汽车性能检测和综合性能评价方法的实现

汽车性能检测和综合性能评价方法的实现

陈明余

鞍钢汽车检测有限责任公司114000

摘要：本设计的目的在于改善现有技术中所存在的汽车环保性能检测不准确的不足，提供一种可提高汽车环保性能检测的准确度的汽车性能检测方法及汽车综合性能评价方法。为了实现上述设计目的，本设计实现例提供了以下技术方案：一种汽车性能检测方法，包括以下步骤：被测汽车在运行的状态下，采集被测汽车的催化装置的温度；在所述被测汽车的催化装置的温度达到预设温度值之前，从所述被测汽车的OBD系统（On-BoardDiagnostics，车载诊断系统）中获取尾气数据；根据所述尾气数据分析尾气中含有的有害气体的含量。

关键词：汽车；性能检测；性能评价

1前言

通常的，汽车性能主要包括安全性（制动性能）、动力性、环保性、燃油经济性，汽车性能是评价汽车质量好坏的重要因素，因此，汽车性能检测显得非常重要，尤其是二手车的性能检测，因为性能决定了价格。

2015年，二手车成交量约940万辆，比2013年的520万辆增长了近一倍，如此高的增长率，说明了市场的潜在价值极大。随着政策的调整，国八条的落实，如废除限迁、降低税费、规范交易秩序，则二手车市场会更加繁荣兴旺，成为新的经济增长点。

评判二手车的状况，只看外观、涂装、车龄等是很片面的，应重点测评它的综合性能——动力性、安全性、环保性、舒适性、燃油经济性。然而，二手车交易中的不规范现象，如不讲诚信、价格欺诈、隐瞒事故等，在一定程度上阻碍了市场的正常发展。这些现象产生的原因之一是由于买卖双方信息不透明、不对称，其技术上的原因就是缺少一种测评二手车品质优劣的科学方法。目前使用的《二手车鉴定评估技术规范》（GB/T30323-2013）,也不够科学。例如:该规范在路试检测发动机运转、加速时，只评判是否正常，正常不扣分，异常都扣2分，这是不公平的。因为加速时间越少，动力性越好，应细分等级,方便交易。

以环保性为例，为了使得检测结果趋于良好，以提高二手车售卖价格，二手车售卖方通常会以经过催化装置处理后的检测结果告知买方，但汽车尾气在催化装置的作用下，尾气中的有害气体CO、HC、NOx（氮氧化物）就会被高温分解，研究发现催化装置发挥作用时,可使CO,HC排量下降80%以上。因此检测出来的CO、HC、NOx的含量就会比真实情况低，导致检测结果不准确、不真实。

2设计内容

本设计的目的在于改善现有技术中所存在的汽车环保性能检测不准确的不足，提供一种可提高汽车环保性能检测的准确度的汽车性能检测方法及汽车综合性能评价方法。

为了实现上述设计目的，本设计实现例提供了以下技术方案：

一种汽车性能检测方法，包括以下步骤：

被测汽车在运行的状态下，采集被测汽车的催化装置的温度；

在所述被测汽车的催化装置的温度达到预设温度值之前，从所述被测汽车的OBD系统（On-BoardDiagnostics，车载诊断系统）中获取尾气数据；

根据所述尾气数据分析尾气中含有的有害气体的含量。

较佳地，所述被测汽车在加速运行的状态下，采集被测汽车的催化装置的温度。被测汽车在加速运行的状态下，尾气中CO、HC、NOx的含量最高，因此，在加速运行的状态下检测尾气中各种其他的含量，可以得到更为真实的CO、HC、NOx的含量数据。

根据本设计实现例，所述方法还包括步骤：

在所述被测汽车的催化装置的温度达到预设温度值之前，通过尾气检测装置获得尾气中含有的有害气体的含量；比较相同时间下根据OBD系统读取的尾气数据分析得到的有害气体的含量与尾气检测装置获得的有害气体的含量，如果含量比较结果大于预定值，发出报警信号。根据本设计实现例，所述方法还包括步骤：

在所述被测汽车从预设速度减速运行到速度为零的过程中，采集用户作用于踏板的踏板压力，从所述踏板力达到第一预设压力值时开始，从被测汽车的OBD系统中获取第一测试数据，直至被测汽车的速度减速至零，所述第一测试数据包括转向角、减速制动距离、减速制动时间中的至少两项；

通过所述转向角和所述减速制动距离、或所述转向角和所述减速制动时间判读被测汽车的安全性。在被测汽车从预设速度减速运行到速度为零的过程中，转向角可以反应被测汽车在制动过程中的跑偏量，转向角越小，说明跑偏量越小，汽车性能越好；减速制动距离或减速制动时间可以反应汽车的制动性能，减速制动距离越小，或减速制动时间越少，说明汽车制动性能越好；通过检测被测汽车的转向角和/或减速制动距离和/或减速制动时间，可以检测出被测汽车的制动安全性及紧急制动能力。

根据本设计实现例，所述方法还包括步骤：

生成时间与转向角的关系图，生成时间与减速制动距离的关系图。将测试数据生成图像，更便于直观查看。

根据本设计实现例，所述方法还包括步骤：

在所述被测汽车从零加速运行到设定速度的过程中，从被测汽车的OBD系统中读取加速踏板位置数据，当加速踏板位置达到预定位置时开始计时，直至被测汽车加速至所述设定速度，以ODB系统中获得的加速时间判读被测汽车的动力性能；或，在所述被测汽车从零加速运行到设定速度的过程中，从被测汽车的OBD系统中读取节气门开度数据，当节气门开度达到预定开度时开始计时，直至被测汽车加速至所述设定速度，以ODB系统中获得的加速时间判读被测汽车的动力性能。

被测汽车从零加速运行到设定速度的过程中，加速时间可以反应出被测汽车的动力性能，加速时间越短，说明动力性能越好，检测被测汽车在加速过程所需加速时间，可以检测出被测汽车的动力性能。

根据本设计实现例，所述方法还包括步骤：

在被测汽车从零加速至所述设定速度的过程中，从被测汽车的OBD系统中获取发动机转速数据，生成时间与发动机转速图像，如果图像中转速有跳变，报警提示发动机故障。在加速过程中，如果发动机转速有跳变，说明被测汽车存在发动机或传动系故障。

根据本设计实现例，所述方法还包括步骤：

在所述被测汽车匀速运行过程中，利用超声波流量计测量所述被测汽车的燃油流量。

燃油消耗量的计算，油耗=流量×时间，即G=qt，所以G=∫qtdt，t=s/v(路程/速度)，由等速行驶法设定，q由时差式超声波流量计提供，由此计算得出实际油耗。油耗也是评价汽车的一项重要指标，通过等速行驶法利用超声波流量计测量值计算出被测汽车的油耗，检测结果准确度高。

本设计实现例提供了另一种技术方案，

一种汽车性能检测方法，包括以下步骤：

被测汽车在运行的状态下，采集被测汽车的催化装置的温度；

在所述被测汽车的催化装置的温度达到预设温度值之前，通过尾气检测装置获得尾气中含有的有害气体的含量。

在被测汽车的催化装置的温度达到预设温度值之前，进行尾气检测，且直接用尾气检测装置直接采集尾气数据得到有害气体含量，即排除了催化装置的高温分解作用对检测结果造成的影响，又排除了对OBD系统作假导致从中获取的尾气数据不真实的情况，通过本方法检测得到的尾气中有害气体含量准确度高。

一种汽车综合性能评价方法，采用如下评价模型得到汽车综合性能的评价等级：

其中，0≤Wj≤1且满足Wj为第j个评价指标的权数，m为评价指标的总数，S为汽车综合性能的评价等级；

fj为第j个评价指标的分项等级，fj=Ij×D=Zj×D，xmax≤Cj≤xmin，Ij为第j个评价指标的评级指数,xmax为参考区间的最优值，xmin为参考区间的最差值，Cj为根据上述任一方法得到的第j个评价指标的实际检测值，D为等级系数，D≥2。

与现有技术相比，本设计的有益效果：本设计实现例提供的方法，是在被测汽车的催化装置的温度达到预设温度值之前，检测得到被测汽车的尾气数据，即在催化装置起作用之前就采集尾气数据，因此排除了催化装置对尾气中的CO等气体进行分解影响检测数据真实性，使得检测得到的尾气数据更准确、更真实。此外，尾气数据直接从被测汽车的OBD系统中获取，数据来源更直接，可进一步提高检测的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本设计实现例的技术方案，下面将对实现例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本设计的某些实现例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

3具体实现方式

在购买汽车，尤其是二手汽车时，经常会出现一种情况：购买前检测得到的尾气数据反应出该汽车燃烧效率高，环保性好，可是在购买后实际使用中发现，该汽车的燃烧效率并没有检测所得的那么好，甚至会出现较大的差距，说明目前的汽车尾气检测方法不准确。基于此，本设计实现例提供了新的检测方法。

图1示出了本设计实现例1提供的汽车性能检测方法的流程。请参阅图1，本实现例中提供的汽车性能检测方法，包括：

步骤S101，被测汽车在运行的状态下，采集被测汽车的催化装置的温度。

采集催化装置的温度需要使用测温仪，针对自身不带温度数据的汽车，则需要加装测温仪到被测汽车上，以便于采集催化装置的温度；针对自身带有温度数据的汽车，则直接从汽车OBD系统中读取温度数据即可。

图1本设计较佳实现例1提供的汽车性能检测方法的流程图。

较佳地，在被测汽车加速（如0-40km/h）运行的状态下，采集被测汽车的催化装置的温度。在加速运行的状态下，尾气中的CO、HC、NOX处于最大值，因此在加速运行状态下采集催化装置的温度，即在加速运行状态下采集尾气数据，可以进一步提高检测的准确度，能够检测出被测汽车尾气质量最不好的情况下有害气体的含量。

步骤S102，在所述被测汽车的催化装置的温度达到预设温度值之前，检测装置从所述被测汽车的OBD系统中获取尾气数据。

设计人根据研究发现，目前在检测汽车尾气时，尾气中的CO等有害气体在催化装置的作用下高温分解，致使测得的尾气中的CO等有害气体含量较低，因此检测出被测汽车的燃烧率高，环保性好。本步骤中，所述的预设温度值即是CO等气体在催化装置的作用下分解所需的温度值，根据研究分析，尾气中可能含有的所有的有害气体高温分解所需的温度都在300℃以上，因此所述的预设温度值可以为300℃。本步骤中，在催化装置的温度达到预设温度值之前，从被测汽车的OBD系统中获取尾气数据，即在尾气中的CO等气体被分解前采集尾气数据，测试所得的尾气数据真实可靠，避免了催化装置处理后的影响。此外，尾气数据直接从被测汽车的OBD系统中获取，数据来源更直接，可进一步提高检测的准确性。

需要说明的是，此处所述宜在300℃以下采集尾气数据，并非是温度越低越好，是指宜采集在300℃以下且被测汽车加速运行了一段时间的这个过程中的多个尾气数据，从该多个尾气数据中选取一个比较合适的尾气数据，或者选取几个变化较小的尾气数据再求平均值。

步骤S103，根据所述尾气数据分析尾气中含有的有害气体的含量。

检测得到尾气中有害气体的含量后，可借鉴美国柠檬法(LemonLaw)对尾气质量进行分级，即通过尾气质量分级划分反应被测汽车的燃烧效率及环保性能。作为一种举例，说明催化装置对尾气排放的影响：当λ=0.98，催化装置起作用时CO=0.07%；催化装置不起作用时CO=0.83%（以上数据由一辆瑞典VOLVO经尾气单元实测而得）；可见起作用的催化装置能大幅度减少CO的排放，本实现例方法即可避免这样的作假行为导致的尾气检测不准确，提高检测精度。

进一步地，所述方法还包括：

步骤S104，在所述被测汽车的催化装置的温度达到预设温度值之前，通过尾气检测装置获得尾气中含有的有害气体的含量。

需要说明的是，步骤S103、步骤S104没有先后顺序之分，是在同一时间进行的，即从OBD系统获取尾气数据和尾气检测装置获得尾气中有害气体含量是在同一时刻进行的。

步骤S105，比较相同时间（即尾气检测单元也是在被测汽车处于加速运行状态，且所述被测汽车的催化装置的温度达到预设温度值之前，获取尾气数据，并分析尾气中含有的有害气体的含量）下根据OBD系统读取的尾气数据分析得到的有害气体的含量与尾气检测装置获得的有害气体的含量，如果含量比较结果大于预定值，即两种方式下获得的有害气体含量的差值大于预设值，发出报警信号。

此处的判断两种方式下获得的有害气体含量的差值是否大于预设值可以有多种实现方式，例如，两种方式下，判断尾气中的每一种害气体的含量差值是否大于预设值，只要有一种有害气体的含量差值大于预设值则判定为获得的有害气体含量的差值大于预设值；又如，两种方式下，尾气中每一种有害气体的含量差值均大于预设值才判定为获得的有害气体含量的差值大于预设值。

一般情况下，从OBD系统中读取的数据是较为真实的数据，但是少部分不良商家可能会在OBD系统中安装作弊软件，使得从OBD系统中读取的数据不真实。两种方式下获得的尾气中有害气体含量不一致，即可能是被测汽车的OBD系统中安装了作弊软件，使得从OBD系统中读取的数据不真实，导致分析得到的有害气体的含量不准确，因此，本实现例所述方法还可以排除通过对OBD系统作弊的情况，以尾气检测装置获得的尾气中有害气体的含量为检测结果，评判被测汽车的环保性能，可进一步提高检测结果的准确度。

4评级方法

该评级方法包括如下步骤:

4.1汽车性能综合评价指标体系

按前文所述汽车检测方法可简便、准确地采集反映汽车动力性、安全性、环保性和燃油经济性的相应参数，这些参数具备简单性、独立性、代表性、可行性的特征，符合综合评价法的指标选取原则，而且，各项性能参数均是用就车路试法测得，所测结果均为工况参数，数据真实，适合定量评价，量化结果最趋近于汽车用户的实际体验，因此，利用这些参数建立评价指标体系对汽车进行定量评级更具有科学性和参考性，即

Y={Y1，Y2，Y3，Y4}

汽车性能定量评级指标体系如表1所示。

表1汽车性能定量评级指标体系

指标性质一级指标二级指标定量指标安全性制动距离&制动偏移量（Y₁）定量指标动力性零至一百公里加速时间（Y₂）定量指标环保性CO含量（Y₃）定量指标燃油经济性油耗（Y₄）

注：制动距离&制动偏移量表示两个量关联度极强，合并为一个指标。

4.2综合评价模型及算法

汽车性能定量评级方案如表2。其中，二级指标（E）的定义及量纲参照国家有关标准，参考值区间（X）参照有关国家标准或新车实测数据选取，安全性（Y1）的两个二级指标（E1，E2）因为关联度极强，为便于量化，其评级指数（I1）采取逻辑相与的方法作合并处理，计算方法为I1=Z11•Z12,（其中，Z11表示制动距离的计算指数，Z12表示制动偏移量的计算指数，用下述公式中计算指数（Z）的算法计算出来），等级系数（D）可确定等级划分的总数，如D=100，则总共可划分为100个等级，依此类推。

计算方法如下：

计算指数

说明：Xmax表示最优值，由于其内在关系是成反比例的，即其数值越小，性能越优，所以有Xmax≤C≥Xmin

评级指数I=Z(特例的，I1=Z11•Z12)

等级系数D≥2

分项等级F=I•D

综合等级

式中，0≤Wj≤1且满足fj为第j个指标的分项等级。评级实例：

以测评一台有三年车齡的2013款蒙迪欧1.5LGTDi180为例，设定参考值区间的最优值(Xmax)为该型号新车最优的实测值，等级系数（D）为100，将该车检测的参数代入即可得如下的评级结果。

表2汽车性能定量评级方案

各指标检测值、参考值区间、等级系数、权数确定且己知，则其动力性的分项等级（F2）计算如下：

计算指数

评级指数I2=Z2=0.99

分项等级F2=I2•D2=0.99•100(等级系数D2取值为100)

同法，可计算F1、F3F4，则

综合等级S=F1×W1+F2×W2+F3×W3+F4×W4

=89×30%+99×30%+92×20%+98×20%

=94

该车评级结果其综合等级为94分，安全性等级为89分，动力性等级为99分，环保性等级为92分，燃油经济性等级为98分，这些等级均是以该车型新车实测最优性能作比较的得分，参考性好，若另选一台同型号车辆测评得到一个结果，则两台车就可直接通过评级得分来比较优劣。

4.3评级结果的使用和分析

被测车辆的评级能够用量化分值的形式客观地反映该车的整体性能，对于用户选购汽车特别是二手车时有直接地参考作用。实际使用中，由于测试条件的差异（如胎压、道路状况、整车装备等），有可能存在评级误差，所以，应尽量保证检测和评级的过程标准化，并引入校正参数修正评级误差。

检测过程中，除了评级的需的五项二级指标外，还采集了过程数据，如果评级结果异常，还能向用户提供其过程的数据分析，发现汽车存在的问题和隐患。

本设计述及的方法，可定制专用检测设备进行检测和评级，中间数据自动上传云端数据库保存，供大数据挖掘和分析作准备，检测和评级的报告可经互联网实时传输给用户的手机或电脑，保障用户即时获取客观、透明的有价值信息。

本设计实现例提供的汽车性能检测方法，具有以下优势：

客观性：以车载诊断（On-BoardDiagnostics）系统为基础，全部数据来自汽车自身，无任何外界或人为干扰，客观、准确。

简便性：就车（直接是被测汽车在公路运行过程中）动态检测，有别于传统的需要到专门的检测线静态检测。

科学性：所有检测变量，都用数学公式表达，积分时支持多等级划分。

新颖性：用数学建模方法来划分被测车，是定量的，各指标都可细分成很多等级。

实用性:指标细分利于反映性能间的差异，符合市场，满足个性化要求，便于区分，有利交易。

预测性：因为数据图像可反映过程中的瞬间异常，有助判明故障，消除隐患。

测减速度时，能同时反应出踏板力大小、跑偏量、制动距离与时间的关系。测加速度时，能同时反映出速度变化、距离、时间的关系。检测尾气时，可以排除催化装置的影响，而直接测到发动机真实排放情况。传统方法检测时，燃烧不好的发动机排出的可燃气在催化装置中被高温分解，单纯看尾气排放是合格的，这一假象掩盖了发动机因燃烧不佳而多消耗燃油,造成了资源浪费的事实。例如：2015年9月爆发的德国大众柴油车排放造假事件，就是厂家用作弊软件欺骗监管。汽车在道路上行驶时实际的尾气排放量超过美国标准的40倍，但是，进入检测程序时，汽车ECU中的代码(Defeat-Device)能自动识别出自己是否正在被检测尾气，以此调节尾气处理装置，通过排放检测。检测燃油消耗量(L／100Km)时，以等速行驶法进行，反映汽车在实际运行中的燃油消耗量，并以此分出等级，评价经济性，这样可以杜绝数据造假，防止如日本＂三菱“公司燃油门事件的发生。使用本设计的方法，就能发现此类造假问题，科学、简便、易操作，省事、快捷、效率高。检测标准为GB7258-2012或被测汽车的原厂新车性能参数。

5、小结

通过数据图像分析，不仅能看出结果，也能看出过程中某一瞬间出现的隐患，对提高汽车综合性能大有裨益。同时，检测过程可经互联网实时传输给买卖双方的手机或电脑，如此，买卖双方就可以在信息透明、对称的条件下，按质、按级论价，利于公平交易。

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