1.本發(fā)明屬于交通運輸領域，尤其是涉及一種包含道路坡度的汽車行駛工況開發(fā)裝置及開發(fā)方法。


背景技術(shù)：

2.目前我國汽車油耗及排放測試所采用的行駛工況均為速度-時間工況，由于不涉及道路坡度信息，因此不能反映坡度變化對于整車油耗及排放的影響。坡度的變化勢必會引起整車牽引力的改變，進而導致發(fā)動機工況點的變化，最終造成整車油耗及排放的改變。因此，使用簡單的速度-時間汽車行駛工況無法準確評估山區(qū)城市車輛實際行駛的油耗及排放特征，因此需要開發(fā)出一種包含坡度工況的汽車行駛工況。


技術(shù)實現(xiàn)要素：

3.有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種包含道路坡度的汽車行駛工況開發(fā)裝置，解決現(xiàn)有汽車行駛工況無法準確評估山區(qū)城市車輛實際行駛的油耗及排放特征的問題。
4.為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：
5.一種包含道路坡度的汽車行駛工況開發(fā)裝置，包括采集數(shù)據(jù)處理模塊、運動片段庫劃分及權(quán)重系數(shù)確定模塊、坡度工況以及速度工況特征參數(shù)提取模塊、工況構(gòu)建模塊和電子設備，所述采集數(shù)據(jù)處理模塊、運動片段庫劃分及權(quán)重系數(shù)確定模塊、坡度工況以及速度工況特征參數(shù)提取模塊、工況構(gòu)建模塊之間依次信號連接，所述采集數(shù)據(jù)處理模塊、運動片段庫劃分及權(quán)重系數(shù)確定模塊、坡度工況以及速度工況特征參數(shù)提取模塊、工況構(gòu)建模塊均信號連接至電子設備；
6.所述電子設備包括處理器和存儲器，存儲器通信連接至處理器，存儲器用于存儲處理器執(zhí)行的指令。
7.相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的一種包含道路坡度的汽車行駛工況開發(fā)裝置具有以下優(yōu)勢：
8.(1)本發(fā)明所述的一種包含道路坡度的汽車行駛工況開發(fā)裝置，結(jié)構(gòu)簡單，設計合理，通過各個模塊分別對車輛運行片段進行切割、清洗和補充、計算不同速度區(qū)間的權(quán)重系數(shù)、提取坡度工況以及速度工況特征參數(shù)、篩選出不同速度區(qū)間的典型運動片段，最終構(gòu)建包含道路坡度的汽車行駛工況，，從而有效解決了行駛工況無法準確評估山區(qū)城市車輛實際行駛的油耗及排放特征的問題。
9.本發(fā)明的另一目的在于提出一種包含道路坡度的汽車行駛工況開發(fā)方法，以通過實際采集車輛行駛過程中的車速以及坡度等數(shù)據(jù)，構(gòu)建包含坡度工況的汽車行駛工況，其中坡度與車速隨時間同步變化。使用該工況作為測試工況，可以通過試驗室轉(zhuǎn)鼓試驗實現(xiàn)對山區(qū)城市車輛實際行駛的油耗及排放水平的準確評估。
10.為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：
11.一種包含道路坡度的汽車行駛工況開發(fā)方法，包括以下步驟：
12.s1、通過采集數(shù)據(jù)處理模塊對車輛運行片段切割、清洗和補充；
13.s2、通過運動片段庫劃分及權(quán)重系數(shù)確定模塊確定低速、中速、高速運動片段庫劃分及權(quán)重系數(shù)；
14.s3、通過坡度工況以及速度工況特征參數(shù)提取模塊提取坡度工況以及速度工況的特征參數(shù)；
15.s4、通過工況構(gòu)建模塊構(gòu)建含道路坡度的汽車行駛工況。
16.進一步的，在步驟s1中的所述車輛運行片段切割、清洗和補充包括以下步驟：
17.a1、根據(jù)采集數(shù)據(jù)的車速及發(fā)動機轉(zhuǎn)速通過判定原則判定車輛怠速及運動狀態(tài)；
18.a2、通過判定原則對怠速和運動片段進行切割；
19.a3、通過運動片段數(shù)據(jù)缺失率、最大加減速度和最大車速的要求對運動片段進行清洗和補充；
20.a4、分別計算怠速片段和運動片段的總時長，得出車輛怠速和運動的時間比例；
21.在步驟a1中的所述判定原則包括以下步驟：
22.a11、判斷車速《1km/h且發(fā)動機轉(zhuǎn)速》0rpm，是，則判定車輛處于怠速狀態(tài)，否，則進行下一步；
23.a12、判斷車速≥1km/h且發(fā)動機轉(zhuǎn)速》0rpm，是，則判定車輛處于運動狀態(tài)，否，則切換下一個車輛運行片段。
24.進一步的，在步驟a3中的運動片段清洗和補充包括以下步驟：
25.a31、判斷運動片段的最大加速度a
max
是否大于6m/s2或運動片段的最小減速度a
min
是否小于-6m/s2，是，則直接剔除該運動片段，否，則進行下一步；
26.a32、判斷運動片段的最大速度是否小于5km/h或是否大于120km/h，是，則直接剔除該運動片段，否，則進行下一步；
27.a33、判段缺失率是否大于等于5％，是，則直接剔除該運動片段，否，則進行下一步；
28.a34、采用三次b樣條差值的方法對缺失的包括車速和坡度數(shù)據(jù)進行補充。
29.進一步的，在步驟s2中的低速、中速、高速運動片段庫劃分及權(quán)重系數(shù)確定包括以下步驟：
30.b1、劃分低速、中速、高速運動片段庫；
31.b2、確定低速、中速、高速區(qū)間權(quán)重系數(shù)；
32.在步驟b1中的低速、中速、高速運動片段庫劃分包括以下步驟：
33.b11、判斷運動片段的平均速度是否大于0km/h且是否小于等于30km/h，是，則為低速運動片段庫，否，則進行下一步；
34.b12、判斷運動片段的平均速度是否大于30km/h且是否小于等于40km/h，是，則為中速運動片段庫，否，則進行下一步；
35.b13、判斷運動片段的平均速度是否大于40km/h，是，則為高速運動片段庫，否，則切換下一個運動片段。
36.進一步的，在步驟s3中的坡度工況以及速度工況的特征參數(shù)提取包括以下步驟：
37.c1、坡度工況特征參數(shù)提取；
38.c2、速度工況特征參數(shù)提取。
39.進一步的，在步驟s4中的含道路坡度的汽車行駛工況構(gòu)建包括以下步驟：
40.d1、篩選典型運動片段；
41.d2、確定組成低速、中速、高速工況的運動片段數(shù)量及時長；
42.d3、構(gòu)建運動片段組合及工況。
43.進一步的，在步驟d1中的典型運動片段篩選包括以下步驟：
44.d11、進行極值檢驗，根據(jù)運動片段的極值參數(shù)信息對運動片段進行檢驗和篩選；
45.d12、進行均值檢驗，根據(jù)運動片段的均值參數(shù)信息對運動片段進行檢驗和篩選；
46.d13、利用離差平方和最小原理分別篩選出低速、中速、高速典型運動片段。
47.進一步的，在步驟d2中的組成低速、中速、高速工況的運動片段數(shù)量及時長確定包括以下步驟：
48.d21、分別計算低速、中速、高速典型運動片段庫的中各運動片段的平均時長，確定組成低速、中速、高速工況的運動片段數(shù)量；
49.d22、對低速、中速、高速區(qū)間的運動片段的持續(xù)時間進行統(tǒng)計；
50.d23、計算對應持續(xù)時間下的運動片段數(shù)量，對運動片段的持續(xù)時間進行排序，并計算出運動片段持續(xù)時間的累積頻率分布；
51.d24、根據(jù)不同速度區(qū)間確定的運動片段數(shù)量，將累計分布進行若干等分，計算得到每個等分中的50％分位點所對應的持續(xù)時間，即為運動片段的時長。
52.進一步的，在步驟d3中的運動片段組合及工況構(gòu)建包括以下步驟：
53.d31、分別在低速、中速、高速運動片段庫中選擇出運動片段，根據(jù)運動片段數(shù)量，隨機組合，形成若干低速、中速、高速工況；
54.d32、挑選出同時符合坡度-坡度變化率聯(lián)合分布以及速度-加速度聯(lián)合分布的低速、中速、高速工況；
55.d33、統(tǒng)計車輛出行規(guī)律，確定車輛啟動階段怠速的平均時長，作為工況起點處怠速工況，根據(jù)運動片段之間間隔的數(shù)量，分別在運動片段之間以及終點處添加怠速片段；
56.d34、構(gòu)建包含道路坡度的汽車行駛工況。
57.相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的一種包含道路坡度的汽車行駛工況開發(fā)方法具有以下優(yōu)勢：
58.(1)本發(fā)明所述的一種包含道路坡度的汽車行駛工況開發(fā)方法，本發(fā)明通過實際采集車輛行駛過程中的車速以及坡度等數(shù)據(jù)，提取坡度工況以及速度工況的特征參數(shù)。通過極值檢驗、均值檢驗以及離差平方和最小檢驗的方法篩選出同時滿足坡度工況以及速度工況特征參數(shù)的代表性運動片段，從而構(gòu)建包含坡度工況的汽車行駛工況，其中坡度與車速隨時間同步變化。使用該工況作為測試工況，可以通過試驗室轉(zhuǎn)鼓試驗實現(xiàn)對山區(qū)城市車輛實際行駛的油耗及排放水平的準確評估。
附圖說明
59.構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中：
60.圖1為本發(fā)明實施例所述的一種包含道路坡度的汽車行駛工況開發(fā)裝置及開發(fā)方法其坡度工況特征參數(shù)示意圖；
61.圖2為本發(fā)明實施例所述的一種包含道路坡度的汽車行駛工況開發(fā)裝置及開發(fā)方法其速度工況的特征參數(shù)示意圖；
62.圖3為本發(fā)明實施例所述的一種包含道路坡度的汽車行駛工況開發(fā)裝置及開發(fā)方法其低速區(qū)間運動片段時長確定示例示意圖；
63.圖4為本發(fā)明實施例所述的一種包含道路坡度的汽車行駛工況開發(fā)裝置及開發(fā)方法其含道路坡度的汽車行駛工況示例示意圖。
具體實施方式
64.需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
65.在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。
66.在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領域的普通技術(shù)人員而言，可以通過具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
67.下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明。
68.名詞解釋：
69.三次b樣條差值：即三次樣條插值(cubic spline interpolation)，簡稱spline插值，是通過一系列形值點的一條光滑曲線，數(shù)學上通過求解三彎矩方程組得出曲線函數(shù)組的過程；
70.實際計算時還需要引入邊界條件才能完成計算；一般的計算方法書上都沒有說明非扭結(jié)邊界的定義，但數(shù)值計算軟件如matlab都把非扭結(jié)邊界條件作為默認的邊界條件。
71.離差平方和：離差平方和(sum of squares of deviations)是各項與平均項之差的平方的總和；定義是設x是一個隨機變量，令η＝x-ex,則稱η為x的離差，它反映了x與其數(shù)學期望ex的偏離程度。
72.如圖1至圖4所示，一種包含道路坡度的汽車行駛工況開發(fā)裝置，包括采集數(shù)據(jù)處理模塊、運動片段庫劃分及權(quán)重系數(shù)確定模塊、坡度工況以及速度工況特征參數(shù)提取模塊、工況構(gòu)建模塊和電子設備，所述采集數(shù)據(jù)處理模塊、運動片段庫劃分及權(quán)重系數(shù)確定模塊、坡度工況以及速度工況的特征參數(shù)提取模塊、工況構(gòu)建模塊之間依次信號連接，所述采集數(shù)據(jù)處理模塊、運動片段庫劃分及權(quán)重系數(shù)確定模塊、坡度工況以及速度工況特征參數(shù)提取模塊、工況構(gòu)建模塊均信號連接至電子設備；
73.所述電子設備包括處理器和存儲器，存儲器通信連接至處理器，存儲器用于存儲處理器執(zhí)行的指令。
74.在本實施例中，一種包含道路坡度的汽車行駛工況開發(fā)裝置，包括以下模塊：采集數(shù)據(jù)處理模塊，用于車輛運行片段的切割、清洗和補充；運動片段庫劃分及權(quán)重系數(shù)確定模塊，用于根據(jù)運動片段的平均速度進行不同速度區(qū)間運動片段庫的劃分，并計算不同速度區(qū)間的權(quán)重系數(shù)。坡度工況以及速度工況特征參數(shù)提取模塊，用于提取低速、中速、高速片段庫的坡度工況以及速度工況特征參數(shù)；工況構(gòu)建模塊，用于篩選出不同速度區(qū)間的典型運動片段，并結(jié)合怠速及運動工況持續(xù)時間，最終構(gòu)建包含道路坡度的汽車行駛工況。
75.提供了一種電子設備，包括：至少一個處理器；以及與所述至少一個處理器通信連接的存儲器；其中，所述存儲器存儲有可被所述至少一個處理器執(zhí)行的指令，所述指令被所述至少一個處理器執(zhí)行，以使所述至少一個處理器能夠執(zhí)行上述的方法。該電子設備中的處理器能夠執(zhí)行上述方法，因而至少具有與上述方法相同的優(yōu)勢。
76.提供了一種介質(zhì)，所述介質(zhì)上存儲有計算機指令，所述計算機指令用于使所述計算機執(zhí)行上述的方法。該介質(zhì)中的計算機指令能夠使計算機執(zhí)行上述方法，因而至少具有與上述方法相同的優(yōu)勢。
77.一種包含道路坡度的汽車行駛工況開發(fā)方法，包括以下步驟：
78.s1、通過采集數(shù)據(jù)處理模塊對車輛運行片段切割、清洗和補充；
79.s2、通過運動片段庫劃分及權(quán)重系數(shù)確定模塊確定低速、中速、高速運動片段庫劃分及權(quán)重系數(shù)；
80.s3、通過坡度工況以及速度工況特征參數(shù)提取模塊提取坡度工況以及速度工況的特征參數(shù)；
81.s4、通過工況構(gòu)建模塊構(gòu)建含道路坡度的汽車行駛工況。
82.本發(fā)明通過實際采集車輛行駛過程中的車速以及坡度等數(shù)據(jù)，提取坡度工況以及速度工況的特征參數(shù)。通過極值檢驗、均值檢驗以及離差平方和最小檢驗的方法篩選出同時滿足坡度工況以及速度工況特征參數(shù)的代表性運動片段，從而構(gòu)建包含坡度工況的汽車行駛工況，其中坡度與車速隨時間同步變化。使用該工況作為測試工況，可以通過試驗室轉(zhuǎn)鼓試驗實現(xiàn)對山區(qū)城市車輛實際行駛的油耗及排放水平的準確評估。
83.在步驟s1中的所述車輛運行片段切割、清洗和補充包括以下步驟：
84.a1、根據(jù)采集數(shù)據(jù)的車速及發(fā)動機轉(zhuǎn)速通過判定原則判定車輛怠速及運動狀態(tài)；
85.a2、通過判定原則對怠速和運動片段進行切割；
86.a3、通過運動片段數(shù)據(jù)缺失率、最大加減速度和最大車速的要求對運動片段進行清洗和補充；
87.a4、分別計算怠速片段和運動片段的總時長，得出車輛怠速和運動的時間比例。
88.在步驟a1中的所述判定原則包括以下步驟：
89.a11、判斷車速《1km/h且發(fā)動機轉(zhuǎn)速》0rpm，是，則判定車輛處于怠速狀態(tài)，否，則進行下一步；
90.a12、判斷車速≥1km/h且發(fā)動機轉(zhuǎn)速》0rpm，是，則判定車輛處于運動狀態(tài)，否，則切換下一個車輛運行片段。
91.在步驟a3中的運動片段清洗和補充包括以下步驟：
92.a31、判斷運動片段的最大加速度a
max
是否大于6m/s2或運動片段的最小減速度a
min
是否小于-6m/s2，是，則直接剔除該運動片段，否，則進行下一步；
93.a32、判斷運動片段的最大速度是否小于5km/h或是否大于120km/h，是，則直接剔除該運動片段，否，則進行下一步；
94.a33、判段缺失率是否大于等于5％，是，則直接剔除該運動片段，否，則進行下一步；
95.a35、采用三次b樣條差值的方法對缺失的包括車速和坡度數(shù)據(jù)進行補充。
96.在本實施例中，車輛運行片段切割、清洗和補充
97.首先根據(jù)采集數(shù)據(jù)的車速及發(fā)動機轉(zhuǎn)速判定車輛怠速及運動狀態(tài)，若車速《1km/h且發(fā)動機轉(zhuǎn)速》0rpm，則判定車輛處于怠速狀態(tài)；若車速≥1km/h且發(fā)動機轉(zhuǎn)速》0rpm，則判定車輛處于運動狀態(tài)。
98.并基于上述判定原則對怠速和運動片段進行切割，規(guī)定一個怠速片段的時長規(guī)定≤300s，一個運動片段以車速為0km/h為起點，以車速再一次為0km/h為終點，規(guī)定一個運動片段的時長≥5s且≤3600s。并要求怠速片段和運動片段一對一成組出現(xiàn)。
99.基于運動片段數(shù)據(jù)缺失率、最大加減速度和最大車速的要求對運動片段進行清洗和補充，若運動片段的最大加速度a
max
》6m/s2或最小減速度a
min
《-6m/s2，則直接剔除該運動片段；若運動片段的最大速度《5km/h或》120km/h，則直接剔除該運動片段；若運動片段缺失率≥5％，則直接剔除該運動片段，若缺失率小于5％，則采用三次b樣條差值的方法對缺失的包括車速和坡度數(shù)據(jù)進行補充。剔除運動片段的同時需要將其對應的怠速片段同時剔除。
100.最終分別計算怠速片段和運動片段的總時長，得出車輛怠速和運動的時間比例。
101.在步驟s2中的低速、中速、高速運動片段庫劃分及權(quán)重系數(shù)確定包括以下步驟：
102.b1、劃分低速、中速、高速運動片段庫；
103.b2、確定低速、中速、高速區(qū)間權(quán)重系數(shù)。
104.在步驟b1中的低速、中速、高速運動片段庫劃分包括以下步驟：
105.b11、判斷運動片段的平均速度是否大于0km/h且是否小于等于30km/h，是，則為低速運動片段庫，否，則進行下一步；
106.b12、判斷運動片段的平均速度是否大于30km/h且是否小于等于40km/h，是，則為中速運動片段庫，否，則進行下一步；
107.b13、判斷運動片段的平均速度是否大于40km/h，是，則為高速運動片段庫，否，則切換下一個運動片段。
108.在本實施例中，低速、中速、高速運動片段庫劃分及權(quán)重系數(shù)確定
109.(1)低速、中速、高速運動片段庫劃分
110.根據(jù)運動片段的平均速度將運動片段分為低速、中速和高速運動片段庫。其中，平均速度大于0km/h且小于等于30km/h的運動片段歸為低速運動片段庫；平均速度大于30km/h且小于等于40km/h的運動片段歸為中速運動片段庫；平均速度大于40km/h的運動片段歸為高速運動片段庫。
111.(2)低速、中速、高速區(qū)間權(quán)重系數(shù)確定
112.統(tǒng)計低速、中速、高速運動片段庫中所有片段時長總和，獲得低速、中速、高速權(quán)重
系數(shù)，結(jié)合車輛怠速及運動時間比例，最終獲得怠速、低速、中速和高速工況的持續(xù)時間。
113.在步驟s3中的坡度工況以及速度工況的特征參數(shù)提取包括以下步驟：
114.c1、坡度工況特征參數(shù)提??；
115.c2、速度工況特征參數(shù)提取。
116.在本實施例中，坡度工況以及速度工況的特征參數(shù)提取
117.(1)坡度工況特征參數(shù)提取
118.提取各速度運動片段庫中每個運動片段的坡度工況特征參數(shù)，包括：上坡時間比例、下坡時間比例、上坡平均坡度、上坡最大坡度、下坡平均坡度、下坡最大坡度、上坡平均正速率、下坡平均正速率、上坡平均負速率、下坡平均負速率、上坡最大正速率、下坡最大正速率、上坡最大負速率、下坡最大負速率等14種特征參數(shù)以及坡度-坡度變化率的聯(lián)合分布。
119.(2)速度工況特征參數(shù)提取
120.提取各速度運動片段庫中每個運動片段的速度工況特征參數(shù)，包括：平均車速、平均正加速度、平均負加速度、最高車速、最大正加速度、最大負加速度等6種特征參數(shù)以及速度-加速度的聯(lián)合分布。
121.在步驟s4中的含道路坡度的汽車行駛工況構(gòu)建包括以下步驟：
122.d1、篩選典型運動片段；
123.d2、確定組成低速、中速、高速工況的運動片段數(shù)量及時長；
124.d3、構(gòu)建運動片段組合及工況。
125.在步驟d1中的典型運動片段篩選包括以下步驟：
126.d11、進行極值檢驗，根據(jù)運動片段的極值參數(shù)信息對運動片段進行檢驗和篩選；
127.d12、進行均值檢驗，根據(jù)運動片段的均值參數(shù)信息對運動片段進行檢驗和篩選；
128.d13、通過坡度-坡度變化率聯(lián)合分布以及速度-加速度聯(lián)合分布，利用離差平方和最小原理分別篩選出低速、中速、高速典型運動片段。
129.在步驟d2中的組成低速、中速、高速工況的運動片段數(shù)量及時長確定包括以下步驟：
130.d21、分別計算低速、中速、高速典型運動片段庫的中各運動片段的平均時長，根據(jù)低速、中速和高速工況的持續(xù)時間，確定組成低速、中速、高速工況的運動片段數(shù)量；
131.d22、對低速、中速、高速區(qū)間的運動片段的持續(xù)時間進行統(tǒng)計；
132.d23、計算對應持續(xù)時間下的運動片段數(shù)量，按照由短到長的順序?qū)\動片段的持續(xù)時間進行排序，并計算出運動片段持續(xù)時間的累積頻率分布；
133.d24、根據(jù)不同速度區(qū)間確定的運動片段數(shù)量，將累計分布進行若干等分，計算得到每個等分中的50％分位點所對應的持續(xù)時間，即為運動片段的時長。
134.在步驟d3中的運動片段組合及工況構(gòu)建包括以下步驟：
135.d31、分別在低速、中速、高速運動片段庫中選擇出運動片段，根據(jù)運動片段數(shù)量，隨機組合，形成若干低速、中速、高速工況；
136.d32、挑選出同時符合坡度-坡度變化率聯(lián)合分布以及速度-加速度聯(lián)合分布的低速、中速、高速工況；
137.d33、統(tǒng)計車輛出行規(guī)律，確定車輛啟動階段怠速的平均時長，作為工況起點處怠
速工況，根據(jù)運動片段之間間隔的數(shù)量，分別在運動片段之間以及終點處添加怠速片段；
138.d34、構(gòu)建包含道路坡度的汽車行駛工況。
139.在本實施例中，含道路坡度的汽車行駛工況構(gòu)建
140.(1)典型運動片段篩選
141.依次在低速、中速和高度運動片段庫中進行典型運動片段篩選。首先進行極值檢驗，根據(jù)上下坡最大坡度、上下坡最大正負速率、最高車速、最大加減速度等9個參數(shù)對運動片段進行檢驗和篩選；其次進行均值檢驗，根據(jù)上下坡時間比例、上下坡平均坡度、上下坡平均正負速率、平均車速、平均加速度、平均減速度等11個參數(shù)對運動片段進行檢驗和篩選；最后基于坡度-坡度變化率聯(lián)合分布以及速度-加速度聯(lián)合分布，利用離差平方和最小原理最終篩選出低速、中速、高速典型運動片段。
142.(2)組成低速、中速、高速工況的運動片段數(shù)量及時長確定
143.分別計算低速、中速、高速典型運動片段庫的中各運動片段的平均時長，根據(jù)低速、中速和高速工況的持續(xù)時間，確定組成低速、中速、高速工況的運動片段數(shù)量。
144.為了確定運動片段時長，對低速、中速、高速區(qū)間的運動片段的持續(xù)時間進行統(tǒng)計，并計算對應持續(xù)時間下的運動片段數(shù)量，按照由短到長的順序?qū)\動片段的持續(xù)時間進行排序，并計算出運動片段持續(xù)時間的累積頻率分布。根據(jù)不同速度區(qū)間確定的運動片段數(shù)量，將累計分布進行若干等分，計算得到每個等分中的50％分位點所對應的持續(xù)時間，即為運動片段的時長。
145.(3)運動片段組合及工況構(gòu)建
146.根據(jù)運動片段時長分別在低速、中速、高速運動片段庫中選擇出運動片段，并根據(jù)運動片段數(shù)量，進行隨機組合，最終形成若干低速、中速、高速工況。
147.根據(jù)離差平均和最小原理，挑選出同時最符合坡度-坡度變化率聯(lián)合分布以及速度-加速度聯(lián)合分布的低速、中速、高速工況。統(tǒng)計車輛出行規(guī)律，確定車輛啟動階段怠速的平均時長，作為工況起點處怠速工況，再根據(jù)運動片段之間間隔的數(shù)量，分別在運動片段之間以及終點處添加怠速片段，最終構(gòu)建包含道路坡度的汽車行駛工況。
148.實施例1
149.以下結(jié)合附圖，對發(fā)明方法做進一步詳細說明，具體步驟如下：
150.車輛運行片段切割、清洗和補充
151.首先根據(jù)采集數(shù)據(jù)的車速及發(fā)動機轉(zhuǎn)速判定車輛怠速及運動狀態(tài)，若車速《1km/h且發(fā)動機轉(zhuǎn)速》0rpm，則判定車輛處于怠速狀態(tài)；若車速≥1km/h且發(fā)動機轉(zhuǎn)速》0rpm，則判定車輛處于運動狀態(tài)。
152.并基于上述判定原則對怠速和運動片段進行切割，規(guī)定一個怠速片段的時長規(guī)定≤300s，一個運動片段以車速為0km/h為起點，以車速再一次為0km/h為終點，規(guī)定一個運動片段的時長≥5s且≤3600s。并要求怠速片段和運動片段一對一成組出現(xiàn)。
153.基于運動片段數(shù)據(jù)缺失率、最大加減速度和最大車速的要求對運動片段進行清洗和補充，若運動片段的最大加速度a
max
》6m/s2或最小減速度a
min
《-6m/s2，則直接剔除該運動片段；若運動片段的最大速度《5km/h或》120km/h，則直接剔除該運動片段；若運動片段缺失率≥5％，則直接剔除該運動片段，若缺失率小于5％，則采用三次b樣條差值的方法對缺失的包括車速和坡度數(shù)據(jù)進行補充。剔除運動片段的同時需要將其對應的怠速片段同時剔
除。
154.最終分別計算怠速片段和運動片段的總時長，得出車輛怠速和運動的時間比例，分別為22.11％和77.89％。
155.低速、中速、高速運動片段庫劃分及權(quán)重系數(shù)確定
156.根據(jù)運動片段的平均速度將運動片段分為低速、中速和高速運動片段庫。其中，平均速度大于0km/h且小于等于30km/h的運動片段歸為低速運動片段庫；平均速度大于30km/h且小于等于40km/h的運動片段歸為中速運動片段庫；平均速度大于40km/h的運動片段歸為高速運動片段庫。
157.統(tǒng)計低速、中速、高速運動片段庫中所有片段時長總和，獲得低速、中速、高速權(quán)重系數(shù)，結(jié)合車輛怠速及運動時間比例，最終獲得怠速、低速、中速和高速工況的持續(xù)時間?；诓杉瘮?shù)據(jù)分析可得，怠速、低速、中速和高速的權(quán)重系數(shù)分別為22.11％、24.28％、30.89％和22.72％，設定低速電驅(qū)總成載荷工況的持續(xù)時間為,1800s，根據(jù)權(quán)重系數(shù)，可計算得到怠速、低速、中速和高速的工況持續(xù)時間分別為：398s、437s、556s和409s。
158.坡度工況以及速度工況的特征參數(shù)提取
159.提取每個運動片段的坡度工況特征參數(shù)，包括：上坡時間比例p
up
、下坡時間比例p
down
、上坡平均坡度上坡最大坡度g
up，max
、下坡平均坡度下坡最大坡度g
down，max
、上坡平均正速率下坡平均正速率上坡平均負速率下坡平均負速率上坡最大正速率g'
+up，max
、下坡最大正速率g'
+down，max
、上坡最大負速率g'-up，max
、下坡最大負速率g'-down，max
等14種特征參數(shù)，如圖1所示。
160.當坡度≥0.1％時，定義為上坡；當坡度≤-0.1％時，定義為下坡。
161.上坡時間比例p
up
為運動片段中上坡總時長與運動片段總時長的比例；下坡時間比例p
down
為運動片段中下坡總時長與運動片段總時長的比例。
162.上坡平均坡度為運動片段中所有上坡數(shù)據(jù)點的坡度算數(shù)平均數(shù)；下坡平均坡度為片段中所有下坡數(shù)據(jù)點的坡度算數(shù)平均數(shù)。
163.上坡最大坡度g
up，max
為運動片段中所有上坡數(shù)據(jù)點的99％分位點；下坡最大坡度g
down，max
為片段中所有上坡數(shù)據(jù)點的99％分位點。
164.并且基于坡度和坡度變化率得到坡度-坡度變化率聯(lián)合分布。
165.坡度變化率計算公式如下：
[0166][0167]
其中g(shù)
i’為第i秒的瞬時坡度變化率，其中規(guī)定第零秒和最后一秒的坡度變化率為0。
[0168]
上坡平均正速率為運動片段中所有坡度≥0.1％且坡度變化率》0％/s數(shù)據(jù)點的坡度變化率算數(shù)平均數(shù)；下坡平均正速率為運動片段中所有坡度≤-0.1％且坡度變化率》0％/s數(shù)據(jù)點的坡度變化率算數(shù)平均數(shù)；上坡平均負速率為運動片段中
所有坡度≥0.1％且坡度變化率《0％/s數(shù)據(jù)點的坡度變化率算數(shù)平均數(shù)；下坡平均負速率為運動片段中所有坡度≤-0.1％且坡度變化率《0％/s數(shù)據(jù)點的坡度變化率算數(shù)平均數(shù)。
[0169]
上坡最大正速率g'
+up，max
為運動片段中所有坡度≥0.1％且坡度變化率》0％/s數(shù)據(jù)點的坡度變化率的99％分位點；下坡最大正速率g'
+down，max
為運動片段中所有坡度≤-0.1％且坡度變化率》0％/s數(shù)據(jù)點的坡度變化率的99％分位點；上坡最大負速率g'-up,max
為運動片段中所有坡度≥0.1％且坡度變化率《0％/s數(shù)據(jù)點的坡度變化率的99％分位點；下坡最大負速率g'-down,max
為運動片段中所有坡度≤-0.1％且坡度變化率《0％/s數(shù)據(jù)點的坡度變化率的99％分位點。
[0170]
提取每個運動片段的速度工況特征參數(shù)，包括：平均車速平均正加速度平均負加速度最高車速v
max
、最大正加速度a
+max
、最大負加速度a-max
等6種特征參數(shù)，如圖2所示。
[0171]
平均車速為運動片段中所有瞬時車速的算術(shù)平均數(shù)。
[0172]
加速度計算公式如下：
[0173][0174]
其中ai為第i秒的加速度，其中規(guī)定第零秒和最后一秒的加速度為0。
[0175]
平均車速為運動片段中所有加速度》0數(shù)據(jù)點的加速度算術(shù)平均數(shù)；平均車速為運動片段中所有加速度《0數(shù)據(jù)點的加速度算術(shù)平均數(shù)。
[0176]
最高車速v
max
為運動片段中所有瞬時車速的99％分位點；最大正加速度a
+max
為運動片段中所有加速度》0數(shù)據(jù)點的加速度的99％分位點；最大負加速度a-max
為運動片段中所有加速度《0數(shù)據(jù)點的加速度的99％分位點。
[0177]
并且基于速度和加速度得到速度-加速度聯(lián)合分布。
[0178]
最終得到低速、中速、高速各速度區(qū)間坡度工況以及速度工況的各特征參數(shù)的取值情況，其中低速區(qū)間的各特征參數(shù)取值情況如表1所示。
[0179]
表1低速區(qū)間的各特征參數(shù)取值
[0180][0181][0182]
含道路坡度的汽車行駛工況構(gòu)建
[0183]
分別在低速、中速和高速運動片段庫中，通過極值檢驗、均值檢驗以及離差平方和最小檢驗對各速度區(qū)間內(nèi)的運動片段進行篩選，從而得到低速、中速、高速典型運動片段。
[0184]
極值檢驗：將上坡最大坡度g
up，max
、下坡最大坡度g
down，max
、上坡最大正速率g
'
+up，max
、下坡最大正速率g'
+down，max
、上坡最大負速率g'-up，max
、下坡最大負速率g'-down，max
以及最高車速v
max
、最大正加速度a
+max
、最大負加速度a-max
等作為限值條件，若該運動片段中的任一坡度工況以及速度工況的特征參數(shù)超出限值，則直接將該運動剔除。
[0185]
均值檢驗：以上坡時間比例p
up
、下坡時間比例p
down
、上坡平均坡度下坡平均坡度上坡平均正速率下坡平均正速率上坡平均負速率下坡平均負速率平均車速平均正加速度平均負加速度作為該特征參數(shù)的波動范圍。再次篩選出同時滿足以上所有特征參數(shù)均值波動范圍的運動片段。
[0186]
離差平方和最小檢驗：基于坡度-坡度變化率聯(lián)合分布以及速度-加速度聯(lián)合分布，利用離差平方和最小原理，最終篩選出低速、中速、高速典型運動片段。
[0187]
對最終篩選出的低速、中速、高速典型運動片段分別各運動片段的平均時長，低速、中速、高度運動片段的平均時長分別為：62.5s、184.3s和410.3s。由于低速、中速、高度持續(xù)時間分別為：437s、556s和409s，因此低速、中速、高速運動片段的數(shù)量分別為：6.99、3.02和1.00，圓整后分別為7個、3個和1個。
[0188]
隨后對低速、中速、高速區(qū)間的運動片段的持續(xù)時間進行統(tǒng)計，并計算對應持續(xù)時間下的運動片段數(shù)量，按照由短到長的順序?qū)\動片段的持續(xù)時間進行排序，并計算出運動片段持續(xù)時間的累積頻率分布。根據(jù)不同速度區(qū)間確定的運動片段數(shù)量，將累計分布進行若干等分，計算得到每個等分中的50％分位點所對應的持續(xù)時間，即為運動片段的時長。以低速區(qū)間為例，其片段時長的累計分布如圖3所示，7個片段的時長分別為6s、8s、12s、20s、30s、47s、85s。
[0189]
根據(jù)運動片段時長分別在低速、中速、高速運動片段庫中選擇出運動片段，并根據(jù)運動片段數(shù)量，進行隨機組合，最終形成若干低速、中速、高速工況。再根據(jù)離差平均和最小原理，挑選出同時最符合坡度-坡度變化率聯(lián)合分布以及速度-加速度聯(lián)合分布的低速、中速、高速工況。統(tǒng)計車輛出行規(guī)律，確定車輛啟動階段怠速的平均時長，作為工況起點處怠速工況，再根據(jù)運動片段之間間隔的數(shù)量，分別在運動片段之間以及終點處添加怠速片段。統(tǒng)計車輛出行規(guī)律，確定車輛啟動階段怠速的平均時長為35s，運動片段總計10個間隔，考慮到工況終點共計11個間隔。根據(jù)確定的怠速工況時長為398s，去除掉起點處怠速時長，為363s，則每個間隔及終點處的怠速時長應為33s，且怠速工況下坡度為0，最終完成包含道路坡度的汽車行駛工況的構(gòu)建，如圖4所示。
[0190]
綜上所述，本發(fā)明通過實際采集車輛行駛過程中的車速以及坡度等數(shù)據(jù)，提取坡度工況以及速度工況的特征參數(shù)。通過極值檢驗、均值檢驗以及離差平方和最小檢驗的方法篩選出同時滿足坡度工況以及速度工況特征參數(shù)的代表性運動片段，從而構(gòu)建包含坡度工況的汽車行駛工況，其中坡度與車速隨時間同步變化。使用該工況作為測試工況，可以通過試驗室轉(zhuǎn)鼓試驗實現(xiàn)對山區(qū)城市車輛實際行駛的油耗及排放水平的準確評估。
[0191]
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。