CN111879526A - 汽车冷机油耗评估方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车冷机油耗评估方法及系统。该汽车冷机油耗评估方法，包括以下步骤：根据汽车理论，建立车辆热机油耗仿真模型，得到热机瞬时油耗；建立发动机温度模型，获取工况循环各个时间点的发动机温度；建立发动机冷机油耗修正模型，根据所述工况循环各个时间点的发动机温度，获取不同温度时的发动机瞬时油耗；建立工况循环油耗计算模型，根据所述不同温度时的发动机瞬时油耗，获得整车冷启动工况循环总油耗。本发明可解决相关技术中固定系数修正法适用性及精度较差，而瞬态模型评估法时效性差、实用性及精度有时也难以保证的问题。

Description

汽车冷机油耗评估方法及系统

技术领域

本发明涉及汽车油耗性能开发技术领域，具体是涉及一种汽车冷机油耗评估方法及系统。

背景技术

在汽车开发过程中，整车油耗性能是用户及环保法规部门重点关注的性能，而整车油耗的评估又是整车油耗性能开发的一个重要手段，尤其是在车辆试制装车之前，它能快速的评估当前设计方案的油耗性能，为整车油耗目标定义及指标分解提供依据，达到降低开发风险、缩短开发周期、减少开发费用的目的。

整车油耗评价所基于的工况循环，初始条件要求都是常温，并且发动机为冷机状态。以NEDC工况为例，总况总时长1180秒，其中发动机温度从初始冷机到完全热机状态大概需要500-600秒，冷机时间占比接近50％，对最终油耗影响较大。而整车油耗评估时所得到的发动机油耗性能数据(万有特性)均是在发动机热机状态下测试获得的，评估出来的也是热机油耗，那么，如何通过热机油耗得到冷机油耗，是影响整车油耗评估精度及有效性的关键技术。

常规的做法有两种：一种是固定系数修正法，即根据热机万有特性评估出整车热机工况的油耗，然后再乘以一个系数，该系数通常是1.06或1.08。这种方法简单易操作，但无理论基础，适用性及精度较差，无法适用于所有工况和车型；另一种是瞬态模型评估法，即建立详细的发动机瞬态温度及油耗模型，该模型能够评估出任意时刻的发动机温度和油耗，理论基础非常高，但模型异常复杂，所需要的输入参数太多，建模及输入数据的处理耗时久时效性差，同时，由于这些参数在汽车设计阶段难以获取，从而实用性及精度有时也难以保证。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种汽车冷机油耗评估方法及系统，可解决相关技术中固定系数修正法适用性及精度较差，而瞬态模型评估法时效性差、实用性及精度有时也难以保证的问题。

第一方面，提供一种汽车冷机油耗评估方法，包括以下步骤：

根据汽车理论，建立车辆热机油耗仿真模型，得到热机瞬时油耗；

建立发动机温度模型，获取工况循环各个时间点的发动机温度；

建立发动机冷机油耗修正模型，根据所述工况循环各个时间点的发动机温度，获取不同温度时的发动机瞬时油耗；

建立工况循环油耗计算模型，根据所述不同温度时的发动机瞬时油耗，获得整车冷启动工况循环总油耗。

根据第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述“根据汽车理论，建立车辆热机油耗仿真模型，得到热机瞬时油耗”步骤，包括以下步骤：

根据汽车理论，得到车辆热机油耗仿真模型；

根据车辆热机油耗仿真模型，得到热机瞬时油耗；

其中，所述车辆热机油耗仿真模型包括整车模型、发动机基础模型、车载电器负载模型、离合器模型、变速器模型、差速器模型、传动轴模型、车轮模型、驾驶员模型、ECU电控模型。

根据第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述“建立发动机温度模型，获取工况循环各个时间点的发动机温度”步骤，包括以下步骤：

获取发动机燃烧所产生的总功和发动机有效输出功；

根据发动机燃烧所产生的总功和发动机有效输出功，获得发动机排气损失，并获取发动机冷却损失；

根据发动机燃烧所产生的总功、发动机有效输出功、发动机排气损失及发动机冷却损失，获取发动机本体吸收热量；

根据发动机本体吸收热量，建立发动机温度模型，获取工况循环各个时间点的发动机温度。

根据第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述“获取发动机燃烧所产生的总功和发动机有效输出功”步骤，包括以下步骤：

获取发动机燃烧所产生的总功：

P_{engine,fire,n}＝F_cold,n×ρ_fuel×H_fuel 式(1)；

式(1)中，P_{engine,fire,n}为n时刻发动机燃烧产生的总功率，单位W；

F_cold,n为n时刻发动机冷机瞬时油耗，工况计算中可得，单位m³/s；

ρ_fuel为燃油密度，可查询油品报告得到，单位为kg/m³；

H_fuel为燃油热值，可查询油品报告得到，单位为KJ/Kg；

获取发动机有效输出功：

式(2)中，P_engine,out,n为n时刻发动机有效输出功率，单位W；

T_engine,n为n时刻发动机有效输出扭矩，工况计算中可得，单位Nm；

n_engine,n为n时刻发动机转速，工况计算中可得，单位rpm。

根据第一方面的第三种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述“根据发动机燃烧所产生的总功和发动机有效输出功，获得发动机排气损失，并获取发动机冷却损失”步骤，包括以下步骤：

根据发动机燃烧所产生的总功和发动机有效输出功，获得发动机排气损失：

P_{engine,emission,n}＝C₁×(P_{engine,fire,n}-P_engine,out,n) 式(3)；

式(3)中，P_{engine,emission,n}为n时刻发动机排气损失，单位W；

C₁为发动机排气损失占比，为可标定量，单位无；

获得发动机冷却损失：

P_{engine,cool,n}＝h_{engine,cool,n}×(T_{engine,fire,n}-T_environment) 式(4)；

式(4)(5)中，P_{engine,cool,n}为n时刻发动机冷却损失，单位W；

h_{engine,cool,n}为n时刻发动机换热量，单位W/℃；

T_engine,n为n时刻发动机温度，单位℃；

T_environment为环境温度，可由工况法规定义得到，单位℃；

C₂为发动机冷却换热系数，为可标定量，单位W/℃/(km/h)；

T_thermostat为发动机节温器开启温度，根据发动机产品特性可得，单位℃；

V_vehicle,n为n时刻车辆车速，工况计算中可得，单位km/h。

根据第一方面的第四种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述“根据发动机燃烧所产生的总功、发动机有效输出功、发动机排气损失及发动机冷却损失，获取发动机本体吸收热量”步骤，包括以下步骤：

根据发动机燃烧所产生的总功、发动机有效输出功、发动机排气损失及发动机冷却损失，获取发动机本体吸收热量：

P_{engine,warm,n}＝P_{engine,fire,n}-P_engine,out,n-P_{engine,emission,n}-P_{engine,cool,n}式(6)；

式(6)中，P_{engine,warm,n}为当前发动机本体吸收热量，单位W。

根据第一方面的第五种可能的实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，所述“根据发动机本体吸收热量，建立发动机温度模型，获取工况循环各个时间点的发动机温度”步骤，包括以下步骤：

根据发动机本体吸收热量，建立发动机温度模型：

式(7)中，T_engine,n+1为n+1时刻发动机温度，单位℃；

dt为时间步长，单位s；

C_engine为发动机比热容，根据发动机产品特性可得，单位J/kg/℃；

m_engi_ne为发动机重量，根据发动机产品特性可得，单位kg；

根据发动机温度模型，获取工况循环各个时间点的发动机温度。

根据第一方面的第六种可能的实现方式，在第一方面的第七种可能的实现方式中，所述“建立发动机冷机油耗修正模型，根据所述工况循环各个时间点的发动机温度，获取不同温度时的发动机瞬时油耗”步骤，包括以下步骤：

建立发动机冷机油耗修正模型：

F_cold,n+1＝F_hot,n+1×C_hot,n+1 式(8)；

式中，F_cold,n+1为n+1时刻发动机冷机瞬时油耗，单位m³/s；

F_hot,n+1为n+1时刻发动机热机瞬时油耗，由发动机模型输出，单位m3/s；

C_hot,n+1为n+1时刻发动机冷机油耗修正系数，单位无；

T_engine,n+1为n+1时刻发动机温度，单位℃；

C₃为冷机修正因子，为可标定量，单位无；

根据发动机冷机油耗修正模型，并根据所述工况循环各个时间点的发动机温度，获取不同温度时的发动机瞬时油耗。

根据第一方面的第七种可能的实现方式，在第一方面的第八种可能的实现方式中，所述“建立工况循环油耗计算模型，根据所述不同温度时的发动机瞬时油耗，获得整车冷启动工况循环总油耗”步骤，包括以下步骤：

建立工况循环油耗计算模型：

式中，F_cold为发动机冷机瞬时油耗，单位m3/s；

dt为时间步长，单位s；

V_vehicle为车辆车速，单位km/h；

FC_工况为工况循环总油耗，单位L/100km；

根据工况循环油耗计算模型，并根据所述不同温度时的发动机瞬时油耗，获得整车冷启动工况循环总油耗。

第二方面，本发明提出一种汽车冷机油耗评估系统，包括：

热机油耗仿真模块，用于根据汽车理论、得到车辆热机油耗仿真模型；

发动机温度模块，用于建立发动机温度模型，获取工况循环各个时间点的发动机温度；

冷机油耗修正模块，用于建立发动机冷机油耗修正模型，根据所述工况循环各个时间点的发动机温度，获取不同温度时的发动机瞬时油耗；以及，

油耗计算模块，用于根据所述不同温度时的发动机瞬时油耗，获得整车冷启动工况循环总油耗。

与现有技术相比，本发明的优点如下：该汽车冷机油耗评估方法精度高，是一种理论、实验与试验的结合，能够提高车型开发中目标定义的精确性以及指标分解的合理性；该方法车型适用性高，适用于各种搭载各种发动机的各种车型，包括涡轮增压发动机、柴油发动机、混合动力汽车等，能够支撑新车型新机构的开发和应用；该方法工况适应高，适用于诸如NEDC、WLTC、CLTC等工况以及各种用户使用工况，能够应对未来各种法规及需求；该方法时效性高，模型相对简单可靠，规避了复杂模型带来的时效性问题，能够在保证精度的同时快速的得到结果。

附图说明

图1是本发明实施例所述的汽车冷机油耗评估方法的步骤流程示意图；

图2是本发明实施例的发动机基础模型、温度模型、冷机油耗修正模型的相对关系及其与整车热机模型的关系；

图3是本发明实施例的发动机温度计算步骤及其相对关系；

图4是本发明实施例的发动机温度及冷机油耗修正模型标定流程。

具体实施方式

现在将详细参照本发明的具体实施例，在附图中例示了本发明的例子。尽管将结合具体实施例描述本发明，但将理解，不是想要将本发明限于所述的实施例。相反，想要覆盖由所附权利要求限定的在本发明的精神和范围内包括的变更、修改和等价物。应注意，这里描述的方法步骤都可以由任何功能块或功能布置来实现，且任何功能块或功能布置可被实现为物理实体或逻辑实体、或者两者的组合。

为了使本领域技术人员更好地理解本发明，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。

注意：接下来要介绍的示例仅是一个具体的例子，而不作为限制本发明的实施例必须为如下具体的步骤、数值、条件、数据、顺序等等。本领域技术人员可以通过阅读本说明书来运用本发明的构思来构造本说明书中未提到的更多实施例。

参见图1所示，本发明实施例提供一种汽车冷机油耗评估方法，包括以下步骤：

S10、根据汽车理论，建立车辆热机油耗仿真模型，得到热机瞬时油耗；

S20、建立发动机温度模型(发动机温度模块)，获取工况循环各个时间点的发动机温度；

S30、建立发动机冷机油耗修正模型(发动机冷机油耗修正模块)，根据所述工况循环各个时间点的发动机温度，获取不同温度时的发动机瞬时油耗；

S40、建立工况循环油耗计算模型(工况循环油耗计算模块)，根据所述不同温度时的发动机瞬时油耗，获得整车冷启动工况循环总油耗。

而且，在一些实施例中，上述步骤S10，即所述“根据汽车理论，建立车辆热机油耗仿真模型，得到热机瞬时油耗”步骤，包括以下步骤：

根据汽车理论，得到车辆热机油耗仿真模型；

根据车辆热机油耗仿真模型，得到热机瞬时油耗；

其中，所述车辆热机油耗仿真模型包括整车模型、发动机基础模型、车载电器负载模型、离合器模型、变速器模型、差速器模型、传动轴模型、车轮模型、驾驶员模型、ECU电控模型。

通过汽车理论，建立常规车辆热机油耗仿真模型。该模型中包含整车模型、发动机基础模型(发动机基础模块)、车载电器负载模型(车载电器负载模块)、离合器模型(离合器模块)、变速器模型(变速器模块)、差速器模型(差速器模块)、传动轴模型(传动轴模块)、车轮模型(车轮模块)、驾驶员模型(驾驶员模块)、ECU电控模型(ECU电控模块)等。然后根据汽车理论，建立各模型之间的相对理论计算关系。各个模型都有对应的所需输入、输出数据，整车热机模型中的发动机基础模型和工况循环油耗计算模型与发动机温度模型及冷机油耗修正模型的输入输出关系如图2所示。

其中，本方法中的发动机基础模型为基于发动机热机万有特性MAP的稳态模型，即根据发动机当前转速、扭矩经过万有特性台架试验数据查表插值可得出发动机热机瞬时油耗，因为是基于试验数据而来，所以精度较高。而之前的瞬态模型计算法中的发动机基础模型，属于瞬态模型，其发动机热机瞬时油耗并非根据试验数据插值查表可得，而是需要如燃烧室容积、节气门开度、缸径、行程等详细输入数据，以及气门正时角度、点火正时、喷油器性能等各个转速、扭矩下都较难获取并且需要标定确认的输入数据，然后再根据燃烧理论、流体理论等复杂理论创建的实验算法来计算出当前转速、扭矩下的发动机热机瞬时油耗，所以该方法的发动机基础模型较为复杂，所需输入数据也较多，算法较为复杂，建模所需耗时较长，并且其精度也取决于这些输入数据的准确性，而本方法中的发动机基础模型在保证计算精度的同时相对更加简单，耗时短。

而且，在一些实施例中，上述步骤S20，即所述“建立发动机温度模型，获取工况循环各个时间点的发动机温度”步骤，包括以下步骤：

S22、获取发动机燃烧所产生的总功和发动机有效输出功；

S24、根据发动机燃烧所产生的总功和发动机有效输出功，获得发动机排气损失，并获取发动机冷却损失；

S26、根据发动机燃烧所产生的总功、发动机有效输出功、发动机排气损失及发动机冷却损失，获取发动机本体吸收热量；

S28、根据发动机本体吸收热量，建立发动机温度模型，获取工况循环各个时间点的发动机温度。

发动机温度模型是上述发动机基础模型的补充模型，通过一定的理论基础，并结合实验数据，计算出工况循环各个时间点的发动机温度。它与发动机基础模型和冷机油耗修正模型的相对计算及输入输出关系如图2所示。该模型所需的输入数据是发动机瞬时油耗、燃油密度、燃油热值、转速、扭矩、排气损失占比、冷却换热系数、节温器开启温度、比热、重量、时间步长及车速，输出的是发动机温度。计算步骤及相互输入输出关系如图3所示。

进一步地，在一些实施例中，上述步骤S22，即所述“获取发动机燃烧所产生的总功和发动机有效输出功”步骤，包括以下步骤：

获取发动机燃烧所产生的总功：

P_{engine,fire,n}＝F_cold,n×ρ_fuel×H_fuel 式(1)；

式(1)中，P_{engine,fire,n}为n时刻发动机燃烧产生的总功率，单位W；

F_cold,n为n时刻发动机冷机瞬时油耗，工况计算中可得，单位m³/s；

ρ_fuel为燃油密度，可查询油品报告得到，单位为kg/m³；

H_fuel为燃油热值，可查询油品报告得到，单位为KJ/Kg；

获取发动机有效输出功：

式(2)中，P_engine,out,n为n时刻发动机有效输出功率，单位W；

T_engine,n为n时刻发动机有效输出扭矩，工况计算中可得，单位Nm；

n_engine,n为n时刻发动机转速，工况计算中可得，单位rpm。

而且，在一些实施例中，上述步骤S24，即所述“根据发动机燃烧所产生的总功和发动机有效输出功，获得发动机排气损失，并获取发动机冷却损失”步骤，包括以下步骤：

根据发动机燃烧所产生的总功和发动机有效输出功，获得发动机排气损失：

P_{engine,emission,n}＝C₁×(P_{engine,fire,n}-P_engine,out,n) 式(3)；

式(3)中，P_{engine,emission,n}为n时刻发动机排气损失，单位W；

C₁为发动机排气损失占比，为可标定量，单位无；

获得发动机冷却损失：

P_{engine,cool,n}＝h_{engine,cool,n}×(T_{engine,fire,n}-T_environment) 式(4)；

式(4)(5)中，P_{engine,cool,n}为n时刻发动机冷却损失，单位W；

h_{engine,cool,n}为n时刻发动机换热量，单位W/℃；

T_engine,n为n时刻发动机温度，单位℃；

T_environment为环境温度，可由工况法规定义得到，单位℃；

C₂为发动机冷却换热系数，为可标定量，单位W/℃/(km/h)；

T_thermostat为发动机节温器开启温度，根据发动机产品特性可得，单位℃；

V_vehicle,n为n时刻车辆车速，工况计算中可得，单位km/h。

而且，在一些实施例中，上述步骤S26，即所述“根据发动机燃烧所产生的总功、发动机有效输出功、发动机排气损失及发动机冷却损失，获取发动机本体吸收热量”步骤，包括以下步骤：

根据发动机燃烧所产生的总功、发动机有效输出功、发动机排气损失及发动机冷却损失，获取发动机本体吸收热量：

P_{engine,warm,n}＝P_{engine,fire,n}-P_engine,out,n-P_{engine,emission,n}-P_{engine,cool,n}式(6)；

式(6)中，P_{engine,warm,n}为当前发动机本体吸收热量，单位W。

而且，在一些实施例中，上述步骤S28，即所述“根据发动机本体吸收热量，建立发动机温度模型，获取工况循环各个时间点的发动机温度”步骤，包括以下步骤：

根据发动机本体吸收热量，建立发动机温度模型：

式(7)中，T_engine,n+1为n+1时刻发动机温度，单位℃；

dt为时间步长，单位s；

C_engine为发动机比热容，根据发动机产品特性可得，单位J/kg/℃；

m_engine为发动机重量，根据发动机产品特性可得，单位kg；

根据发动机温度模型，就可以获取工况循环各个时间点的发动机温度。

通过以上步骤S10、S20，即可计算得到任意时刻发动机温度。其中，本方法中的发动机温度模型为实验和理论相结合的一维模型，仅需要输入两个标定量及发动机部分产品特性数据即可计算得到发动机温度。而之前的瞬态模型计算法中的发动机温度模型，属于纯理论的三维模型，其输入数据包含缸体、缸盖、活塞环、曲轴等详细尺寸数据，润滑油及冷却液成分、流量、温度、介质成分等特性数据，发动机在机舱的坐标位置、与舱内其他零部件的间距关系，以及舱内散热器、冷凝器、进气格栅等产品性能数据等等，然后再根据传热理论、流体理论等复杂理论建立三维仿真模型，才能计算出发动机温度。该算法较为复杂，建模所需耗时较长，并且其精度也取决于这些输入数据的准确性，而本方法中的发动机温度模型在保证计算精度的同时相对更加简单，耗时短。

此外，在一些实施例中，上述步骤S30，即所述“建立发动机冷机油耗修正模型，根据所述工况循环各个时间点的发动机温度，获取不同温度时的发动机瞬时油耗”步骤，包括以下步骤：

建立发动机冷机油耗修正模型：

F_cold,n+1＝F_hot,n+1×C_hot,n+1 式(8)；

式中，F_cold,n+1为n+1时刻发动机冷机瞬时油耗，单位m³/s；

F_hot,n+1为n+1时刻发动机热机瞬时油耗，由发动机模型输出，单位m³/s；

C_hot,n+1为n+1时刻发动机冷机油耗修正系数，单位无；

T_engine,n+1为n+1时刻发动机温度，单位℃；

C₃为冷机修正因子，为可标定量，单位无；

根据发动机冷机油耗修正模型，并根据所述工况循环各个时间点的发动机温度，获取不同温度时的发动机瞬时油耗。

发动机冷机油耗修正模型也是上述发动机基础模型的补充模型，通过一定的理论基础，并结合实验数据，计算出不同温度下的发动机瞬时油耗。它与发动机基础模型和温度子模型的相对计算及输入输出关系如图2。该模型所需的输入数据是发动机热机瞬时油耗、发动机温度，冷机修正因子，输出是发动机冷机瞬时油耗。

此外，在一些实施例中，上述步骤S40，即所述“建立工况循环油耗计算模型，根据所述不同温度时的发动机瞬时油耗，获得整车冷启动工况循环总油耗”步骤，包括以下步骤：

建立工况循环油耗计算模型：

式中，F_cold为发动机冷机瞬时油耗，单位m³/s；

dt为时间步长，单位s；

V_vehicle为车辆车速，单位km/h；

FC_工况为工况循环总油耗，单位L/100km；

根据工况循环油耗计算模型，并根据所述不同温度时的发动机瞬时油耗，就可获得整车冷启动工况循环总油耗。

工况循环油耗计算模块的目的是计算整个工况循环的累计总油耗。根据以上三个步骤，即可得到任意时刻发动机冷机瞬时油耗，然后根据工况时间和车速积分，即可得到整车冷启动工况循环总油耗。工况循环油耗计算模块与发动机冷机油耗修正模块和整车热机模型的相对计算及输入输出关系如图2。该模块所需的输入是发动机冷机瞬时油耗和车速、时间步长，输出的是个工况循环的累计总油耗。

此外，在一些实施例中，上述步骤S40中，即所述“建立工况循环油耗计算模型，根据所述不同温度时的发动机瞬时油耗，获得整车冷启动工况循环总油耗”步骤之后，包括以下步骤：

S50、对整车冷机模型进行标定。

为了使模型的计算结果精度及适应性更高，进一步，需要根据已有的试验结果对模型进行标定。整车冷机模型标定，其内容涵盖整车热机模型标定，发动机温度模型及冷机油耗修正模型标定。其中整车热机模型的标定较为常规，本方法不作特殊描述，重点在发动机温度模型及冷机油耗修正模型的标定。标定的本质，即是调整优化模型中的可标定量。上述步骤中所涉及到的变量，仅仅C系列参数为未知量，模型的标定即是这些参数的修订。具体标定方法及流程如下图4所示：

S51、试验数据获取及处理

对试验数据获取及处理的要求是：

(1)必须是该车型冷启动工况循环油耗数据，如NEDC、WLTC、CLTC油耗；

(2)该数据必须是过程瞬时数据，而非仅仅循环总油耗结果；

(3)该过程数据必须包含发动机瞬时温度及油耗，并提取出。

S52、整车油耗仿真计算

根据上述方法建立的整车油耗模型，进行与试验数据相对应的工况油耗仿真计算，并提取出发动机瞬时温度及油耗过程数据。

S53、发动机温度对比

对比试验和仿真结果中的发动机温度数据，用以判断发动机温度模块精度，判断标准为：如果两者误差在±5％之内，则为Y，否则为N。

S54、C₁、C₂修订。

对C₁和C₂参数进行修订，修订方法遵循以下原则：

(1)如果试验发动机温度比仿真高5％，则分别调低C₁、C₂；

(2)如果试验发动机温度比仿真低5％,则分别调高C₁、C₂；

(3)C₁初始值为0.3，范围处于0.25至0.35之间；

(4)C₂初始值为20，范围处于10-40之间；

(5)优先调整C₁。

S55、发动机油耗对比.

对比试验和仿真结果中的发动机瞬时油耗及循环总油耗数据，用以判断发动机冷机修正油耗子模型精度，判断标准为：如果瞬时油耗误差在±10％且循环总油耗在±5％以内，则为Y，否则为N。

S56、C₃修订

对C₃参数进行修订，修订方法遵循以下原则：

(1)如果试验油耗高于仿真油耗，调低C₃；

(2)如果试验油耗低于仿真油耗，调高C₃；

(3)C₃初始值为3，范围处于2.5-3.5之间。

而且，在一些实施例中，上述步骤S50即所述“对整车冷机模型进行标定”步骤之后，还包括如下步骤：

对整车冷机油耗计算。应用标定好的整车冷机模型开始计算，计算方法、输入、输出、结果后处理等与常规一样。这样即可较快较高精度的计算出整车冷机工况循环总油耗。

此外，本发明还提出一种汽车冷机油耗评估系统，包括：

热机油耗仿真模块，用于根据汽车理论、得到车辆热机油耗仿真模型；

发动机温度模块，用于建立发动机温度模型，获取工况循环各个时间点的发动机温度；

冷机油耗修正模块，用于建立发动机冷机油耗修正模型，根据所述工况循环各个时间点的发动机温度，获取不同温度时的发动机瞬时油耗；以及，

油耗计算模块，用于根据所述不同温度时的发动机瞬时油耗，获得整车冷启动工况循环总油耗。

可知，本实施例所述的汽车冷机油耗评估系统与上述的汽车冷机油耗评估方法相互对应，本实施例中汽车油门特性设计系统中各个模块的功能在相应的方法实施例中详细阐述，在此不再一一说明。

与现有技术相比，本发明的优点如下：该汽车冷机油耗评估方法精度高，是一种理论、实验与试验的结合，能够提高车型开发中目标定义的精确性以及指标分解的合理性；该方法车型适用性高，适用于各种搭载各种发动机的各种车型，包括涡轮增压发动机、柴油发动机、混合动力汽车等，能够支撑新车型新机构的开发和应用；该方法工况适应高，适用于诸如NEDC、WLTC、CLTC等工况以及各种用户使用工况，能够应对未来各种法规及需求；该方法时效性高，模型相对简单可靠，规避了复杂模型带来的时效性问题，能够在保证精度的同时快速的得到结果。

综合对比举例如下表，本方法兼顾了精度及时效性，是一种综合性能较好的方法。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述方法的所有方法步骤或部分方法步骤。

本发明实现上述方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种电子设备，包括存储器和处理器，存储器上储存有在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述方法中的所有方法步骤或部分方法步骤。

所称处理器可以是中央处理单元(CentralProcessingUnit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DigitalSignalProcessor，DSP)、专用集成电路(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-ProgrammableGateArray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，处理器是计算机装置的控制中心，利用各种接口和线路连接整个计算机装置的各个部分。

存储器可用于存储计算机程序和/或模型，处理器通过运行或执行存储在存储器内的计算机程序和/或模型，以及调用存储在存储器内的数据，实现计算机装置的各种功能。存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(例如声音播放功能、图像播放功能等)；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(例如音频数据、视频数据等)。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(SmartMediaCard，SMC)，安全数字(SecureDigital，SD)卡，闪存卡(FlashCard)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、服务器或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、服务器和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种汽车冷机油耗评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据汽车理论，建立车辆热机油耗仿真模型，得到热机瞬时油耗；

建立发动机温度模型，获取工况循环各个时间点的发动机温度；

建立发动机冷机油耗修正模型，根据所述工况循环各个时间点的发动机温度，获取不同温度时的发动机瞬时油耗；

建立工况循环油耗计算模型，根据所述不同温度时的发动机瞬时油耗，获得整车冷启动工况循环总油耗。

2.如权利要求1所述的汽车冷机油耗评估方法，其特征在于，所述“根据汽车理论，建立车辆热机油耗仿真模型，得到热机瞬时油耗”步骤，包括以下步骤：

根据汽车理论，得到车辆热机油耗仿真模型；

根据车辆热机油耗仿真模型，得到热机瞬时油耗；

其中，所述车辆热机油耗仿真模型包括整车模型、发动机基础模型、车载电器负载模型、离合器模型、变速器模型、差速器模型、传动轴模型、车轮模型、驾驶员模型、ECU电控模型。

3.如权利要求2所述的汽车冷机油耗评估方法，其特征在于，所述“建立发动机温度模型，获取工况循环各个时间点的发动机温度”步骤，包括以下步骤：

获取发动机燃烧所产生的总功和发动机有效输出功；

根据发动机燃烧所产生的总功和发动机有效输出功，获得发动机排气损失，并获取发动机冷却损失；

根据发动机燃烧所产生的总功、发动机有效输出功、发动机排气损失及发动机冷却损失，获取发动机本体吸收热量；

根据发动机本体吸收热量，建立发动机温度模型，获取工况循环各个时间点的发动机温度。

4.如权利要求3所述的汽车冷机油耗评估方法，其特征在于，所述“获取发动机燃烧所产生的总功和发动机有效输出功”步骤，包括以下步骤：

获取发动机燃烧所产生的总功：

P_{engine,fire,n}＝F_cold,n×ρ_fuel×H_fuel 式(1)；

式(1)中，P_{engine,fire,n}为n时刻发动机燃烧产生的总功率，单位W；

F_cold,n为n时刻发动机冷机瞬时油耗，工况计算中可得，单位m³/s；

ρ_fuel为燃油密度，可查询油品报告得到，单位为kg/m³；

H_fuel为燃油热值，可查询油品报告得到，单位为KJ/Kg；

获取发动机有效输出功：

式(2)中，P_engine,out,n为n时刻发动机有效输出功率，单位W；

T_engine,n为n时刻发动机有效输出扭矩，工况计算中可得，单位Nm；

n_engine,n为n时刻发动机转速，工况计算中可得，单位rpm。

5.如权利要求4所述的汽车冷机油耗评估方法，其特征在于，所述“根据发动机燃烧所产生的总功和发动机有效输出功，获得发动机排气损失，并获取发动机冷却损失”步骤，包括以下步骤：

根据发动机燃烧所产生的总功和发动机有效输出功，获得发动机排气损失：

P_{engine,emission,n}＝C₁×(P_{engine,fire,n}-P_engine,out,n) 式(3)；

式(3)中，P_{engine,emission,n}为n时刻发动机排气损失，单位W；

C₁为发动机排气损失占比，为可标定量，单位无；

获得发动机冷却损失：

P_{engine,cool,n}＝h_{engine,cool,n}×(T_{engine,fire,n}-T_environment) 式(4)；

式(4)(5)中，P_{engine,cool,n}为n时刻发动机冷却损失，单位W；

h_{engine,cool,n}为n时刻发动机换热量，单位W/℃；

T_engine,n为n时刻发动机温度，单位℃；

T_environment为环境温度，可由工况法规定义得到，单位℃；

C₂为发动机冷却换热系数，为可标定量，单位W/℃/(km/h)；

T_thermostat为发动机节温器开启温度，根据发动机产品特性可得，单位℃；

V_vehicle,n为n时刻车辆车速，工况计算中可得，单位km/h。

6.如权利要求5所述的汽车冷机油耗评估方法，其特征在于，所述“根据发动机燃烧所产生的总功、发动机有效输出功、发动机排气损失及发动机冷却损失，获取发动机本体吸收热量”步骤，包括以下步骤：

根据发动机燃烧所产生的总功、发动机有效输出功、发动机排气损失及发动机冷却损失，获取发动机本体吸收热量：

P_{engine,warm,n}＝P_{engine,fire,n}-P_engine,out,n-P_{engine,emission,n}-P_{engine,cool,n}

式(6)；

式(6)中，P_{engine,warm,n}为当前发动机本体吸收热量，单位W。

7.如权利要求6所述的汽车冷机油耗评估方法，其特征在于，所述“根据发动机本体吸收热量，建立发动机温度模型，获取工况循环各个时间点的发动机温度”步骤，包括以下步骤：

根据发动机本体吸收热量，建立发动机温度模型：

式(7)中，T_engine,n+1为n+1时刻发动机温度，单位℃；

dt为时间步长，单位s；

C_engine为发动机比热容，根据发动机产品特性可得，单位J/kg/℃；

m_engine为发动机重量，根据发动机产品特性可得，单位kg；

根据发动机温度模型，获取工况循环各个时间点的发动机温度。

8.如权利要求7所述的汽车冷机油耗评估方法，其特征在于，所述“建立发动机冷机油耗修正模型，根据所述工况循环各个时间点的发动机温度，获取不同温度时的发动机瞬时油耗”步骤，包括以下步骤：

建立发动机冷机油耗修正模型：

F_cold,n+1＝F_hot,n+1×C_hot,n+1 式(8)；

式中，F_cold,n+1为n+1时刻发动机冷机瞬时油耗，单位m³/s；

F_hot,n+1为n+1时刻发动机热机瞬时油耗，由发动机模型输出，单位m3/s；

C_hot,n+1为n+1时刻发动机冷机油耗修正系数，单位无；

T_engine,n+1为n+1时刻发动机温度，单位℃；

C₃为冷机修正因子，为可标定量，单位无；

根据发动机冷机油耗修正模型，并根据所述工况循环各个时间点的发动机温度，获取不同温度时的发动机瞬时油耗。

9.如权利要求8所述的汽车冷机油耗评估方法，其特征在于，所述“建立工况循环油耗计算模型，根据所述不同温度时的发动机瞬时油耗，获得整车冷启动工况循环总油耗”步骤，包括以下步骤：

建立工况循环油耗计算模型：

式中，F_cold为发动机冷机瞬时油耗，单位m³/s；

dt为时间步长，单位s；

V_vehicle为车辆车速，单位km/h；

FC_工况为工况循环总油耗，单位L/100km；

根据工况循环油耗计算模型，并根据所述不同温度时的发动机瞬时油耗，获得整车冷启动工况循环总油耗。

10.一种汽车冷机油耗评估系统，其特征在于，包括：

热机油耗仿真模块，用于根据汽车理论、得到车辆热机油耗仿真模型；

发动机温度模块，用于建立发动机温度模型，获取工况循环各个时间点的发动机温度；

冷机油耗修正模块，用于建立发动机冷机油耗修正模型，根据所述工况循环各个时间点的发动机温度，获取不同温度时的发动机瞬时油耗；以及，

油耗计算模块，用于根据所述不同温度时的发动机瞬时油耗，获得整车冷启动工况循环总油耗。

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