CN104482193B - 乙醇灵活燃料汽车的换挡提示方法 - Google Patents

乙醇灵活燃料汽车的换挡提示方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种乙醇灵活燃料汽车的换挡提示方法，其根据乙醇灵活燃料发动机的万有特性数据和曲线，计算出拟合系数，并结合燃料浓度拟合出基于当前燃料浓度和当前挡位的换挡车速，从而在车辆的车速达到中的换挡车速时，提示车辆换挡。这一换挡提示方法可以根据乙醇汽油浓度拟合出最佳的经济性换挡规律从而使车辆始终在经济性换挡区域提示驾驶员换挡，提升整车的燃油经济性。

Description

乙醇灵活燃料汽车的换挡提示方法
技术领域
本发明属于车辆控制领域，特别是一种乙醇灵活燃料汽车的换挡提示方法。
背景技术
乙醇燃料含氧量高，有利于充分燃烧，且可有效降低汽车尾气排放，改善能源结构，是一种新型可再生的清洁燃料。在实际应用中往往在乙醇燃料中加入少量汽油改善其冷启动性能，这种混合燃料称作乙醇汽油，根据掺入汽油的比例的不同，又可分为低浓度乙醇汽油和高浓度乙醇汽油。
现有一种机动车换挡提示系统，其包括检测机动车行驶速度的车速传感器和检测机动车底盘车架所在平面与水平面之间纵向夹角的倾角传感器。车辆控制器连接所述车速传感器和倾角传感器，并根据所述车速传感器和倾角传感器的检测信号，确定机动车变速箱的当前挡位不是预先为速度和倾角匹配的理想挡位时，发出理想挡位信息的提示信息。该机动车换挡提示系统最佳匹配挡位单一，不能随燃料浓度变化而变化，因此，这一机动车换挡提示系统应用在乙醇灵活燃料汽车上将无法适用。然而由于乙醇汽油浓度差异且燃料浓度在使用过程中是不断变化的，从而会造成发动机的输出特性也在发生变化，因此需要制定一套适用于确定乙醇灵活燃料车辆的换挡车速的方法，从而可以根据乙醇汽油浓度拟合出最佳的经济性换挡规律。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种乙醇灵活燃料汽车的换挡提示方法，可以根据乙醇汽油浓度拟合出最佳的经济性换挡规律从而使车辆始终在经济性换挡区域提示驾驶员换挡，提升整车的燃油经济性。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种乙醇灵活燃料汽车的换挡提示方法，包括下述步骤：
(1)通过变速箱输出轴转速nout和发动机转速N的比值确定速比i；
(2)将所述速比i与变速箱中各挡位的速比进行比较确定车辆所属挡位；
(3)根据步骤(2)中的挡位确定拟合系数，结合当前燃料浓度α％拟合出基于当前燃料浓度α％和当前挡位的换挡车速；
(4)当车辆的车速达到步骤(3)中的换挡车速时，提示车辆换挡。
优选地，所述燃料浓度α％通过下述步骤获得：
(3.1)建立怠速转速下发动机进气量A和发动机转速N与空燃比r对应关系的数据库label1；
(3.2)在发动机使用纯汽油状态下，建立怠速转速下纯汽油喷油量F0和发动机运行环境温度T对应关系的数据库label2；
(3.3)在发动机使用乙醇灵活燃料状态下，测得怠速转速下发动机进气量A和发动机转速N，根据所述数据库label1查出对应的空燃比r，再根据测得的怠速转速下发动机进气量A，计算出乙醇灵活燃料喷油量F1；测得发动机运行环境温度T，根据所述数据库label2查出纯汽油喷油量F0；计算出喷油量偏差ΔF，ΔF＝|F1-F0|，建立ΔF/F0和发动机运行环境温度T与燃料浓度α％的数据库label3；
(3.4)将所述数据库label1、所述数据库label2和所述数据库label3存储在整车的车辆控制器中，在发动机使用乙醇灵活燃料状态下，将测得怠速转速下发动机进气量A、发动机转速N和发动机运行环境温度T传输到所述车辆控制器，经所述车辆控制器处理后可得出燃料浓度α％。
优选地，所述步骤(3.4)中怠速转速下发动机进气量A通过设置在发动机汽缸中的空气流量传感器测得，该空气流量传感器与所述车辆控制器电连接。
优选地，所述步骤(3.4)中怠速转速下发动机转速N通过曲轴位置传感器测得，该曲轴位置传感器与所述车辆控制器电连接。
优选地，所述步骤(3.4)中怠速转速下发动机运行环境温度T通过设 置在发动机上的温度传感器测得，该温度传感器与所述车辆控制器电连接。
优选地，所述步骤(3)中的拟合系数通过采用多种浓度乙醇燃料进行试验，得到多组发动机的万有特性试验数据，并按照常规经济换挡曲线获得该拟合系数。
优选地，所述步骤(3)中换挡车速通过下述公式拟合得出：
u＝A*(α％)2+B*α％+C
其中，u：换挡车速；A、B、C：拟合系数；α％：燃料浓度。
本发明乙醇灵活燃料汽车的换挡提示方法根据乙醇灵活燃料发动机的万有特性数据和曲线，计算出拟合系数，并结合燃料浓度拟合出基于当前燃料浓度和当前挡位的换挡车速，从而在车辆的车速达到中的换挡车速时，提示车辆换挡。这一换挡提示方法可以根据乙醇汽油浓度拟合出最佳的经济性换挡规律从而使车辆始终在经济性换挡区域提示驾驶员换挡，提升整车的燃油经济性。
附图说明
图1为本发明实施例提供的乙醇灵活燃料汽车的换挡提示方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
如图1所示，一种乙醇灵活燃料汽车的换挡提示方法，包括下述步骤：
(1)通过变速箱输出轴转速nout和发动机转速N的比值确定速比i，其中，变速箱输出轴转速nout可根据轮速传感器检测得到的驱动轮转速N0，利用轮边减速器i0、主减速器i、各级变速比i和传动效率η计算得出，也可以在变速箱输出轴设置传感器，通过传感器测得变速箱输出轴转速nout。发动机转速N可通过曲轴传感器测得。
(2)将所述速比i与变速箱中各挡位的速比进行比较确定车辆所属挡位；
(3)根据步骤(2)中的挡位确定拟合系数，结合当前燃料浓度α％ 拟合出基于当前燃料浓度α％和当前挡位的换挡车速；其中，燃料浓度α％通过下述步骤获得：
(3.1)建立怠速转速下发动机进气量A和发动机转速N与空燃比r对应关系的数据库label1，label1主要是用于得到发动机所处的状态对应的最佳空燃比，在做发动机台架基础标定时，会进行大量的试验，对于不同的发动机转速N(曲轴位置传感器测得)和发动机进气量A(通过空气流量计测得)，会调整对应的空燃比数值，从而在不加浓的情况下使空燃比标志位始终维持在1左右，对于加浓点，依据相应的原则选定最佳的空燃比(如排温不超过限制、点火角退角不超限等)，从而可以获得一个基于发动机进气量A和发动机转速N的二维label，即前述的label1。
(3.2)在发动机使用纯汽油状态下，建立怠速转速下纯汽油喷油量F0和发动机运行环境温度T对应关系的数据库label2，Label2主要是建立在车辆不带负载的情况下，即怠速工况下，发动机温度T与纯汽油喷油量F0之间的数据库。具体的操作方法：在温度舱中，将温度设定在-40摄氏度—65摄氏度之间的某一温度，将车辆在该温度下静置1小时之后，启动车辆怠速，读取每一个循环喷油器的喷油时间，从而得出具体的喷油量F0，重复上述试验过程，将温度每隔10摄氏度或者5摄氏度，间隔测试，直到做完整个温度范围的喷油量测试。整理之后就会形成车辆怠速情况下的发动机温度T与纯汽油喷油量F0的一维label，即前述的label2。
(3.3)在发动机使用乙醇灵活燃料状态下，测得怠速转速下发动机进气量A和发动机转速N，根据所述数据库label1查出对应的空燃比r，由于空燃比为发动机进气量A和喷油量的比值，因此，再根据测得的怠速转速下发动机进气量A，则可计算出乙醇灵活燃料喷油量F1；测得发动机运行环境温度T，根据所述数据库label2查出纯汽油喷油量F0；计算出喷油量偏差ΔF，ΔF＝|F1-F0|，建立ΔF/F0和发动机运行环境温度T与燃料浓度α％的数据库label3。Label3是将使用纯汽油时的喷油量F0和测得对于不同浓度的乙醇燃料基于不同温度时怠速的喷油量F1，经过计上述方法的计算可以得到燃油喷油量的偏差百分比与温度和乙醇浓度的关系，也就是说可以得到不同的乙醇浓度和不同的温度所对应的燃油喷油量的偏差百分比的数 值，将燃油喷油量的偏差百分比与温度作为二维表的输入，输出具体的燃料浓度α％，从而得到前述的label3。
(3.4)将所述数据库label1、所述数据库label2和所述数据库label3存储在整车的车辆控制器中，在发动机使用乙醇灵活燃料状态下，将测得怠速转速下发动机进气量A、发动机转速N和发动机运行环境温度T传输到所述车辆控制器，经所述车辆控制器处理后可得出燃料浓度α％。其中，优选地，发动机进气量A通过设置在发动机汽缸中的空气流量传感器测得，发动机转速N通过曲轴位置传感器测得，环境温度T通过设置在发动机上的温度传感器测得，空气流量传感器、曲轴位置传感器和温度传感器分别与整车车辆控制器电连接。这样既便于测试数据的传输，又能保证测得数据的准确性。车辆控制器优选ECU(ElectronicControl Unit)，电子控制单元，又称“行车电脑”、“车载电脑”，现今的车辆几乎都以搭载了ECU，所以将空气流量传感器、曲轴位置传感器和温度传感器与ECU电连接，比较容易改装。
在本步骤(3)中的拟合系数通过采用多种浓度乙醇燃料进行试验，得到多组发动机的万有特性试验数据，并按照常规经济换挡曲线获得该拟合系数，通过试验获得的拟合系数更加准确，对后续计算的偏差影响较小，在确定拟合系数后，换挡车速通过下述公式拟合得出：
u＝A*(α％)2+B*α％+C
其中，u：换挡车速；A、B、C：拟合系数；α％：燃料浓度。
在本实施例中根据使用E22(乙醇浓度为22％的汽油)、E60(乙醇浓度为60％的汽油)和E100(93％乙醇和7％水)的乙醇灵活燃料得到的万有特性可以拟合出基于三组万有特性数据的经济性换挡车速。如下表所示：
燃料类型 1挡换挡车速 2挡换挡车速 3挡换挡车速 4挡换挡车速 5挡换挡车速
E22 u11 u21 u31 u41 u51
E60 u12 u22 u32 u42 u52
E100 u13 u23 u33 u43 u53
通过采用多种浓度乙醇燃料进行试验，得到多组发动机的万有特性试验数据，并按照常规经济换挡曲线获得1挡换挡车速拟合系数A1、B1、C1，然后列出下述公式：
u 11 = A 1 · ( α % ) 2 + B 1 · α % + C 1 u 12 = A 1 · ( α % ) 2 + B 1 · α % + C 1 u 13 = A 1 · ( α % ) 2 + B 1 · α % + C 1
经过计算后，可得到不同燃料类型基于不同燃料浓度的1挡换挡车速，依次类推可得到2、3、4、5挡换挡车速。
(4)当车辆的车速达到步骤(3)中的换挡车速时，提示车辆换挡。
该乙醇灵活燃料汽车的换挡提示方法根据乙醇灵活燃料发动机的万有特性数据和曲线，计算出拟合系数，并结合燃料浓度拟合出基于当前燃料浓度和当前挡位的换挡车速，从而在车辆的车速达到中的换挡车速时，提示车辆换挡。这一换挡提示方法可以根据乙醇汽油浓度拟合出最佳的经济性换挡规律从而使车辆始终在经济性换挡区域提示驾驶员换挡，提升整车的燃油经济性。
综上所述，本发明的内容并不局限在上述实施例中，本领域的技术人员可以根据本发明的指导思想轻易提出其它实施方式，这些实施方式都包括在本发明的范围之内。

Claims (6)

1.一种乙醇灵活燃料汽车的换挡提示方法，其特征在于，包括下述步骤：
(1)通过变速箱输出轴转速nout和发动机转速N的比值确定速比i；
(2)将所述速比i与变速箱中各挡位的速比进行比较确定车辆所属挡位；
(3)根据步骤(2)中的挡位确定拟合系数，结合当前燃料浓度α％拟合出基于当前燃料浓度α％和当前挡位的换挡车速；
(4)当车辆的车速达到步骤(3)中的换挡车速时，提示车辆换挡；所述燃料浓度α％通过下述步骤获得：
(3.1)建立怠速转速下发动机进气量A和发动机转速N与空燃比r对应关系的数据库label1；
(3.2)在发动机使用纯汽油状态下，建立怠速转速下纯汽油喷油量F0和发动机运行环境温度T对应关系的数据库label2；
(3.3)在发动机使用乙醇灵活燃料状态下，测得怠速转速下发动机进气量A和发动机转速N，根据所述数据库label1查出对应的空燃比r，再根据测得的怠速转速下发动机进气量A，计算出乙醇灵活燃料喷油量F1；测得发动机运行环境温度T，根据所述数据库label2查出纯汽油喷油量F0；计算出喷油量偏差ΔF，ΔF＝|F1-F0|，建立ΔF/F0和发动机运行环境温度T与燃料浓度α％的数据库label3；
(3.4)将所述数据库label1、所述数据库label2和所述数据库label3存储在整车的车辆控制器中，在发动机使用乙醇灵活燃料状态下，将测得怠速转速下发动机进气量A、发动机转速N和发动机运行环境温度T传输到所述车辆控制器，经所述车辆控制器处理后可得出燃料浓度α％。
2.根据权利要求1所述的乙醇灵活燃料汽车的换挡提示方法，其特征在于：所述步骤(3.4)中怠速转速下发动机进气量A通过设置在发动机汽缸中的空气流量传感器测得，该空气流量传感器与所述车辆控制器电连接。
3.根据权利要求1所述的乙醇灵活燃料汽车的换挡提示方法，其特征在于：所述步骤(3.4)中怠速转速下发动机转速N通过曲轴位置传感器测得，该曲轴位置传感器与所述车辆控制器电连接。
4.根据权利要求1所述的乙醇灵活燃料汽车的换挡提示方法，其特征在于：所述步骤(3.4)中怠速转速下发动机运行环境温度T通过设置在发动机上的温度传感器测得，该温度传感器与所述车辆控制器电连接。
5.根据权利要求1所述的乙醇灵活燃料汽车的换挡提示方法，其特征在于：所述步骤(3)中的拟合系数通过采用多种浓度乙醇燃料进行试验，得到多组发动机的万有特性试验数据，并按照常规经济换挡曲线获得该拟合系数。
6.根据权利要求5所述的乙醇灵活燃料汽车的换挡提示方法，其特征在于，所述步骤(3)中换挡车速通过下述公式拟合得出：
u＝A*(α％)2+B*α％+C
其中，u：换挡车速；A、B、C：拟合系数；α％：燃料浓度。
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