一种包含道路坡度的汽车行驶工况开发装置及开发方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种包含道路坡度的汽车行驶工况开发装置及开发方法，包括采集数据处理模块、运动片段库划分及权重系数确定模块、坡度工况以及速度工况特征参数提取模块、工况构建模块和电子设备。本发明专利技术所述的一种包含道路坡度的汽车行驶工况开发装置及开发方法通过实际采集车辆行驶过程中的车速以及坡度等数据，提取坡度工况以及速度工况的特征参数。通过极值检验、均值检验以及离差平方和最小检验的方法筛选出同时满足坡度工况以及速度工况特征参数的代表性运动片段，从而构建包含坡度工况的汽车行驶工况。使用该工况作为测试工况，可以通过试验室转鼓试验实现对山区城市车辆实际行驶的油耗及排放水平的准确评估。辆实际行驶的油耗及排放水平的准确评估。辆实际行驶的油耗及排放水平的准确评估。

【技术实现步骤摘要】
一种包含道路坡度的汽车行驶工况开发装置及开发方法


[0001]本专利技术属于交通运输领域，尤其是涉及一种包含道路坡度的汽车行驶工况开发装置及开发方法。

技术介绍

[0002]目前我国汽车油耗及排放测试所采用的行驶工况均为速度
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时间工况，由于不涉及道路坡度信息，因此不能反映坡度变化对于整车油耗及排放的影响。坡度的变化势必会引起整车牵引力的改变，进而导致发动机工况点的变化，最终造成整车油耗及排放的改变。因此，使用简单的速度
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时间汽车行驶工况无法准确评估山区城市车辆实际行驶的油耗及排放特征，因此需要开发出一种包含坡度工况的汽车行驶工况。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术旨在提出一种包含道路坡度的汽车行驶工况开发装置，解决现有汽车行驶工况无法准确评估山区城市车辆实际行驶的油耗及排放特征的问题。
[0004]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0005]一种包含道路坡度的汽车行驶工况开发装置，包括采集数据处理模块、运动片段库划分及权重系数确定模块、坡度工况以及速度工况特征参数提取模块、工况构建模块和电子设备，所述采集数据处理模块、运动片段库划分及权重系数确定模块、坡度工况以及速度工况特征参数提取模块、工况构建模块之间依次信号连接，所述采集数据处理模块、运动片段库划分及权重系数确定模块、坡度工况以及速度工况特征参数提取模块、工况构建模块均信号连接至电子设备；
[0006]所述电子设备包括处理器和存储器，存储器通信连接至处理器，存储器用于存储处理器执行的指令。
[0007]相对于现有技术，本专利技术所述的一种包含道路坡度的汽车行驶工况开发装置具有以下优势：
[0008](1)本专利技术所述的一种包含道路坡度的汽车行驶工况开发装置，结构简单，设计合理，通过各个模块分别对车辆运行片段进行切割、清洗和补充、计算不同速度区间的权重系数、提取坡度工况以及速度工况特征参数、筛选出不同速度区间的典型运动片段，最终构建包含道路坡度的汽车行驶工况，，从而有效解决了行驶工况无法准确评估山区城市车辆实际行驶的油耗及排放特征的问题。
[0009]本专利技术的另一目的在于提出一种包含道路坡度的汽车行驶工况开发方法，以通过实际采集车辆行驶过程中的车速以及坡度等数据，构建包含坡度工况的汽车行驶工况，其中坡度与车速随时间同步变化。使用该工况作为测试工况，可以通过试验室转鼓试验实现对山区城市车辆实际行驶的油耗及排放水平的准确评估。
[0010]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0011]一种包含道路坡度的汽车行驶工况开发方法，包括以下步骤：
[0012]S1、通过采集数据处理模块对车辆运行片段切割、清洗和补充；
[0013]S2、通过运动片段库划分及权重系数确定模块确定低速、中速、高速运动片段库划分及权重系数；
[0014]S3、通过坡度工况以及速度工况特征参数提取模块提取坡度工况以及速度工况的特征参数；
[0015]S4、通过工况构建模块构建含道路坡度的汽车行驶工况。
[0016]进一步的，在步骤S1中的所述车辆运行片段切割、清洗和补充包括以下步骤：
[0017]A1、根据采集数据的车速及发动机转速通过判定原则判定车辆怠速及运动状态；
[0018]A2、通过判定原则对怠速和运动片段进行切割；
[0019]A3、通过运动片段数据缺失率、最大加减速度和最大车速的要求对运动片段进行清洗和补充；
[0020]A4、分别计算怠速片段和运动片段的总时长，得出车辆怠速和运动的时间比例；
[0021]在步骤A1中的所述判定原则包括以下步骤：
[0022]A11、判断车速<1km/h且发动机转速>0rpm，是，则判定车辆处于怠速状态，否，则进行下一步；
[0023]A12、判断车速≥1km/h且发动机转速>0rpm，是，则判定车辆处于运动状态，否，则切换下一个车辆运行片段。
[0024]进一步的，在步骤A3中的运动片段清洗和补充包括以下步骤：
[0025]A31、判断运动片段的最大加速度a
max
是否大于6m/s2或运动片段的最小减速度a
min
是否小于
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6m/s2，是，则直接剔除该运动片段，否，则进行下一步；
[0026]A32、判断运动片段的最大速度是否小于5km/h或是否大于120km/h，是，则直接剔除该运动片段，否，则进行下一步；
[0027]A33、判段缺失率是否大于等于5％，是，则直接剔除该运动片段，否，则进行下一步；
[0028]A34、采用三次B样条差值的方法对缺失的包括车速和坡度数据进行补充。
[0029]进一步的，在步骤S2中的低速、中速、高速运动片段库划分及权重系数确定包括以下步骤：
[0030]B1、划分低速、中速、高速运动片段库；
[0031]B2、确定低速、中速、高速区间权重系数；
[0032]在步骤B1中的低速、中速、高速运动片段库划分包括以下步骤：
[0033]B11、判断运动片段的平均速度是否大于0km/h且是否小于等于30km/h，是，则为低速运动片段库，否，则进行下一步；
[0034]B12、判断运动片段的平均速度是否大于30km/h且是否小于等于40km/h，是，则为中速运动片段库，否，则进行下一步；
[0035]B13、判断运动片段的平均速度是否大于40km/h，是，则为高速运动片段库，否，则切换下一个运动片段。
[0036]进一步的，在步骤S3中的坡度工况以及速度工况的特征参数提取包括以下步骤：
[0037]C1、坡度工况特征参数提取；
[0038]C2、速度工况特征参数提取。
[0039]进一步的，在步骤S4中的含道路坡度的汽车行驶工况构建包括以下步骤：
[0040]D1、筛选典型运动片段；
[0041]D2、确定组成低速、中速、高速工况的运动片段数量及时长；
[0042]D3、构建运动片段组合及工况。
[0043]进一步的，在步骤D1中的典型运动片段筛选包括以下步骤：
[0044]D11、进行极值检验，根据运动片段的极值参数信息对运动片段进行检验和筛选；
[0045]D12、进行均值检验，根据运动片段的均值参数信息对运动片段进行检验和筛选；
[0046]D13、利用离差平方和最小原理分别筛选出低速、中速、高速典型运动片段。
[0047]进一步的，在步骤D2中的组成低速、中速、高速工况的运动片段数量及时长确定包括以下步骤：
[0048]D21、分别计算低速、中速、高速典型运动片段库的中各运动片段的平均时长，确定组成低速、中速、高速工况的运动片段数量；
[0049]D22、对低速、中速、高速区间的运动片段的持续时间进行统计；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种包含道路坡度的汽车行驶工况开发装置，其特征在于：包括采集数据处理模块、运动片段库划分及权重系数确定模块、坡度工况以及速度工况特征参数提取模块、工况构建模块和电子设备，所述采集数据处理模块、运动片段库划分及权重系数确定模块、坡度工况以及速度工况特征参数提取模块、工况构建模块之间依次信号连接，所述采集数据处理模块、运动片段库划分及权重系数确定模块、坡度工况以及速度工况特征参数提取模块、工况构建模块均信号连接至电子设备；所述电子设备包括处理器和存储器，存储器通信连接至处理器，存储器用于存储处理器执行的指令。2.一种包含道路坡度的汽车行驶工况开发方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、通过采集数据处理模块对车辆运行片段切割、清洗和补充；S2、通过运动片段库划分及权重系数确定模块确定低速、中速、高速运动片段库划分及权重系数；S3、通过坡度工况以及速度工况特征参数提取模块提取坡度工况以及速度工况的特征参数；S4、通过工况构建模块构建含道路坡度的汽车行驶工况。3.根据权利要求2所述的一种包含道路坡度的汽车行驶工况开发方法，其特征在于：在步骤S1中的所述车辆运行片段切割、清洗和补充包括以下步骤：A1、根据采集数据的车速及发动机转速通过判定原则判定车辆怠速及运动状态；A2、通过判定原则对怠速和运动片段进行切割；A3、通过运动片段数据缺失率、最大加减速度和最大车速的要求对运动片段进行清洗和补充；A4、分别计算怠速片段和运动片段的总时长，得出车辆怠速和运动的时间比例；在步骤A1中的所述判定原则包括以下步骤：A11、判断车速<1km/h且发动机转速>0rpm，是，则判定车辆处于怠速状态，否，则进行下一步；A12、判断车速≥1km/h且发动机转速>0rpm，是，则判定车辆处于运动状态，否，则切换下一个车辆运行片段。4.根据权利要求3所述的一种包含道路坡度的汽车行驶工况开发方法，其特征在于：在步骤A3中的运动片段清洗和补充包括以下步骤：A31、判断运动片段的最大加速度a
max
是否大于6m/s2或运动片段的最小减速度a
min
是否小于
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6m/s2，是，则直接剔除该运动片段，否，则进行下一步；A32、判断运动片段的最大速度是否小于5km/h或是否大于120km/h，是，则直接剔除该运动片段，否，则进行下一步；A33、判段缺失率是否大于等于5％，是，则直接剔除该运动片段，否，则进行下一步；A34、采用三次B样条差值的方法对缺失的包括车速和坡度数据进行补充。5.根据权利要求2所述的一种包含道路坡度的汽车行驶工况开发方法，其特征在于：在步骤S2中的低速、中速、高速运动片段库划分及权重系数确定包括以下步骤：B1、划分低速、中速、高速运动片段库；B2、确定低速...

【专利技术属性】
技术研发人员：于晗正男，刘昱，李菁元，杨正军，马琨其，安晓盼，胡熙，沈姝，梁永凯，徐航，
申请(专利权)人：中国汽车技术研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：