CN111751113A - 一种船用发动机主动省油控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种船用发动机主动省油控制方法，包括通过试验获得省油图形的步骤和基于省油图形进行主动省油控制的步骤。其中，获得省油图形的步骤包括通过试验获得扭矩、转速及燃油消耗率三者之间关系的特性曲线，并基于特性曲线绘制出最小燃油消耗率曲线和第i燃油消耗率曲线，通过在相邻两个曲线之间填充代表不同省油情况的颜色，形成可视化省油图形。用户可基于可视化省油图形和当前发动机运行工况进行主动省油操作。本发明可形成便于用户了解当前发动机运行的区域的可视化省油图形，在不限制扭矩和喷油量的前提下，引导用户通过主动省油操作(调节转速)进入省油区域，避免了因限制扭矩和喷油量进行省油造成的动力下降。

Description

一种船用发动机主动省油控制方法
技术领域
本发明属于发动机控制技术领域，尤其涉及一种船用发动机主动省油控制方法。
背景技术
目前市场上采取的省油策略多是通过油量限制或者扭矩限制进行控制的。通过限制扭矩和喷油量会造成加速慢、提速困难等问题，在某种程度上牺牲了柴油机的动力性；船舶的驾驶与车辆驾驶不同，通常不需要频繁的调节油门，因此经常会因为操作不当而造成柴油机油耗增高，导致客户抱怨。
鉴于此，让用户了解当前发动机运行的区域，并通过主动省油操作进入省油区域，避免因省油造成的动力下降的可视化省油控制方案是目前亟需研究的课题。
发明内容
旨在克服上述现有技术中存在的不足，本发明解决的技术问题是，提供了一种船用发动机主动省油控制方法，将发动机当前运行的区域进行可视化，便于用户进行主动省油操作，避免了因省油造成的动力下降问题。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种船用发动机主动省油控制方法，包括通过试验获得省油图形的步骤和基于所述省油图形进行主动省油控制的步骤；
其中，获得省油图形的步骤包括：
S1、给发动机一固定扭矩，监测发动机在不同转速下的燃油消耗率；
S2、变换扭矩，重复执行步骤S1，以获得扭矩、转速及燃油消耗率三者之间关系的特性曲线；
S3、基于所述特性曲线标定出各个扭矩下最小燃油消耗率所对应的转速，并在笛卡尔坐标系中绘制出最小燃油消耗率曲线；
S4、基于所述特性曲线标定出各个扭矩下第i燃油消耗率所对应的转速，所述转速包括第一转速和第二转速，基于所述第一转速、所述第二转速在所述笛卡尔坐标系中绘制出两条相应的第i燃油消耗率曲线；
其中，所述第i燃油消耗率等于所述最小燃油消耗率的Xi倍；
Xi大于1且Xi小于Xi+1；i为大于等于1的正整数；
S5、所述第1燃油消耗率曲线与所述最小燃油消耗率曲线之间围成的区域、所述第i+1燃油消耗率曲线与所述第i燃油消耗率曲线之间围成的区域分别填充不同的颜色；形成所述省油图形。
作为进一步改进，基于所述省油图形进行省油控制的步骤包括：
S6、存储所述省油图形；
S7、实时获取发动机转速和扭矩，使其以运行点的形式融合在所述省油图形上，并利用船用显示设备对融合有运行点的省油图像进行显示；
S8、操控人员根据融合在所述省油图形上的所述运行点的位置，进行发动机转速的调节以实现主动省油控制。
作为进一步改进，所述笛卡尔坐标系的横坐标代表扭矩，纵坐标代表转速。
作为进一步改进，对所述横坐标和所述纵坐标的刻度线标志进行加密处理，用虚拟数值代替实际数值。
作为进一步改进，所述第i燃油消耗率曲线包括第1燃油消耗率曲线和第2燃油消耗率曲线；
X1＝最小燃油消耗率的1.2倍，X2＝最小燃油消耗率的1.4倍。
作为进一步改进，所述第1燃油消耗率曲线与所述最小燃油消耗率曲线之间围成的区域填充为绿色，代表省油区域；所述第2燃油消耗率曲线与所述第1燃油消耗率曲线之间围成的区域填充为黄色，代表次省油区域；其它区域填充红色，代表耗油区域。
作为进一步改进，所述船用显示设备为船用仪表；所述省油图形存储在所述船用仪表内，所述发动机ECU与所述船用仪表通信连接。
作为进一步改进，步骤S7具体包括：
S71、所述发动机ECU实时获取发动机的转速并计算出相应的扭矩；
S72、所述发动机ECU将所述转速和所述扭矩数据传送给所述船用仪表，所述船用仪表将其和所述省油图形融合后在一个显示界面上显示。
作为进一步改进，所述显示设备为船用仪表；所述省油图形存储在发动机ECU内，所述发动机ECU与所述船用仪表通信连接。
作为进一步改进，步骤S7具体包括：
S71、所述发动机ECU实时获取发动机的转速并计算出相应的扭矩；
S72、所述发动机ECU将所述转速和所述扭矩数据与所述省油图形进行预先融合，并将融合后的所述省油图形传送给所述船用仪表，所述船用仪表对其进行显示。
由于采用了上述技术方案，取得的有益效果如下：
本发明船用发动机主动省油控制方法；主要包括通过试验获得省油图形的步骤和基于所述省油图形进行主动省油控制的步骤。其中，获得省油图形的步骤为核心步骤，具体包括通过试验获得扭矩、转速及燃油消耗率三者之间关系的特性曲线，并基于特性曲线绘制出最小燃油消耗率曲线和第i燃油消耗率曲线，通过在相邻两个曲线之间填充代表不同省油情况的颜色，形成可视化省油图形。用户可基于可视化省油图形和当前发动机运行工况进行主动省油操作。
本发明可形成便于用户了解当前发动机运行的区域的可视化省油图形，在不限制扭矩和喷油量的前提下，引导用户通过主动省油操作(调节转速)进入省油区域，避免了因限制扭矩和喷油量进行省油造成的动力下降；主动控制发动机进行省油操作可给用户提供一种良好的驾驶体验，减少了用户的抱怨。
附图说明
图1是本发明船用发动机主动省油控制方法的流程图；
图2是发动机特性曲线的示意图；
图3是省油图形和当前运行点融合后的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，本发明的实施例仅仅是为了便于简化描述，不能理解为对本发明的限制。
实施例一：
由图1所示，本实施例公开了一种船用发动机主动省油控制方法，包括通过试验获得省油图形的步骤和基于省油图形进行主动省油控制的步骤；
其中，获得省油图形的步骤包括：
S1、给发动机一固定扭矩，监测发动机在不同转速下的燃油消耗率。
S2、变换扭矩，重复执行步骤S1，以获得扭矩、转速及燃油消耗率三者之间关系的特性曲线。(参见图2)
S3、基于特性曲线标定出各个扭矩下最小燃油消耗率所对应的转速，并在笛卡尔坐标系中绘制出最小燃油消耗率曲线f0。
本实施例中，笛卡尔坐标系的横坐标代表扭矩，纵坐标代表转速。参见图3。
比如：最小燃油消耗率曲线为f0(x,y)，x通常代表扭矩，y代表该扭矩下最小燃油消耗率对应的转速。对一个扭矩下的标定方式进行示意性说明为扭矩为x0下最小燃油消耗率a(与特性曲线的切点，图中所示160g/(kw.h))对应的转速为y0。在笛卡尔坐标系绘制一个点f0(x0,y0)。
以此力推，绘制出多个点并连接形成最小燃油消耗率曲线f0。
S4、基于特性曲线标定出各个扭矩下第i燃油消耗率所对应的转速，转速包括第一转速和第二转速(一个是最高转速、一个是最低转速，可参见图2)，基于第一转速、第二转速在笛卡尔坐标系中绘制出两条相应的第i燃油消耗率曲线。
其中，第i燃油消耗率等于最小燃油消耗率的Xi倍；
Xi大于1且Xi小于Xi+1；i为大于等于1的正整数。
扭矩为x0下最1燃油消耗率b(与特性曲线的交点，图中所示192g/(kw.h))对应的转速为y1(最高转速)和y2(最低转速)。在笛卡尔坐标系绘制一个点f1(x0,y1)f1(x0,y2)。以此力推，绘制出多个点并分别将与最高转速对应的多个点连接形成一条第1燃油消耗率曲线f1，将与最低转速对应的多个点连接形成另一条第1燃油消耗率曲线f1。
以此力推，绘制出两条第2燃油消耗率曲线f2……两条第i燃油消耗率曲线fi。
S5、第1燃油消耗率曲线与最小燃油消耗率曲线之间围成的区域、第i+1燃油消耗率曲线与第i燃油消耗率曲线之间围成的区域分别填充不同的颜色；形成省油图形。
其中，基于省油图形进行省油控制的步骤包括：
S6、存储省油图形。
S7、实时获取发动机转速和扭矩，使其以运行点的形式融合在省油图形上，并利用船用显示设备对融合有运行点的省油图像进行显示；(运行点融合在了省油图形上，便于用户观察，参见图3)
S8、操控人员根据融合在省油图形上的运行点的位置，进行发动机转速的调节以实现主动省油控制。
本实施例中，第i燃油消耗率曲线包括第1燃油消耗率曲线和第2燃油消耗率曲线；X1＝最小燃油消耗率的1.2倍，X2＝最小燃油消耗率的1.4倍。
第1燃油消耗率曲线与最小燃油消耗率曲线之间围成的区域填充为绿色，代表省油区域；第2燃油消耗率曲线与第1燃油消耗率曲线之间围成的区域填充为黄色，代表次省油区域；其它区域填充红色，代表耗油区域。
为了防止竞争对手通过省油图形，反向推出发动机的特性曲线，了解发动机的运行特性，可以对笛卡尔坐标系的横坐标和纵坐标的刻度线标志进行加密处理，用虚拟数值代替实际数值。比如，转速的实际数值为1200r/min，可用虚拟数值a表示，或者有K倍的实际数值进行代替。扭矩也采用同样的转换规则进行转换。
本实施例中，显示设备为船用仪表；省油图形存储在船用仪表内；发动机ECU与船用仪表通信连接，可进行数据交互。
上述步骤S7具体包括：
S71、发动机ECU实时获取发动机的转速并计算出相应的扭矩；扭矩的计算是本领域技术人员所熟知的，在此不做赘述。
S72、发动机ECU将转速和扭矩数据传送给船用仪表，船用仪表将其和省油图形融合后在一个显示界面上显示。
船用仪表进行融合的方式可为：使转速和扭矩数据在与省油图形的笛卡尔坐标系一致的坐标系上以一个运行点的形式呈现，两个坐标系融合后该运行点便在省油图形上出现。
如果笛卡尔坐标系的横坐标和纵坐标的刻度线标志进行了加密处理。那么步骤S72需要将转速和扭矩数据进行加密处理后再传送给船用仪表，以便于船用仪表将其和省油图形进行融合。
通过当前运行点的位置，就可以判断发动机运行在什么区域。距离省油区域多远。当运行点偏离省油区域较远时，可以对转速进行适当调节，使之进入省油区域。
实施例二：
本实施例与实施例一的构思基本相同，唯一不同之处在于：
省油图形存储在发动机ECU内，那么融合的过程可以由发动机ECU完成，之后传送给船用仪表进行融合后的直接显示。
因此，上述步骤S7具体包括：
S71、发动机ECU实时获取发动机的转速并计算出相应的扭矩。
S72、发动机ECU将转速和扭矩数据与省油图形进行预先融合，并将融合后的省油图形传送给船用仪表，船用仪表对其进行显示。融合的过程可采用上述的方式。
综上，本发明可形成便于用户了解当前发动机运行的区域的可视化省油图形；在不限制扭矩和喷油量的前提下，引导用户通过主动省油操作(调节转速)进入省油区域，避免了因限制扭矩和喷油量进行省油造成的动力下降；主动控制发动机进行省油操作可给用户提供一种良好的驾驶体验，让户用户主动参与到省油操作体验到省油的收益，减少了用户的抱怨。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种船用发动机主动省油控制方法，其特征在于，包括通过试验获得省油图形的步骤和基于所述省油图形进行主动省油控制的步骤；
其中，获得省油图形的步骤包括：
S1、给发动机一固定扭矩，监测发动机在不同转速下的燃油消耗率；
S2、变换扭矩，重复执行步骤S1，以获得扭矩、转速及燃油消耗率三者之间关系的特性曲线；
S3、基于所述特性曲线标定出各个扭矩下最小燃油消耗率所对应的转速，并在笛卡尔坐标系中绘制出最小燃油消耗率曲线；
S4、基于所述特性曲线标定出各个扭矩下第i燃油消耗率所对应的转速，所述转速包括第一转速和第二转速，基于所述第一转速、所述第二转速在所述笛卡尔坐标系中绘制出两条相应的第i燃油消耗率曲线；
其中，所述第i燃油消耗率等于所述最小燃油消耗率的Xi倍；
Xi大于1且Xi小于Xi+1；i为大于等于1的正整数；
S5、所述第1燃油消耗率曲线与所述最小燃油消耗率曲线之间围成的区域、所述第i+1燃油消耗率曲线与所述第i燃油消耗率曲线之间围成的区域分别填充不同的颜色；形成所述省油图形。
2.根据权利要求1所述的船用发动机主动省油控制方法，其特征在于，基于所述省油图形进行省油控制的步骤包括：
S6、存储所述省油图形；
S7、实时获取发动机转速和扭矩，使其以运行点的形式融合在所述省油图形上，并利用船用显示设备对融合有运行点的省油图像进行显示；
S8、操控人员根据融合在所述省油图形上的所述运行点的位置，进行发动机转速的调节以实现主动省油控制。
3.根据权利要求1所述的船用发动机主动省油控制方法，其特征在于，所述笛卡尔坐标系的横坐标代表扭矩，纵坐标代表转速。
4.根据权利要求3所述的船用发动机主动省油控制方法，其特征在于，对所述横坐标和所述纵坐标的刻度线标志进行加密处理，用虚拟数值代替实际数值。
5.根据权利要求1所述的船用发动机主动省油控制方法，其特征在于，所述第i燃油消耗率曲线包括第1燃油消耗率曲线和第2燃油消耗率曲线；
X1＝最小燃油消耗率的1.2倍，X2＝最小燃油消耗率的1.4倍。
6.根据权利要求1所述的船用发动机主动省油控制方法，其特征在于，所述第1燃油消耗率曲线与所述最小燃油消耗率曲线之间围成的区域填充为绿色，代表省油区域；所述第2燃油消耗率曲线与所述第1燃油消耗率曲线之间围成的区域填充为黄色，代表次省油区域；其它区域填充红色，代表耗油区域。
7.根据权利要求2所述的船用发动机主动省油控制方法，其特征在于，所述船用显示设备为船用仪表；所述省油图形存储在所述船用仪表内，所述发动机ECU与所述船用仪表通信连接。
8.根据权利要求7所述的船用发动机主动省油控制方法，其特征在于，步骤S7具体包括：
S71、所述发动机ECU实时获取发动机的转速并计算出相应的扭矩；
S72、所述发动机ECU将所述转速和所述扭矩数据传送给所述船用仪表，所述船用仪表将其和所述省油图形融合后在一个显示界面上显示。
9.根据权利要求2所述的船用发动机主动省油控制方法，其特征在于，所述显示设备为船用仪表；所述省油图形存储在发动机ECU内，所述发动机ECU与所述船用仪表通信连接。
10.根据权利要求9所述的船用发动机主动省油控制方法，其特征在于，步骤S7具体包括：
S71、所述发动机ECU实时获取发动机的转速并计算出相应的扭矩；
S72、所述发动机ECU将所述转速和所述扭矩数据与所述省油图形进行预先融合，并将融合后的所述省油图形传送给所述船用仪表，所述船用仪表对其进行显示。
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