基于模型的新能源汽车驾驶质量评估方法和评估系统与流程

本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及基于模型的新能源汽车驾驶质量评估方法，并且涉及基于模型的新能源汽车驾驶质量评估系统。

背景技术：

随着环境污染问题突出，例如混合动力汽车、纯电动汽车等新能源汽车成为汽车节能减排有效途径。在传统车建模仿真中，主要是针对传统燃料的车型进行整车性能评估和建模，然而，对于新能源混合动力车辆而言，由于它的动力总成不仅有内燃机，还会有电机和动力电池等，因此传统的整车性能评估及建模方法已不再适用。

驾驶质量作为整车质量的重要因素，其与客户驾驶体验息息相关。相比于传统车而言，存在多个动力源的混合动力汽车对于驾驶质量影响因素更多，这就给整车驾驶质量的开发带来了一定困难，因此为了保证整车的驾驶质量，开发一套针对混合动力整车驾驶质量评估及建模的方法，对于后续混合动力车型的标定及驾驶质量验证工作均有重要的指导意义。

经过对现有技术文献的检索发现，涉及到新能源模型仿真方法和平台的有：

中国专利申请号:201610458368.1，公开号：cn106054669a，名称：一种单轴并联混合动力汽车仿真平台及仿真方法。该发明涉及一种单轴并联混合动力汽车仿真平台及仿真方法。仿真平台包括输入单元、服务器、输出单元。用户可以修改属性中的整车参数和控制参数，有效提高了单轴并联混合动力汽车整车参数优化能力，简化了能量管理策略设计方法，提高了设计效率。该发明的缺点是：该仿真平台及仿真方法主要是针对全加速过程动力性仿真、爬坡性能仿真、循环工况燃油经济性仿真、稳态行驶燃油经济性仿真，而针对整车驾驶质量没有考虑，并且模型的复用性和扩展性没有进一步说明。

中国专利申请号:201110240092.7，公开号：cn102955866a，名称：用于实现纯电动车整车性能评估及建模的方法。该发明专利提供一种用于纯电动车的整车性能评估和建模方法，发明从整车性能指标出发，通过迭代选型设计，对整车性能进行评估，直到优选出达到满足整车性能的子系统参数。该发明的缺点是：该发明所涉及的整车性能目标中，对于驾驶质量采用主观评估的方式，会带来评估的准确性问题，给后续车型的开发带来一定的影响。

中国专利申请号:201610180545.4，公开号：cn105599752a，名称：一种单轴双离合器混联混合动力模型及其驱动方法。该发明提供一套更为紧凑的混合动力解决方案，解决了isg混动模型功能上及性能上的部分缺陷，同时解决了isg技术不能实现或难以实现eco模式下续航里程不足的缺陷。该发明的缺点是：该模型没有对整个系统的驾驶质量进行考虑，只以isg混动结构的不足出发，寻求一种低成本的解决方案，后续的整车实际有待验证。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明不仅提供了基于模型的新能源汽车驾驶质量评估方法，而且提供了基于模型的新能源汽车驾驶质量评估系统，从而有效地解决了现有技术中存在的上述问题和其他方面的问题。

首先，根据本发明的第一方面，其提供了一种基于模型的新能源汽车驾驶质量评估方法，所述基于模型的新能源汽车驾驶质量评估方法包括步骤：

构建整车系统模型，所述整车系统模型包括物理模型、控制模型和驾驶员模型，所述物理模型为整车中至少一部分部件的物理结构的仿真模型，所述控制模型为针对所述物理模型的控制器模型，所述驾驶员模型为驾驶工况的输入模型；

基于所述整车系统模型进行驾驶工况的仿真，以得到仿真模拟数据；以及

将所得到的仿真模拟数据输入到驾驶质量评估工具中，以使用所述驾驶质量评估工具来对驾驶工况的驾驶质量进行评估。

在根据本发明的基于模型的新能源汽车驾驶质量评估方法中，可选地，所述物理模型是基于整车纵向动力学特性来构建的，所述物理模型包括发动机模型、变速箱模型、离合器模型、电机模型、电池模型、整车及底盘模型，其中所述发动机模型采用高频的物理模型，所述变速箱模型中的齿轮和同步器采用一维模型。

在根据本发明的基于模型的新能源汽车驾驶质量评估方法中，可选地，所述控制模型包括整车控制器控制模型、发动机控制模型、变速箱控制模型、底盘控制模型，其中所述整车控制器控制模型采用实际整车控制器中的应用层控制模型，所述发动机控制模型、所述变速箱控制模型和所述底盘控制模型不采用实际控制器的应用层模型。

在根据本发明的基于模型的新能源汽车驾驶质量评估方法中，可选地，所述整车控制器控制模型、所述发动机控制模型、所述变速箱控制模型和所述底盘控制模型之间的接口采用can接口通信协议进行建模。

在根据本发明的基于模型的新能源汽车驾驶质量评估方法中，可选地，所述驾驶员模型包括驾驶工况模型、加速踏板接口和制动踏板接口，驾驶质量工况驾驶员模型，其中所述驾驶质量工况驾驶员模型基于驾驶工况根据实车测试来构建的。

在根据本发明的基于模型的新能源汽车驾驶质量评估方法中，可选地，所述驾驶工况包括全负荷加速、部分负荷加速、滑行减速、制动减速、发动机起停、换档、踩油门、松油门。

在根据本发明的基于模型的新能源汽车驾驶质量评估方法中，可选地，所述物理模型是基于amesim软件进行建模。

在根据本发明的基于模型的新能源汽车驾驶质量评估方法中，可选地，所述控制模型和所述驾驶员模型均是基于matlabsimulink软件进行建模。

在根据本发明的基于模型的新能源汽车驾驶质量评估方法中，可选地，所述驾驶质量评估工具是avldrive软件。

其次，根据本发明的第二方面，还提供了一种新能源汽车驾驶质量评估系统，其特征在于，所述新能源汽车驾驶质量评估系统包括：

整车系统模型，所述整车系统模型包括物理模型、控制模型和驾驶员模型，所述物理模型为整车中至少一部分部件的物理结构的仿真模型，所述控制模型为针对所述物理模型的控制器模型，所述驾驶员模型为驾驶工况的输入模型；

仿真工具，其被设置成用来基于所述整车系统模型进行驾驶工况的仿真，以得到仿真模拟数据；以及

驾驶质量评估工具，其被设置成用来接收并处理所述仿真模拟数据，以对驾驶工况的驾驶质量进行评估。

本发明的有益效果是：采用本发明所提供的技术方案，能够有效提升新能源汽车模型系统的整体开发及验证能力，这对于例如混合动力汽车、纯电动汽车等各类新能源整车项目的开发质量和开发效率提高均有很大帮助。应用本发明可使得驾驶质量控制软件功能达到闭环评估效果，实现vcu（整车控制器）控制模型中驾驶质量功能的初步标定、测试及验证，从而有助于开发整车控制器的性能，保证后续整车开发质量，提高开发、标定和验证效率。

附图说明

以下将结合附图和实施例来对本发明的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本发明范围的限定。此外，除非特别指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。

图1是一个根据本发明的基于模型的新能源汽车驾驶质量评估方法实施例的基本流程示意图。

图2是图1所示的基于模型的新能源汽车驾驶质量评估方法实施例中涉及到的并联混合动力传动系统的结构示意图。

图3是一个根据本发明的基于模型的新能源汽车驾驶质量评估系统实施例的组成示意图。

具体实施方式

首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本发明的基于模型的新能源汽车驾驶质量评估方法以及基于模型的新能源汽车驾驶质量评估系统的具体步骤、组成、特点和优点等，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将其理解为对本发明形成任何限制。

请参阅图1，在该图中仅以示意方式大致显示出了一个根据本发明的基于模型的新能源汽车驾驶质量评估方法实施例的基本流程，下面就对此进行详细说明。

在这个给出的实施例中，该基于模型的新能源汽车驾驶质量评估方法包括以下步骤：

首先，在步骤s11中，需要先构建出整车系统模型，这样的整车系统模型可以包括物理模型201、控制模型202和驾驶员模型203三个部分。其中，物理模型201是整车中至少一部分部件的物理结构的仿真模型，控制模型202是针对物理模型201的控制器模型，驾驶员模型203则是驾驶工况的输入模型。

仅作为举例说明，在图2中示例性地图示出了使用本发明方法实施例进行讨论的一种并联混合动力传动系统的基本组成结构，该并联混合动力传动系统包括发动机101、电机102、变速箱103和电池系统104（包括动力电池和电池管理系统），其中电机102与变速箱103的输出轴相连接，电池系统104为电机102的运行提供动能。然而，应当理解的是，本发明方法显然适用于采用其他类型的混合动力传动系统的车辆以及纯电动车辆等各类新能源车辆。

结合以上示范性提出的并联混合动力结构形式，就物理模型201来讲，它的建立原则是基于整车的纵向动力学特性，所有影响到整车纵向动力学特性的因素都应当考虑到该物理模型的构建中。该物理模型201包括发动机模型、变速箱模型、离合器模型、电机模型、电池模型、整车及底盘模型，其中发动机模型采用高频的物理模型，并且其中气路模型采用一维的气体动力学模型，燃烧和放热模型则采用预测模型；变速箱模型中的齿轮和同步器采用一维模型，同时考虑到齿轮间隙和接触刚度，除此之外的换档执行器则采用数值功能模型；离合器模型则考虑离合器刚度、阻尼及转动惯量；整车及底盘的模型则考虑悬置方式、悬架纵向刚度、半轴刚度、万向节布置和角度等。作为举例说明，物理模型201可以采用例如amesim软件等各种适用工具来进行开发建模。

此外，就控制模型202来讲，它可以包括整车控制器（vcu）控制模型、发动机控制模型、变速箱控制模型、底盘控制模型。在控制模型202中，整车控制器控制模型的主要功能是在于获取加速踏板或制动踏板信息，并且结合车速、发动机转速、电池soc等信息，按照一定的控制规则通过can总线通讯来直接或间接协调发动机管理系统、电机控制器及变速箱控制器等子控制单元进行工作，该整车控制器控制模型采用实际整车控制器中的应用层控制模型，并且可以对其底层进行简化处理，但是涉及到与驾驶质量工况相关的功能则尽量接近于实际控制器；对于控制模型202中的其他控制模型，例如发动机控制模型、变速箱控制模型和底盘控制模型等则不采用实际控制器的应用层模型，而是经过一定简化后的控制模型，但是与整车控制器的接口以及涉及到驾驶质量的功能则需要与实际控制器接近。另外，为了进一步模拟整车的实际情况，以上整车控制器控制模型、发动机控制模型、变速箱控制模型和底盘控制模型之间的接口需要模拟实际控制的形式来进行设置，例如可以采用can接口通信协议的方式来进行建模。此外，对于物理信号的控制，可以考虑物理信号延迟对整车性能带来的影响。作为举例说明，控制模型202可以采用例如matlabsimulink等各种适用工具来进行开发建模。

另外，就驾驶员模型203来讲，它可以包括驾驶工况模型、加速踏板接口和制动踏板接口，驾驶质量工况驾驶员模型。其中，驾驶质量工况驾驶员模型是基于驾驶工况根据实车测试来构建的。在可选情形下，可以将驾驶工况有代表性地选择成包括全负荷加速、部分负荷加速、滑行减速、制动减速、发动机起停、换档、踩油门、松油门等，以便于更好地进行驾驶质量测试评估，实现快速评估的目的。作为举例说明，驾驶员模型203也可以采用例如matlabsimulink等各种适用工具来进行开发建模。可以理解的是，如果将上述的物理模型201采用amesim软件来进行构建，而控制模型202和驾驶员模型203均采用matlabsimulink软件进行构建的话，那么在将以上这三种模型进行系统整合来形成整车系统模型204时，则需要通过amesim与matlabsimulink的接口进行联合仿真处理。

接下来，在步骤s12中，将基于整车系统模型204进行驾驶工况的仿真，从而获得仿真模拟数据，这样的仿真模拟数据将随后被利用来针对驾驶工况的驾驶质量进行评估。

然后，在步骤s13中，将通过仿真处理所得到的仿真模拟数据输入到例如avldrive软件等驾驶质量评估工具中，以便借助于这样的驾驶质量评估工具来对驾驶工况的驾驶质量进行客观评估，从而能够反应出整车控制器（vcu）控制模型中驾驶质量相关功能的控制效果，可以使得本发明的基于模型的新能源汽车驾驶质量评估方法达到闭环评估效果。这样，采用本发明方法能够实现整车控制器（vcu）控制模型中驾驶质量功能的初步标定、测试及验证，非常有助于提高整车控制器的性能开发能力，保证后续整车开发质量，并且提高开发、标定和验证效率。

请再参阅图3，在该图中示范性地图示出了一个根据本发明的基于模型的新能源汽车驾驶质量评估系统实施例。

在这个实施例中，该新能源汽车驾驶质量评估系统包括整车系统模型204、仿真工具205和驾驶质量评估工具206。其中，关于整车系统模型204以及它所包含的物理模型201、控制模型202和驾驶员模型203，由于在前文中已经针对以上这些技术内容进行了非常详尽的描述，因此可以直接参阅前述相应部分的具体说明，在此不再赘述。

对于仿真工具205，它是被提供用来基于整车系统模型204进行驾驶工况的仿真。如前所述，这样的驾驶工况可被代表性地选择成包括全负荷加速、部分负荷加速、滑行减速、制动减速、发动机起停、换档、踩油门、松油门等，通过该仿真工具205的仿真处理就可以获得相应的仿真模拟数据，以便随后提供给软件等驾驶质量评估工具206来进行评估处理。

对于驾驶质量评估工具206，它可以采用采用例如avldrive软件等各种适用工具，借助于该驾驶质量评估工具206来接收并处理由仿真工具205所提供的上述仿真模拟数据，由此来针对驾驶工况的驾驶质量进行相应评估，由此反应出整车控制器（vcu）控制模型中驾驶质量相关功能的控制效果，从而可以提高整车控制器的性能开发能力，提高整车开发、标定和验证效率。

应当说明的是，根据本发明所提供的基于模型的新能源汽车驾驶质量评估系统实际上还可以应用于其他模型的仿真研究，例如可以将其在整车控制器开发过程中应用到模型在环测试（mil）和硬件在环测试（hil），从而有助于提高模型的复用性，可以为后续车型的开发奠定良好的基础，并且节省下可观的开发成本。

以上仅以举例方式来详细阐明本发明的本发明的基于模型的新能源汽车驾驶质量评估方法以及基于模型的新能源汽车驾驶质量评估系统，这些个例仅供说明本发明的原理及其实施方式之用，而非对本发明的限制，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员还可以做出各种变形和改进。因此，所有等同的技术方案均应属于本发明的范畴并为本发明的各项权利要求所限定。