CN113702050A - 基于试验台架虚拟行驶的优化发动机排放的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于试验台架虚拟行驶的优化发动机排放的方法。它包括：基于试验台架构建测试路段和驾驶模式，基于试验台架模拟车辆在构建的测试路段获取不同驾驶模式的车辆虚拟排放数据，对比车辆虚拟排放数据与目标排放标准数据，基于对比结果调整试验台架上的发动机的温度对燃油的补偿、发动机空燃比和点火角控制参数。本发明能够使发动机较好得模拟出搭载整车时实际道路驾驶的运行状态，使得基于发动机的排放标定对整车更合理。

Description

基于试验台架虚拟行驶的优化发动机排放的方法
技术领域
本发明属于汽车发动机技术领域，具体涉及一种基于试验台架虚拟行驶的优化发动机排放的方法。
背景技术
目前现有的动力总成的开发首先在发动机性能台架上进行台架标定，标定数据初步固化后再刷写到适配的实车上进行标定，随后在转毂上对实车进行排放及油耗测试并同时开展整车标定的优化。结合国六排放法规《GB18352.6-2016轻型汽车污染物排放限值及测量方法》要求，最终车辆转到实际道路上进行排放测试验证，并且申报公告。然而在带环境仓的转毂试验台上进行测试，存在问题是实车试制的等待期和搭建造成的人力及物力的浪费。
如专利CN111433581A，公开了一种用于在试验台架上实施用于模拟车辆沿行驶路段的测试行驶的测试实验的方法，其中，在试验台架上为了实施测试实验将内燃机与加载设备连接，并且由试验台架自动化单元按照设定的运行调节方式通过预定试验运行的用于内燃机和加载设备的期望值来调节内燃机和加载设备，以及涉及一种相应的试验台架；但是上述台架可能实现整车的形式模拟，但是上述模拟路况没有考虑到各种路况和驾驶状态的区别，因此仿真结构始终与实际运行结构存在区别，而该误差在排放领域尤为突出。
因此发明一种通过在动力总成台架上导入车辆的动态模型，模拟动力总成和车辆的环境，提前进入整车开发阶段是十分必要及紧迫的，不但大大缩短产品的适配的周期还能减少巨额的开发费用。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种基于试验台架虚拟行驶的优化发动机排放的方法。
本发明采用的技术方案是：一种基于试验台架虚拟行驶的优化发动机排放的方法，包括基于试验台架构建测试路段和驾驶模式，基于试验台架模拟车辆在构建的测试路段获取不同驾驶模式的车辆虚拟排放数据，对比车辆虚拟排放数据与目标排放标准数据，基于对比结果调整试验台架上的发动机的温度对燃油的补偿、发动机空燃比和点火角控制参数。
具体包括下列步骤：
步骤1：设置预选车型参数；
步骤2：基于试验台架的地图仿真软件预选测试路段的起始点和终点选取虚拟路段；
步骤3：将虚拟路段划分为城市路段、郊区路段和高速路段，将对应于该虚拟路段的实际路段上的标识添加至虚拟路段；
步骤4：获取实车在城市路段、郊区路段和高速路段各驾驶路段上的道路阻力，各个路段下的定摩擦系数a、与速度相关的动摩擦b和与加速度相关的动摩擦c，计算道路阻力F与车速V的关系；
步骤5：在试验台架上通过自动驾驶仿真软件模拟不同驾驶路段、驾驶模式及道路阻力F，若每个驾驶路段、驾驶模式下测得的车辆虚拟排放数据与目标排放标准数据偏差≤A时，则合格；若车辆虚拟排放数据与目标排放标准数据偏差＞A，则调整发动机的温度对燃油的补偿、发动机空燃比和点火角控制参数，直至偏差≤A。
上述步骤3中：标识添加的过程为：城市路段按照实际道路大数据信息在主次干道路口、交叉道路路口添加红绿灯、人行横道，在住宅区域、学校区域、商业区域设置限速牌，限速≤30km/h，其余路段限速≤60km/h；郊区路段按照实际道路大数据信息在主次干道路口、交叉道路路口添加红绿灯、人行横道，限速≤80km/h；高速路段限速≤120km/h。
上述步骤4中：通过道路阻力计算公式计算：
F＝FR+FL＝a+b*V+c*V2+(Cd*A*ρ*V2)/2
其中，F为道路阻力，单位：N；FR为滚动阻力，单位：N；FL为迎风阻力，单位：N；a为定摩擦系数；b和c均为摩擦系数；Cd为牵引系数；A为迎风面积，单位：m2；ρ为空气密度，单位：kg/m3；V为车速，单位：km/h。
上述步骤5中：所述A的范围是5％—8％。
所述驾驶模式包括平顺驾驶、激进驾驶和正常驾驶。
驾驶模式根据ECU动力标定数据进行定油门开度加速试验，绘制不同标定数据加速度随速度的变化曲线图，对车辆的加速度a进行排序并及分位划分，30分位表示有30％的加速度小于此数值，70分位表示有70％的加速度小于此数值，定义当车辆加速度a≥a70，车辆为激进驾驶；当车辆加速度a≤a30，车辆为平顺驾驶；当a30＜a＜a70，车辆为正常驾驶。
所述车型参数包括整车整备质量、整车纵横向轴距、轮胎尺寸、搭载变速箱类型和速比，离合器特性。
所述排放数据包括CO、NOX、CH、PN、PM。
所述自动驾驶仿真软件为carmaker。
本发明基于车辆行程动力学参数对发动机的运行进行管控，能够使发动机较好得模拟出搭载整车时实际道路驾驶的运行状态，使得基于发动机的排放标定对整车更合理，压缩车辆开发周期，确保试验过程及数据的一致性。
附图说明
图1为本发明逻辑示意图；
图2为本发明平顺驾驶和激进驾驶对应的加速度曲线示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。
如图1-2所示，本发明包括基于试验台架构建测试路段和驾驶模式，基于试验台架模拟车辆在构建的测试路段获取不同驾驶模式的车辆虚拟排放数据，对比车辆虚拟排放数据与目标排放标准数据，基于对比结果调整试验台架上的发动机的温度对燃油的补偿、发动机空燃比和点火角控制参数。
具体包括下列步骤：
步骤1：设置预选车型参数；
步骤2：基于试验台架的地图仿真软件预选测试路段的起始点和终点选取虚拟路段；
步骤3：将虚拟路段划分为城市路段、郊区路段和高速路段，将对应于该虚拟路段的实际路段上的标识添加至虚拟路段；
步骤4：获取实车在城市路段、郊区路段和高速路段各驾驶路段上的道路阻力，各个路段下的定摩擦系数a、与速度相关的动摩擦b和与加速度相关的动摩擦c，计算道路阻力F与车速V的关系；
步骤5：在试验台架上通过自动驾驶仿真软件模拟不同驾驶路段、驾驶模式及道路阻力F，若每个驾驶路段、驾驶模式下测得的车辆虚拟排放数据与目标排放标准数据偏差≤A时，则合格；若车辆虚拟排放数据与目标排放标准数据偏差＞A，则调整发动机的温度对燃油的补偿、发动机空燃比和点火角控制参数，直至偏差≤A。
上述步骤3中：标识添加的过程为：城市路段按照实际道路大数据信息在主次干道路口、交叉道路路口添加红绿灯、人行横道，在住宅区域、学校区域、商业区域设置限速牌，限速≤30km/h，其余路段限速≤60km/h；郊区路段按照实际道路大数据信息在主次干道路口、交叉道路路口添加红绿灯、人行横道，限速≤80km/h；高速路段限速≤120km/h。
根据场景设置驾驶员驾驶意向，根据坐标识别场景位置执行驾驶意向，如下表所示。
Figure BDA0003222033080000041
Figure BDA0003222033080000051
上述步骤4中：道路阻力计算公式：
F＝FR+FL＝a+b*V+c*V2+(Cd*A*ρ*V2)/2
其中，F为道路阻力，单位：N；FR为滚动阻力，单位：N；FL为迎风阻力，单位：N；a为定摩擦系数；b和c均为摩擦系数；Cd为牵引系数；A为迎风面积，单位：m2；ρ为空气密度，单位：kg/m3；V为车速，单位：km/h。
上述步骤5中：所述A的范围是5％—8％。
所述驾驶模式包括平顺驾驶、激进驾驶和正常驾驶。
驾驶模式根据ECU动力标定数据进行定油门开度加速试验，绘制不同标定数据加速度随速度的变化曲线图，对车辆的加速度a进行排序并及分位划分，30分位表示有30％的加速度小于此数值，70分位表示有70％的加速度小于此数值，定义当车辆加速度a≥a70，车辆为激进驾驶；当车辆加速度a≤a30，车辆为平顺驾驶；当a30＜a＜a70，车辆为正常驾驶。
所述车型参数包括整车整备质量、整车纵横向轴距、轮胎尺寸、搭载变速箱类型和速比，离合器特性。
所述排放数据包括CO、NOX、CH、PN、PM。
所述自动驾驶仿真软件为carmaker。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种基于试验台架虚拟行驶的优化发动机排放的方法，其特征在于：包括基于试验台架构建测试路段和驾驶模式，基于试验台架模拟车辆在构建的测试路段获取不同驾驶模式的车辆虚拟排放数据，对比车辆虚拟排放数据与目标排放标准数据，基于对比结果调整试验台架上的发动机的温度对燃油的补偿、发动机空燃比和点火角控制参数。
2.根据权利要求1的基于试验台架虚拟行驶的优化发动机排放的方法，其特征在于：具体包括下列步骤：
步骤1：设置预选车型参数；
步骤2：基于试验台架的地图仿真软件预选测试路段的起始点和终点选取虚拟路段；
步骤3：将虚拟路段划分为城市路段、郊区路段和高速路段，将对应于该虚拟路段的实际路段上的标识添加至虚拟路段；
步骤4：获取实车在城市路段、郊区路段和高速路段各驾驶路段上的道路阻力，各个路段下的定摩擦系数a、与速度相关的动摩擦b和与加速度相关的动摩擦c，计算道路阻力F与车速V的关系；
步骤5：在试验台架上通过自动驾驶仿真软件模拟不同驾驶路段、驾驶模式及道路阻力F，若每个驾驶路段、驾驶模式下测得的车辆虚拟排放数据与目标排放标准数据偏差≤A时，则合格；若车辆虚拟排放数据与目标排放标准数据偏差＞A，则调整发动机的温度对燃油的补偿、发动机空燃比和点火角控制参数，直至偏差≤A。
3.根据权利要求2的基于试验台架虚拟行驶的优化发动机排放的方法，其特征在于：上述步骤3中：标识添加的过程为：城市路段按照实际道路大数据信息在主次干道路口、交叉道路路口添加红绿灯、人行横道，在住宅区域、学校区域、商业区域设置限速牌，限速≤30km/h，其余路段限速≤60km/h；郊区路段按照实际道路大数据信息在主次干道路口、交叉道路路口添加红绿灯、人行横道，限速≤80km/h；高速路段限速≤120km/h。
4.根据权利要求2的基于试验台架虚拟行驶的优化发动机排放的方法，其特征在于：上述步骤4中：通过道路阻力计算公式计算：
F＝FR+FL＝a+b*V+c*V2+(Cd*A*ρ*V2)/2
其中，F为道路阻力，单位：N；FR为滚动阻力，单位：N；FL为迎风阻力，单位：N；a为定摩擦系数；b和c均为摩擦系数；Cd为牵引系数；A为迎风面积，单位：m2；ρ为空气密度，单位：kg/m3；V为车速，单位：km/h。
5.根据权利要求2的基于试验台架虚拟行驶的优化发动机排放的方法，其特征在于：上述步骤5中：所述A的范围是5％—8％。
6.根据权利要求1的基于试验台架虚拟行驶的优化发动机排放的方法，其特征在于：所述驾驶模式包括平顺驾驶、激进驾驶和正常驾驶。
7.根据权利要求6的基于试验台架虚拟行驶的优化发动机排放的方法，其特征在于：驾驶模式根据ECU动力标定数据进行定油门开度加速试验，绘制不同标定数据加速度随速度的变化曲线图，对车辆的加速度a进行排序并及分位划分，30分位表示有30％的加速度小于此数值，70分位表示有70％的加速度小于此数值，定义当车辆加速度a≥a70，车辆为激进驾驶；当车辆加速度a≤a30，车辆为平顺驾驶；当a30＜a＜a70，车辆为正常驾驶。
8.根据权利要求2的基于试验台架虚拟行驶的优化发动机排放的方法，其特征在于：所述车型参数包括整车整备质量、整车纵横向轴距、轮胎尺寸、搭载变速箱类型和速比，离合器特性。
9.根据权利要求1的基于试验台架虚拟行驶的优化发动机排放的方法，其特征在于：所述排放数据包括CO、NOX、CH、PN、PM。
10.根据权利要求2的基于试验台架虚拟行驶的优化发动机排放的方法，其特征在于：所述自动驾驶仿真软件为carmaker。
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