CN107894790B - 一种mt车型发动机油门扭矩特性匹配方法 - Google Patents

一种mt车型发动机油门扭矩特性匹配方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种MT车型发动机油门扭矩特性匹配方法，在汽车开发前期制定出某一档位不同油门开度下汽车整车加速度随车速的变化趋势图，然后计算出该油门要达到相应的整车加速度所需要的发动机扭矩趋势图，最终根据ECU内部的油门扭矩特性计算方法，将不同油门下的发动机扭矩趋势图转换成可直接供ECU读写的油门扭矩特性标定数据。该方法避免了油门扭矩特性匹配工作在项目开发过程中往复进行，缩短项目开发周期，并且可以形成汽车制造商统一的动力性能风格。

Description

一种MT车型发动机油门扭矩特性匹配方法
技术领域
本发明涉及汽车发动机油门扭矩特性匹配技术领域，更具体地说涉及一种MT(Mechanical Transmission，手动动变速器)车型发动机油门扭矩特性匹配方法。
背景技术
出于环保、经济、操控性等各种原因，机械式汽车油门踏板逐渐被电子式油门踏板所取代。传统的机械式油门踏板用细钢绳直接将油门踏板与节气门相连，油门踏板踩下的深浅与发动机节气门开度一比一呈线性对应。而电子油门踏板没有拉线，通过在油门踏板内安装一个电压传感器，电压传感器将油门踏板开度信号输入给ECU(发动机控制单元)，最终由ECU来控制发动机节气门的开度。发动机的节气门开度直接决定了发动机的扭矩输出大小，所以油门踏板开度与发动机扭矩输出大小需要事前进行匹配后写入ECU，这一过程称为发动机油门扭矩特性匹配。通过匹配，发动机可以在油门踏板踩下的任意点输出发动机所能达到的任意扭矩，但是如果油门扭矩特性匹配不当，汽车的动力输出会不平顺，起步不易控制，甚至发生前窜，在行驶过程中也可能产生强烈的顿挫感。
目前大多数的汽车制造商都是根据主观评价经验结合参考车进行油门扭矩特性匹配，没有系统的客观量化指标，且每个人的主观喜好也不可能完全一致，油门扭矩特性匹配工作在项目开发过程中经常往复开展，浪费人力物力及开发周期。
发明内容
本发明的目的是提供一种MT车型发动机油门扭矩特性匹配方法，其避免油门扭矩特性匹配工作在项目开发过程中往复进行，缩短项目开发周期，并且可以形成汽车制造商统一的动力性能风格。
本发明所述MT车型发动机油门扭矩特性匹配方法，包括以下步骤：
步骤一、根据车型制定出某一档位下不同油门开度下汽车整车加速度随车速的变化趋势图；
步骤二、根据公式计算出该车型在该档位下不同油门开度下要达到相应整车加速度的发动机输出扭矩的趋势图；
步骤三、根据公式：发动机转速＝车速*速比/滚动半径/0.377，计算出该车型在该档位不同油门开度下不同车速的发动机转速，根据发动机外特性数据插值得到该车速下发动机转速对应的最大扭矩；
步骤四、根据ECU油门扭矩特性标定值为步骤二中所述发动机输出扭矩与步骤三所述的最大扭矩的百分比，得出该档位下的ECU油门扭矩特性标定值；
第五步、将以上标定数据写入ECU，再经实车验证调整，修改标定数据，即完成发动机油门扭矩特性匹配工作。
进一步，所述步骤二中的公式为：
发动机输出扭矩＝(滑行阻力+加速阻力)*滚动半径/速比/传动效率
＝(滑行阻力常数项+滑行阻力一次项*当前车速+滑行阻力二次项*当前车速的平方+整备质量*当前车速对应的加速度)*滚动半径/速比/传动效率。
本发明所述车型指的是厂家对开发车型的市场风格定位，分运动型、舒适性、中庸型。
本发明所述MT车型发动机油门扭矩特性匹配方法，采用汽车整车加速度反推制定油门扭矩特性数据，这些工作在设计样车装车之前就可以完成，设计样车下线只需做简单的实车验证调整就可以完成发动机油门扭矩特性匹配工作。避免油门扭矩特性匹配工作在项目开发过程中往复进行，缩短项目开发周期，并且可以形成汽车制造商统一的动力性能风格。
附图说明
图1为20％油门开度下汽车整车加速度随车速的变化趋势图，其中横坐标为车速，纵坐标为整车加速度。
图2为20％油门开度下发动机输出扭矩随车速的变化趋势图，其中横坐标为车速，纵坐标为发动机输出扭矩。
图3为20％油门开度下发动机输出扭矩随发动机转速的变化趋势图，其中横坐标为发动机转速，纵坐标为发动机输出扭矩。
图4为20％油门开度下ECU油门扭矩特性标定数据图，其中横坐标为发动机转速，纵坐标为发动机当前转速下最大扭矩的百分比。
图5为发动机油门扭矩特性标定数据图，其中横坐标为油门开度，纵坐标为发动机当前转速下最大扭矩的百分比。
具体实施方式
为了进一步解释本发明的技术方案，下面结合附图来对本发明进行详细阐述。
该所述MT车型发动机油门扭矩特性匹配方法，包括以下步骤：
步骤一、根据车型定位及参考车实测值制定某一档位下不同油门开度下汽车整车加速度随车速的变化趋势图。如某款车型的设计风格为舒适型，其整车设计参数如下表所示：
Figure GDA0002299248640000031
发动机外特性数据如下表所示：
Figure GDA0002299248640000032
结合发动机外特性及参考车对标数据，制定出该车在二档20％油门开度下的加速性能如下表和如图1所示的汽车整车加速度随车速的变化趋势图。
Figure GDA0002299248640000041
步骤二、根据公式计算出该车型在该档位下不同油门开度下要达到相应整车加速度的发动机输出扭矩的趋势图，该公式如下：
发动机输出扭矩＝(滑行阻力+加速阻力)*滚动半径/速比/传动效率
＝(滑行阻力常数项+滑行阻力一次项*当前车速+滑行阻力二次项*当前车速的平方+整备质量*当前车速对应的加速度)*滚动半径/速比/传动效率
＝(A+B*当前车速+C*当前车速的平方+M*a)*r/i/η
当车速为5，加速度a为1.2时，可得出此时的发动机输出扭矩。
发动机输出扭矩＝(208+0.561*5+0.0355*5*5+1200*1.2)*0.302/10.435/0.9
＝(208+2.805+0.8875+1440)*0.032157
＝1651.693*0.032157
＝53
同理计算可以得到该车在二档20％油门开度下不同车速与发动机扭矩的关系如下表所示，其趋势图如图2所示。
Figure GDA0002299248640000042
步骤三、根据公式发动机转速＝车速*速比/滚动半径/0.377，计算出该车型在该档位不同油门开度下不同车速的发动机转速；
当车速ua＝5时，n＝ua*i/r/0.377
＝5*10.435/0.302/0.377
＝458
同理计算可以得到该车在二档20％油门开度不同转速下的发动机扭矩需求如下表所示，其趋势图如图3所示。
Figure GDA0002299248640000051
步骤四、根据发动机外特性数据插值可以得到该发动机转速对应的最大扭矩，如下表所示：
Figure GDA0002299248640000052
根据ECU油门扭矩特性标定值为步骤二中发动机输出扭矩与最大扭矩的百分比，得出ECU油门扭矩特性标定值。即当发动机转速为458rpm时，扭矩特性标定值＝53/151＝0.35。同理计算可以得到20％的扭矩特性标定值如下表和图4所示。
Figure GDA0002299248640000053
同理计算其他油门开度下的油门特性标定值，最终得到发动机油门扭矩特性标定数据如下表和图5所示。
Figure GDA0002299248640000054
Figure GDA0002299248640000061
得到以上标定数据，即可写入ECU，再经实车验证调整，即完成发动机油门扭矩特性匹配工作。
实际调整情况如附图1，如制定的目标是踩20％油门在2档车速30kph时的整车加速度是1.5m/s2，而实车验证测试结果在20％油门在2档车速30kph时的整车加速度是1.6m/s2，那么就要对2档车速30kph对应的发动机转速发出的扭矩标定值做相应的调整。

Claims (2)

1.一种 MT 车型发动机油门扭矩特性匹配方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、根据车型制定出某一档位下不同油门开度下汽车整车加速度随车速 的变化趋势图；
步骤二、计算出该车型在该档位下不同油门开度下要达到相应整车加速度的发动机输出扭矩的趋势图；
步骤三、根据公式：发动机转速=车速*速比/滚动半径/0.377，计算出该车型在该档位不同油门开度下不同车速的发动机转速，根据发动机外特性数据表，通过插值法得到该车速下发动机转速对应的最大扭矩；
步骤四、根据 ECU 油门扭矩特性标定值为步骤二中所述发动机输出扭矩与步骤三所述的最大扭矩的百分比，得出该档位下的 ECU 油门扭矩特性标定值；
第五步、将以上标定数据写入 ECU，再经实车验证调整，修改标定数据，即完成发动机油门扭矩特性匹配工作。
2.根据权利要求 1 所述 MT 车型发动机油门扭矩特性匹配方法，其特征在于：
所述步骤二中的计算采用公式：
发动机输出扭矩=(滑行阻力+加速阻力)*滚动半径/速比/传动效率 =
(滑行阻力常数项+滑行阻力一次项*当前车速+滑行阻 力二次项*当前车速的平方+整备质量*当前车速对应的加速度)*滚动半径/速比/ 传动效率。
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