| 专利名称： | 乘用车油耗控制方法 | ||
| 专利名称(英文)： | Method for controlling fuel consumption of passenger vehicle | ||
| 专利号： | CN201410624921.5 | 申请时间： | 20141107 |
| 公开号： | CN104354696A | 公开时间： | 20150218 |
| 申请人： | 奇瑞汽车股份有限公司 | ||
| 申请地址： | 241009 安徽省芜湖市经济技术开发区长春路8号 | ||
| 发明人： | 张毅; 邢志杰; 邓晓龙; 丘国生 | ||
| 分类号： | B60W40/00; G06F19/00 | 主分类号： | B60W40/00 |
| 代理机构： | 合肥诚兴知识产权代理有限公司 34109 | 代理人： | 汤茂盛 |
| 摘要： | 本发明属于乘用车动力系统设计研究领域，具体涉及一种乘用车油耗控制方法，包括以下步骤：确定变速箱的速比约束条件；拟定变速箱的初始速比；确定乘用车正常驾驶过程中使用频率较高的匀速车速；计算常用工况的发动机的转速和扭矩；判断上述工况点是否位于油耗经济区域内，若不在经济区域内则在发动机万有特性图上绘制等功率线，将工况点沿等功率线平移，直至各工况点进入油耗经济区域为止，然后在发动机万有特性图上读出移动后的各工况点的转速和扭矩；计算优化后的变速箱的速比；将变速箱速比与速比约束条件进行对比，若满足约束条件则燃油消耗量已达到最优。本发明结合NEDC循环，找出车辆行驶过程中对油耗贡献较大的工况，然后对该工况的油耗进行优化，进而提高整车的节油性能，本发明在完善的理论基础上对汽车的油耗进行优化，保证优化过程中汽车的动力性能不受影响。 | ||
| 摘要(英文)： | The invention belongs to the field of design and research of passenger vehicle power systems, and particularly relates to a method for controlling the fuel consumption of a passenger vehicle. The method comprises the following steps : determining the speed ratio constraint condition of a gearbox; setting the initial speed ratio of the gearbox; determining a uniform speed which is frequently used of the passenger vehicle in a normal driving process; calculating the rotating speed and the torque of an engine under a common working condition; judging whether working condition points are positioned in a fuel consumption economical area or not, if not, drawing a equipower line on a fuel consumption contour map of the engine, translating the working condition points along the equipower line till each working condition point enters the fuel consumption economical area, reading the rotating speed and the torque of each translated working condition point on the fuel consumption contour map of the engine; calculating the optimized speed ratio of the gearbox; comparing the speed ratio of the gearbox with the speed ratio constraint condition, wherein if the constraint condition is satisfied, the fuel consumption is optimal. In combination with an NEDC (New European Driving Cycle), a working condition having greatest contribution to the fuel consumption is found in a vehicle driving process, and the fuel consumption under the working condition is optimized, so that the fuel saving performance of the whole vehicle is enhanced. On a perfect theoretical basis, the fuel consumption of the vehicle is optimized, so that the power performance of the whole vehicle is not influenced in an optimization process. | ||
1.一种乘用车油耗控制方法，其特征在于：包括以下步骤： a.根据车辆类型及经验数据确定变速箱的速比约束条件即各档位 速比的变化范围； b.拟定变速箱的初始速比； c.根据NEDC循环确定乘用车正常驾驶过程中使用频率较高的匀速 车速； d.根据步骤c中确定的车速、步骤b中拟定的速比以及乘用车的传 动系统参数计算发动机的转速和扭矩； e.根据NEDC循环，计算乘用车正常行驶过程中对油耗有贡献的各 工况的权重分布，并计算该工况下发动机的转速和扭矩； f.将步骤d、e中计算出的转速、扭矩工况点标注在发动机万有特 性图上，判断上述工况点是否位于油耗经济区域内，若位于经济区域内 则燃油消耗量最优，若不在经济区域内则继续以下步骤； g.在发动机万有特性图上绘制等功率线，将步骤f中标注出的各工 况点沿等功率线平移，直至各工况点进入油耗经济区域为止，然后在发 动机万有特性图上读出移动后的各工况点的转速和扭矩； h.根据步骤g中得到的转速和扭矩及步骤c、e确定的NEDC循环各 耗油工况的车速计算出变速箱的速比； i.将步骤h中得到的变速箱速比与步骤a中的速比约束条件进行对 比，若满足约束条件则燃油消耗量已达到最优，若不满足约束条件侧返 回步骤g重新移动各工况点，以此循环。
2.根据权利要求1所述的乘用车油耗控制方法，其特征在于：在步 骤g中若各工况点移动过程中始终无法进入油耗经济区域则进入以下步 骤： j.调节发动机气门，提高燃烧效率，使发动机万有特性图中的油 耗经济区域向步骤f中标注出的工况点方向偏移。
3.根据权利要求1所述的乘用车油耗控制方法，其特征在于：所述 步骤c选取的车速至少包含低速、中速、高速各一个，其中低速选取区 间为30km/h-50km/h，中速的选取区间为50km/h-80km/h，高速选取区 间为90km/h-120km/h。
4.根据权利要求1所述的乘用车油耗控制方法，其特征在于：所述 步骤e中对油耗有贡献的工况至少包含各档位加速状态的工况。
5.根据权利要求3所述的乘用车油耗控制方法，其特征在于：所述 步骤c中选取的车速分别为三档50km/h、五档70km/h、五档100km/h、 五档120km/h。
6.根据权利要求5所述的乘用车油耗控制方法，其特征在于：所述 步骤a中变速箱速比的约束条件为：1.0*4.3≥i5i0≥0.831*3.824，同 时1.0*4.3≥i1i0≥0.831*3.824，其中i0、i1、i5分别为变速箱主减速器 速比、变速箱一档速比、变速箱五档速比。
7.根据权利要求6所述的乘用车油耗控制方法，其特征在于：所述 步骤j中调节发动机气门的方法为：改变气门的角度或气门与活塞之间 的距，进而改变活塞缸压燃时缸内的空腔体积。
1.一种乘用车油耗控制方法，其特征在于：包括以下步骤： a.根据车辆类型及经验数据确定变速箱的速比约束条件即各档位 速比的变化范围； b.拟定变速箱的初始速比； c.根据NEDC循环确定乘用车正常驾驶过程中使用频率较高的匀速 车速； d.根据步骤c中确定的车速、步骤b中拟定的速比以及乘用车的传 动系统参数计算发动机的转速和扭矩； e.根据NEDC循环，计算乘用车正常行驶过程中对油耗有贡献的各 工况的权重分布，并计算该工况下发动机的转速和扭矩； f.将步骤d、e中计算出的转速、扭矩工况点标注在发动机万有特 性图上，判断上述工况点是否位于油耗经济区域内，若位于经济区域内 则燃油消耗量最优，若不在经济区域内则继续以下步骤； g.在发动机万有特性图上绘制等功率线，将步骤f中标注出的各工 况点沿等功率线平移，直至各工况点进入油耗经济区域为止，然后在发 动机万有特性图上读出移动后的各工况点的转速和扭矩； h.根据步骤g中得到的转速和扭矩及步骤c、e确定的NEDC循环各 耗油工况的车速计算出变速箱的速比； i.将步骤h中得到的变速箱速比与步骤a中的速比约束条件进行对 比，若满足约束条件则燃油消耗量已达到最优，若不满足约束条件侧返 回步骤g重新移动各工况点，以此循环。
2.根据权利要求1所述的乘用车油耗控制方法，其特征在于：在步 骤g中若各工况点移动过程中始终无法进入油耗经济区域则进入以下步 骤： j.调节发动机气门，提高燃烧效率，使发动机万有特性图中的油 耗经济区域向步骤f中标注出的工况点方向偏移。
3.根据权利要求1所述的乘用车油耗控制方法，其特征在于：所述 步骤c选取的车速至少包含低速、中速、高速各一个，其中低速选取区 间为30km/h-50km/h，中速的选取区间为50km/h-80km/h，高速选取区 间为90km/h-120km/h。
4.根据权利要求1所述的乘用车油耗控制方法，其特征在于：所述 步骤e中对油耗有贡献的工况至少包含各档位加速状态的工况。
5.根据权利要求3所述的乘用车油耗控制方法，其特征在于：所述 步骤c中选取的车速分别为三档50km/h、五档70km/h、五档100km/h、 五档120km/h。
6.根据权利要求5所述的乘用车油耗控制方法，其特征在于：所述 步骤a中变速箱速比的约束条件为：1.0*4.3≥i5i0≥0.831*3.824，同 时1.0*4.3≥i1i0≥0.831*3.824，其中i0、i1、i5分别为变速箱主减速器 速比、变速箱一档速比、变速箱五档速比。
7.根据权利要求6所述的乘用车油耗控制方法，其特征在于：所述 步骤j中调节发动机气门的方法为：改变气门的角度或气门与活塞之间 的距，进而改变活塞缸压燃时缸内的空腔体积。
翻译：技术领域
本发明属于乘用车动力系统设计研究领域，具体涉及一种乘用车油 耗控制方法。
背景技术
全球范围内的气候变暖与环境恶化，石油资源的日益短缺，汽车保 有量与产销量的增长使节能环保成为国家、车企、消费者的共识。从目 前我国石油勘探开发形势看，在新探明储量无重大突破的情况下，石油 产量越来越无法满足国内需求已成定局。中国市场乘用车油耗测试循环 采用NEDC循环，所谓NEDC是New European Driving Cycle缩写，这 一循环是模拟正常路况下驾驶者的正常操作过程，并对这一过程中车速 和挡位的变化进行记录，在NEDC循环中发动机主要运行于中低负荷与 中低转速，因此通过评估整车NEDC循环中，不同发动机工况对整车油 耗贡献的比例，然后通过热力学开发与标定降低比例较大工况的油耗对 于改善整车经济性能有着重要意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够科学有效的降低汽车发动机油耗的 乘用车油耗控制方法。
为实现上述目的，本发明提供了以下就似乎方案：
一种乘用车油耗控制方法，包括以下步骤：
a.根据车辆类型及经验数据确定变速箱的速比约束条件即各档位 速比的变化范围；
b.拟定变速箱的初始速比；
c.根据NEDC循环确定乘用车正常驾驶过程中使用频率较高的匀速 车速；
d.根据步骤c中确定的车速、步骤b中拟定的速比以及乘用车的传 动系统参数计算发动机的转速和扭矩；
e.根据NEDC循环，计算乘用车正常行驶过程中对油耗有贡献的各 工况的权重分布，并计算该工况下发动机的转速和扭矩；
f.将步骤d、e中计算出的转速、扭矩工况点标注在发动机万有特 性图上，判断上述工况点是否位于油耗经济区域内，若位于经济区域内 则燃油消耗量最优，若不在经济区域内则继续以下步骤；
g.在发动机万有特性图上绘制等功率线，将步骤f中标注出的各工 况点沿等功率线平移，直至各工况点进入油耗经济区域为止，然后在发 动机万有特性图上读出移动后的各工况点的转速和扭矩；
h.根据步骤g中得到的转速和扭矩及步骤c、e确定的NEDC循环各 耗油工况的车速计算出变速箱的速比；
i.将步骤h中得到的变速箱速比与步骤a中的速比约束条件进行对 比，若满足约束条件则燃油消耗量已达到最优，若不满足约束条件侧返 回步骤g重新移动各工况点，以此循环。
本发明的技术效果在于：结合NEDC循环，找出车辆行驶过程中对 油耗贡献较大的工况，然后对该工况的油耗进行优化，进而提高整车的 节油性能，本发明在完善的理论基础上对汽车的油耗进行优化，保证优 化过程中汽车的动力性能不受影响。
附图说明
图1是整车传动系统示意图；
图2是发动机万有特性图；
图3是本发明的流程图。
具体实施方式
如图1所示，一种乘用车油耗控制方法，包括以下步骤：
a.根据车辆类型及经验数据确定变速箱的速比约束条件即各档位 速比的变化范围；
b.拟定变速箱的初始速比；
c.根据NEDC循环确定乘用车正常驾驶过程中使用频率较高的匀速 车速；
d.根据步骤c中确定的车速、步骤b中拟定的速比以及乘用车的传 动系统参数计算发动机的转速和扭矩；
e.根据NEDC循环，计算乘用车正常行驶过程中对油耗有贡献的各 工况的权重分布，并计算该工况下发动机的转速和扭矩；
f.将步骤d、e中计算出的转速、扭矩工况点标注在发动机万有特 性图上，判断上述工况点是否位于油耗经济区域内，若位于经济区域内 则燃油消耗量最优，若不在经济区域内则继续以下步骤；
g.在发动机万有特性图上绘制等功率线，将步骤f中标注出的各工 况点沿等功率线平移，直至各工况点进入油耗经济区域为止，然后在发 动机万有特性图上读出移动后的各工况点的转速和扭矩；
h.根据步骤g中得到的转速和扭矩及步骤c、e确定的NEDC循环各 耗油工况的车速计算出变速箱的速比；
i.将步骤h中得到的变速箱速比与步骤a中的速比约束条件进行对 比，若满足约束条件则燃油消耗量已达到最优，若不满足约束条件侧返 回步骤g重新移动各工况点，以此循环。
进一步的，在步骤g中若各工况点移动过程中始终无法进入油耗经 济区域则进入以下步骤：
j.调节发动机气门，提高燃烧效率，使发动机万有特性图中的油 耗经济区域向步骤f中标注出的工况点方向偏移。
进一步的，所述步骤j中调节发动机气门的方法为：改变气门的角 度或气门与活塞之间的距，进而改变活塞缸压燃时缸内的空腔体积。
进一步的，所述步骤c选取的车速至少包含低速、中速、高速各一 个，其中低速选取区间为30km/h-50km/h，中速的选取区间为 50km/h-80km/h，高速选取区间为90km/h-120km/h。
进一步的，所述步骤e中对油耗有贡献的工况至少包含各档位加速 状态的工况。
现结合以下实施例对本发明的控制过程作进一步说明：
五个前进档的汽车的油耗优化过程如下：
(1)变速箱的主减速器速比为i0，一、二、三、四、五档速比分 别为i1、i2、i3、i4、i5，受车辆驾驶性与整车动力性的要求，变速箱速 比应当在以下范围内：1.0*4.3≥i5i0≥0.831*3.824，1.0*4.3≥i1i0≥ 0.831*3.824。由于二、三、四档的速比i2、i3、i4必定在一档速比i1和五档速比i5之间，因此只需约束一档速比i1和五档速比i5即可。上述 约束条件是根据以往设计经验所得。
(2)根据NEDC循环记录的数据，选取四个所占比重较大的车速： 三档50km/h、五档70km/h、五档100km/h、五档120km/h。
(3)确定NEDC循环中油耗较大的其他工况，例如各档加速阶段的 工况。并计算出各工况所占比例。
(4)结合整车传动系统参数，计算出上述各工况下的发动机工况， 即发动机的转速和扭矩，A0、B0、C0、D0分别表示四个等速工况下的发动 机工况，a0、b0、c0、d0、e0、f0分别表示其他油耗较大的发动机工况，分别表示各工况所占比重。
(5)如图2所示，在发动机万有特性图上标注出上述各发动机工 况点，从图中可以看出，上述各工况点并未处在油耗经济区域内。
(6)绘制等功率线，图2中的横坐标为转速，纵坐标为扭矩，二 者的乘积即为发动机功率，因此等功率线应该是递减的反比例函数线。 将图中的A0、B0、C0、D0、a0、b0、c0、d0、e0、f0各点沿等功率线向左上 角移动，直至最接近油耗经济区位置，得到优化后的发动机功率点A1、 B1、C1、D1、a1、b1、c1、d1、e1、f1。
(7)读出上述优化后的各工位点的扭矩和转速，结合(2)、(3) 中的输出车速，计算出变速箱的速比。
(8)将上述优化后的速比与速比约束条件进行对比，经计算，优 化后的速比满足约束条件，燃油消耗量已达最优，计算结束。
