CN108446411A - 确定发动机特性的方法和装置及计算机可读存储介质 - Google Patents

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CN108446411A CN201710082999.2A CN201710082999A CN108446411A CN 108446411 A CN108446411 A CN 108446411A CN 201710082999 A CN201710082999 A CN 201710082999A CN 108446411 A CN108446411 A CN 108446411A
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胡耀华
郭占强
赵伟杰
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Beijing Foton Cummins Engine Co Ltd
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Abstract

本申请涉及汽车发动机动力开发领域，公开了一种用于确定发动机特性的方法、用于执行该方法的装置、用于确定发动机特性的装置和计算机可读存储介质。该方法包括：读取与车辆相关的参数；根据参数得到满足车辆不同性能需求的发动机扭矩特性；以及根据扭矩特性得到最大扭矩。用于执行该方法的装置包括：读取装置，用于读取与车辆相关的参数；计算装置，用于根据参数得到满足车辆不同性能需求的发动机扭矩特性并根据扭矩特性得到最大扭矩；和/或根据参数得到满足车辆不同性能需求的发动机马力并根据发动机马力得到最大马力。如此，根据车辆性能需求生成相应的发动机扭矩特性，便于为车辆选择合适的发动机，也可为发动机扭矩特性设计提供参考边界。

Description

确定发动机特性的方法和装置及计算机可读存储介质
技术领域
本申请涉及汽车发动机动力开发领域，具体地，涉及一种用于确定发动机特性的方法、用于执行该方法的装置、用于确定发动机特性的装置和计算机可读存储介质。
背景技术
强制性国家标准GB1589-2016《汽车、挂车及汽车列车外廓尺寸、轴荷及质量限值》已经正式发布实施，与之前的标准GB1589-2004《道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值》相比，车辆的外形尺寸、总质量、轴数、挂车类型等限值或要求都发生了较大变化，对发动机生产企业意味着需要重新设计开发满足新国标车辆性能要求的发动机，或者从现有产品中选择马力和扭矩特性合适的发动机给新车型匹配，从而满足车型的性能需求。
传统的发动机与车辆的性能匹配方法，都是在已知发动机外特性的前提下，用商业仿真软件(如AVL CRUISE)对车辆的动力传动系统进行建模，然后模拟计算车辆的动力性能。此方法需要对不同的车辆、发动机、变速箱、后桥进行排列组合仿真，才能找出相对合适的发动机和动力传动系统组合，这种方法效率比较低，而且难以找出真正满足车辆性能需求的发动机。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于确定发动机特性的方法、用于执行该方法的装置、用于确定发动机特性的装置和计算机可读存储介质，其可根据车辆性能需求生成相应的发动机扭矩特性，便于为车辆选择合适的发动机，也可为发动机扭矩特性设计提供参考边界。
为了实现上述目的，本发明的一个方面提供一种用于确定发动机特性的方法，该方法包括：读取与车辆相关的参数；根据参数得到满足车辆不同性能需求的发动机的扭矩特性；以及根据扭矩特性得到最大扭矩。
可选地，该方法还包括：根据参数得到满足车辆不同性能需求的发动机马力；以及根据发动机马力得到最大马力。
可选地，参数包括车辆坡道起步性能、车与货物总重、轮胎滚动半径、变速箱1挡速比、后桥速比；扭矩特性包括根据公式(1)确定的满足车辆坡道起步需求的发动机扭矩：
其中，TStartability为满足车辆坡道起步需求的发动机扭矩；Startability为车辆坡道起步性能；GCW为车与货物总重；r为轮胎滚动半径；i1为变速箱1挡速比；i为后桥速比。
可选地，参数还包括坡道起步时发动机转速；发动机马力包括根据公式(2)确定的满足车辆坡道起步需求的发动机马力：
其中，HPStartability为满足车辆坡道起步需求的发动机马力，NStartability为坡道起步时发动机转速。
可选地，参数包括车辆在发动机转速为车辆达到最大爬坡性能时对应的发动机转速时的1挡车速、轮胎滚动半径、变速箱1挡速比、后桥速比、车辆的空气阻力系数、车辆的迎风面积、车与货物总重、与滚动阻力相关的系数、重力加速度、车辆最大爬坡度需求、传动系效率；扭矩特性包括根据公式(3)确定的满足车辆最大爬坡需求的发动机扭矩：
FC,roll＝(a+bVC)×GCW×g×cos(tan-1(C))
FC,Slope＝GCW×g×sin(tan-1(C))
PC＝(FC,aero+FC,roll+FC,Slope)×VC/3600
Pe,C＝PC/η
其中，NC为车辆达到最大爬坡性能时对应的发动机转速；VC为车辆在发动机转速为NC时的1挡车速；r为轮胎滚动半径；i1为变速箱1挡速比；i为后桥速比；FC,aero为车辆车速在VC时的空气阻力；CD为车辆的空气阻力系数；A为车辆的迎风面积；GCW为车与货物总重；FC,roll为车辆在车速为VC、车重为GCW时的滚动阻力；FC,Slope为坡道阻力，a、b为与滚动阻力相关的系数；g为重力加速度；C为车辆最大爬坡度需求；PC为车辆在爬坡度为C的道路以车速VC等速行驶时需求的功率；Pe,C为满足PC需求时的发动机功率；η为传动系效率；TC为满足车辆最大爬坡需求时的发动机扭矩。
可选地，发动机马力包括根据公式(4)确定的满足车辆最大爬坡需求的发动机马力：
HPe,C＝1.341×Pe,C 公式(4)
其中，HPe,C为满足车辆最大爬坡需求的发动机马力。
可选地，参数包括预设车速范围的最小值、变速箱速比、后桥速比、轮胎滚动半径、车辆的空气阻力系数、车辆的迎风面积、与滚动阻力相关的系数、车与货物总重、车辆以预设车速范围内的车速行驶时的道路坡度、重力加速度、传动系效率；发动机扭矩包括根据公式(5)确定的满足车辆等速行驶且车速为最小值时需求的发动机扭矩：
其中，为车辆以最小值VLow行驶时的发动机转速；VLow为最小值；igear为变速箱gear挡位速比；i为后桥速比；r为轮胎滚动半径；为车辆以最小值VLow行驶时的空气阻力；CD为车辆的空气阻力系数；A为车辆的迎风面积；GCW为车与货物总重；为车辆以最小值VLow行驶、车重为GCW时的滚动阻力；a、b为与滚动阻力相关的系数；为车辆以最小值VLow行驶时的道路坡度阻力；S为车辆以预设车速范围内的车速行驶时的道路坡度；g为重力加速度；为车辆在坡度为S的道路以最小值VLow等速行驶时需求的功率；为满足车辆的功率为需求的发动机功率；η传为动系效率；为满足车辆等速行驶且车速为最小值时需求的发动机扭矩。
可选地，马力包括根据公式(6)确定的满足车辆等速行驶且车速为最小值时需求的发动机马力：
其中，为满足车辆等速行驶且车速为最小值时需求的发动机马力。
可选地，参数包括预设车速范围的最大值、变速箱速比、后桥速比、轮胎滚动半径、车辆的空气阻力系数、车辆的迎风面积、与滚动阻力相关的系数、车与货物总重、车辆以预设车速范围内的车速行驶时的道路坡度、重力加速度、传动系效率；发动机扭矩包括根据公式(7)确定的满足车辆等速行驶且车速为最大值时需求的发动机扭矩：
其中，为车辆以最大值VHigh行驶时的发动机转速；VHigh为最大值；igear为变速箱gear挡位速比；i为后桥速比；r为轮胎滚动半径，；为车辆以最大值VHigh行驶时的空气阻力；CD为车辆的空气阻力系数；A为车辆的迎风面积；GCW为车与货物总重；为车辆以最大值VHigh行驶、车重为GCW时的滚动阻力；a、b为与滚动阻力相关的系数；为车辆以最大值VHigh行驶时的道路坡度阻力；S为车辆以预设车速范围内的车速行驶时的道路坡度；g为重力加速度；为车辆在坡度为S的道路以最大值VHigh等速行驶时需求的功率；为满足车辆的功率为需求的发动机功率；η传为动系效率；为满足车辆等速行驶且车速为最大值时需求的发动机扭矩。
可选地，发动机马力包括根据公式(8)确定的满足车辆等速行驶且车速为最大值时需求的发动机马力：
其中，为满足车辆等速行驶且车速为最大值时需求的发动机马力。
可选地，参数包括车辆的最高车速、变速箱最高档速比、后桥速比、轮胎滚动半径、车辆的空气阻力系数、车辆的迎风面积、与滚动阻力相关的系数、车与货物总重、重力加速度、传动系效率；扭矩特性包括根据公式(9)确定的满足车辆以最高车速行驶时需求的发动机扭矩：
其中，为车辆以最高车速Vmax行驶时的发动机转速；Vmax为最高车速；itop为变速箱最高档速比；i为后桥速比；r为轮胎滚动半径；为车辆以最高车速VHigh行驶时的空气阻力；CD为车辆的空气阻力系数；A为车辆的迎风面积；GCW为车与货物总重；为车辆以最高车速Vmax行驶、车重为GCW时的滚动阻力；a、b为与滚动阻力相关的系数；g为重力加速度；为车辆以最高车速Vmax行驶时需求的功率；η传为动系效率；为满足车辆以最高车速行驶时需求的发动机扭矩。
可选地，发动机马力包括根据公式(10)确定的满足车辆以最高车速行驶时需求的发动机马力：
其中，为车辆以最高车速行驶时需求的发动机马力。
本发明的另一方面提供一种用于执行上述的用于确定发动机特性的方法的装置，该装置包括：读取装置，用于读取与车辆相关的参数；计算装置，用于根据参数得到满足车辆不同性能需求的发动机的扭矩特性并根据扭矩特性得到最大扭矩；和/或根据参数得到满足车辆不同性能需求的发动机马力并根据发动机马力得到最大马力。
本发明的另一方面提供一种用于确定发动机特性的装置，该装置包括存储器、处理器以及存储在存储器上并能够在处理器上运行的计算机程序，处理器运行计算机程序时执行上述的用于确定发动机特性的方法的步骤。
本发明的另一方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，该计算机指令被处理器运行时执行上述的用于确定发动机特性的方法的步骤。
通过上述技术方案，结合与车辆相关的参数，计算满足车辆不同性能需求的发动机扭矩特性并根据该发动机扭矩特性得到最大的扭矩，如此，根据车辆的性能需求生成的相应的发动机扭矩特性可满足车辆的常用性能需求，便于为车辆选择合适的发动机，并且可以为发动机扭矩特性设计提供参考边界。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本申请的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本申请，但并不构成对本申请的限制。在附图中：
图1是根据本发明的实施方式提供的用于确定发动机特性的方法的流程图；
图2是根据本发明的另一实施方式提供的用于确定发动机特性的方法的流程图；以及
图3是根据本发明的另一实施方式提供的用于确定发动机特性的方法的流程图；
图4是根据图3所示的方法计算满足不同性能需求的发动机扭矩特性的界面示意图；
图5是根据图3所示的方法计算的满足不同性能需求的发动机扭矩特性和发动机马力的数值示意表。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本申请，并不用于限制本申请。
图1是根据本发明的实施方式提供的用于确定发动机特性的方法的流程图。该方法包括以下步骤：
步骤S10：读取参数，即，读取与车辆相关的参数；以及
步骤S11：计算发动机扭矩特性，即，根据参数得到满足车辆不同性能需求的发动机的扭矩特性；以及根据该扭矩特性得到最大扭矩。
如此，根据车辆的性能需求生成相应的发动机扭矩特性，所生成的发动机扭矩特性满足车辆的常用性能需求，便于为车辆选择合适的发动机，并且可以为发动机扭矩特性设计提供参考边界。
图2是根据本发明的另一实施方式提供的用于确定发动机特性的方法的流程图。该方法包括以下步骤：
步骤S20：读取参数，即，读取与车辆相关的参数；
步骤S21：计算发动机扭矩特性，即，根据参数得到满足车辆不同性能需求的发动机的扭矩特性；以及根据该扭矩特性得到最大扭矩；
步骤S22：计算发动机马力，即，根据参数得到满足车辆不同性能需求的发动机马力；以及根据发动机马力得到最大马力。
如此，计算满足车辆不同性能需求的发动机扭矩特性和发动力马力，根据这两者更加容易为车辆选择合适的发动机。
在根据本发明的实施方式中，参数包括车辆坡道起步性能、车与货物总重、轮胎滚动半径、变速箱1挡速比、后桥速比；扭矩特性包括根据公式(1)确定的满足车辆坡道起步需求的发动机扭矩：
其中，TStartability为满足车辆坡道起步需求的发动机扭矩，其单位可以为Nm；Startability为车辆坡道起步性能，其单位可以为％；GCW为车与货物总重，其单位可以为kg；r为轮胎滚动半径，其单位可以为mm；i1为变速箱1挡速比；i为后桥速比。
此外，若参数还包括坡道起步时发动机转速；发动机马力包括根据公式(2)确定的满足车辆坡道起步需求的发动机马力：
其中，HPStartability为满足车辆坡道起步需求的发动机马力，其单位可以为hp，NStartability为坡道起步时发动机转速。
另外，坡道起步时发动机转速NStartability≥NLSI，NLSI为低怠速转速，根据经验设定，一般坡道起步时发动机转速等于或略大于低怠速转速。根据经验设定，满足低怠速转速需求的发动机扭矩一般等于或略小于满足坡道起步需求的发动机扭矩。
在根据本发明的实施方式中，参数包括车辆在发动机转速为车辆达到最大爬坡性能时对应的发动机转速时的1挡车速、轮胎滚动半径、变速箱1挡速比、后桥速比、车辆的空气阻力系数、车辆的迎风面积、车与货物总重、与滚动阻力相关的系数、重力加速度、车辆最大爬坡度需求、传动系效率；扭矩特性包括根据公式(3)确定的满足车辆最大爬坡需求的发动机扭矩：
FC,roll＝(a+bVC)×GCW×g×cos(tan-1(C))
FC,Slope＝GCW×g×sin(tan-1(C))
PC＝(FC,aero+FC,roll+FC,Slope)×VC/3600
Pe,C＝PC/η
其中，NC为车辆达到最大爬坡性能时对应的发动机转速，其单位可以为rpm；VC为车辆在发动机转速为NC时的1挡车速，其单位可以为km/h，其范围一般为4至5km/h；r为轮胎滚动半径，其单位可以为mm；i1为变速箱1挡速比；i为后桥速比；FC,aero为车辆车速在VC时的空气阻力，其单位可以为N；CD为车辆的空气阻力系数；A为车辆的迎风面积，其单位可以为m2；GCW为车与货物总重，其单位可以为kg；FC,roll为车辆在车速为VC、车重为GCW时的滚动阻力，其单位可以为N；FC,Slope为坡道阻力，a、b为与滚动阻力相关的系数；g为重力加速度，其单位可以为m/s2，其大小一般为9.8；C为车辆最大爬坡度需求，其单位可以为％；PC为车辆在爬坡度为C的道路以车速VC等速行驶时需求的功率，其单位可以为kW；Pe,C为满足PC需求时的发动机功率，其单位可以为kW；η为传动系效率；TC为满足车辆最大爬坡需求时的发动机扭矩，其单位可以为Nm。
发动机马力包括根据公式(4)确定的满足车辆最大爬坡需求的发动机马力：
HPe,C＝1.341×Pe,C 公式(4)
其中，HPe,C为满足车辆最大爬坡需求的发动机马力，其单位可以为hp。
在根据本发明的实施方式中，参数包括预设车速范围的最小值、变速箱速比、后桥速比、轮胎滚动半径、车辆的空气阻力系数、车辆的迎风面积、与滚动阻力相关的系数、车与货物总重、车辆以预设车速范围内的车速行驶时的道路坡度、重力加速度、传动系效率，其中，预设车速范围为车辆的常用车速范围，最小值即为常用车速范围的下限；发动机扭矩包括根据公式(5)确定的满足车辆等速行驶且车速为最小值时需求的发动机扭矩：
其中，为车辆以最小值VLow行驶时的发动机转速，其单位可以为rpm；VLow为最小值，其单位可以为km/h；igear为变速箱gear挡位速比，车辆以最小值行驶时的挡位不确定，与车辆行驶情况有关，igear即为与挡位对应的挡位速比；i为后桥速比；r为轮胎滚动半径，其单位可以为mm；为车辆以最小值VLow行驶时的空气阻力，其单位可以为N；CD为车辆的空气阻力系数；A为车辆的迎风面积，其单位可以为m2；GCW为车与货物总重，其单位可以为kg；为车辆以最小值VLow行驶、车重为GCW时的滚动阻力，其单位可以为N；a、b为与滚动阻力相关的系数；为车辆以最小值VLow行驶时的道路坡度阻力，其单位可以为N；S为车辆以预设车速范围内的车速行驶时的道路坡度，其单位可以为％；g为重力加速度，其单位可以为m/s2，其大小一般为9.8；为车辆在坡度为S的道路以最小值VLow等速行驶时需求的功率，其单位可以为kW；为满足车辆的功率为需求的发动机功率，其单位可以为kW；η传为动系效率；为满足车辆等速行驶且车速为最小值时需求的发动机扭矩，其单位可以为Nm。
马力包括根据公式(6)确定的满足车辆等速行驶且车速为最小值时需求的发动机马力：
其中，为满足车辆等速行驶且车速为最小值时需求的发动机马力，其单位可以为hp。
在根据本发明的实施方式中，参数包括预设车速范围的最大值、变速箱速比、后桥速比、轮胎滚动半径、车辆的空气阻力系数、车辆的迎风面积、与滚动阻力相关的系数、车与货物总重、车辆以预设车速范围内的车速行驶时的道路坡度、重力加速度、传动系效率，其中，预设车速范围为车辆的常用车速范围，最大值即为常用车速范围的上限；发动机扭矩包括根据公式(7)确定的满足车辆等速行驶且车速为最大值时需求的发动机扭矩：
其中，为车辆以最大值VHigh行驶时的发动机转速，其单位可以为rpm；VHigh为最大值，由车辆用于决定，其单位可以为km/h；igear为变速箱gear挡位速比，车辆以最大值行驶时的挡位不确定，与车辆行驶情况有关，igear即为与挡位对应的挡位速比；i为后桥速比；r为轮胎滚动半径，其单位可以为mm；为车辆以最大值VHigh行驶时的空气阻力，其单位可以为N；CD为车辆的空气阻力系数；A为车辆的迎风面积，其单位可以为m2；GCW为车与货物总重，其单位可以为kg；为车辆以最大值VHigh行驶、车重为GCW时的滚动阻力，其单位可以为N；a、b为与滚动阻力相关的系数；为车辆以最大值VHigh行驶时的道路坡度阻力，其单位可以为N；S为车辆以预设车速范围内的车速行驶时的道路坡度，其单位可以为％；g为重力加速度，其单位可以为m/s2，其大小一般为9.8；为车辆在坡度为S的道路以最大值VHigh等速行驶时需求的功率，其单位可以为kW；为满足车辆的功率为需求的发动机功率，其单位可以为kW；η传为动系效率；为满足车辆等速行驶且车速为最大值时需求的发动机扭矩，其单位可以为Nm。
发动机马力包括根据公式(8)确定的满足车辆等速行驶且车速为最大值时需求的发动机马力：
其中，为满足车辆等速行驶且车速为最大值时需求的发动机马力，其单位可以为hp。
在根据本发明的实施方式中，参数包括车辆的最高车速、变速箱最高档速比、后桥速比、轮胎滚动半径、车辆的空气阻力系数、车辆的迎风面积、与滚动阻力相关的系数、车与货物总重、重力加速度、传动系效率；扭矩特性包括根据公式(9)确定的满足车辆以最高车速行驶时需求的发动机扭矩：
其中，为车辆以最高车速Vmax行驶时的发动机转速，其单位可以为rpm；Vmax为最高车速，其单位可以为km/h；itop为变速箱最高档速比；i为后桥速比；r为轮胎滚动半径，其单位可以为mm；为车辆以最高车速VHigh行驶时的空气阻力，其单位可以为N；CD为车辆的空气阻力系数；A为车辆的迎风面积，其单位可以为m2；GCW为车与货物总重，其单位可以为kg；为车辆以最高车速Vmax行驶、车重为GCW时的滚动阻力，其单位可以为N；a、b为与滚动阻力相关的系数；g为重力加速度；为车辆以最高车速Vmax行驶时需求的功率，其单位可以为kW；η传为动系效率；为满足车辆以最高车速行驶时需求的发动机扭矩，其单位可以为Nm。
发动机马力包括根据公式(10)确定的满足车辆以最高车速行驶时需求的发动机马力：
其中，为车辆以最高车速行驶时需求的发动机马力，其单位可以为hp。
图3是根据本发明的另一实施方式提供的用于确定发动机特性的方法的流程图。该方法包括以下步骤：
步骤S30：选择车型，确定风阻及迎风面积；步骤S31：输入车货总重，即输入车与货物的总重量；步骤S32：选择变速箱型号；步骤S33：选择轮胎型号；步骤S34：输入道路坡度，即，输入车辆以常用车速行驶时的道路坡度；步骤S35：输入发动机怠速转速，即输入发动机的低怠速转速；步骤S36：输入车辆需求的最大爬坡度；步骤S37：输入常用车速下限；步骤S38：输入常用车速上限；步骤S39：选择常用车速的挡位；步骤S40：输入车辆需求的最高车速；步骤S41：输出发动机扭矩特性；步骤S42：输出发动机扭矩特性中的最大扭矩值；步骤S43：输出发动机马力特性中的最大马力值，即，计算发动机马力特性并得出最大值。
图4是根据图3所示的方法计算满足不同性能需求的发动机扭矩特性的界面示意图。输入车辆的相关参数后得到满足车辆不同性能需求的发动机扭矩，如图4中的二维坐标图所示，横轴为发动机转速，纵轴为发动机扭矩，其中①点为满足车辆低怠速转速的发动机扭矩；②点为满足车辆坡道起步需求的发动机扭矩，车辆挡位为1档；③点为满足车辆最大爬坡需求的发动机扭矩，车辆挡位为1档；④点为满足车辆以常用车速下限行驶时需求的发动机扭矩，道路坡度为1％，车辆挡位为最高档，另外，车辆以常用车速下限行驶时车辆挡位还可为其他挡位；⑤点为满足车辆以常用车速上限行驶时需求的发动机扭矩，道路坡度为1％，车辆挡位为最高档，另外，车辆以常用车速上限行驶时车辆挡位还可为其他挡位；⑥点为满足车辆以最高车速行驶时需求的发动机扭矩，车辆挡位为最高档。在该实施方式中，满足低怠速转速需求的发动机扭矩一般等于或略小于满足坡道起步需求的发动机扭矩。如图4所示的表格中为与车辆相关的参数，变速箱1挡速比为17.04，变速箱最高档位速比为1，后桥速比为2.6，车型为H5，车货总重(车与货物总重)为49ton(吨)，轮胎型号为12R22.5，常用道路坡度为1％，怠速转速(低怠速转速)为600rpm，最大起步坡度为14％，最大爬坡度为32％，常用车速下限为80km/h，常用车速上限为90km/h，最高车速为130km/h，最大需求马力为470hp，最大需求扭矩为2273Nm。
图5是根据图3所示的方法计算的满足不同性能需求的发动机扭矩特性和发动机马力的数值示意表。由图5可得，经过计算，最大需求马力为470hp，最大需求扭矩为2273Nm。
本发明的另一方面提供了一种用于执行上述用于确定发动机特性的方法的装置，该装置包括：读取装置，用于读取与车辆相关的参数；计算装置，用于根据参数得到满足车辆不同性能需求的发动机的扭矩特性并根据扭矩特性得到最大扭矩；和/或根据参数得到满足车辆不同性能需求的发动机马力并根据发动机马力得到最大马力。
本发明的另一方面提供了一种用于确定发动机特性的装置，该装置包括存储器、处理器以及存储在存储器上并能够在处理器上运行的计算机程序，处理器运行计算机程序时执行上述用于确定发动机特性的方法的步骤。
本发明的另一方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，该计算机指令被处理器运行时执行上述用于确定发动机特性的方法的步骤。
综上，通过根据与车辆相关的参数计算满足车辆不同性能需求的发动机扭矩以及发动机马力并得到最大的发动机扭矩和发动机马力，所计算出的发动机扭矩和发动机马力满足车辆的常用性能需求，便于为车辆选择合适的发动机，并且可以为发动机扭矩特性的设计提供参考边界。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本申请并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本申请对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本申请所公开的内容。

Claims (15)

1.一种用于确定发动机特性的方法，其特征在于，该方法包括：
读取与车辆相关的参数；
根据所述参数得到满足车辆不同性能需求的发动机的扭矩特性；以及
根据所述扭矩特性得到最大扭矩。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
根据所述参数得到满足车辆不同性能需求的发动机马力；以及
根据所述发动机马力得到最大马力。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
所述参数包括车辆坡道起步性能、车与货物总重、轮胎滚动半径、变速箱1挡速比、后桥速比；
所述扭矩特性包括根据公式(1)确定的满足车辆坡道起步需求的发动机扭矩：
其中，TStartability为所述满足车辆坡道起步需求的发动机扭矩；Startability为车辆坡道起步性能；GCW为车与货物总重；r为轮胎滚动半径；i1为变速箱1挡速比；i为后桥速比。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，
所述参数还包括坡道起步时发动机转速；
所述发动机马力包括根据公式(2)确定的满足车辆坡道起步需求的发动机马力：
其中，HPStartability为所述满足车辆坡道起步需求的发动机马力，NStartability为坡道起步时发动机转速。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
所述参数包括车辆在发动机转速为车辆达到最大爬坡性能时对应的发动机转速时的1挡车速、轮胎滚动半径、变速箱1挡速比、后桥速比、车辆的空气阻力系数、车辆的迎风面积、车与货物总重、与滚动阻力相关的系数、重力加速度、车辆最大爬坡度需求、传动系效率；
所述扭矩特性包括根据公式(3)确定的满足车辆最大爬坡需求的发动机扭矩：
FC,roll＝(a+bVC)×GCW×g×cos(tan-1(C))
FC,Slope＝GCW×g×sin(tan-1(C))
PC＝(FC,aero+FC,roll+FC,Slope)×VC/3600
Pe,C＝PC/η
其中，NC为车辆达到最大爬坡性能时对应的发动机转速；VC为车辆在发动机转速为NC时的1挡车速；r为轮胎滚动半径；i1为变速箱1挡速比；i为后桥速比；FC,aero为车辆车速在VC时的空气阻力；CD为车辆的空气阻力系数；A为车辆的迎风面积；GCW为车与货物总重；FC,roll为车辆在车速为VC、车重为GCW时的滚动阻力；FC,Slope为坡道阻力，a、b为与滚动阻力相关的系数；g为重力加速度；C为车辆最大爬坡度需求；PC为车辆在爬坡度为C的道路以车速VC等速行驶时需求的功率；Pe,C为满足PC需求时的发动机功率；η为传动系效率；TC为所述满足车辆最大爬坡需求时的发动机扭矩。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述发动机马力包括根据公式(4)确定的满足车辆最大爬坡需求的发动机马力：
HPe,C＝1.341×Pe,C 公式(4)
其中，HPe,C为所述满足车辆最大爬坡需求的发动机马力。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述参数包括预设车速范围的最小值、变速箱速比、后桥速比、轮胎滚动半径、车辆的空气阻力系数、车辆的迎风面积、与滚动阻力相关的系数、车与货物总重、车辆以预设车速范围内的车速行驶时的道路坡度、重力加速度、传动系效率；
所述发动机扭矩包括根据公式(5)确定的满足车辆等速行驶且车速为所述最小值时需求的发动机扭矩：
其中，为车辆以所述最小值VLow行驶时的发动机转速；VLow为所述最小值；igear为变速箱gear挡位速比；i为后桥速比；r为轮胎滚动半径；为车辆以所述最小值VLow行驶时的空气阻力；CD为车辆的空气阻力系数；A为车辆的迎风面积；GCW为车与货物总重；为车辆以所述最小值VLow行驶、车重为GCW时的滚动阻力；a、b为与滚动阻力相关的系数；为车辆以所述最小值VLow行驶时的道路坡度阻力；S为车辆以预设车速范围内的车速行驶时的道路坡度；g为重力加速度；为车辆在坡度为S的道路以所述最小值VLow等速行驶时需求的功率；为满足车辆的功率为需求的发动机功率；η传为动系效率；为所述满足车辆等速行驶且车速为所述最小值时需求的发动机扭矩。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述马力包括根据公式(6)确定的满足车辆等速行驶且车速为所述最小值时需求的发动机马力：
其中，为所述满足车辆等速行驶且车速为所述最小值时需求的发动机马力。
9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述参数包括预设车速范围的最大值、变速箱速比、后桥速比、轮胎滚动半径、车辆的空气阻力系数、车辆的迎风面积、与滚动阻力相关的系数、车与货物总重、车辆以预设车速范围内的车速行驶时的道路坡度、重力加速度、传动系效率；
所述发动机扭矩包括根据公式(7)确定的满足车辆等速行驶且车速为所述最大值时需求的发动机扭矩：
其中，为车辆以所述最大值VHigh行驶时的发动机转速；VHigh为所述最大值；igear为变速箱gear挡位速比；i为后桥速比；r为轮胎滚动半径，；为车辆以所述最大值VHigh行驶时的空气阻力；CD为车辆的空气阻力系数；A为车辆的迎风面积；GCW为车与货物总重；为车辆以所述最大值VHigh行驶、车重为GCW时的滚动阻力；a、b为与滚动阻力相关的系数；为车辆以所述最大值VHigh行驶时的道路坡度阻力；S为车辆以预设车速范围内的车速行驶时的道路坡度；g为重力加速度；为车辆在坡度为S的道路以所述最大值VHigh等速行驶时需求的功率；为满足车辆的功率为需求的发动机功率；η传为动系效率；为所述满足车辆等速行驶且车速为所述最大值时需求的发动机扭矩。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述发动机马力包括根据公式(8)确定的满足车辆等速行驶且车速为所述最大值时需求的发动机马力：
其中，为满足车辆等速行驶且车速为所述最大值时需求的发动机马力。
11.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述参数包括车辆的最高车速、变速箱最高档速比、后桥速比、轮胎滚动半径、车辆的空气阻力系数、车辆的迎风面积、与滚动阻力相关的系数、车与货物总重、重力加速度、传动系效率；
所述扭矩特性包括根据公式(9)确定的满足车辆以所述最高车速行驶时需求的发动机扭矩：
其中，为车辆以所述最高车速Vmax行驶时的发动机转速；Vmax为所述最高车速；itop为变速箱最高档速比；i为后桥速比；r为轮胎滚动半径；为车辆以所述最高车速VHigh行驶时的空气阻力；CD为车辆的空气阻力系数；A为车辆的迎风面积；GCW为车与货物总重；为车辆以所述最高车速Vmax行驶、车重为GCW时的滚动阻力；a、b为与滚动阻力相关的系数；g为重力加速度；为车辆以所述最高车速Vmax行驶时需求的功率；η传为动系效率；为所述满足车辆以所述最高车速行驶时需求的发动机扭矩。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述发动机马力包括根据公式(10)确定的满足车辆以所述最高车速行驶时需求的发动机马力：
其中，为车辆以所述最高车速行驶时需求的发动机马力。
13.一种用于执行根据权利要求1至12中任意一项所述的用于确定发动机特性的方法的装置，其特征在于，该装置包括：
读取装置，用于读取与车辆相关的参数；
计算装置，用于根据所述参数得到满足车辆不同性能需求的发动机的扭矩特性并根据所述扭矩特性得到最大扭矩；和/或
根据所述参数得到满足车辆不同性能需求的发动机马力并根据所述发动机马力得到最大马力。
14.一种用于确定发动机特性的装置，该装置包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并能够在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器被配置成运行所述计算机程序时执行根据权利要求1至12中任意一项所述的用于确定发动机特性的方法的步骤。
15.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于，该计算机指令被处理器运行时执行根据权利要求1至12中任意一项所述的用于确定发动机特性的方法的步骤。
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