CN113639813B - 基于车窗玻璃透射率的汽车油耗测试系统及其测试方法 - Google Patents

基于车窗玻璃透射率的汽车油耗测试系统及其测试方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于车窗玻璃透射率的汽车油耗测试系统，参数获取模块获取乘员舱温度、油耗、各个位置的车窗玻璃透射率和各个位置的车窗玻璃面积；参数处理模块根据乘员舱温度差和车窗玻璃平均透射率差得到第一系数，根据第一系数、车辆各个位置的车窗玻璃面积以及车窗玻璃透射率差得到乘员舱平均温度差，根据油耗差以及乘员舱平均温度差得到第二系数；控制模块控制车辆执行静置照射阶段、油耗测试阶段和油耗评价阶段。本发明还公开了一种基于车窗玻璃透射率的汽车油耗测试系统的测试方法，包括静置照射阶段、油耗测试阶段和油耗评价阶段。本发明建立了车窗玻璃透射率与油耗之间的量化关系，为设计车辆基于油耗设计目标来选取车窗玻璃提供指导。

Description

基于车窗玻璃透射率的汽车油耗测试系统及其测试方法
技术领域
本发明涉及油耗测试技术领域，具体地指一种基于车窗玻璃透射率的汽车油耗测试系统及其测试方法。
背景技术
太阳能通过玻璃传递热能，同时被车身内饰和玻璃吸收，在对流的作用下使得车内温度升高。通过减少经玻璃传递的热能，可以降低车内温度，从而减少空调等外循环技术的能耗，为客舱降温和保持乘客舒适性所需的能量，最终降低整车的燃油消耗。乘用车装有较低Tts的整车玻璃在实际使用中具有明显节能效果，但在现有试验方法中无法(完全)测量的技术/装置。
中国专利CN109724661A公开了一种低温环境下车辆油耗的测算方法，包含有在开启汽车空调情况下进行测算实际油耗的过程和方法。但是并没有考虑车窗玻璃的透射率对乘员舱内温度升高的影响，仅仅只是考虑了环境温度对油耗的影响。
发明内容
本发明的目的就是要克服上述现有技术存在的不足，提供一种基于车窗玻璃透射率的汽车油耗测试系统及其测试方法。
为实现上述目的，本发明提供一种基于车窗玻璃透射率的汽车油耗测试系统，包括参数获取模块、参数处理模块、控制模块和执行单元；
所述参数获取模块用于获取乘员舱温度、油耗、各个位置的车窗玻璃透射率和各个位置的车窗玻璃面积；
所述参数处理模块用于，根据多个车辆相对基准车辆的乘员舱温度差和车窗玻璃平均透射率差得到第一系数，根据第一系数、车辆各个位置的车窗玻璃面积以及车窗玻璃透射率差得到车辆的乘员舱平均温度差，根据多个车辆相对基准车辆的油耗差以及乘员舱平均温度差得到第二系数；
所述控制模块用于控制车辆执行静置照射阶段、油耗测试阶段和油耗评价阶段；
静置照射阶段：关闭发动机和车窗，使车辆在设定光照强度下静置第二设定时间，获取多个车辆的乘员舱温度；
油耗测试阶段：开启汽车空调并设定相同的空调参数，控制车辆在油耗测试规定工况下行驶，测量多个车辆的油耗；
进一步地，所述控制模块还用于控制车辆执行暖机阶段；
暖机阶段：关闭汽车空调、开启车窗和发动机、控制车辆以设定速度行驶第一设定时间。
进一步地，所述参数处理模块还用于，根据各个位置的车窗玻璃透射率和各个位置的车窗玻璃面积得到车窗玻璃平均透射率。
进一步地，所述参数处理模块还用于，根据如下公式得到车窗玻璃平均透射率Tts-averg
Figure BDA0003173455540000021
其中，m为车辆车窗玻璃的块数，j为第j个位置的车窗玻璃，Ttsj为第j个位置的车窗玻璃透射率，Sj为第j个位置的车窗玻璃面积，S为该车辆车窗玻璃的总面积。
进一步地，所述参数处理模块还用于，获取多个车辆相对基准车辆的乘员舱温度差与车窗玻璃平均透射率差的比值，对多个比值进行曲线拟合得到第一系数。
进一步地，所述参数处理模块还用于，根据如下公式得到乘员舱平均温度差△Tj
Figure BDA0003173455540000031
其中，K为第一系数，△Ttsj为第j个位置的车窗玻璃透射率差。
进一步地，所述参数处理模块100还用于，获取多个车辆相对基准车辆的油耗差与乘员舱平均温度差的比值，对多个比值进行曲线拟合得到第二系数。
本发明还提供一种基于车窗玻璃透射率的汽车油耗测试系统的测试方法，包括：
静置照射阶段：关闭发动机和车窗，使车辆在设定光照强度下静置第二设定时间，获取多个车辆的乘员舱温度；
选定基准车辆，根据多个车辆相对基准车辆的乘员舱温度差和车窗玻璃平均透射率差得到第一系数，根据第一系数、车辆各个位置的车窗玻璃面积以及车窗玻璃透射率差得到车辆的乘员舱平均温度差，所述乘员舱平均温度差为各个位置车窗玻璃贡献的乘员舱温度差的平均值；
油耗测试阶段：开启汽车空调并设定相同的空调参数，控制车辆在油耗测试规定工况下行驶，测量多个车辆的油耗；
根据多个车辆相对基准车辆的油耗差以及乘员舱平均温度差得到第二系数，所述第二系数为油耗差与乘员舱平均温度差的比值。
进一步地，在静置照射阶段之前还包括暖机阶段。
暖机阶段：关闭汽车空调、开启车窗和发动机、控制车辆以设定速度行驶第一设定时间。
进一步地，所述车窗玻璃平均透射率的确定方法包括，根据各个位置的车窗玻璃透射率和各个位置的车窗玻璃面积得到。
进一步地，所述第一系数的确定方法包括，获取多个车辆相对基准车辆的乘员舱温度差与车窗玻璃平均透射率差的比值，对多个比值进行曲线拟合得到第一系数。
进一步地，所述第二系数的确定方法包括，获取多个车辆相对基准车辆的油耗差与乘员舱平均温度差的比值，对多个比值进行曲线拟合得到第二系数。
本发明的有益效果：确定车窗玻璃透射率与油耗之间的量化关系。本发明首先选定基准车辆为对比标准，通过静置照射阶段得到车窗玻璃平均透射率差与乘员舱温度差之间的量化关系，从而求得乘员舱平均温度差，然后通过油耗测试阶段得到乘员舱平均温度差与油耗差之间的量化关系，这样便可以通过设计车辆的车窗透射率差、第一系数和第二系数得到设计车辆的油耗，从而基于油耗的设计目标选取合适透射率的车窗玻璃。
附图说明
图1为本发明的油耗测试系统结构示意图。
图中各部件标号如下：参数获取模块100、参数处理模块200、控制模块300、执行单元400。
具体实施方式
下面具体实施方式用于对本发明的权利要求技术方案作进一步的详细说明，便于本领域的技术人员更清楚地了解本权利要求书。本发明的保护范围不限于下面具体的实施例。本领域的技术人员做出的包含有本发明权利要求书技术方案而不同于下列具体实施方式的也是本发明的保护范围。
如图1所示，一种基于车窗玻璃透射率的汽车油耗测试系统，包括参数获取模块100、参数处理模块200、控制模块300和执行单元400；
参数获取模块100用于获取乘员舱温度、油耗、各个位置的车窗玻璃透射率和各个位置的车窗玻璃面积；
参数处理模块200用于，根据多个车辆相对基准车辆的乘员舱温度差和车窗玻璃平均透射率差得到第一系数，根据第一系数、车辆各个位置的车窗玻璃面积以及车窗玻璃透射率差得到车辆的乘员舱平均温度差，根据多个车辆相对基准车辆的油耗差以及乘员舱平均温度差得到第二系数；
控制模块300用于控制车辆执行静置照射阶段、油耗测试阶段和油耗评价阶段；
静置照射阶段：关闭发动机和车窗，使车辆在设定光照强度下静置第二设定时间，获取多个车辆的乘员舱温度；
油耗测试阶段：开启汽车空调并设定相同的空调参数，控制车辆在油耗测试规定工况下行驶，测量多个车辆的油耗；
油耗评价阶段：根据设计车辆各个位置的车窗透射率差、第一系数和第二系数得到设计车辆的油耗。
本实施例中，控制模块300还用于控制车辆执行暖机阶段；
暖机阶段：关闭汽车空调、开启车窗和发动机、控制车辆以设定速度行驶第一设定时间。
本实施例中，参数处理模块200还用于，根据各个位置的车窗玻璃透射率和各个位置的车窗玻璃面积得到车窗玻璃平均透射率。
本实施例中，参数处理模块200还用于，根据如下公式得到车窗玻璃平均透射率Tts-averg
Figure BDA0003173455540000051
其中，m为车辆车窗玻璃的块数，j为第j个位置的车窗玻璃，Ttsj为第j个位置的车窗玻璃透射率，Sj为第j个位置的车窗玻璃面积，S为该车辆车窗玻璃的总面积。
本实施例中，参数处理模块200还用于，获取多个车辆相对基准车辆的乘员舱温度差与车窗玻璃平均透射率差的比值，对多个比值进行曲线拟合得到第一系数。
本实施例中，参数处理模块200还用于，根据如下公式得到乘员舱平均温度差△Tj
Figure BDA0003173455540000061
其中，K为第一系数，△Ttsj为第j个位置的车窗玻璃透射率差。
本实施例中，参数处理模块100还用于，获取多个车辆相对基准车辆的油耗差与乘员舱平均温度差的比值，对多个比值进行曲线拟合得到第二系数。
本发明首先选定基准车辆为对比标准，通过静置照射阶段得到车窗玻璃平均透射率差与乘员舱温度差之间的量化关系，从而求得乘员舱平均温度差，然后通过油耗测试阶段得到乘员舱平均温度差与油耗差之间的量化关系，这样便可以通过设计车辆的车窗透射率差、第一系数和第二系数得到设计车辆的油耗，从而基于油耗的设计目标选取合适透射率的车窗玻璃。
结合具体的实施例，上述基于车窗玻璃透射率的汽车油耗测试系统的测试方法如下：
首先选取三台车辆，对他们各个位置的车窗玻璃进行选取和配置，具体详见表1。
配置 前风窗玻璃 后风窗玻璃 前车门玻璃 后车门玻璃 固定角窗 天窗玻璃
1 普绿+普通PVB 普绿，3.5mm 普绿,3.5mm 普绿,3.5mm 普绿,3.5mm 灰，4.0mm
2 普绿+普通PVB 灰，3.5mm 普绿,3.5mm 灰，3.5mm 灰，3.5mm 灰，4.0mm
3 白玻+镀膜PVB 灰，3.5mm 普绿,3.5mm 灰，3.5mm 灰，3.5mm 灰，4.0mm
暖机阶段：关闭汽车空调、开启车窗和发动机、控制车辆以90km/h等速行驶20min。这一阶段是为了使车辆发动机水温保持正常范围、整个车辆零部件充分润滑、且车辆乘员舱温度与环境温度保持一致。
静置照射阶段：关闭发动机和车窗，使车辆在设定光照强度850±45W/m2、环境温度30±2℃，相对湿度50±5％下静置30min，获取三个车辆的乘员舱温度。这样是为了测试和量化车窗玻璃透射率对乘员舱温度的影响程度。
选定表1中标号为1的车辆为基准车辆，根据如下公式得到三台车辆的车窗玻璃平均透射率Tts-averg分别为70％、63％、48％。
Figure BDA0003173455540000071
其中，j为第j个位置的车窗玻璃，Ttsj为第j个位置的车窗玻璃透射率，Sj为第j个位置的车窗玻璃面积，S为该车辆车窗玻璃的总面积。
获取剩余两台车辆相对基准车辆的乘员舱温度差△Ti与车窗玻璃平均透射率差△Tts-averg-i的比值Ki，对多个比值Ki进行曲线拟合得到第一系数K。
通过选取基准车辆，得到乘员舱温度差与车窗玻璃平均透射率差之间的关系，是因为对于某辆车而言，在静置照射阶段，其乘员舱温度的变化量不仅仅与车窗玻璃平均透射率相关，还与光照强度、环境温度、相对湿度以及车窗玻璃的总面积相关，因此无法得到某辆车辆的乘员舱温度变化量与车窗玻璃平均透射率之间的关系。而通过选取基准车辆，控制其他因素均相同，仅仅只是车窗玻璃平均透射率不同，那么就可以建立乘员舱温度差与车窗玻璃平均透射率差之间的关系，从而准确的量化车窗玻璃平均透射率的不同带来的影响。
然后根据第一系数K、车辆各个位置的车窗玻璃面积Sj以及车窗玻璃透射率差△Ttsj得到车辆的乘员舱平均温度差，乘员舱平均温度差为各个位置车窗玻璃贡献的乘员舱温度差的平均值。
乘员舱平均温度差△Tj为
Figure BDA0003173455540000072
其中，K为第一系数，△Ttsj为第j个位置的车窗玻璃透射率差，即该车辆第j个位置的车窗玻璃透射率相对基准车辆的差。
这样，由于各个位置的车窗玻璃透射率和面积不一样，那么各个位置贡献的乘员舱温度差也不一样，通过乘员舱平均温度差计算公式可以知道各个位置贡献的乘员舱温度差的平均值是多少。
油耗测试阶段：开启汽车空调并设定相同的空调参数，控制车辆在油耗测试规定工况下行驶，测量多个车辆的油耗；
获取多个车辆相对基准车辆的油耗差与多个车辆相对于基准车辆的乘员舱平均温度差的比值，对多个比值进行曲线拟合得到第二系数。这样是因为若选取油耗来建立油耗与乘员舱平均温度差的关系式不准确的，因为油耗的绝对大小还与其他多个因素相关，而通过选取设计车辆与基准车辆之间的油耗差则可以规避掉其他因素的影响，可以单独的得出油耗差与乘员舱平均温度差之间的量化关系。
油耗评价阶段：根据设计车辆各个位置的车窗透射率，与基准车辆各个位置的车窗透射率相比得到各个位置的车窗透射率差，然后结合各个位置的车窗玻璃面积和第一系数得到乘员舱平均温度差，将乘员舱平均温度差乘以第二系数得到设计车辆的油耗与基准车辆的油耗差，因此可得到设计车辆的油耗。这样根据油耗设计目标的要求可以对车窗玻璃的配置和透射率选取提供指导价值。

Claims (8)

1.一种基于车窗玻璃透射率的汽车油耗测试系统，其特征在于：包括参数获取模块(100)、参数处理模块(200)、控制模块(300)和执行单元(400)；
所述参数获取模块(100)用于获取乘员舱温度、油耗、各个位置的车窗玻璃透射率和各个位置的车窗玻璃面积；
所述参数处理模块(200)用于，根据各个位置的车窗玻璃透射率和各个位置的车窗玻璃面积得到单个车辆的车窗玻璃平均透射率，根据多个车辆相对基准车辆的乘员舱温度差和相对基准车辆的车窗玻璃平均透射率差得到第一系数，根据第一系数、车辆各个位置的车窗玻璃面积以及相对基准车辆的车窗玻璃透射率差得到车辆的乘员舱平均温度差，根据多个车辆相对基准车辆的油耗差以及乘员舱平均温度差得到第二系数；
所述控制模块(300)用于控制车辆执行静置照射阶段、油耗测试阶段和油耗评价阶段；
静置照射阶段：关闭发动机和车窗，使车辆在设定光照强度下静置第二设定时间，获取多个车辆的乘员舱温度；
油耗测试阶段：开启汽车空调并设定相同的空调参数，控制车辆在油耗测试规定工况下行驶，测量多个车辆的油耗；
油耗评价阶段：根据设计车辆各个位置的车窗透射率差、第一系数和第二系数得到设计车辆的油耗。
2.根据权利要求1所述的基于车窗玻璃透射率的汽车油耗测试系统，其特征在于：所述控制模块(300)还用于控制车辆执行暖机阶段；
暖机阶段：关闭汽车空调、开启车窗和发动机、控制车辆以设定速度行驶第一设定时间。
3.根据权利要求1所述的基于车窗玻璃透射率的汽车油耗测试系统，其特征在于：所述参数处理模块(200)还用于，获取多个车辆相对基准车辆的乘员舱温度差与相对基准车辆的车窗玻璃平均透射率差的比值，对多个比值进行曲线拟合得到第一系数。
4.根据权利要求1所述的基于车窗玻璃透射率的汽车油耗测试系统，其特征在于：所述参数处理模块(200)还用于，获取多个车辆相对基准车辆的油耗差与乘员舱平均温度差的比值，对多个比值进行曲线拟合得到第二系数。
5.一种基于车窗玻璃透射率的汽车油耗测试系统的测试方法，其特征在于，包括：
静置照射阶段：关闭发动机和车窗，使车辆在设定光照强度下静置第二设定时间，获取多个车辆的乘员舱温度；
选定基准车辆，根据各个位置的车窗玻璃透射率和各个位置的车窗玻璃面积得到单个车辆的车窗玻璃平均透射率，根据多个车辆相对基准车辆的乘员舱温度差和相对基准车辆的车窗玻璃平均透射率差得到第一系数，根据第一系数、车辆各个位置的车窗玻璃面积以及相对基准车辆的车窗玻璃透射率差得到车辆的乘员舱平均温度差，所述乘员舱平均温度差为各个位置车窗玻璃贡献的乘员舱温度差的平均值；
油耗测试阶段：开启汽车空调并设定相同的空调参数，控制车辆在油耗测试规定工况下行驶，测量多个车辆的油耗；
根据多个车辆相对基准车辆的油耗差以及乘员舱平均温度差得到第二系数，所述第二系数为油耗差与乘员舱平均温度差的比值；
油耗评价阶段：根据设计车辆各个位置的车窗透射率差、第一系数和第二系数得到设计车辆的油耗。
6.根据权利要求5所述的基于车窗玻璃透射率的汽车油耗测试系统的测试方法，其特征在于：在静置照射阶段之前还包括暖机阶段；
暖机阶段：关闭汽车空调、开启车窗和发动机、控制车辆以设定速度行驶第一设定时间。
7.根据权利要求5所述的基于车窗玻璃透射率的汽车油耗测试系统的测试方法，其特征在于：所述第一系数的确定方法包括，获取多个车辆相对基准车辆的乘员舱温度差与相对基准车辆的车窗玻璃平均透射率差的比值，对多个比值进行曲线拟合得到第一系数。
8.根据权利要求5所述的基于车窗玻璃透射率的汽车油耗测试系统的测试方法，其特征在于：所述第二系数的确定方法包括，获取多个车辆相对基准车辆的油耗差与乘员舱平均温度差的比值，对多个比值进行曲线拟合得到第二系数。
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