[发明专利]基于水平车速和垂直车速的汽车路谱合成方法及系统

说明书

本公开提出了基于水平车速和垂直车速的汽车路谱合成方法及系统，包括：实车采集汽车路谱，该路谱包括水平车速和垂直车速的行车数据；根据汽车行驶阻力方程，将垂直方向的爬坡阻力折算成水平方向的行驶阻力，由此得到水平方向的综合车速；构建水平车速，垂直车速以及综合车速的数据样本集，基于该样本集得到综合车速与水平车速和垂直车速的关系式；基于上述关系式得到新的时间与综合车速的路谱，对路谱进行状态判断并划分为片段，确定每个片段的特征参数，得到综合特征参数矩阵，进行聚类分析，基于聚类结果提取路谱片段并合成典型路谱。

技术领域

本公开属于汽车路谱合成技术领域，尤其涉及基于水平车速和垂直车速的汽车路谱合成方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

随着国六排放标准的实施，现阶段新能源汽车的研究成为当下的发展对于满足日益提高的排放标准和解决日益严峻的环保难题具有重要意义。采集和合成出具有代表性的汽车路谱是新能源汽车控制策略的研究以及动力匹配的前提和基础。

目前关于汽车路谱的研究一般仅限于水平路面的车辆运行参数。国内外典型汽车路谱，如新欧洲循环工况NEDC，日本循环工况，美国循环工况和中国循环工况等，仅包含了汽车的水平车速，不包含汽车的垂直车速。但是当车辆在爬坡工况时，垂直车速和水平车速变化值相同时，对驱动力的需求不同，经过大数据分析计算可知垂直车速会对行车安全性，动力性，经济性等产生较大的影响。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本公开提供了基于水平车速和垂直车速的汽车路谱合成方法，本公开对垂直车速进行折算，合成新的综合车速。

为实现上述目的，本公开的一个或多个实施例提供了如下技术方案：

第一方面，公开了基于水平车速和垂直车速的汽车路谱合成方法，包括：

实车采集汽车路谱，该路谱包括水平车速和垂直车速的行车数据；

根据汽车行驶阻力方程，将垂直方向的爬坡阻力折算成水平方向的行驶阻力，由此得到水平方向的综合车速；

构建水平车速，垂直车速以及综合车速的数据样本集，基于该样本集得到综合车速与水平车速和垂直车速的关系式；

基于上述关系式得到新的时间与综合车速的路谱，对路谱进行状态判断并划分为片段，确定每个片段的特征参数，得到综合特征参数矩阵，进行聚类分析，基于聚类结果提取路谱片段并合成典型路谱。

进一步的技术方案，所述汽车路谱的采集采用自主行车法实车采集。

进一步的技术方案，实车采集汽车路谱之后，对采集的路谱数据进行去噪声、滤波、取平均值和求合车速预处理。

进一步的技术方案，根据汽车行驶阻力方程，将垂直方向的爬坡阻力折算成水平方向的行驶阻力，具体为：

根据垂直车速和水平车速求爬坡度；

所述汽车的行驶阻力方程表达式：

其中F_t为驱动力，F_f为滚动阻力，F_w为空气阻力，F_i为坡度阻力，F_j为加速阻力，α为坡度，C_D为空气阻力系数(取值范围为0.28-0.45)，A为挡风面积，ρ为空气密度，u为合车速，a是加速度。

进一步的技术方案，车在水平路面能达到的综合车速v_z的表达式如下:

进一步的技术方案，综合车速与水平车速和垂直车速的关系式为：