乘用車油耗控制方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于乘用車動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究領(lǐng)域，具體涉及一種乘用車油耗控制方法，包括以下步驟：確定變速箱的速比約束條件；擬定變速箱的初始速比；確定乘用車正常駕駛過(guò)程中使用頻率較高的勻速車速；計(jì)算常用工況的發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和扭矩；判斷上述工況點(diǎn)是否位于油耗經(jīng)濟(jì)區(qū)域內(nèi)，若不在經(jīng)濟(jì)區(qū)域內(nèi)則在發(fā)動(dòng)機(jī)萬(wàn)有特性圖上繪制等功率線，將工況點(diǎn)沿等功率線平移，直至各工況點(diǎn)進(jìn)入油耗經(jīng)濟(jì)區(qū)域?yàn)橹?，然后在發(fā)動(dòng)機(jī)萬(wàn)有特性圖上讀出移動(dòng)后的各工況點(diǎn)的轉(zhuǎn)速和扭矩；計(jì)算優(yōu)化后的變速箱的速比；將變速箱速比與速比約束條件進(jìn)行對(duì)比，若滿足約束條件則燃油消耗量已達(dá)到最優(yōu)。本發(fā)明結(jié)合NEDC循環(huán)，找出車輛行駛過(guò)程中對(duì)油耗貢獻(xiàn)較大的工況，然后對(duì)該工況的油耗進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)而提高整車的節(jié)油性能，本發(fā)明在完善的理論基礎(chǔ)上對(duì)汽車的油耗進(jìn)行優(yōu)化，保證優(yōu)化過(guò)程中汽車的動(dòng)力性能不受影響。
【專利說(shuō)明】乘用車油耗控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于乘用車動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究領(lǐng)域，具體涉及一種乘用車油耗控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 全球范圍內(nèi)的氣候變暖與環(huán)境惡化，石油資源的日益短缺，汽車保有量與產(chǎn)銷量 的增長(zhǎng)使節(jié)能環(huán)保成為國(guó)家、車企、消費(fèi)者的共識(shí)。從目前我國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)形勢(shì)看，在新 探明儲(chǔ)量無(wú)重大突破的情況下，石油產(chǎn)量越來(lái)越無(wú)法滿足國(guó)內(nèi)需求已成定局。中國(guó)市場(chǎng)乘 用車油耗測(cè)試循環(huán)采用NEDC循環(huán)，所謂NEDC是New European Driving Cycle縮寫，這一 循環(huán)是模擬正常路況下駕駛者的正常操作過(guò)程，并對(duì)這一過(guò)程中車速和擋位的變化進(jìn)行記 錄，在NEDC循環(huán)中發(fā)動(dòng)機(jī)主要運(yùn)行于中低負(fù)荷與中低轉(zhuǎn)速，因此通過(guò)評(píng)估整車NEDC循環(huán) 中，不同發(fā)動(dòng)機(jī)工況對(duì)整車油耗貢獻(xiàn)的比例，然后通過(guò)熱力學(xué)開(kāi)發(fā)與標(biāo)定降低比例較大工 況的油耗對(duì)于改善整車經(jīng)濟(jì)性能有著重要意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種能夠科學(xué)有效的降低汽車發(fā)動(dòng)機(jī)油耗的乘用車油耗控 制方法。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了以下就似乎方案：
[0005] -種乘用車油耗控制方法，包括以下步驟：
[0006] a.根據(jù)車輛類型及經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定變速箱的速比約束條件即各檔位速比的變化范 圍；
[0007] b.擬定變速箱的初始速比；
[0008] c.根據(jù)NEDC循環(huán)確定乘用車正常駕駛過(guò)程中使用頻率較高的勻速車速；
[0009] d.根據(jù)步驟c中確定的車速、步驟b中擬定的速比以及乘用車的傳動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)計(jì) 算發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和扭矩；
[0010] e.根據(jù)NEDC循環(huán)，計(jì)算乘用車正常行駛過(guò)程中對(duì)油耗有貢獻(xiàn)的各工況的權(quán)重分 布，并計(jì)算該工況下發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和扭矩；
[0011] f.將步驟d、e中計(jì)算出的轉(zhuǎn)速、扭矩工況點(diǎn)標(biāo)注在發(fā)動(dòng)機(jī)萬(wàn)有特性圖上，判斷上 述工況點(diǎn)是否位于油耗經(jīng)濟(jì)區(qū)域內(nèi)，若位于經(jīng)濟(jì)區(qū)域內(nèi)則燃油消耗量最優(yōu)，若不在經(jīng)濟(jì)區(qū) 域內(nèi)則繼續(xù)以下步驟；
[0012] g.在發(fā)動(dòng)機(jī)萬(wàn)有特性圖上繪制等功率線，將步驟f中標(biāo)注出的各工況點(diǎn)沿等功率 線平移，直至各工況點(diǎn)進(jìn)入油耗經(jīng)濟(jì)區(qū)域?yàn)橹梗缓笤诎l(fā)動(dòng)機(jī)萬(wàn)有特性圖上讀出移動(dòng)后的 各工況點(diǎn)的轉(zhuǎn)速和扭矩；
[0013] h.根據(jù)步驟g中得到的轉(zhuǎn)速和扭矩及步驟c、e確定的NEDC循環(huán)各耗油工況的車 速計(jì)算出變速箱的速比；
[0014] i.將步驟h中得到的變速箱速比與步驟a中的速比約束條件進(jìn)行對(duì)比，若滿足約 束條件則燃油消耗量已達(dá)到最優(yōu)，若不滿足約束條件側(cè)返回步驟g重新移動(dòng)各工況點(diǎn)，以 此循環(huán)。
[0015] 本發(fā)明的技術(shù)效果在于：結(jié)合NEDC循環(huán)，找出車輛行駛過(guò)程中對(duì)油耗貢獻(xiàn)較大的 工況，然后對(duì)該工況的油耗進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)而提高整車的節(jié)油性能，本發(fā)明在完善的理論基礎(chǔ) 上對(duì)汽車的油耗進(jìn)行優(yōu)化，保證優(yōu)化過(guò)程中汽車的動(dòng)力性能不受影響。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016] 圖1是整車傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖；
[0017] 圖2是發(fā)動(dòng)機(jī)萬(wàn)有特性圖；
[0018] 圖3是本發(fā)明的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019] 如圖1所示，一種乘用車油耗控制方法，包括以下步驟：
[0020] a.根據(jù)車輛類型及經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定變速箱的速比約束條件即各檔位速比的變化范 圍；
[0021] b.擬定變速箱的初始速比；
[0022] c.根據(jù)NEDC循環(huán)確定乘用車正常駕駛過(guò)程中使用頻率較高的勻速車速；
[0023] d.根據(jù)步驟c中確定的車速、步驟b中擬定的速比以及乘用車的傳動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)計(jì) 算發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和扭矩；
[0024] e.根據(jù)NEDC循環(huán)，計(jì)算乘用車正常行駛過(guò)程中對(duì)油耗有貢獻(xiàn)的各工況的權(quán)重分 布，并計(jì)算該工況下發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和扭矩；
[0025] f.將步驟d、e中計(jì)算出的轉(zhuǎn)速、扭矩工況點(diǎn)標(biāo)注在發(fā)動(dòng)機(jī)萬(wàn)有特性圖上，判斷上 述工況點(diǎn)是否位于油耗經(jīng)濟(jì)區(qū)域內(nèi)，若位于經(jīng)濟(jì)區(qū)域內(nèi)則燃油消耗量最優(yōu)，若不在經(jīng)濟(jì)區(qū) 域內(nèi)則繼續(xù)以下步驟；
[0026] g.在發(fā)動(dòng)機(jī)萬(wàn)有特性圖上繪制等功率線，將步驟f中標(biāo)注出的各工況點(diǎn)沿等功率 線平移，直至各工況點(diǎn)進(jìn)入油耗經(jīng)濟(jì)區(qū)域?yàn)橹?，然后在發(fā)動(dòng)機(jī)萬(wàn)有特性圖上讀出移動(dòng)后的 各工況點(diǎn)的轉(zhuǎn)速和扭矩；
[0027] h.根據(jù)步驟g中得到的轉(zhuǎn)速和扭矩及步驟c、e確定的NEDC循環(huán)各耗油工況的車 速計(jì)算出變速箱的速比；
[0028] i.將步驟h中得到的變速箱速比與步驟a中的速比約束條件進(jìn)行對(duì)比，若滿足約 束條件則燃油消耗量已達(dá)到最優(yōu)，若不滿足約束條件側(cè)返回步驟g重新移動(dòng)各工況點(diǎn)，以 此循環(huán)。
[0029] 進(jìn)一步的，在步驟g中若各工況點(diǎn)移動(dòng)過(guò)程中始終無(wú)法進(jìn)入油耗經(jīng)濟(jì)區(qū)域則進(jìn)入 以下步驟：
[0030] j.調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)氣門，提高燃燒效率，使發(fā)動(dòng)機(jī)萬(wàn)有特性圖中的油耗經(jīng)濟(jì)區(qū)域向步 驟f中標(biāo)注出的工況點(diǎn)方向偏移。
[0031] 進(jìn)一步的，所述步驟j中調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)氣門的方法為：改變氣門的角度或氣門與活 塞之間的距，進(jìn)而改變活塞缸壓燃時(shí)缸內(nèi)的空腔體積。
[0032] 進(jìn)一步的，所述步驟c選取的車速至少包含低速、中速、高速各一個(gè)，其中低速 選取區(qū)間為30km/h-50km/h，中速的選取區(qū)間為50km/h-80km/h，高速選取區(qū)間為90km/ h_120km/h。
[0033] 進(jìn)一步的，所述步驟e中對(duì)油耗有貢獻(xiàn)的工況至少包含各檔位加速狀態(tài)的工況。
[0034] 現(xiàn)結(jié)合以下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的控制過(guò)程作進(jìn)一步說(shuō)明：
[0035] 五個(gè)前進(jìn)檔的汽車的油耗優(yōu)化過(guò)程如下：
[0036] (1)變速箱的主減速器速比為iQ，一、二、三、四、五檔速比分別為h、i 2、 i3、i4、i5，受車輛駕駛性與整車動(dòng)力性的要求，變速箱速比應(yīng)當(dāng)在以下范圍內(nèi)： L 0*4. 3 彡 i5i。彡 0· 831*3. 824, L 0*4. 3 彡 ij。彡 0· 831*3. 824。由于二、三、四檔的速比 i2、i3、i4必定在一檔速比I1和五檔速比i 5之間，因此只需約束一檔速比I1和五檔速比i5 即可。上述約束條件是根據(jù)以往設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)所得。
[0037] (2)根據(jù)NEDC循環(huán)記錄的數(shù)據(jù)，選取四個(gè)所占比重較大的車速：三檔50km/h、五檔 70km/h、五檔 100km/h、五檔 120km/h。
[0038] (3)確定NEDC循環(huán)中油耗較大的其他工況，例如各檔加速階段的工況。并計(jì)算出 各工況所占比例。
[0039] (4)結(jié)合整車傳動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)，計(jì)算出上述各工況下的發(fā)動(dòng)機(jī)工況，即發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 和扭矩，Ap Q、Dci分別表示四個(gè)等速工況下的發(fā)動(dòng)機(jī)工況，a。、bp Cp屯、ep &分別表示 其他油耗較大的發(fā)動(dòng)機(jī)工況，<、也。、<、心、么、A分別表示各工況所占比重。
[0040] (5)如圖2所示，在發(fā)動(dòng)機(jī)萬(wàn)有特性圖上標(biāo)注出上述各發(fā)動(dòng)機(jī)工況點(diǎn)，從圖中可以 看出，上述各工況點(diǎn)并未處在油耗經(jīng)濟(jì)區(qū)域內(nèi)。
[0041] (6)繪制等功率線，圖2中的橫坐標(biāo)為轉(zhuǎn)速，縱坐標(biāo)為扭矩，二者的乘積即為發(fā)動(dòng) 機(jī)功率，因此等功率線應(yīng)該是遞減的反比例函數(shù)線。將圖中的Q、％、％、I v C(l、屯、 e。、&各點(diǎn)沿等功率線向左上角移動(dòng)，直至最接近油耗經(jīng)濟(jì)區(qū)位置，得到優(yōu)化后的發(fā)動(dòng)機(jī)功 ^^點(diǎn) Ai、Bi、Ci、Di、&1、bi、Ci、di、Θι、f"i〇
[0042] (7)讀出上述優(yōu)化后的各工位點(diǎn)的扭矩和轉(zhuǎn)速，結(jié)合（2)、⑶中的輸出車速，計(jì)算 出變速箱的速比。
[0043] (8)將上述優(yōu)化后的速比與速比約束條件進(jìn)行對(duì)比，經(jīng)計(jì)算，優(yōu)化后的速比滿足約 束條件，燃油消耗量已達(dá)最優(yōu)，計(jì)算結(jié)束。
【權(quán)利要求】
1. 一種乘用車油耗控制方法，其特征在于：包括以下步驟： a. 根據(jù)車輛類型及經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定變速箱的速比約束條件即各檔位速比的變化范圍； b. 擬定變速箱的初始速比； c. 根據(jù)NEDC循環(huán)確定乘用車正常駕駛過(guò)程中使用頻率較高的勻速車速； d. 根據(jù)步驟c中確定的車速、步驟b中擬定的速比以及乘用車的傳動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)計(jì)算發(fā) 動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和扭矩； e. 根據(jù)NEDC循環(huán)，計(jì)算乘用車正常行駛過(guò)程中對(duì)油耗有貢獻(xiàn)的各工況的權(quán)重分布，并 計(jì)算該工況下發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和扭矩； f. 將步驟d、e中計(jì)算出的轉(zhuǎn)速、扭矩工況點(diǎn)標(biāo)注在發(fā)動(dòng)機(jī)萬(wàn)有特性圖上，判斷上述工 況點(diǎn)是否位于油耗經(jīng)濟(jì)區(qū)域內(nèi)，若位于經(jīng)濟(jì)區(qū)域內(nèi)則燃油消耗量最優(yōu)，若不在經(jīng)濟(jì)區(qū)域內(nèi) 則繼續(xù)以下步驟； g. 在發(fā)動(dòng)機(jī)萬(wàn)有特性圖上繪制等功率線，將步驟f中標(biāo)注出的各工況點(diǎn)沿等功率線平 移，直至各工況點(diǎn)進(jìn)入油耗經(jīng)濟(jì)區(qū)域?yàn)橹?，然后在發(fā)動(dòng)機(jī)萬(wàn)有特性圖上讀出移動(dòng)后的各工 況點(diǎn)的轉(zhuǎn)速和扭矩； h. 根據(jù)步驟g中得到的轉(zhuǎn)速和扭矩及步驟c、e確定的NEDC循環(huán)各耗油工況的車速計(jì) 算出變速箱的速比； i. 將步驟h中得到的變速箱速比與步驟a中的速比約束條件進(jìn)行對(duì)比，若滿足約束條 件則燃油消耗量已達(dá)到最優(yōu)，若不滿足約束條件側(cè)返回步驟g重新移動(dòng)各工況點(diǎn)，以此循 環(huán)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的乘用車油耗控制方法，其特征在于：在步驟g中若各工況點(diǎn) 移動(dòng)過(guò)程中始終無(wú)法進(jìn)入油耗經(jīng)濟(jì)區(qū)域則進(jìn)入以下步驟： j. 調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)氣門，提高燃燒效率，使發(fā)動(dòng)機(jī)萬(wàn)有特性圖中的油耗經(jīng)濟(jì)區(qū)域向步驟f 中標(biāo)注出的工況點(diǎn)方向偏移。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的乘用車油耗控制方法，其特征在于：所述步驟c選取的車速 至少包含低速、中速、高速各一個(gè)，其中低速選取區(qū)間為30km/h-50km/h，中速的選取區(qū)間為 50km/h_80km/h，高速選取區(qū)間為 90km/h-120km/h。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的乘用車油耗控制方法，其特征在于：所述步驟e中對(duì)油耗有 貢獻(xiàn)的工況至少包含各檔位加速狀態(tài)的工況。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的乘用車油耗控制方法，其特征在于：所述步驟c中選取的車 速分別為三檔50km/h、五檔70km/h、五檔100km/h、五檔120km/h。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的乘用車油耗控制方法，其特征在于：所述步驟a中變速箱速 比的約束條件為：1. 0*4. 3 彡 i5iQ 彡 0? 831*3. 824,同時(shí) 1. 0*4. 3 彡 hi。彡 0? 831*3. 824,其 中L、ii、i5分別為變速箱主減速器速比、變速箱一檔速比、變速箱五檔速比。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的乘用車油耗控制方法，其特征在于：所述步驟j中調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng) 機(jī)氣門的方法為：改變氣門的角度或氣門與活塞之間的距，進(jìn)而改變活塞缸壓燃時(shí)缸內(nèi)的 空腔體積。
【文檔編號(hào)】G06F19/00GK104354696SQ201410624921
【公開(kāi)日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年11月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月7日
【發(fā)明者】張毅, 邢志杰, 鄧曉龍, 丘國(guó)生 申請(qǐng)人:奇瑞汽車股份有限公司