本发明涉及车辆领域，具体地涉及一种路谱采集系统及方法。
背景技术：
汽车工业发展至今，随着世界能源紧缺的加剧，油价的逐年上涨，车辆的油耗越来越成为消费者在购车时考虑的重要因素之一。目前，中国现行关于整车油耗限值的标准有交通部标准jt719-2008，以及工信部发布的标准gbt27840-2011和gb30510-2014，都对车辆有明确的试验方法要求以及油耗限值。但是该两个标准都存在一定的局限性，无法反馈整车的实车道路油耗。
交通部标准jt719-2008采用的是等速油耗进行加权，从而得到综合油耗，但是该标准无法体现整车怠速、加速的油耗监测。gbt27840-2011采用城市，城郊，高速三种循环工况油耗加权，从而得到综合油耗；但随着国家建设的发展，道路的工况也有所变化，三个工况的所占比例也有所变化，另外货运汽车应该是有山路工况的。
国家标准gbt27840-2011中使用的是c-wtvc循环，该循环是以世界重型商用车辆瞬态循环(worldtransientvehiclecycle，wtvc)为基础，但是该循环的工况与日本的测试循环工况差距很大，在日本，城市所占比例很大，而中国的城市和城郊加起来也才占一半左右，而我们国家的卡车基本都是按照五十铃作为标杆设计，其中的不合理性可想而知，另外日本的循环工况是推荐了半载状态为最具代表性状态，而我们国家的c-wtvc以最大设计总质量为区分标准，差异也很大。
美国的城市道路循环测试总长为1372+505＝1877s，其中0-505s为冷瞬变阶段，506-1382s为稳定阶段，1383-1877s为热瞬变段；高速道路循环工况测试总时长为765+15+765＝15145s，其中0-765为热机阶段，766-780s为怠速阶段，781-1545s为数据采样阶段。中国现行的c-wtvc测试工况无论是时间的比例，还是数据的波段都和美国的ftp-75标准相似，而我们设计采用的日本的技术作为参考标准，道路试验又用欧美的标准测试，为此开发出出适合中国道路现行的测试标准。
如图1所示是现有技术中c-wtvc循环工况的示意图(横轴表示时间，纵轴表示速度)，该循环工况分为市区900s，市郊468s，高速432s，共计1800s。曲线包含怠速工况和行驶工况两种。该循环工况使用于设计总质量大于3500kg汽油和柴油商用车。但是现有技术具有以下缺点：1)该循环工况没有档位和坡度信息；2)商用车行驶工况应有山路信息，同时c-wtvc的道路比例信息与我国的道路分类比例不符。由于以上等因素，导致根据该曲线模拟和测试的商用车油耗不能代表实车的实际油耗。
技术实现要素：
针对现有技术中的缺陷与不足，本发明提供了一种路谱采集系统及方法，以准确、全面地实现路谱的采集。
为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种路谱采集系统，所述系统包括：试验车辆以及位于所述试验车辆上的发动机控制器，所述系统还包括：can报文采集器以及分别与所述can报文采集器连接的油耗仪、姿态传感器、gps、上位机，所述油耗仪、所述姿态传感器、所述gps设置在所述试验车辆上，所述发动机控制器与所述can报文采集器连接，根据所述试验车辆车型规划路线，当所述试验车辆按所述规划路线运行时，所述上位机实时获取所述can报文采集器发送的所述发动机控制器的信息、所述姿态传感器的信息、所述gps的信息以及所述油耗仪的信息，并分析所有信息，得到基于所述规划路线的目标路谱以及第一油耗。
优选地，所述系统还包括：连接在所述油耗仪与所述can报文采集器之间的第一转化器，所述第一转化器用于将所述油耗仪输出的脉冲转化为can报文数据向所述can报文采集器输出。
优选地，所述系统还包括：连接在所述姿态传感器与所述can报文采集器之间的第二转化器，所述第二转化器用于将所述姿态传感器输出的串口信息转化为can报文数据向所述can报文采集器输出。
优选地，所述系统还包括：
分别与所述上位机连接的环境舱、转毂；在得到基于所述规划路线的目标路谱以及油耗后，将所述试验车辆放置在所述转毂上，并使所述试验车辆位于用于模拟实际的外部环境的环境舱中，所述上位机根据所述目标路谱控制所述转毂运行，并在所述转毂运行后采集所述油耗仪的第二油耗，所述上位机检测所述第二油耗与所述第一油耗之差是否在设定范围内，如果是，则所述目标路谱合格；否则，重新调整所述目标路谱。
优选地，所述油耗仪包括：分别与所述上位机连接的第一油耗仪与第二油耗仪；所述第一油耗仪安装在所述试验车辆的进油管中，所述第二油耗仪安装在所述试验车辆的回油管中。
优选地，所述规划路线包括：城市、城乡、山路和高速四种路况，根据所述试验车辆车型规划路线为：根据所述试验车辆的车型为所述四种路况设置不同长度；所述上位机在试验车辆处于不同载荷状态时，通过所述can报文采集器从所述发动机控制器获取所述试验车辆的轮速、转速、扭矩、功率、档位以及喷油量，从所述gps获取所述试验车辆的行车轨迹以及速度，从所述姿态传感器获取所述试验车辆的车身姿态以及加速度，从所述油耗仪获取所述试验车辆的第一油耗；所述上位机分析所有信息得到所述目标路谱的过程为：根据所述速度、所述转速、所述扭矩、所述功率、所述档位以及所述喷油量设置评价准则数，将所述评价准则数进行短行程分割与筛选得到目标短行程，根据c-wtvc循环工况将所述目标短行程进行选择与组合，得到初级行驶工况，在所述初级行驶工况中加入怠速工况、档位得到所述目标路谱。
一种路谱采集方法，所述方法包括：
根据试验车辆车型规划路线；
当所述试验车辆按所述规划路线运行时，实时获取can报文采集器发送的发动机控制器的信息、姿态传感器的信息、gps的信息以及油耗仪的信息；
分析所有信息，得到基于所述规划路线的目标路谱以及第一油耗。
优选地，所述规划路线包括：城市、城乡、山路和高速四种路况；
所述根据试验车辆车型规划路线包括：根据所述试验车辆的车型，为所述四种路况设置不同长度。
优选地，所述实时获取can报文采集器发送的发动机控制器的信息、姿态传感器的信息、gps的信息以及油耗仪的信息包括：
所述发动机控制器的信息包括：所述试验车辆的轮速、转速、扭矩、功率、档位以及喷油量；所述姿态传感器的信息包括：所述试验车辆的车身姿态以及加速度；所述gps的信息包括：所述试验车辆的行车轨迹以及速度；所述油耗仪的信息包括：所述第一油耗；
分析所有信息，得到基于所述规划路线的目标路谱包括：根据所述速度、所述转速、所述扭矩、所述功率、所述档位以及所述喷油量设置评价准则数；
将所述评价准则数进行短行程分割与筛选得到目标短行程；
根据c-wtvc循环工况将所述目标短行程进行选择与组合，得到初级行程工况；
在所述初级行驶工况中加入怠速工况、档位得到所述目标路谱。
优选地，所述方法还包括：
得到所述目标路谱与油耗后，将所述试验车辆放置在转毂上，并使所述试验车辆位于用于模拟实际的外部环境的环境舱中；
根据所述目标路谱控制所述转毂运行；
并在所述转毂运行完后从所述油耗仪得到第二油耗；
检测所述第二油耗与所述第一油耗之差是否在设定范围内，如果是，则确定所述目标路谱合格；否则，重新调整所述目标路谱，直至所述第二油耗与所述第一油耗之差在设定范围内为止。
本发明的有益效果在于：
本发明提供的路谱采集系统及方法，根据试验车辆车型规划路线，当所述试验车辆按所述规划路线运行时，上位机通过can报文采集器发送的发送机控制器的信息、姿态传感器的信息、gps的信息以及油耗仪的信息，并分析所有信息，得到基于所述规划路线的目标路谱以及第一油耗。通过本申请，可以准确、全面地实现路谱的采集。
附图说明
图1是现有技术中c-wtvc循环工况的示意图。
图2是本发明实施例路谱采集系统的一种结构示意图。
图3是本发明实施例中车辆处于满载与75％载荷时速度准则数统计图。
图4是本发明实施例中目标路谱的一种统计图。
图5是本发明实施例路谱采集方法的一种流程图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员能更进一步了解本发明的特征及技术内容，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作详细说明。
如图2所示是本发明实施例路谱采集系统的一种结构示意图，包括：试验车辆以及位于所述试验车辆上的发动机控制器，所述系统还包括：can报文采集器以及分别与所述can报文采集器连接的油耗仪、姿态传感器、gps、上位机，所述油耗仪、所述姿态传感器、所述gps设置在所述试验车辆上，所述发动机控制器与所述can报文采集器连接，根据所述试验车辆车型规划路线，当所述试验车辆按所述规划路线运行时，所述上位机实时获取所述can报文采集器发送的所述发动机控制器的信息、所述姿态传感器的信息、所述gps的信息以及所述油耗仪的信息，并分析所有信息，得到基于所述规划路线的目标路谱以及第一油耗。具体地，上位机中软件将从can报文采集器获取的数据(原始数据为can报文)存入到数据缓存区，上位机的软件不断监测缓存区的can报文数据帧数，当数据帧数达到设定帧(比如，1000帧)，软件读取缓存区的数据帧，按照can解析协议进对每一帧进行解析，每解析一个数据帧，将解析结果写入文本文件。文本文件可以是多个，比如包括：id1文本文件、id2文本文件、id3文本文件….idn文本文件，其中n大于3。
需要说明的是，根据试验车辆的车型规划路线可以由试验人员根据主机厂的试验以及经验进行规划操作，车型不同则规划的路线不同；规划路线为：城市、城乡、山路和高速四种路况；根据所述试验车辆车型规划路线为：根据所述试验车辆的车型为所述四种路况设置不同长度；比如，操作人员根据某商用车的车型设置城市路况为35km、城乡路况为107km、山路137km、高速路况为167km。其中，山路路况规划比较适合商用车运行。
进一步，所述上位机可以在试验车辆处于不同载荷状态时，通过所述can报文采集器从所述发动机控制器获取所述试验车辆的轮速、转速、扭矩、功率、档位以及喷油量，从所述gps获取所述试验车辆的行车轨迹以及速度，从所述姿态传感器获取所述试验车辆的车身姿态以及加速度，从所述油耗仪获取所述试验车辆的第一油耗；所述上位机分析所有信息得到所述目标路谱的过程为：根据所述速度、所述转速、所述扭矩、所述功率、所述档位以及所述喷油量设置评价准则数，将所述评价准则数进行短行程分割与筛选得到目标短行程，根据c-wtvc循环工况将所述目标短行程进行选择与组合，得到初级行驶工况，在所述初级行驶工况中加入怠速工况、档位得到所述目标路谱。
具体地，当油耗仪输出为脉冲信号时，所述系统还可以包括：第一转化器，所述第一转化器连接在所述油耗仪与所述can报文采集器之间，所述第一转化器用于将所述油耗仪输出的脉冲转化为can报文数据向所述can报文采集器输出。比如，所述第一转化器的型号为k-8523can。
具体地，当所述姿态传感器通过串口输出数据时，所述系统还可以包括：第二转化器，所述第二转化器连接在所述姿态传感器与所述can报文采集器之间，所述第二转化器用于将所述姿态传感器输出的串口信息转化为can报文数据向所述can报文采集器输出。比如，第二转化器的型号为gcan-201(can232/485mb)。
具体地，为了实现对油耗的精确采集，所述油耗仪还可以包括：分别与所述上位机连接的第一油耗仪与第二油耗仪；所述第一油耗仪安装在所述试验车辆的进油管中，所述第二油耗仪安装在所述试验车辆的回油管中。所述上位机在所述试验车辆按所述规划路线运行时，获取所述第一油耗仪的值与所述第二油耗仪的值，将所述第一油耗仪的值与所述第二油耗仪的值做差从而得到所述第一油耗。
本发明实施例中，can报文采集获取发动机控制器、速度及行车轨迹、车身姿态和油耗率(量)4路数据。油耗仪输出的脉冲信号和(车身姿态)vn100输出的串口信号通过转化器(上述的第一转化器与第二转化器)转化成波特率为250k的can数据输出，将gps接收机配置成波特率为250k的can数据输出。最后将4路信号根据波特率不同，分成两路can信号，连接到can报文采集器的两个can物理端口上，实现4路信号的同步实时采集。
具体地，所述评价准则数的设置如下：
道路工况准则数统计可以基于上位机上的matlab编程实现，通过提取目标函数的点、长度、数据点的比例，再积分。每种路况对应四种载荷，两组采集数据，共计32组评价准则数。比如，车辆处于不同载荷状态可以包括四种载荷：空载、满载、75％载荷、50％载荷，每种路况对应四种载荷，如图3所示，是车辆处于满载与75％载荷时速度准则数统计图。
具体地，将所述评价准则数进行短行程的分割过程如下：
短行程是以一次怠速工况(速度为0km/h时的工况)结束到下次怠速工况开始之间的行驶速度段。短行程的筛选主要是依据短行程的长度以及短行程的速度值范围。对提取的有效短行程进行组合，并与样本道路总体工况求相关系数，相关系数大于设定系数(比如，设定系数为0.95)的为样本代表的道路行驶工况，即目标短行程。
具体地，根据c-wtvc循环工况将所述目标短行程进行选择与组合，得到初级行驶工况的过程如下：
目标初级行驶工况的长度依据c-wtvc循环工况曲线确定为1800s，然后根据评价准则数、道路行驶工况长度因数对目标短行程进行选择与组合，最后对组合得到的初级行驶工况。进一步，在初级行驶工况中加入怠速工况、档位得到目标路谱，如图4所示是本发明实施例中目标路谱的一种统计图。图4是针对车速、档位、坡度在不同路况下的目标路谱。
综上所述，本发明实施例提供的路谱采集系统，根据试验车的车型规划路线，当所述试验车按所述规划路线运行时，上位机实时获取油耗仪、姿态传感器、gps信息以及发动机控制器信息，分析所有信息，得到基于所述规划路线的目标路谱以及第一油耗。通过本发明得到了一种具有代表性的行驶循环路况，从而全面、准确的实现了路谱采集。
进一步，为了更好的校验目标路谱的准确性，本发明的另一个实施例中，所述系统还可以包括：分别与所述上位机连接的环境舱、转毂；在得到基于所述规划路线的目标路谱以及油耗后，将所述试验车辆放置在所述转毂上，并使所述试验车辆位于用于模拟实际的外部环境的环境舱中，所述上位机根据所述目标路谱控制所述转毂运行，并在所述转毂运行后采集所述油耗仪的第二油耗，所述上位机检测所述第二油耗与所述第一油耗之差是否在设定范围内，如果是，则所述目标路谱合格；否则，重新调整所述目标路谱。本发明实施例中，为了模拟试验环境与实车道路行驶环境的一致性，车辆、驾驶员固定不变，环境舱模拟实车环境。考虑柴油发动机回油量大的特点，油耗仪可以采用温度补偿的方式，降低回油造成的误差。
具体地，设定范围可以根据实际试验车辆标定确定，比如，设定范围为±5％，对于32个样本数得到的16条目标路谱，分载荷、分路况进行转毂验证，每条目标路谱的百公里油耗误差控制在±5％之内，再通过试验的评价准则数将16条目标路谱，按照载荷拟合成四条。对于试验过程加速过大无法实现试验车辆跟随的、坡度过陡的、无法实现平顺换挡等曲线，进行优化拟合，最后可以实现一条不分载荷，可以包含坡度、档位、城市、城郊、高速、山路的典型的商用车路谱。综上所述，通过本发明可以实现包含城市、城郊、高速、山路四种路况的典型路谱，并且台架油耗与实际道路的油耗在±5％之内。
综上所述，通过本发明能否准确的评价车辆的动力性经济性水平；根据制定出的路谱，在开发前期时，可有效的指导车辆动力性能的开发；根据车辆的使用情况，可以有针对性的对传动系统进行开发。
针对上述系统，本发明还提供了一种路谱采集方法，如图5所示是本发明实施例中路谱采集方法的一种流程图，包括以下步骤：
步骤100：开始。
步骤101：根据试验车辆车型规划路线。
具体地，所述规划路线可以包括：城市、城乡、山路和高速四种路况。
所述根据试验车辆车型规划路线包括：根据所述试验车辆的车型，为所述四种路况设置不同长度。
需要说明的是，上述规划路线由操作人员根据主机厂的试验以及经验进行规划，当然规划路线还可以根据车型不同设置大于或小于四种路况，对此，本申请不做限定。比如，操作人员根据某商用车的车型设置城市路况为35km、城乡路况为107km、山路137km、高速路况为167km。其中，山路路况规划比较适合商用车运行。
步骤102：当所述试验车辆按所述规划路线运行时，实时获取can报文采集器发送的发动机控制器的信息、姿态传感器的信息、gps的信息以及油耗仪的信息。
具体地，所述发动机控制器的信息包括：所述试验车辆的轮速、转速、扭矩、功率、档位以及喷油量；所述姿态传感器的信息包括：所述试验车辆的车身姿态以及加速度；所述gps的信息包括：所述试验车辆的行车轨迹以及速度；所述油耗仪的信息包括：所述第一油耗。
步骤103：分析所有信息，得到基于所述规划路线的目标路谱以及第一油耗。
分析所有信息，得到基于所述规划路线的目标路谱具体步骤为1031-步骤1034所示：
步骤1031：根据所述速度、所述转速、所述扭矩、所述功率、所述档位以及所述喷油量设置评价准则数。
所述评价准则数的设置如下：道路工况准则数统计可以基于上位机上的matlab编程实现，通过提取目标函数的点、长度、数据点的比例，再积分。每种路况对应四种载荷，两组采集数据，共计32组评价准则数。比如，车辆处于不同载荷状态可以包括四种载荷：空载、满载、75％载荷、50％载荷，每种路况对应四种载荷，如图3所示，是车辆处于满载与75％载荷时速度准则数统计图。
步骤1032：将所述评价准则数进行短行程分割与筛选得到目标短行程。
短行程是以一次怠速工况(速度为0km/h时的工况)结束到下次怠速工况开始之间的行驶速度段。短行程的筛选主要是依据短行程的长度以及短行程的速度值范围。对提取的有效短行程进行组合，并与样本道路总体工况求相关系数，相关系数大于设定系数(比如，设定系数为0.95)的为样本代表的道路行驶工况，即目标短行程。
步骤1033：根据c-wtvc循环工况将所述目标短行程进行选择与组合，得到初级行程工况。
具体地，目标初级行驶工况的长度依据c-wtvc循环工况曲线确定为1800s，然后根据评价准则数、道路行驶工况长度因数对目标短行程进行选择与组合，最后对组合得到的初级行驶工况。进一步，在初级行驶工况中加入怠速工况、档位得到目标路谱，如图4所示是本发明实施例中目标路谱的一种统计图。图4是针对车速、档位、坡度在不同路况下的目标路谱。
步骤1034：在所述初级行驶工况中加入怠速工况、档位得到所述目标路谱。
具体地，所述目标路谱可以有16条，所述16条目标路谱，通过32组评价准则数进行拟合得到。
步骤104：结束。
本发明提供的路谱采集方法，当试验车辆在规划路线运行时，分析实时获取的发动机控制器的信息、姿态传感器的信息、gps的信息以及油耗仪的信息，得到基于所述规划路线的目标路谱以及第一油耗，通过本发明，可以准确、全面地实现路谱的采集。
为了更好的验证目标路谱的准确性，本发明的另一个实施例中，所述方法包括以下步骤：
步骤200：开始。
步骤201：根据试验车辆车型规划路线。
具体地，所述规划路线可以包括：城市、城乡、山路和高速四种路况。
所述根据试验车辆车型规划路线包括：根据所述试验车辆的车型，为所述四种路况设置不同长度。
步骤202：当所述试验车辆按所述规划路线运行时，实时获取can报文采集器发送的发动机控制器的信息、姿态传感器的信息、gps的信息以及油耗仪的信息。
具体地，所述发动机控制器的信息包括：所述试验车辆的轮速、转速、扭矩、功率、档位以及喷油量；所述姿态传感器的信息包括：所述试验车辆的车身姿态以及加速度；所述gps的信息包括：所述试验车辆的行车轨迹以及速度；所述油耗仪的信息包括：所述第一油耗。
步骤203：分析所有信息，得到基于所述规划路线的目标路谱以及第一油耗。
具体地，分析所有信息，得到基于所述规划路线的目标路谱具体为步骤2031-步骤2034：
步骤2031：根据所述速度、所述转速、所述扭矩、所述功率、所述档位以及所述喷油量设置评价准则数。
步骤2032：将所述评价准则数进行短行程分割与筛选得到目标短行程。
步骤2033：根据c-wtvc循环工况将所述目标短行程进行选择与组合，得到初级行程工况。
步骤2034：在所述初级行驶工况中加入怠速工况、档位得到所述目标路谱。
步骤204：将所述试验车辆放置在转毂上，并使所述试验车辆位于用于模拟实际的外部环境的环境舱中。
步骤205：根据所述目标路谱控制所述转毂运行。
步骤206：在所述转毂运行完后从所述油耗仪得到第二油耗。
步骤207：检测所述第二油耗与所述第一油耗之差是否在设定范围内；如果是，执行步骤208；否则，执行步骤210。
具体地，设定范围可以根据实际试验车辆标定确定，比如，设定范围为±5％，对于32个样本数得到的16条目标路谱，分载荷、分路况进行转毂验证，每条目标路谱的百公里油耗误差控制在±5％之内，再通过试验的评价准则数将16条目标路谱，按照载荷拟合成四条。对于试验过程加速过大无法实现试验车辆跟随的、坡度过陡的、无法实现平顺换挡等曲线，进行优化拟合，最后可以实现一条不分载荷，可以包含坡度、档位、城市、城郊、高速、山路的典型的商用车路谱。
步骤208：确定所述目标路谱合格。
步骤209：结束。
步骤210：重新调整所述目标路谱直至所述第二油耗与所述第一油耗之差在设定范围内为止，执行步骤209。
综上所述，本发明实施例提供的路谱采集系统及方法，根据试验车车型进行规划路线，即通过统计方式得到规划路线；根据发动机控制器信息、姿态传感器的信息、油耗仪的信息以及gps的信息，分析得到目标路谱以及第一油耗，从而得到基于规划路线的典型的行驶循环工况；进一步，通过转毂、环境舱等台架测试，可以将实际道路油耗与台架油耗的测量误差控制在设定范围内。通过本发明，准确、全面地实现了路谱的采集。
以上对本发明实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体实施方式对本发明进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的系统及方法；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。