[发明专利]一种模态工况的构建方法

说明书

技术领域

本发明属于各类车辆在实际道路工况的优化测试领域，具体涉及一种模态工况的构建方法。

背景技术

车辆行驶工况是反映车辆在特定环境下行驶的运动学特征，并以速度-时间过程作为特征 的表现形式。在大量的实测数据基础上，运用数学统计学原理，将行驶工况进行分类整理，简 化复杂的真实行驶工况为模态工况，开发有换挡点的模态测试循环。模态测试循环的主要目的 是用于车辆优化测试和仿真，确定车辆排放、油耗、控制策略和参数匹配等方面，为汽车研究 中共性核心技术。

数据处理和工况分类是模态工况构建的前提，运用多元分析中的主成分分析来解决多变量 复杂性和多变量相关性问题。主成分分析即构造原变量的一系列线性组合，使各线性组合在彼 此不相关的前提下，尽可能多地反映原变量的信息,即使其方差最大。在使用时根据不同的需 要取反映80％或90％以上原变量信息的线性组合即可。对片段总体样本用聚类分析法进行分 类，其目的是将交通特征相同的片段归为一类，进而对代表不同类型道路上的片段进行分析， 进而解析出相应类型道路上的行驶工况。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种模态工况的构建方法，本发明模态的工况形态 规则，外形简单，具有较好的测试可操作性以及重复性，具有便于用于开发出台架试验并进行 实车验证的优点。

为了达到上述目的，本发明包括以下步骤：

步骤一，通过GPS装置获得车辆道路行驶试验数据；

步骤二，基于已采集到的试验数据进行短行程划分及聚类分析；

步骤三，提出各类模态工况简化模型，模态工况简化模型包括第一类工况模型简化为一 个低速工况和一个高速工况片段，高速工况进行一次升挡加速过程；第二类工况简化一个低 速工况和一个两次升挡加速的高速工况；第三类工况简化为一个低速工况和一个三次升挡加 速和一次降挡减速的高速工况；

步骤四，采用多目标优化理论，对模态工况模型进行优化计算，开发出城市客车模态行 驶工况；选取怠速比例F_Pmi、加速比例F_Pma、匀速比例F_Pmc、减速比例F_Pmd、平均车速F_vm、 平均运行车速F_vmr、平均加速度F_am和平均减速度F_dm作为目标函数优化计算，通过计算机编 程，运用Matlab优化工具箱，对各类工况求解，并对时间圆整得到每类模态工况的各个参数 优化解，依据优化结果，根据各类时间比例，合成出模态行驶综合测试工况；

步骤五，综合考虑动力性切换，开发出有换挡点的模态测试循环。

所述步骤一中，通过GPS设备获得车辆道路行驶试验的数据包括时间t、车速V(t)、加 速度A(t)，其中车速V(t)单位为km/h，且V(t)≥0，t的单位为s，且t∈N。

所述步骤二中，针对已采集数据在保证原始数据准确性的基础上，进行异常数据修正和 剔除，基于主成分分析和聚类分析法，解析出目标区域拥堵、比较通畅、通畅三类代表工 况，并计算出各类工况的特征值。

所述各类工况的特征值包括最高车速V_max、最低车速V_mean、平均车速V_mr、最大加速度 A_max、最小加速度A_mean、最大减速度D_max、最小减速度D_mean、0-10km/h怠速比例P0-10、 10-20km/h怠速比例P10-20、20-30km/h怠速比例P20-30、30-40km/h怠速比例P30-40、40- 50km/h怠速比例P40-50、50-60km/h怠速比例P50-60、60-70km/h怠速比例P60-70、加速比 例P_a、减速比例P_d、匀速比例P_c、怠速比例P_i。

所述步骤三中，动力性切换延迟时间ts＝2s，无变速器汽车动力切换定义为匀速运行时 间。

所述步骤四完成后，通过误差分析和仿真比较对方法的合理性进行分析。