电池模拟器变成交流电反馈至电网。

本发明的另一目的在于提供一种低成本的实车路谱自动巡航系统，包括：

测试获取模块；

整车模块；

修正控制模块；

测试模块；

在测试获取模块获取到车辆测试路谱之后，整车模块实时获取车辆的当前实际车速，修正控制模块根据当前实际车速和当前目标车速，生成修正速度值，模拟修正速度值信号对车辆进行车速修正；测试模块根据电机转速和车速修正，模拟整车受到阻力，计算电机消耗能量；并且整车模块、修正控制模块和测试模块重复执行测试，直至车辆测试路谱测试完毕。

作为本发明的优选，修正控制模块工作时，根据当前实际车速和实际里程，以及计算得到的目标车速和目标里程，计算出修正速度值，通过模拟控制器计算控制开度对应电压值输入至VCU，对车辆进行车速修正；

其中模拟控制器为VCU进行刷写制成。

作为本发明的优选，本系统还包括：反馈模块：将电机消耗能量反馈至测功机后经过电池模拟器变成交流电反馈至电网。

本发明一种低成本的实车路谱自动巡航方法及系统有益效果在于：对测试所需硬件设备要求低，无需人员操作，有效对车辆电机、电池和电控进行功能和可靠性测试，测试成本有效降低，可长时间自动测试。

附图说明

图1为本发明一种低成本的实车路谱自动巡航方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

在下述介绍中，术语“第一”、“第二”仅为用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。下述介绍提供了本申请的多个实施例，不同实施例之间可以替换或者合并组合，因此本申请也可认为包含所记载的相同和/或不同实施例的所有可能组合。因而，如果一个实施例包含特征A、B、C，另一个实施例包含特征B、D，那么本申请也应视为包括含有A、B、C、D的一个或多个所有其他可能的组合的实施例，尽管该实施例可能并未在以下内容中有明确的文字记载。

下面的描述提供了示例，并且不对权利要求书中阐述的范围、适用性或示例进行限制。可以在不脱离本申请内容的范围的情况下，对描述的元素的功能和布置做出改变。各个示例可以适当省略、替代或添加各种过程或组件。例如所描述的方法可以以所描述的顺序不同的顺序来执行，并且可以添加、省略或组合各种步骤。此外，可以将关于一些示例描述的特征组合到其他示例中。

实施例一：如图1所示，图1为本发明一种低成本的实车路谱自动巡航方法的流程示意图，仅仅为本发明的其中一个的实施例，一种低成本的实车路谱自动巡航方法，包括以下步骤：

S1：获取车辆测试路谱；

车辆放置在测试台上进行测试，车辆内的整车控制器VCU用于控制车辆行驶和加减速，整车控制器VCU电连接有控制中心，控制中心获取车辆测试路谱之后才可以开始进行整车路谱测试，控制中心按照车辆测试路谱中的“车速-时间”关系，在对应时间输出对应的车速值给VCU，VCU进行车辆加减速，完成车辆测试路谱测试。

当然，在执行步骤S1之前，需要将车辆放置在测试台上，车辆在测试台上进行加减速控制测试；

以及在执行步骤S1时，在获取车辆测试路谱之后，需要将VCU、模拟控制器、电机控制器以及车辆电源进行唤醒，才可以开始进行车辆测试路谱测试。

S2：实时获取车辆的当前实际车速；

开始进行车辆测试路谱测试之后，VCU实时获取车辆的当前实际车速发送至控制中心，具体为：执行步骤S2时，VCU实时获取电机转速，根据电机转速计算得到当前实际车速，具体计算公式为：

V

其中D为轮胎直径、γ为当前时刻的传动比。

S3：根据当前实际车速和当前目标车速，生成修正速度值，模拟修正速度值信号对车辆进行车速修正；

车辆在测试过程中存在误差，所以控制中心根据当前的实际车速Vr和车辆测试路谱测中当前时间对应的目标车速Vm进行对比，生成修正速度值，对当前的车速进行修正。

实际上，对车速的修正，不是控制中心直接对VCU进行修正控制；而是控制中心计算得到修正值(减速多少或者加速多少)发送至模拟控制器中，在模拟控制器中计算控制开度(刹车输出程度或者油门输出程度)，并且得到该控制开度下对应的电压值，再将该电压值通过CAN线发送至VCU，从而对车辆的车速进行修正。

例如：当前需要对车速进行减速2m/s，那么计算得到刹车输出程度(踩下程度)为24％，该开度下对应的电压值为4uV，那么模拟控制器通过CAN线向VCU发送4uV刹车信号，VCU对车辆的车速进行修正。

需要注意的是，在本发明中模拟控制器为VCU进行刷写制成，具体的，将VCU的模拟量输出引脚改为CAN控的形式输出(原有VCU是经过程序计算后输出无法进行外部控制)，这样模拟控制器无需采用传统的高速dSPACE工控机，节省了成本，同时相关技术人员对长期使用的VCU设备更为熟悉，相关编程工作可以由编写整车控制程序的工作人员兼任，不需要额外增加相关编程人员提高了效率。量产型VCU在价格上也远低于高速工控机产品。

总之，对于车速的修正，仅仅需要采用两个VCU硬件即可，一个正常的VCU，另一个进行刷写改变输出方式即可，有效节省硬件成本。

S4：根据电机转速和车速修正，模拟整车受到阻力，计算电机消耗能量；

即便车速不修正，车辆测试路谱中随时间变化车速也在变化，电机转速也会改变，只不过车速修正时，电机转速改变更多，那么根据电机转速和车速修正，结合车辆行驶过程参数，可以模拟计算出车辆受到的整车阻力，根据这个整车阻力的瞬间变化规律，可以计算得到电机消耗能量。

具体的，执行步骤S4时，根据电机转速和车速修正，计算电机输出端的道路阻力以及惯性阻力，累加得到整车受到阻力T

其中：M

而且电机输出端的道路阻力M

其中：T

以及模拟轮端的道路阻力T

T

其中：a、b、c为根据国标计算得到的阻力系数，a＝0.0001989，b＝0.1374，c＝1058。

需要注意的是，执行步骤S4之后，将电机消耗能量反馈至测功机后经过电池模拟器变成交流电反馈至电网，电网对电机消耗能量进行统计。

S5：重复执行步骤S2至S5，直至车辆测试路谱测试完毕。

那么重复执行步骤S2至S5，可以一直通过控制中心、VCU和模拟控制器对车速进行修正，并实时获取测试过程中的电机消耗能量进行统计，直至测试完毕。

实际上，测试完毕时，可以得到车速修正值和电机消耗能量随时间变化的曲线图，通过这两个曲线图，可以分析之后对电机、电池和电控在装车前进行功能和可靠性判断。

而且，整个测试过程中，无需人员在驾驶模拟器或者实车上进行操作，节省人力成本的同时，还可以避免人工检测的不准确性，有效提高测试准确率，且可以针对任意时间长度的车辆测试路谱测试，可长时间自动测试。

实施例二：仍如图1所示，仅仅为本发明的其中一个的实施例，在实施例一的基础上，本发明一种低成本的实车路谱自动巡航方法中，执行步骤S3时，具体包括：

S31：控制中心根据实时的当前实际车速，计算得到实际里程；

整车控制器VCU控制车辆运行且随时间进行加减速，VCU同时还获取车辆的车速传感器传来的车速值，根据这个实时的车速值，进行计算得到车辆此时行驶的实际里程S

S

其中：V

S32：控制中心根据车辆测试路谱计算到当前时刻对应的目标车速和目标里程；

控制中心根据当前时间值，计算出车辆严格按照车辆测试路谱时，当前的目标车速V

S33：判断实际里程与目标里程的误差是否小于第一阈值，若是则里程误差为最小里程误差值；反之则里程误差为实际里程误差值；

控制中心此时知晓了实际里程S

ΔS＝S

需要注意的是，实际里程S

以及，S

S34：通过里程误差计算出速度补偿，反馈至VCU，得到实际车速；

在步骤S33中计算到里程误差S

需要注意的是，补偿速度需要乘以时间才可以补偿出误差的里程，也就是说，需要先设定补偿时间，例如3秒钟，在得到里程误差之后，除以补偿时间，即为补偿速度，例如需要3秒钟进行补偿完毕，里程误差为6m，那么车速补偿值为+2m/S，这里的“+”是指里程误差S

具体的，执行步骤S5时，获取里程误差，计算得到预定时间内补偿里程误差的车速补偿值，反馈至VCU，VCU将车速补偿值加至实时车速上，得到实际车速。

S35：判断实际车速和目标车速的误差是否小于第二阈值，若是则车速误差为最小车速误差值；反之则车速误差为实际车速误差值；

在得到实际车速V

ΔV＝V

需要注意的是，实际车速V

以及，V

S36：根据车速误差，在模拟控制器中计算控制开度，得到控制开度对应的电压值，输入至VCU，对车辆进行车速修正。

这样，根据车速误差V

需要注意的是，所述模拟输出装置上设置有油门输出模块和刹车输出模块；所述VCU设置有用于与所述油门输出模块电连接的油门模块和用于与所述刹车输出模块电连接的刹车模块；

实际上，油门输出模块有两个，分别是大油门输出模块和小油门输出模块，VCU设置有与大油门输出模块电连接的大油门模块和与小油门输出模块电连接的小油门模块；

使得执行步骤S36时，控制开度包括油门开度(大油门开度和小油门开度)和刹车开度；

执行步骤S36时，判断车速误差是否为正值，若是则在模拟输出装置中计算刹车开度，得到刹车开度对应的电压值，输入至VCU的刹车模块，车辆进行刹车减速；反之则在模拟输出装置中计算油门开度，得到油门开度对应的电压值，输入至VCU的油门模块，车辆进行油门加速。

在这里，模拟输出装置中计算油门开度时，判断油门开度是否大于预定值，若是，则是大油门开度，模拟输出装置的大油门输出模块向VCU的大油门模块发出大油门控制电压，车辆进行大油门较快加速；反之则是小油门开度，模拟输出装置的小油门输出模块向VCU的小油门模块发出小油门控制电压，车辆进行小油门缓慢加速。

总之，执行步骤S3时，通过当前的车辆行驶参数，进行两重PID调节，分别是里程误差调节和车速误差调节，可以有效降低瞬间补偿速度下的峰值，降低超调事件的发生率，安全稳定性更好。

实施例三，仅仅为本发明的其中一个的实施例，本发明还提供采用上述任一实施例的方法的一种低成本的实车路谱自动巡航系统，包括：

测试获取模块；

整车模块；

修正控制模块；

测试模块；

在测试获取模块获取到车辆测试路谱之后，整车模块实时获取车辆的当前实际车速，修正控制模块根据当前实际车速和当前目标车速，生成修正速度值，模拟修正速度值信号对车辆进行车速修正；测试模块根据电机转速和车速修正，模拟整车受到阻力，计算电机消耗能量；并且整车模块、修正控制模块和测试模块重复执行测试，直至车辆测试路谱测试完毕。

修正控制模块工作时，根据当前实际车速和实际里程，以及计算得到的目标车速和目标里程，计算出修正速度值，通过模拟控制器计算控制开度对应电压值输入至VCU，对车辆进行车速修正；

其中模拟控制器为VCU进行刷写制成。

本系统还包括：反馈模块：将电机消耗能量反馈至测功机后经过电池模拟器变成交流电反馈至电网。

本发明一种低成本的实车路谱自动巡航方法及系统，对测试所需硬件设备要求低，无需人员操作，有效对车辆电机、电池和电控进行功能和可靠性测试，测试成本有效降低，可长时间自动测试。

本发明不局限于上述具体的实施方式，本发明可以有各种更改和变化。凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。