CN117451377A - 一种道路模拟转毂油耗排放联测方法 - Google Patents

一种道路模拟转毂油耗排放联测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种道路模拟转毂油耗排放联测方法,属于发动机环保检测技术领域,解决现有转毂油耗排放测试方法成本较高的技术问题,方法为:选取一条车辆很少且车速可以达到90km/h的道路;使用电控专用软件通过通讯硬件采集待测车辆的ECU数据;安装PEMS设备到待测车辆以检测车辆排放尾气中NOX、CO、PN的排放值;在道路按照转毂C‑WTVC工况的车速控制待测车辆行驶来实现道路模拟转毂C‑WTVC试验;根据试验过程得到的数据计算和分析待测车辆的转毂油耗排放是否合格。本发明可以在道路上实现道路模拟转毂C‑WTVC试验,可以初步判断待测车辆的转毂油耗排放是否合格,无需建造转毂台架测试车间和购买昂贵的设备,可以为整车厂开发新车型节省开发成本。

Description

一种道路模拟转毂油耗排放联测方法
技术领域
本发明涉及发动机环保检测技术领域,更具体地说,它涉及一种道路模拟转毂油耗排放联测方法。
背景技术
整车厂开发新车型需要申报环保和公告认证,其中包括PEMS认证和转毂认证。PEMS认证主要检测尾气排放指标是否达标《GB 17691-2018重型柴油车污染物排放限值和测试方法(中国第六阶段)》(简称国六b法规),而转毂认证为油耗和排放联测,不仅要进行油耗检测,也要进行排放检测。目前不少的整车厂没有转毂台架,在转毂认证前不能进行转毂试验摸底,不知该新车型油耗水平和排放水平而贸然把车辆送到检测中心进行转毂认证,结果往往因油耗或排放不达标而认证未能通过,白白浪费了昂贵的认证费用(检测中心上转毂台架认证一次收费10万元),增加了整车厂的开发成本。如果在认证前进行摸底试验,在评估该车油耗和排放水平能低于法规限值,则再把车辆送给检测中心进行认证。
而建造一个转毂台架测试车间用于摸底试验,不仅需要场地资源,而且需昂贵的设备投资(1千万元以上),很多的整车生产厂考虑成本问题都没有转毂台架试验车间,不能进行转毂试验,没经摸底试验而贸然把车送到检测中心进行转毂认证,往往因检测排放结果超过限值而未能通过认证,浪费了资金,增加了开发成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足,本发明的目的是提供一种道路模拟转毂油耗排放联测方法。
本发明的技术方案是:一种道路模拟转毂油耗排放联测方法,包括:
选取一条车辆很少且车速可以达到90km/h的道路;
使用电控专用软件通过通讯硬件采集待测车辆的ECU数据;
安装PEMS设备到所述待测车辆以检测车辆排放尾气中NOX、CO、PN的排放值;
在所述道路按照转毂C-WTVC工况的车速控制所述待测车辆行驶来实现道路模拟转毂C-WTVC试验;
根据试验过程得到的数据计算和分析所述待测车辆的转毂油耗排放是否合格。
作为进一步地改进,所述电控专用软件为博世系统的INCA软件或德尔福系统VISU软件,所述通讯硬件为VNI581-USB模块或P-CAN模块。
进一步地,在试验过程绘制瞬时喷油量和台架外特性喷油量散点对比图,以检查和分析发动机的喷油是否正常。
进一步地,在试验过程绘制瞬时输出扭矩和台架外特性输出扭矩散点对比图,以检查和分析发动机的扭矩是否正常。
进一步地,在试验过程绘制中冷后进气压力和台架外特性中冷后进气压力散点对比图,以检查和分析车辆进气系统是否正常、是否漏气、增压器压力过高或过低的问题。
进一步地,在试验过程绘制瞬时发动机工作模式和后处理排温时间图,以检查和分析发动机和后处理的控制策略是否正常。
进一步地,在试验过程分别绘制车速时间图、档位时间图、离合器开关时间图,以检查和分析车辆档位是否使用合理,行驶过程的车速是否逼近转毂C-WTVC工况。
有益效果
本发明与现有技术相比,具有的优点为:
本发明可以在道路上实现道路模拟转毂C-WTVC试验,可以初步判断待测车辆的转毂油耗排放是否合格,无需建造转毂台架测试车间和购买昂贵的设备,可以为整车厂开发新车型节省开发成本。
附图说明
图1为本发明中的验方案原理图;
图2为整车试验排放限值图;
图3为按转毂工况车速要求在道路行驶的示意图;
图4为瞬时喷油量和台架外特性喷油量散点对比图;
图5为瞬时输出扭矩和台架外特性输出扭矩散点对比图;
图6为中冷后进气压力和台架外特性中冷后进气压力散点对比图;
图7为瞬时发动机工作模式和后处理排温时间图;
图8为车速、档位、离合器开关时间图。
具体实施方式
下面结合附图中的具体实施例对本发明做进一步的说明。
参阅图1~图8,一种道路模拟转毂油耗排放联测方法,包括:
选取一条车辆很少且车速可以达到90km/h的道路;
使用电控专用软件通过通讯硬件采集待测车辆的ECU数据;
安装PEMS设备到待测车辆以检测车辆排放尾气中NOX、CO、PN的排放值;
在道路按照转毂C-WTVC工况的车速控制待测车辆行驶来实现道路模拟转毂C-WTVC试验;
根据试验过程得到的数据计算和分析待测车辆的转毂油耗排放是否合格。
电控专用软件为博世系统的INCA软件或德尔福系统VISU软件,通讯硬件为VNI581-USB模块或P-CAN模块。
转毂认证中包括燃料消耗量和尾气中NOX、CO、PN的排放。使用电控专用软件可以采集发动机转速、扭矩、循环喷油量、车速等变量来计算车辆消耗的油量(kg)、油耗(L)、行驶里程(km)、百公里油耗(L/100km)、原排比NOX(g/kWh)、尾排比NOX(g/kWh)。PEMS设备则检测车辆排放尾气中的NOX(g/kWh)、CO(g/kWh)、PN(#/kWh)排放值,实现了对燃料消耗量、NOX、CO、PN排放值的检测。道路模拟试验方案原理如图1所示。
PEMS即Portable Emissions Measurement System便携式排放测量系统,用于检查车辆排放尾气的气体成分,主要检测NOX、CO、PN(或THC,柴油机为PN,气体机为THC),如图2为整车试验排放限值。
使用通讯硬件通过OBD口把车辆发动机ECU与电脑连接起来,其中通讯硬件需接到OBD口的3、11针脚(标定口),然后在电脑端打开专用的电控标定软件,车辆点火钥匙上电,在专用电控软件连接ECU,即可对发动机ECU参数进行监控和采集。
试验的关键,是选取一条车辆很少且车速可以到90km/h的道路,如车辆与车辆可以间隔200米以上行驶的道路,优选的,可以选取一条封闭的、平直的道路。如图3所示,然后要求司机行驶的车速要按照转毂C-WTVC工况的车速进行,司机和测试技术员配合一起进行。由技术员看着路谱告诉司机,车辆从车速为0开始,经过多少秒达到车速多少(即路谱中的波峰),经过多少秒下降到车速多少(即路谱中的波谷),C-WTVC路谱中的每个波峰、波谷和时间、停车时间都要报读给司机,仪表盘上同时也放一个计时器给司机把握时间,这样就实现了道路模拟转毂C-WTVC试验。
当然,如果是司机单独行驶车速要按照转毂C-WTVC工况的车速进行试验,则需要借助辅助设备来提醒司机,如借助于车载电脑,车载电脑的作用类似于测试技术员,通过喇叭时刻提醒司机按照转毂C-WTVC工况的车速进行行驶。
在试验过程绘制瞬时喷油量和台架外特性喷油量散点对比图,以检查和分析发动机的喷油是否正常。如图4所示,如果瞬时喷油量最大值偏离了台架外特性喷油量包络线有2%的偏差,或低或高都表示发动机的喷油量不正常。这时候需要用诊断工具(如汽车发动机故障诊断仪)连接ECU检查发动机是否报故障,如报故障则按诊断工具的描述、指示解决故障;如不报故障则是ECU电控数据所标定的喷油参数不合理,需要修改电控数据中的喷油参数以使最大喷油量达到外特性喷油量,以保证电控数据是正确的,否则对油耗和排放均有影响。
在试验过程绘制瞬时输出扭矩和台架外特性输出扭矩散点对比图,以检查和分析发动机的扭矩是否正常,是否有限扭问题。如图5所示,如果输出扭矩最大值偏离了台架外特性输出扭矩包络线且超2%的偏差,或低或高都表示发动机的输出扭矩不正常。这时候需要用诊断工具连接ECU检查发动机是否报故障,如报故障则按诊断工具的描述、指示解决故障;如不报故障则是ECU电控数据所标定的扭矩脉谱参数不合理,需要修改电控数据中的扭矩脉谱参数以使各转速下最大输出扭矩达到外特性相应转速的最大扭矩值,以保证电控数据是正确的;否则,如果扭矩偏小会动力不足影响油耗和排放,扭矩过大会对变速箱有不利影响。
在试验过程绘制中冷后进气压力和台架外特性中冷后进气压力散点对比图,以检查和分析车辆进气系统(包括进气管路、增压器)是否正常、是否漏气、增压器压力过高或过低的问题。如图6所示,如果同转速下中冷后进气压力最大值偏离了台架外特性相同转速下中冷后进气压力包络线且超2%的偏差,或低或高都表示发动机的进气系统不正常。进气压力偏低会造成发动机燃烧不充分,功率不足,排放恶化;进气压力过高,亦会对燃烧产生不良影响,也会影响排放。这时候需要用诊断工具连接ECU检查发动机是否报故障,如报故障则按诊断工具的描述、指示解决故障;如不报故障仍需检查发动机的进气了系统,相同转速下如果中冷后进气压力低于台架外特性中冷后进气压力2%则说明进气系统漏气了,需一一排查进气系统的各个管路和增压器。如果相同转速下如果中冷后进气压力高于台架外特性中冷后进气压力2%,则是由增压器引起,可能是增压器旁通阀开启压力设置过高或增压器本身性能问题,需更换新的增压器或联系增压器厂家进行纠正。
在试验过程绘制瞬时发动机工作模式和后处理(SCR)排温时间图,以检查和分析发动机和后处理的控制策略是否正常。如图7所示,后处理排温低过某一设定值T1时启动加热模式提升后处理的温度以喷射尿素提高催化消声器的催化转换效率,排温高到某一设定值T2时退出加热模式恢复正常模式。如果发动机实际工作模式与SCR上游排温没有体现这种控制策略关系,则先用诊断工具连接ECU检查发动机是否报故障,如报故障则按诊断工具的描述、指示解决故障;如不报故障则说明ECU电控数据不完善,需反馈给电控工程师完善此功能的控制策略以实现这种功能。
在试验过程分别绘制车速时间图、档位时间图、离合器开关时间图,以检查和分析车辆档位是否使用合理,行驶过程的车速是否逼近转毂C-WTVC工况。如图8所示,绘制车速时间图,可以分析、判断道路模拟试验的车速是否接近转毂C-WTVC工况车速。如果接近度高则说明模拟是成功的;如果接近度低,则说明模拟是不成功的,需重做试验,直到车速接近度高为止。绘制档位时间图,是分析司机对档位的使用是否合理,比如在高速工况如果使用档位过低,发动机转速会过高,油耗和PN排放都会增大会导致油耗和PN排放超标。在市区工况如果档位使用过高,发动机转速会过低,不在经济转速范围(即最大扭矩转速范围),发动机会动力不足,同时也会出现SCR排温低,影响后处理喷射尿素,NOX的排放会增大甚至造成NOX排放超标。绘制离合器开关时间图,是用于辅助分析、判断换档时刻。
根据试验过程得到的数据进行计算和分析如下:
根据采集ECU数据的转速、瞬时循环喷油量通过公式计算所消耗总的燃油量(kg),通过柴油密度又可换成液体计量单位(L),根据车速和行驶时间利用公式又可以计算里程;根据瞬时尿素喷射量可计算行程总尿素消耗量(L),再计算其他结果,如表1所示。
表1
根据采集ECU数据的原排NOX、尾排NOX浓度(ppm)、排气流量(kg/h)分别计算原排NOX、尾排NOX的排放质量(g),根据转速、扭矩计算功率和行程所做的功(kWh),进一步计算得到SCR效率(%),如表2所示。
表2
根据PEMS设备采集的数据和设备软件本身的功能,可得到NOX、CO、PN(或THC)比排放如表3所示。
表3
需要说明的是,上述根据试验过程得到的数据进行计算和分析所使用的公式均为现有技术中的计算公式。
以上仅是本发明的优选实施方式,应当指出对于本领域的技术人员来说,在不脱离本发明结构的前提下,还可以作出若干变形和改进,这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (7)

1.一种道路模拟转毂油耗排放联测方法,其特征在于,包括:
选取一条车辆很少且车速可以达到90km/h的道路;
使用电控专用软件通过通讯硬件采集待测车辆的ECU数据;
安装PEMS设备到所述待测车辆以检测车辆排放尾气中NOX、CO、PN的排放值;
在所述道路按照转毂C-WTVC工况的车速控制所述待测车辆行驶来实现道路模拟转毂C-WTVC试验;
根据试验过程得到的数据计算和分析所述待测车辆的转毂油耗排放是否合格。
2.根据权利要求1所述的一种道路模拟转毂油耗排放联测方法,其特征在于,所述电控专用软件为博世系统的INCA软件或德尔福系统VISU软件,所述通讯硬件为VNI581-USB模块或P-CAN模块。
3.根据权利要求1所述的一种道路模拟转毂油耗排放联测方法,其特征在于,在试验过程绘制瞬时喷油量和台架外特性喷油量散点对比图,以检查和分析发动机的喷油是否正常。
4.根据权利要求1所述的一种道路模拟转毂油耗排放联测方法,其特征在于,在试验过程绘制瞬时输出扭矩和台架外特性输出扭矩散点对比图,以检查和分析发动机的扭矩是否正常。
5.根据权利要求1所述的一种道路模拟转毂油耗排放联测方法,其特征在于,在试验过程绘制中冷后进气压力和台架外特性中冷后进气压力散点对比图,以检查和分析车辆进气系统是否正常、是否漏气、增压器压力过高或过低的问题。
6.根据权利要求1所述的一种道路模拟转毂油耗排放联测方法,其特征在于,在试验过程绘制瞬时发动机工作模式和后处理排温时间图,以检查和分析发动机和后处理的控制策略是否正常。
7.根据权利要求1所述的一种道路模拟转毂油耗排放联测方法,其特征在于,在试验过程分别绘制车速时间图、档位时间图、离合器开关时间图,以检查和分析车辆档位是否使用合理,行驶过程的车速是否逼近转毂C-WTVC工况。
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