一种基于整车质量和体积的汽车滑行阻力综合评价方法

摘要

本发明公开了一种汽车滑行阻力测试方法，包括以下步骤：步骤A：建立数据库，记录样本车辆的试验质量M和整车体积Q；步骤B：根据预先设置的滑行阻力与试验质量M及整车体积Q的关系，获取所述待测车辆的滑行阻力；步骤C：根据步骤B的各待测车辆的滑行阻力与试验质量M及整车体积Q的关系，获取数据库中对应的平均滑行阻力；步骤D：根据所述待测车辆的实际滑行阻力与所述数据库中对应的平均滑行阻力，得到滑行阻力差值的标准偏差；步骤E：根据所述标准方差进行标准化处理。与现有技术相比，本发明准确代表了该车辆的阻力水平，合理评价了滑行阻力水平。

说明书

技术领域

本发明涉及车辆性能参数测试技术领域，特别是一种基于整车质量和体积的汽车滑行阻力综合评价方法。

背景技术

汽车滑行阻力反映了车辆的底盘传动系统及造型设计水平，在车辆研发过程需要进行多轮滑行阻力试验，用于分析底盘系统部件更改、设计参数、整车造型优化对改善车辆行驶阻力的影响，最终结合动力系统性能参数仿真计算整车性能指标，并对研发车辆作出合理的市场定位。因此，准确、合理、全面的评价车辆滑行阻力，有利于车辆研发过程的设计目标设定与达成，为营销单位提供准确的市场定位数据。

现有技术中的汽车滑行阻力的测试方法主要是以整车质量和滑行阻力构建的线性方程，以试验质量为横坐标，滑行阻力为纵坐标绘制对比图。同时使用一次方程拟合数据库中同系车型的质量—滑行阻力关系曲线，当对比车辆的质量—滑行阻力数据点位于数据库线性曲线下方时，说明该车阻力优于数据库平均水平；当对比车辆的质量—滑行阻力数据点位于数据库线性曲线上方时，说明该车阻力劣于数据库平均水平。

当前的道路滑行阻力评价方法存在以下问题：

①、滑行阻力为滚动阻力与空气阻力之和，滚动阻力影响因素包括整车质量和滚动阻力系数，空气阻力影响因数主要为车辆造型。以整车质量和滑行阻力构建的线性方程评价方法不能完全反映整车阻力的真实水平；

②、随着车辆轻量化技术的不断发展，整车质量与车内空间(整车体积)的比值呈下降趋势。整车质量的变化趋势与整车阻力变化趋势不一致。车辆的空间不断增大，但是整车质量并没有相应的增加，甚至出现下降的趋势；

③、同时随着生活水平的提高，消费者对车辆空间的需求不断增长，客户在挑选私家车通常将车仓内空间、油耗、加速性能作为同等考虑的主要指标。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于整车质量和体积的汽车滑行阻力综合评价方法，以解决现有技术中的不足，它能够将整车体积做为车辆滑行阻力评价依据之一，结合整车质量，对滑行阻力进行全面、合理的评价。

本发明提供了一种汽车滑行阻力测试方法，包括以下步骤：

步骤A：建立数据库，记录样本车辆的试验质量M和整车体积Q；

步骤B：根据预先设置的滑行阻力与试验质量M及整车体积Q的关系，获取所述待测车辆的滑行阻力；

步骤C：根据步骤B的各待测车辆的滑行阻力与试验质量M及整车体积Q的关系，获取数据库中对应的平均滑行阻力；

步骤D：根据所述待测车辆的实际滑行阻力与所述数据库中对应的平均滑行阻力，得到滑行阻力差值的标准偏差；

步骤E：根据所述标准方差进行标准化处理。

如上所述的基于整车质量和体积的汽车滑行阻力综合评价方法，其中，优选的是，所述步骤B中，包括以下步骤：

步骤B1：

根据以下公式，得到各样本车辆在既定车速点V的滑行阻力F_road，

F_road＝F₀+F₁×V+F₂×V²

其中，F₀、F₁和F₂均为滑行阻力系数；

步骤B2:

通过以下公式，计算得到各个样本车辆的a值和b值：

F_road＝a+b×V²

其中a代表滚动阻力F_f，b为空气阻力系数。

如上所述的基于整车质量和体积的汽车滑行阻力综合评价方法，其中，优选的是，所述步骤C中，包括以下步骤：

步骤C1：

根据以下公式，计算得到方程系数P₀：

F_f＝P₀×M；

步骤C2：

根据以下公式，计算得到每个待测车辆在既定车速点V时对应的空气阻力F_W：

F_w＝b×V²；

步骤C3：

根据以下公式，计算得到方程系数k₀：

F_w＝k₀×Q；

步骤C4：

根据以下公式，计算得到数据库平均滑行阻力F_road′：

F_road′＝P₀×M+k₀×Q。

如上所述的基于整车质量和体积的汽车滑行阻力综合评价方法，其中，优选的是，所述步骤D中，通过F_road-F_road′得到所述待测车辆实际滑行阻力和数据库滑行阻力平均水平的差值，滑行阻力差值的标准偏差σ_road。

如上所述的基于整车质量和体积的汽车滑行阻力综合评价方法，其中，优选的是，所述步骤E中，利用以下公式对滑行阻力F_road进行标准化处理：

如上所述的基于整车质量和体积的汽车滑行阻力综合评价方法，其中，优选的是，还包括步骤F：得到T_road的标准正态分布概率P_road，根据标准正态分布概率P_road进行从小到大排列，确定每辆车的排名。

如上所述的基于整车质量和体积的汽车滑行阻力综合评价方法，其中，优选的是，既定车速点V为30km/h、60km/h、90km/h或120km/h。

与现有技术相比，本发明通过将滑行阻力分为滚动阻力和空气阻力，分别建立试验质量与滚动阻力、整车体积与空气阻力的相关方程，并采用正态分布概率算法，分别得到数据库各样本车辆的滚动阻力、空气阻力在数据库中的分布位置，准确代表了该车辆的阻力水平，合理评价了滑行阻力水平。

附图说明

图1是本发明的流程框图；

图2是实施例一的操作流程示意图；

图3是实施例一中步骤三中的拟合结果示意图；

图4是实施例一中步骤四中的拟合结果示意图。

具体实施方式

下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

如图1所示，本发明提供了一种汽车滑行阻力测试方法，包括以下步骤：

步骤A：建立数据库，记录样本车辆的试验质量M和整车体积Q；

步骤B：根据预先设置的滑行阻力与试验质量M及整车体积Q的关系，获取所述待测车辆的滑行阻力；

步骤C：根据步骤B的各待测车辆的滑行阻力与试验质量M及整车体积Q的关系，获取数据库中对应的平均滑行阻力；

步骤D：根据所述待测车辆的实际滑行阻力与所述数据库中对应的平均滑行阻力，得到滑行阻力差值的标准偏差；

步骤E：根据所述标准方差进行标准化处理。

进一步地，所述步骤B中，包括以下步骤：

步骤B1：

根据以下公式，得到各样本车辆在既定车速点V的滑行阻力F_road，

F_road＝F₀+F₁×V+F₂×V²

其中，F₀、F₁和F₂均为滑行阻力系数；

步骤B2:

通过以下公式，计算得到各个样本车辆的a值和b值：

F_road＝a+b×V²

其中a代表滚动阻力F_f，b为空气阻力系数。

进一步地，所述步骤C中，包括以下步骤：

步骤C1：

根据以下公式，计算得到方程系数P₀：

F_f＝P₀×M；

步骤C2：

根据以下公式，计算得到每个待测车辆在既定车速点V时对应的空气阻力F_W：

F_w＝b×V²；

步骤C3：

根据以下公式，计算得到方程系数k₀：

F_w＝k₀×Q；

步骤C4：

根据以下公式，计算得到数据库平均滑行阻力F_road′：

F_road′＝P₀×M+k₀×Q。

进一步地，所述步骤D中，通过F_road-F_road′得到所述待测车辆实际滑行阻力和数据库滑行阻力平均水平的差值，滑行阻力差值的标准偏差σ_road。

进一步地，所述步骤E中，利用以下公式对滑行阻力F_road进行标准化处理：

进一步地，还包括步骤F：得到T_road的标准正态分布概率P_road，根据标准正态分布概率P_road进行从小到大排列，确定每辆车的排名。

进一步地，既定车速点V为30km/h、60km/h、90km/h或120km/h。

实施例一：

如图2所示，本发明实施例提供了一种基于整车质量和体积的汽车滑行阻力综合评价方法，包括以下步骤：

步骤一：参照GB/T 12536《汽车滑行试验方法》和GB 18352.5-2013《轻型汽车污染物排放限值及测试方法》的试验标准，建立滑行阻力数据库，本实施例中，如表一所示，记录样本车辆名称、试验质量M、整车体积Q、滑行阻力系数F₀、滑行阻力系数F₁、滑行阻力系数F₂，其中每个样本车辆的对应滑行阻力系数F₀、滑行阻力系数F₁、滑行阻力系数F₂均可在上述标准中找到，试验质量M单位为kg，整车体积Q单位为m³。

表一

步骤二：根据公式(1)计算出各样本车辆在既定车速点V的滑行阻力F_road，

F_road＝F₀+F₁×V+F₂×V²(1)

本实施例中，以甲车为例，计算在各既定车速点下的滑行阻力F_road，计算结果如表二所示，

表二

步骤三：

将滑行阻力F_road和既定车速点V，使用最小二乘法计算出公式(2)中各个样本车辆的a值和b值，其中a代表滚动阻力F_f，b为空气阻力系数，

F_road＝a+b×V²(2)

本实施例中，依次计算数据库中各个样本车辆在既定车速点120km/h下的a值和b值，数据结果如表三所示，

表三

步骤四：

如图3所示，以滑行阻力数据库内每辆车的试验质量M作为横坐标，以对应其滚动阻力F_f作为纵坐标，建立线性方程组，得到公式(3)，拟合得到的方程系数P₀,

F_f＝P₀×M(3)

本实施例中，依次计算数据库中各个样本车辆的方程系数P₀值，数据结果如表四所示，

表四

步骤五：

在既定车速点120km/h下，由空气阻力系数b和既定车速点V，代入公式(4)，计算得到每个样本车辆在既定车速点V时对应的空气阻力F_W，

F_w＝b×V²(4)

步骤六：

如图4所示，既定车速点V时，以滑行阻力数据库内每辆车的空气阻力F_W和整车体积Q，建立线性方程组，得到公式(5)，拟合得到的方程系数k₀,

F_w＝k₀×Q(5)

本实施例中，依次计算数据库中各个样本车辆在既定车速点120km/h下的方程系数P₀值，数据结果如表五所示，

表五

步骤七：

基于步骤四和步骤六得到的方程系数P₀和K₀构建如下公式(6)，代入每个样本对应的试验质量M、整车体积Q，计算得到该样本车辆的数据库平均滑行阻力F_road′,

F_road′＝P₀×M+k₀×Q(6)

本实施例中，在120km/h的既定车速点下，计算得到的实际滑行阻力F_road和数据库平均滑行阻力F_road′，如表五所示，

表六

步骤八：

计算F_road-F_road′得到该样本车辆实际滑行阻力和数据库滑行阻力平均水平的差值，计算滑行阻力差值的标准偏差σ_road；

本实施例中，在120km/h的既定车速点下，计算得到标准偏差σ_road，如表七所示，

表七

步骤九：

利用公式(7)对滑行阻力F_road进行标准化处理，

本实施例中，在120km/h的既定车速点下，计算得到T_road，如表八所示，

表八

步骤十：

计算T_road的标准正态分布概率P_road，数据库每个样本辆车对应一个0-100％范围内的正态分布概率值。P_road表示样本滑行阻力F_road分布在数据库平均滑行阻力F_road′两侧σ_road范围内的概率，代表该车在数据库中的分布水平，该值越大代表其滑行阻力相对越高，滑行阻力水平相对较差。

本实施例中，在120km/h的既定车速点下，计算得到T_road，如表九所示，

表九

上述实施例通过将滑行阻力分为滚动阻力和空气阻力，分别建立试验质量与滚动阻力、整车体积与空气阻力的相关方程，并采用正态分布概率算法，分别得到数据库各样本车辆的滚动阻力、空气阻力在数据库中的分布位置，准确代表了该车辆的阻力水平，合理评价了滑行阻力水平。

本发明的滑行阻力评价方法适用于全部乘用车和商用车。商用车滑行阻力同样由滚动阻力和空气阻力组成，滚动阻力与整车质量存在线性关系，而商用车的体积与载货(客)量直接相关，是商用车客户选购时需要考虑的最重要因素之一，因此本方法所述评价方法同样适用于商用车。

本发明的滑行阻力评价方法考虑了汽车轻量化技术的发展对滑行阻力的影响趋势，同时结合市场对于车辆空间的需求趋势，建立了全面的车辆滑行阻力量化对比分析方法。能够清晰反映试验车辆处于市场同型产品的分布位置。评价方法依据数据库进行滑行阻力对比评价计算，可直接反映试验车辆的结构设计、整车阻力水平。

进一步地，还包括有步骤十一：根据标准正态分布概率P_road进行从小到大排列，确定每辆车的排名，排名越小，则名次靠前，则阻力水平越高。选择矩阵数据处理软件Matlab进行数据库的建立和数据评价计算，其mat格式数据文件可写入字符、数值等数据内容，且mat文本可构建层级数据结构，实现车辆依据车系、车型进行数据库整理分类。

评分依据如下内容所示：

1)1≤P_road<0.9，打6分；

2)0.9≤P_road<0.8，打6.5分；

3)0.8≤P_road<0.7，打7分；

4)0.7≤P_road<0.6，打7.5分；

5)0.6≤P_road<0.5，打8分；

6)0.5≤P_road<0.4，打8.5分；

7)0.4≤P_road<0.3，打8.5分；

8)0.3≤P_road<0.2，打9分；

9)0.2≤P_road<0.1，打9.5分；

10)0.1≤P_road<0，打10分。

进一步地，既定车速点V为30km/h、60km/h、90km/h或120km/h。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。