專利名稱：發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷率的車載實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷率的車載實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)方法，是在車輛運(yùn)行中自動(dòng)統(tǒng)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)各工況運(yùn)行時(shí)間和計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷率的方法，適用于裝配有發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元或整車電控單元的商用車或乘用車，對(duì)提高整車的燃油經(jīng)濟(jì)性有指導(dǎo)作用。
背景技術(shù)：
隨著國家排放法規(guī)國III的正式實(shí)施，裝配有電控柴油機(jī)的商用車越來越多地投放市場。電控柴油機(jī)一方面使汽車排放性能大大改善，另一方面，燃油消耗率也明顯低于機(jī)械式的柴油機(jī)。即便如此，隨著燃油價(jià)格的一路飆升，燃油經(jīng)濟(jì)性始終是汽車制造商和廣大終端用戶比較關(guān)注的問題。
發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)架上的標(biāo)定數(shù)據(jù)表明，燃油消耗率與發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行工況息息相關(guān)。為了改善燃油經(jīng)濟(jì)性，發(fā)動(dòng)機(jī)大部分時(shí)間必須運(yùn)行在特定的工況區(qū)域。車輛在實(shí)際運(yùn)營中，其經(jīng)常使用的發(fā)動(dòng)機(jī)工況區(qū)間有著不同的地區(qū)差異性，并和駕駛?cè)藛T的操作習(xí)慣有關(guān)。汽車制造廠商對(duì)銷售到各個(gè)地區(qū)的車輛歷史運(yùn)行情況進(jìn)行分析，如果能得到車輛在某個(gè)地區(qū)的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)間最多的工況點(diǎn)位置，也就是負(fù)荷率統(tǒng)計(jì)信息，就可在試驗(yàn)臺(tái)架上對(duì)該工況進(jìn)行有針對(duì)性的燃油消耗率優(yōu)化，從而大大改善所售車輛的整體的燃油經(jīng)濟(jì)性。另一方面，有了這些信息，車隊(duì)管理者可對(duì)司機(jī)的駕駛習(xí)慣進(jìn)行改善指導(dǎo)，使發(fā)動(dòng)機(jī)盡量運(yùn)行在燃油消耗率較低的工況區(qū)間。
目前，在發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)室，已有很多的臺(tái)架自動(dòng)檢測裝置，能做到對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行工況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、記錄和顯示，但這些裝置的目的是為了滿足發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)的需要而開發(fā)的，其體積龐大，價(jià)格昂貴，不可能應(yīng)用到產(chǎn)品化的車輛上。
行駛記錄儀是商用車和乘用車常常配置的電子產(chǎn)品，它在車輛行駛過程中能自動(dòng)記錄發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、車速和車輛行駛里程等信息，但并不具備自動(dòng)統(tǒng)計(jì)和計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷率的功能。
隨著汽車電子技術(shù)的發(fā)展，發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元和整車電控單元的出現(xiàn)大在提高了汽車的智能化程度。這些電控單元形式多樣，其軟件的控制策略也相當(dāng)復(fù)雜，在車輛行駛過程中已能自動(dòng)記錄很多的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行和整車行駛的狀態(tài)等信息，但對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)工況區(qū)間運(yùn)行時(shí)間的自動(dòng)記錄，并能根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果計(jì)算出負(fù)荷率的功能，至今仍未見有報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷率的車載實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)方法，在裝配有發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元和整車電控單元的車輛上，設(shè)計(jì)出相應(yīng)的軟件算法，在不增加車輛硬件成本的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)工況區(qū)間運(yùn)行時(shí)間的監(jiān)控和負(fù)荷率統(tǒng)計(jì)功能。
本發(fā)明的技術(shù)方案本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷率的車載實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)方法，做法如下1)將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速由低到高劃分成m個(gè)點(diǎn)，將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩由低到高劃分成n個(gè)點(diǎn)，組成存儲(chǔ)m*n個(gè)工況區(qū)間運(yùn)行時(shí)間的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)表格，由一個(gè)二維數(shù)組TIME[m][n]表示，存儲(chǔ)在整車電控單元的RAM中；2)當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，整車電控單元通過CAN總線采集發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元發(fā)來的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和扭矩?cái)?shù)據(jù)，通過查表找到二維數(shù)組TIME[m][n]中對(duì)應(yīng)的元素，將發(fā)動(dòng)機(jī)該工況區(qū)間的運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行累加；3)在整車電控單元斷電前，存儲(chǔ)在整車電控單元RAM中的數(shù)據(jù)表格TIME[m][n]被復(fù)制到EEPROM中進(jìn)行保存；4)在整車電控單元重新上電時(shí)，根據(jù)EEPROM中讀出的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)表格對(duì)RAM中的二維數(shù)組TIME[m][n]進(jìn)行初始化；5)診斷儀通過標(biāo)準(zhǔn)診斷接口和診斷協(xié)議ISO15765讀取存儲(chǔ)在整車電控單元RAM中的數(shù)據(jù)表格TIME[m][n]，然后計(jì)算得到各工況區(qū)間的負(fù)荷率參數(shù)，任意一個(gè)工況區(qū)間的負(fù)荷率值為工況[i][j]的負(fù)荷率(％)＝工況[i][j]的運(yùn)行時(shí)間*100/所有工況運(yùn)行時(shí)間的總和，i是m個(gè)點(diǎn)的任意一個(gè)，j是n個(gè)點(diǎn)的任意一個(gè)。
所述的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷率的車載實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)方法，其步驟2)具體為1)整車電控單元讀取當(dāng)前的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速；在0-Nmax的m個(gè)轉(zhuǎn)速區(qū)間中，通過比較值的大小，得到當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速所屬的區(qū)間i；2)讀取當(dāng)前的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩，在0-Tmax的n個(gè)扭矩區(qū)間中，通過比較值的大小，得到當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩所屬的區(qū)間j；3)工況區(qū)間[i][j]計(jì)時(shí)；4)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和扭矩進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算，對(duì)數(shù)組TIME[m][n]中相應(yīng)元素所代表的發(fā)動(dòng)機(jī)工況區(qū)間自動(dòng)更新，累加并記錄每個(gè)工況的運(yùn)行時(shí)間。
所述的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷率的在線統(tǒng)計(jì)方法，m的范圍從7到15；n的范圍從9到20。
所述的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷率的車載實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)方法，其特征在于累加計(jì)時(shí)的精度為t＝0.5～2秒。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明具有在車輛行駛過程中自動(dòng)統(tǒng)計(jì)和計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷率的功能。通過發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷率，可以直觀地了解發(fā)動(dòng)機(jī)在什么工況區(qū)間運(yùn)行時(shí)間較多，在什么工況區(qū)間運(yùn)行時(shí)間較少，從而為標(biāo)定工程師進(jìn)行有針對(duì)性的燃油經(jīng)濟(jì)性優(yōu)化提供參照。


圖1負(fù)荷率統(tǒng)計(jì)功能的數(shù)據(jù)處理流程及硬件示意圖。
圖2工況區(qū)間劃分?jǐn)?shù)據(jù)表格。
圖3整車電控單元軟件中記錄工況運(yùn)行時(shí)間的程序框圖。
圖4診斷儀軟件中計(jì)算負(fù)荷率的程序框圖。
具體實(shí)施例方式
圖1顯示的是本實(shí)用新型完成負(fù)荷率統(tǒng)計(jì)功能所用到的控制單元和診斷儀連接圖，以及數(shù)據(jù)計(jì)算處理的流程。
發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元采集轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)，計(jì)算出發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速值；然后根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速值和發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油量，查表計(jì)算出發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩值。發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元按照SAE J1939協(xié)議，將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩發(fā)送到CAN總線。
整車電控單元從CAN總線上接收到發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩信號(hào)，輸入到運(yùn)算處理模塊。
發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩值決定了發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行工況點(diǎn)。將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速從最低到最高劃分成m個(gè)點(diǎn)(一般范圍從7到15)，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩從最低到最高也劃分成n個(gè)點(diǎn)(一般范圍從9到20)，具體區(qū)間的大小取決于控制單元存儲(chǔ)器的大小、存儲(chǔ)時(shí)間的長短以及細(xì)化區(qū)間的必要性。這樣，就形成了一張工況點(diǎn)區(qū)間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)表格，如圖2所示(圖中共有m*n個(gè)工況區(qū)間)。在控制單元的軟件中，這張區(qū)間表格由一個(gè)二維數(shù)組TIME[m][n]表示，存儲(chǔ)在整車電控單元的RAM中，用來存放發(fā)動(dòng)機(jī)每個(gè)工況區(qū)間的總的運(yùn)行時(shí)間。運(yùn)行時(shí)間存儲(chǔ)的精度取決于用戶，推薦精度為1～2秒，精度低雖然可以減少存儲(chǔ)空間，但是影響運(yùn)行時(shí)間計(jì)算的準(zhǔn)確性。
如圖3當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，
1)整車電控單元讀取當(dāng)前的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速；在0-Nmax的m個(gè)轉(zhuǎn)速區(qū)間中，通過比較值的大小，得到當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速所屬的區(qū)間i；2)讀取當(dāng)前的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩，在0-Tmax的n個(gè)扭矩區(qū)間中，通過比較值的大小，得到當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩所屬的區(qū)間j；3)工況[i][j]累加計(jì)時(shí)。
根據(jù)以發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和扭矩進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算，對(duì)數(shù)組TIME[m][n]中相應(yīng)元素所代表的發(fā)動(dòng)機(jī)工況區(qū)間的時(shí)間進(jìn)行累加TIME[i][j]＝TIME[i][j]+t，t＝0.5～2秒；自動(dòng)更新，以記錄每個(gè)此工況的運(yùn)行時(shí)間。
在整車電控單元斷電前，存儲(chǔ)在RAM中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)表格TIME[m][n]會(huì)被復(fù)制到EEPROM中進(jìn)行保存。
在整車電控單元重新上電時(shí)，根據(jù)EEPROM中讀出的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)表格對(duì)RAM中的二維數(shù)組TIME[m][n]進(jìn)行初始化診斷儀通過標(biāo)準(zhǔn)診斷接口和診斷協(xié)議ISO15765，讀取存儲(chǔ)在整車電控單元RAM中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)表格TIME[m][n]。
圖4是診斷儀中的軟件程序框圖計(jì)算負(fù)荷率參數(shù)，其計(jì)算公式如下任意一個(gè)工況區(qū)間的負(fù)荷率值(％)為RATE[i][j]＝TIME[i][j]*100/(TIME[1][1]+TIME[1][2]+....+TIME[m-1][n-1])工況[i][j]的負(fù)荷率＝工況[i][j]的運(yùn)行時(shí)間*100/所有工況運(yùn)行時(shí)間的總和。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷率的車載實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)方法，做法如下1)將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速由低到高劃分成m個(gè)點(diǎn)，將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩由低到高劃分成n個(gè)點(diǎn)，組成m*n個(gè)工況區(qū)間運(yùn)行時(shí)間的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)表格，由一個(gè)二維數(shù)組TIME[m][n]表示，存儲(chǔ)在整車電控單元的RAM中；2)當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，整車電控單元通過CAN總線采集發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元發(fā)來的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和扭矩?cái)?shù)據(jù)，通過查表找到二維數(shù)組TIME[m][n]中對(duì)應(yīng)的元素，將發(fā)動(dòng)機(jī)該工況區(qū)間的運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行累加；3)在整車電控單元斷電前，存儲(chǔ)在整車電控單元RAM中的數(shù)據(jù)表格TIME[m][n]被復(fù)制到EEPROM中進(jìn)行保存；4)在整車電控單元重新上電時(shí)，根據(jù)EEPROM中讀出的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)表格對(duì)RAM中的二維數(shù)組TIME[m][n]進(jìn)行初始化；5)診斷儀通過標(biāo)準(zhǔn)診斷接口和診斷協(xié)議ISO15765讀取存儲(chǔ)在整車電控單元RAM中的數(shù)據(jù)表格TIME[m][n]，然后計(jì)算得到各工況區(qū)間的負(fù)荷率參數(shù)，任意一個(gè)工況區(qū)間的負(fù)荷率值為工況[i][j]的負(fù)荷率＝工況[i][j]的運(yùn)行時(shí)間*100/所有工況運(yùn)行時(shí)間的總和，i是m個(gè)點(diǎn)的任意一個(gè)，j是n個(gè)點(diǎn)的任意一個(gè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷率的車載實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)方法，其特征在于步驟2)具體為1)整車電控單元讀取當(dāng)前的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速；在0-Nmax的m個(gè)轉(zhuǎn)速區(qū)間中，通過比較值的大小，得到當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速所屬的區(qū)間i；2)讀取當(dāng)前的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩，在0-Tmax的n個(gè)扭矩區(qū)間中，通過比較值的大小，得到當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩所屬的區(qū)間j；3)工況區(qū)間[i][j]計(jì)時(shí)；4)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和扭矩進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算，對(duì)數(shù)組TIME[m][n]中相應(yīng)元素所代表的發(fā)動(dòng)機(jī)工況區(qū)間自動(dòng)更新，累加并記錄每個(gè)工況的運(yùn)行時(shí)間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷率的在線統(tǒng)計(jì)方法，其特征在于m的范圍從7到15；n的范圍從9到20。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷率的車載實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)方法，其特征在于累加計(jì)時(shí)的精度為t＝0.5～2秒。
全文摘要
本發(fā)明提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷率的車載實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)方法，做法如下1)將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速由低到高劃分成m個(gè)點(diǎn)，扭矩由低到高劃分成n個(gè)點(diǎn)，組成存儲(chǔ)m*n個(gè)工況區(qū)間運(yùn)行時(shí)間的數(shù)據(jù)表格存儲(chǔ)在整車電控單元的RAM中；2)當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，整車電控單元通過CAN總線采集發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元發(fā)來的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和扭矩?cái)?shù)據(jù)，通過查表找到二對(duì)應(yīng)的元素，將發(fā)動(dòng)機(jī)該工況區(qū)間的運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行累加；3)在整車電控單元斷電前，存儲(chǔ)在整車電控單元RAM中的數(shù)據(jù)表格被復(fù)制到EEPROM中進(jìn)行保存；4)在整車電控單元重新上電時(shí)，根據(jù)EEPROM中讀出的數(shù)據(jù)表格對(duì)RAM進(jìn)行初始化；5)診斷儀讀取存儲(chǔ)在整車電控單元RAM中的數(shù)據(jù)表格，然后計(jì)算得到各工況區(qū)間的負(fù)荷率參數(shù)。
文檔編號(hào)F02D29/02GK101092912SQ20071005283
公開日2007年12月26日 申請(qǐng)日期2007年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月26日
發(fā)明者李祖元, 唐西清, 顧斌, 聶文平 申請(qǐng)人:東風(fēng)汽車有限公司