最佳燃油经济性换挡规律理论及其应用研究_张国胜
汽车燃油经济性的应用研究
汽车燃油经济性的应用研究作者：王道成来源：《大众汽车·学术版》2019年第03期摘要对于衡量一辆汽车的性能好坏，其中燃油是否经济就是其中一项标准，每一辆汽车的使用说明书上都有一项重要的参考系数——油耗。
在当今这个资源相对匮乏的年代，燃油资源的耗用已经成为一个社会关注的话题，因此燃油经济性是否直接关系着车主的自身利益。
本文主要从影响汽车油耗的一些重要因素以及提高汽车燃油经济性的主要措施两个方面展开论述。
关键词汽车燃油;经济性;应用研究在保证汽车正常行驶的条件下，燃油量的多少与行驶的距离之间的关系是体现汽车燃油性是否经济的重要条件之一。
因为除了汽车的购买价之外，燃油费是使用汽车过程中所占最重要的一部分，油费成本的降低直接关系着汽车的燃油经济性。
最重要的是也关系着生态环境，燃油的经济性对环境保护与节约资源也有着很大的关系，对社会的进步与发展起着重要的推动作用。
因此，为了提高汽车燃油的经济性，我们对影响燃油经济性的因素进行以下分析。
1 影响汽车油耗的一些重要因素1.1 温度和湿度的影响影响汽车燃油经济性的两个主要因素是发动机的润滑系统与排进出水汽的温度，这两个因素直接受汽车的所处环境的影响直接对汽车燃油性的经济与否有着直接的原因。
当汽车行驶过程中所处的环境温度比较低时，润滑油就会比较黏，燃油的蒸发性对就会缓慢，而再加上燃烧的不充分与雾化的不完全，这样对发动机的启动就会有影响，这样的情况就会导致发动机不易启动，这是对于汽车的燃油量势必会增加。
但是环境温度过高对燃油的经济性与否也是不利的，比如温度过高发动机的进气温度就会偏高而充气量就会减少，对汽车的耗油量也是会有一定的影响。
1.2 发动机的影响我们都知道，汽车发动机是驱动汽车的动力，是汽车的核心部分，而汽车的燃油量要和发动机的机型、结构、排量等等有着重要的关系。
发动机与汽车的功率是否相匹配是影响其燃油是否经济的关键因素，因为是否相匹配是会影响发动机的负荷率，也是直接影响耗油量的关键。
燃油经济性PPT课件
车身轻量化技术
高强度钢应用
在保证车身强度的前提下， 减少钢材用量，降低车身 重量。
铝合金车身
铝合金具有密度小、强度 高的特点，用于车身制造 可显著降低车重。
碳纤维复合材料
碳纤维具有极高的强度和 轻量化的特性，用于车身 制造可大幅度减轻车重。
节能轮胎技术
低滚阻轮胎
通过优化轮胎胎面设计、采用特殊胎 面材料等手段，降低轮胎滚动阻力， 减少油耗。
3
实际使用与试验结果的差异分析
收集实际使用数据，与试验结果进行比较，分析 差异原因，提出改进措施。
04
提高燃油经济性的途径和ห้องสมุดไป่ตู้ 施
政策法规引导与支持
制定严格的燃油消耗和排放标准
通过实施更严格的燃油消耗和排放标准，推动企业采用更先进的技术和管理手段，降低汽 车的燃油消耗和排放。
实施燃油税政策
通过对燃油征收高额税收，提高燃油使用成本，鼓励消费者购买更节能、更环保的汽车， 促进汽车产业的绿色转型。
耗和排放。
普及节能环保知识
通过媒体宣传、社区活动等方式， 普及节能环保知识，提高消费者 对节能环保产品的认知度和接受
度。
05
未来发展趋势及挑战
新能源汽车对燃油经济性的影响
01
新能源汽车的普及将减少对传统燃油的依赖， 从而降低燃油消耗。
02
新能源汽车的高效率动力系统将提高能源利用 效率，进一步改善燃油经济性。
改进传动系统
采用高效变速器、提高传动效率等。
培养良好驾驶习惯
保持合理行驶速度、避免急加速和急 刹车、减少怠速时间等。
02
汽车燃油经济性技术
发动机技术
缸内直喷技术
提高燃油雾化效果，使燃油与空气混合更充分，提高燃烧效率。
经济性换挡提示理论及其仿真
经济性换挡提示理论及其仿真彭慧文;任平;马康康;潘龙【摘要】针对某款6挡手动变速器车辆,对其匹配换挡提示方案,制定换挡策略.通过油门开度、车速、燃油消耗率3个参数,用Orign软件绘制MAP图,针对图形制定换挡提示的方法,设定合理的升、降挡时机,绘制换挡曲线.利用Cruise仿真计算软件对换挡提示方案进行分析,并对结果进行优化处理.油耗分析结果表明,使用换挡提示时,车辆在城区、郊区和综合工况下的节油比例分别为6.08％、7.56％和6.16％,说明车辆增加换挡提示功能的可行性.【期刊名称】《山东交通学院学报》【年(卷),期】2015(023)001【总页数】7页(P15-20,25)【关键词】换挡提示;MAP图;燃油消耗率;升挡线;降挡线;仿真【作者】彭慧文;任平;马康康;潘龙【作者单位】安徽江淮汽车股份有限公司技术中心,安徽合肥230601;安徽江淮汽车股份有限公司技术中心,安徽合肥230601;安徽江淮汽车股份有限公司技术中心,安徽合肥230601;安徽江淮汽车股份有限公司技术中心,安徽合肥230601【正文语种】中文【中图分类】U463.212面对国内日趋严格的油耗法规标准，以及用户在汽车使用过程中对燃油经济性的高度关注，降低油耗已经成为各大汽车企业研究的共同课题。
换挡提示作为节油措施之一，此项配置开发成本低，节油效果明显，深受汽车厂家欢迎。
换挡提示是针对手动挡车型在行驶过程中，依据ECU中标定的换挡规律，对车辆行驶在不同工况下仪表显示器上出现相应的挡位提示数字显示的一种配置。
换挡提示的核心是换挡规律的设定，目前应用较多的是二参数换挡规律［1］，即根据车速及油门开度决定换挡时机及挡位。
但由于汽车起步及换挡过程是加速或者减速的动态过程，为了更好地反映动态过程中的换挡规律，文献［2］提出了三参数换挡规律，三参数为油门开度、车速、加速度。
以上二参数或者三参数换挡规律，都没有加入燃油经济性作为约束。
换挡转速对公交车辆油耗的影响分析_马宗正
０ 引 言
而机械式变速器燃油经济性较好的条件是控 制发动机运行于 最 佳 燃 油 经 济 区 域 内，即 以 最 经
机械式变速器通常称为手动变速器（ｍａｎｕａｌ－ 济的换挡规律进 行 换 挡 操 作，从 而 达 到 降 低 燃 油
ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ，简称 ＭＴ），一 般 来 说，其 传 动 效 率 消耗的目的 。 ［２］ 其 中，换 挡 转 速 对 于 燃 油 经 济 性
表 １ 样 车 参 数
参 数 外 形 尺 寸 （长 宽 高 ） 整 备 质 量／ｋｇ 设 计 最 大 质 量／ｋｇ 后桥速比 轮 距 （前／后 ）／ｍｍ 额 定 功 率／ｋＷ 额 定 转 速／（ｒ·ｍｉｎ－１） 最 大 扭 矩／（Ｎ·ｍ） 最 大 扭 矩 下 的 转 速／（ｒ·ｍｉｎ－１）
实验过程中 采 用 的 实 验 仪 器 见 表 ２ 所 列，其 中汽车测试仪利 用 ＣＡＮＢＵＳ 输 入 接 口 与 车 辆 的 ＣＡＮ 接口相连，采 集 相 关 数 据；油 耗 仪 采 集 实 验 过程中的油耗；ＧＰＳ 速 度 传 感 器 用 于 车 速 和 距 离 的测量。所用试验仪器都在有效期范围内。
要比自动变速器 高，在 加 速 或 超 车 时 的 响 应 速 度 有着重要的影响，如 果 换 挡 不 当 会 造 成 燃 油 消 耗
快，而且燃油经济 性 也 比 装 有 自 动 变 速 器 的 车 辆
量的增加 。 ［３］
高 。 ［１］ 为此，虽然 与 自 动 变 速 器 相 比 操 纵 性 能 有
Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｅｎｇｉｎｅ ｓｈｉｆｔ ｓｐｅｅｄ ｏｎ ｆｕｅｌ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｏｆ ｐｕｂｌｉｃ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｖｅｈｉｃｌｅ
ＭＡ Ｚｏｎｇ－ｚｈｅｎｇ， ＭＡ Ｊｉａｎ－ｈｕｉ
基于燃油经济性改善的变速器速比优化方法
基于燃油经济性改善的变速器速比优化方法潘文军;朱永多;蒋政;陈富强;牟一今【摘要】为了改善整车燃油经济性,而又不影响动力性前提下,提出了一种基于手动变速箱各档位速比优化的方法,并通过速比优化前及优化后仿真对比,发现速比优化实现油耗改善1.83％.【期刊名称】《装备制造技术》【年(卷),期】2017(000)004【总页数】2页(P93-94)【关键词】速比优化;燃油经济性改善;变速器【作者】潘文军;朱永多;蒋政;陈富强;牟一今【作者单位】东风柳州汽车有限公司,广西柳州545005;东风柳州汽车有限公司,广西柳州545005;东风柳州汽车有限公司,广西柳州545005;东风柳州汽车有限公司,广西柳州545005;东风柳州汽车有限公司,广西柳州545005【正文语种】中文【中图分类】U463.212随着国家油耗法规加严，到2020年企业平均油耗需要降到5 L/100 km以下，主机厂越来越注重油耗改善。
改善油耗的常用解决方案包括小型化增压直喷发动机、启停、电动转向、混合动力等，这些措施可以明显改善油耗，却也在不同程度上增加了整车成本，降低了产品市场竞争力。
对于不增加成本的改善措施，一直是主机厂优先考虑的解决方案。
其中改善变速器速比，让发动机运行在更优油耗区域，而又不影响整车动力性，是一项值得深入研究的课题。
本文以某款具体车型为例，分析了各档位下该车型所需的驱动功率，以及驱动功率在发动机万有特性曲线分布。
通过图形分析，判定该档位是否有可优化空间，从而确定调整幅度。
并通过矩阵计算，选出最优速比组合。
相比毫无筛选矩阵计算，该方法大大提升了效率，达到了快速获取最优速比组合的目的。
本文首先通过理论计算获取在NEDC工况下，各个档位的功率点以及对应的转速点，然后通过作图法，将这些转速和功率对应点描绘在发动机万有特性曲线图上。
并对于匀速工况下的转速功率点采用其他形状，加以区分。
因为这些匀速工况点会重合，密度更大，重点改善会更容易达到节油的效果。
变速器燃油经济性优化设计研究
变速器燃油经济性优化设计研究下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by the editor. I hope that after you download them, they can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!变速器是汽车上非常重要的一个部件，它可以根据车速和负载的变化来调整发动机的输出转矩和转速，以提高车辆的经济性和性能。
汽车燃油经济性的应用研究
汽车燃油经济性的应用研究作者：李国有来源：《中小企业管理与科技·下旬刊》2014年第09期摘要：随着环境气候的不断恶化，石油资源的不断减少等全球性问题，促使各大汽车企业不断提高汽车燃油经济性和环保性，对于汽车使用方面也有很多可以提高经济性和环保性的方法和措施，本文主要从汽车发动机、汽车结构、驾驶技术等方面对汽车的燃油经济性进行改善。
关键词：燃油经济性发动机汽车结构改善1 影响汽车燃油经济性的结构因素1.1 汽车发动机发动机的燃烧室容积是影响发动机燃油消耗的关键指标，同时，在汽车运行过程中，汽车整备质量以及汽车的载重负荷也是影响燃油经济性的重要因素。
在考虑到发动机的磨合期间，由于发动机活塞与汽缸、活塞与连杆、曲轴等运动部件之间存在的装配间隙与磨损，因此在磨合期初期，发动机的耗油量处于较高水平；随着磨合期结束，发动机各个总成之间达到正常磨合间隙，耗油量随之下降到正常水平。
1.2 汽车行驶系汽车行驶系作为汽车与地面直接接触的部分，它的性能的好坏直接影响到发动机有效功率的实现，以及汽车安全行驶的需要。
一方面行驶系承担着汽车的制动和行驶，另一方面还要承担所有的载荷。
而轮胎作为汽车的主要承重部件，联系着汽车车身和地面的运动关系，同时，还要保证汽车行驶的动力与汽车安全制动。
因此，在选用轮胎方面，一要注意选择符合车辆需求的轮胎规格，包括速度级别、轮胎花纹、轮胎结构等因素，二要注意防止使用翻新胎，避免在行驶过程中出现爆胎，三要注意长期行驶对轮胎进行换位调整。
由于轮胎长期与路面的摩擦会减小摩擦阻力，当出现紧急制动时会出现制动距离加长，在起步时，由于摩擦力减小会出现原地打滑，浪费发动机功率，降低燃油经济性。
1.3 汽车传动系汽车传动系主要包括减速器和变速器，传动系承担着将发动机输出的动力经过降速转换为汽车驱动力，其中减速器包括主减速器和差速器，影响经济性的主要是减速器的各个档位齿轮的润滑情况，以及传动比的设计。
AMT对燃油经济性的贡献
AMT对燃油经济性的贡献康春风;赵福全;邹凌华;戴礼强;韩海强【摘要】通过将自动变速器换挡规律图解方法应用到AMT的经济性换挡规律中,从燃油经济性角度论证该方法的可行性.利用仿真手段,通过对比AMT和MT的燃油经济性,阐释了AMT提高燃油经济性的机理.AMT在燃油经济性方面的出色表现,为推广普及AMT具有一定的帮助.【期刊名称】《农业装备与车辆工程》【年(卷),期】2011(000)010【总页数】3页(P30-32)【关键词】AMT;经济性;换挡规律;仿真【作者】康春风;赵福全;邹凌华;戴礼强;韩海强【作者单位】吉利汽车研究院,浙江杭州311228;吉利汽车研究院,浙江杭州311228;吉利汽车研究院,浙江杭州311228;吉利汽车研究院,浙江杭州311228;吉利汽车研究院,浙江杭州311228【正文语种】中文【中图分类】U461.8目前国内轿车广泛装配液力自动变速器（AT），AT使用免除了手动变速器繁杂的换挡和离合踏板操作，使驾车更加简单，减轻了驾驶员的驾车劳动强度。
但由于AT是采用液力传动，液力传动的效率低也决定了整车油耗居高不下，同时由于AT结构复杂，维修和成本也较高。
对比AT的以上缺点，电控机械式自动变速器（AMT）则具有AT自动换挡的特点，同时具有手动变速器（MT）的高效率，实现了驾驶方便性和燃油经济性的统一[1]。
AMT是在传统固定轴式齿轮变速器和干式离合器的基础上加装自动操控机构和控制单元组成。
自动操纵机构取代了原来人工完成的离合器分离结合，摘挡换挡的操作，根据写入控制单元内换挡规律实现自动换挡。
由于采用的是自动换挡，将优化后的换挡规律写入TCU，车辆就会按照预定的换挡规律自动换挡，相比人工换挡能精确地利用发动机的高效工作区域，从而降低燃油消耗率。
本文通过从换挡规律角度论证AMT能有效降低燃油消耗率的机理[1]。
目前大多数自动变速器采用的是两参数换挡规律，两参数换挡规律通常应用油门开度和车速作为控制信号。
AMT对燃油经济性的贡献
对 比 ５ ＭＴ和 ５ Ｔ各 挡运 行 时 间 ，Ａ Ａ Ｍ ５ ＭＴ在 ２ ３４挡运 行 时 问均 小 于 ５ ，但 在 第 ５挡运 行 、、 ＭＴ 的时 间远 远 大 于 ５ ． 见 ，Ａ ＭＴ 可 ５ ＭＴ按 照 经 济性 换
一
最佳发动机工作线之间，线上 的标示点为两挡位 发动机工作区域 的等比油耗临界点 。当车速升高 时可 以看 出发动 机 低挡 位 的工 作 区域进 人 高 油耗
３ １一
２ １ 年第 ｌ 期 ０１ ０
农业装备 与车辆工程
油 消耗 ：油 门开度 较大 时 ，延 迟 了换人 高 挡 的车 速， 充分 利用 低挡 的动 力性 。 在 Ｇ — Ｔ的仿
所 示 理想 工况 运 行 ．使发 动 机始 终处 于最优 的经
定的换挡规律 自动换挡 ，相 比人工换挡能精确地 利用发动机的高效工作区域 ．从而降低燃油消耗 率。 本文通过从换挡规律角度论证 Ａ Ｔ能有效降 Ｍ
收 稿 日期 ：０ ０ —１ ２ １－ ５ ３ １
济性工作状态。 但对于有级变速器， 其传动 比是有 限 的 ， 挡前 后发 动机 不 可 能为 连续 状态 ， 换 即在 换 挡前后发动机工作状态（ 转速与扭矩） 将发生急剧 变化。 为保 证车 辆经 济性 ， 应选 取 发动 机最优 工 作
区。有级变速车辆的经济性换挡规律应 当保证车 辆各挡位运行时发动机工作处于图 ２ 两条虚线所
夹 的 区域 中Ｉ ２ ｊ 。
３ ０ ００
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车 速 Ｖ ｍｈ ＆ ／
图 ４ 换 挡 规 律 图解
区域 ； 对 于高挡 位 ， 但 车速 升 高后 发 动机 工作 区域 则 进入 更 低油 耗 区域 。因此 该 临界点 为 经济 性 换
公共汽车AMT最佳动力性换挡规律的建模与仿真
现有的动态三参数一般采用汽车行驶时的速度 u、油门开度 β、加速度 a 作为换挡控制参数，以同一 油门下相邻两挡间的加速度曲线交点作为换挡点。 动态三参数换挡规律考虑了汽车的动态特性，优于 两参数换挡规律，但是当汽车在遇到质量变化时，容 易出现循环换挡现象，不利于汽车的正常行驶，由于 本课题面向的城市公共汽车在行驶过程中成员数量 变化频繁，车辆变化频繁并且变化范围大，应用现有
2009 年 2 月
1挡
A 2挡
a1 a2
B
a3
3挡 4 挡
C
u1
u2
u3
图 1 加速度与速度关系曲线示意图
为某一油门开度下加速度与速度关系曲线， 为了使车
辆能够在最大加速度的工况下行驶， 则换挡点应该在 相邻两挡加速度曲线的交点，即图中的 A、B、C 三点。
由于换挡点是在相邻两挡的加速曲线交点，所
（7）
解方程（7）得到最佳动力性换挡点速度
un＝（－bn± 姨bn2－4ancn） ／ 2an
（8）
将 un 与该挡下的最高车速 unmax 和下一挡的最低
车速 u（n＋1）min 相比较，如果 un 满足 u（n＋1）min≤un≤unmax， 则
un 为所求升挡车速，如图 1 中的 A 点。
当所求换挡车速不满足 u
3 仿真及结果分析
利用以上建立的仿真模型，对不考虑车辆质量 变化时的动态三参数换挡规律与考虑质车辆量变化 的动态三参数最佳动力性换挡规律相比较。
假设车辆行驶过程中，质量发生变化，油门保持 不变。 仿真后挡位的变化情况的对比如图 4 所示。 从图 4 可以看出，在车辆质量发生变化时，如果不考 虑车辆质量的影响，则会发生循环换挡现象，而改进
基于最佳燃油经济性的换挡指导系统
基于最佳燃油经济性的换挡指导系统蔡文学;萧超武;黄晓宇;邱珠成;陈康【摘要】针对驾驶员不良换挡习惯造成明显燃油浪费的现状,提出了一套基于最佳燃油经济性的换挡指导系统,其基本原理是通过汽车OBD-Ⅱ接口读取车辆状态参数,然后依据最优换挡理论,在恰当的时机提醒驾驶员换挡.对系统的设计与实现进行了详细说明,主要包括系统框架、缺失参数的识别算法、最佳换挡的判别算法.最后对系统进行有效性验证,结果表明应用该系统平均节油8.6％,并且能使油耗水平更加稳定.研究成果可在现实中进一步推广,对交通领域节能减排有重要的价值.【期刊名称】《计算机系统应用》【年(卷),期】2015(024)003【总页数】5页(P270-274)【关键词】换挡行为;换挡指导系统;燃油经济性;OBD-Ⅱ;系统应用【作者】蔡文学;萧超武;黄晓宇;邱珠成;陈康【作者单位】华南理工大学经济与贸易学院,广州510006;华南理工大学经济与贸易学院,广州510006;华南理工大学经济与贸易学院,广州510006;华南理工大学经济与贸易学院,广州510006;中国电信股份有限公司广东研究院,广州510630【正文语种】中文当前, 在全球范围内, 随着汽车工业的快速发展, 汽车保有量也在迅速增加. 汽车的普及虽然提高了人们的生活品质, 但同时也加剧了石油资源短缺的矛盾, 并造成了严重的环境污染. 为缓解这一问题, 一个重要的途径是通过指导驾驶员优化其驾驶行为以降低车辆的油耗. 现有的研究表明[1,2]: 驾驶员的驾驶行为对汽车的实际油耗有重要的影响, 特别的, 不良换挡操作会造成明显的燃油浪费. 目前, 虽然装载了自动变速器(AT)、连续可变变速器(CVT)、机械式自动变速器(ATM)等的汽车正在快速普及, 但由于手动变速器具有传动效率高、结构简单可靠, 生产工艺成熟、油耗低等优势, 装载手动变速器的汽车仍然占据相当大的市场份额, 如在欧洲和亚太地区(除日本), 半数以上的汽车都配置了手动变速器[3]. 因此, 研究通过优化驾驶员的换挡行为以达到降低汽车油耗的目的具有重要的意义.众所周知, 每个驾驶员都有其自身独特的驾驶经验和操作习惯, 本文研究的最佳燃油经济性的换挡指导系统期望通过获取驾驶员在驾车行驶过程的参数, 在适当的时机指导驾驶者的换挡操作, 以获得更低的油耗. 为达到此目的, 需要解决如下两个关键问题:1) 数据获取本文的研究要求能实时获取汽车行驶过程中的挡位信息和汽车状态信息. 对此, 一种常用的做法是在汽车上安装专门的数据传感器, 如钱臻[4]等提出在汽车上安装磁敏转矩转速器以采集转动轴的转矩与转速信息. 然而这类方法需要针对特定的数据采集对象开发专门的传感设备, 代价过于高昂, 并且系统的可扩展性也不高.在本文的工作中, 我们提出了一种基于车载诊断系统(On-Board Diagnostic, OBD)的数据采集方案. 我们开发了一个基于第二代OBD(即OBD-II)的数据采集系统, 由于当前大部分小汽车都具备OBD-Ⅱ接口, 所以本文的工作有广泛的适应性.2) 参数识别基于OBD- II的数据采集系统虽然能获取到较多行车参数, 但是无法直接读取到支持最佳燃油经济性换挡点判断的两类参数, 一是传动比, 二是当前挡位状态. 依据汽车传动系统的原理[5]可知, 通过转速和速度的关系可推断各级传动比, 前提条件是离合器完全闭合. 然而本系统无法获取离合状态数据, 因此采集到数据集中并没有标注离合器是否完全闭合. 针对此现状, 本文提出了一种算法, 能从任意状态的数据集中自动识别车辆传动比参数.本文余下部分的组织为: 论文的第2部分总结了与本文相关的主要工作; 论文的第3节用于介绍本文的系统的详细设计与实现; 论文的第4节汇报了本文工作的实验结果; 论文的最后是对全文工作的总结.根据文献[5]的定义, “汽车燃油经济性”指的是在保证车辆动力性的基础上, 以尽量少的油耗行驶的能力. 而本文研究的最佳燃油经济性换挡指导系统, 其目的是能在车辆处于最经济换挡点时提醒用户换挡, 从而达到降低油耗的目标.当前, 对汽车换挡规律的研究主要围绕自动变速器开展[6-9], 其目标是提取驾驶员行为的共性规律. 而在本文的工作中, 我们研究的对象是手动挡汽车, 其目标是发现驾驶员的个性化行为. 在现有的工作中, 与本文关系最为密切的是牛秦玉等人[9]提出的最佳燃油经济换挡规律, 他们根据发动机燃油特性理论分析及公式推导得等式(1), 并且最佳燃油经济换挡点的转速满足式(2).其中, A、B、C、D、E为等式系数,均为汽车结构参数、行驶环境参数以及车辆加速度的函数, 为车轮半径, 单位m; 为机械传动效率; 燃油密度取, 单位 g/L; i为挡位挡位数; 瞬时油耗, 单位km/L; 为变速器传动比; 为最终传动比(由分动器、副变速器、轮边减速器传动比等组成, 一般固定); 为总传动比, 为发动机转速.值得注意的是, 式(1)(2)成立的前提是油门开度不变. 对式(2)求解可得最佳换挡点转速, 在此之前需要根据式(1)求出, 共有5个未知系数, 因此至少需要5组数据才能求解得到.在上述理论分析的基础上, 我们开发了一套基于OBD-Ⅱ的换挡指导系统, 该系统能在汽车行驶途中实时采集获得油门踏板、转速、速度、瞬时油耗、节气门开度、发动机负荷等信息.2.1 系统框架我们开发的系统的总体架构如图1所示.由图1可以看出, 该系统包括蓝牙OBD设备、智能手机客户端、云端服务中心等部分. 蓝牙OBD设备通过标准OBD-Ⅱ接口与车载网络相连, 主要负责将车辆ECU 数据输出到外部设备.智能手机客户端既承担了车辆与云端服务中心通信的桥梁, 又承担大部分的业务逻辑, 主要功能包括采集OBD、GPS、手机加速度器、陀螺仪等数据并上传至云端; 管理用户资料、设置、车辆型号等基础数据; 用户输入操作以及行程相关等信息显示输出; 驾驶过程的实时辅助, 如换挡、高油耗、超速等提醒等.云端服务中心由数据处理程序、数据库、专家组成, 主要负责相关数据的保存与共享, 提供车辆诊断、驾驶点评等服务.2.2 参数识别由式(1)(2)可知, 实现实时换挡指导需要的数据包括瞬时燃油消耗量、车速、发动机转速、传动体系总传动比. 特别的, 为实现提醒驾驶员换挡的功能, 系统还需要知道汽车当前的挡位. 注意到在我们的系统中, 传动比参数和挡位参数是无法直接采集获得的, 因而还需根据已有的数据作估算处理. 在得到传动比参数前, 需要使用本系统采集一段数据并上传至云端, 云端的分析程序将对该参数进行自动识别, 用表示车辆状态参数集合, 用表示时间点t的部分车辆状态参数, 是一个多维向量, 由速度、转速、加速度、油门开度构成, 传动参数识别的算法设计如表1所示.当上述算法返回null时, 说明输入的数据集还不能满足识别传动比参数的要求, 需要采集更多的数据.以下我们以2010年款1.4T高尔夫为例说明表1算法的具体应用及基本原理, 该车的变速箱为手动5挡, 轮胎型号“205/55R16”, 半径31.6cm, 轮胎周长1985cm. 对表1算法修改表述如下:Step 1: 在读取车辆状态参数集合后, 对数据进行过滤, 筛选数据的条件设为油门位置、加速度且转速, 理由是满足这3个条件反映驾驶者踩下离合的几率较低, 发动机与变速箱大部分时间处于联动状态, 转速与速度的关系最接近真实的传动比. 筛选后的转速和速度散点图如图2(a), 从图中可以看出这些散点在5条斜线上聚集, 这5条斜线的斜率分别对应5个不同挡位的总传动比, 但是还需要下面的步骤才能实现自动识别参数.Step 2: 计算每个时间点的瞬时传动比得到集合, 中既有真实的传动比, 也有由于离合器滑动带来的非真实传动比, 对升序排序, 排序后的数据如图2(b), 挡位越高对应的传动比越小.Step 3: 由Step2得到的结果仍然难以自动提取出各个挡位的传动比, 因为相邻两个挡位的传动比差异不够明显, 因此再对排序后的计算前后两点变化率, 将前后两点的差异放大, 如图2(c)所示, 再以作为阈值(实验经验值), 提取满足连续数据段, 可以得到多个数据片段, 计算各段内的平均值得到集合, 若的长度等于挡位总数, 则中各值分别对应各个挡位的传动比, 为升序排序序列, 最小值表示最高挡位的传动比. 根据得到的5个传动比参数分别绘制斜线如图2(d)所示.为识别汽车当前的挡位状态, 我们提出最邻近原则, 即根据当前转速和速度, 计算当前瞬时传动比, 即, 将与传动比集合中每个值比较, 以最接近的值对应的挡位作为当前的挡位.2.3 判断最佳挡位算法本文研究的是经济换挡指导系统, 为了使换挡点转速选择更合理, 预先将经济换挡区间设为(1600r/min, 2500r/min). 根据前面理论分析制定挡位指导算法, 用表示最近5组(包括当前)车辆状态参数集合, 表示时间t的参数, 算法过程如表 2所示. 在我们的系统中, 采集到的油门开度是百分比数据, 在判断油门是否变化时允许数据有一定的波动, 以5组数据均满足(为的均值)作为油门稳定的判断条件.我们使用了5种不同的车型来测试本文开发的系统, 具体的车型信息如表3所示.实验对每种不同的车型进行分组测试, 在同一组实验中由相同驾驶者选取相同的路线和相近的行驶环境, 分别按不启用换挡提醒和启用换挡提醒进行3次测试, 每次实验均使用本系统记录行程数据, 并计算每个行程的平均油耗. 几组实验的详细结果如表4所示, 对每组实验按不启用和启用换挡指导计算平均油耗(如图3)和方差(如图4), 可以看出启用换挡指导后节省油耗明显, 同时方差也变小了, 说明使用换挡指导后油耗趋于稳定, 针对每组测试计算节油比例如图5, 可知平均节油率达8.6%.手动挡车市场份额大和换挡行为对油耗明显影响, 使得研究优化驾驶员换挡行为以降低油耗意义重大. 本文在汽车OBD-Ⅱ接口的基础上, 提出一套换挡指导系统设计方案, 并将最佳燃油经济换挡策略应用到系统中, 对涉及的参数识别问题提出解决方法, 最后将设计方案实现, 并进行多次实验验证, 结果表明使用该系统不仅能明显降低油耗, 还能使油耗趋于稳定. 本系统的特点是使用简单, 成本低廉, 不需要改装汽车或安装传感器, 也不需要人工调整参数, 并且采集到的数据丰富, 可以扩展更多的驾驶辅助功能. 通过推广本文提出的系统, 有助于交通领域的节能减排.1 Casavola A, Prodi G, Rocca G. Efficient gear shifting strategies for green driving policies. American Control Conference(ACC), 2010, 6: 4331–4336.2 张浩.基于燃油经济性的驾驶员换挡品质研究[学位论文].长春:吉林大学,2009.3徐枭,周荣.轻型汽车变速器市场分析与预测.汽车工程师,2009,6:21–23.4 钱臻.最优挡位指导系统在载货汽车上的应用.森林工程,2009,2:53–55.5 余志生.汽车理论.北京:机械工业出版社,2009.6 邢文金,杨宝坤.国内自动变速器换挡规律研究状况综述. 装备制造技术,2014,3:283–286.7 吴光强,孙贤安.汽车自动变速器发展综述.同济大学学报(自然科学版),2010,10:1478–1483.8刘振军,胡建军,李光辉,秦大同.模糊神经网络的自动变速汽车换挡规律分析.重庆大学学报,2009,8:897–903,914.9 牛秦玉,李建华.最佳燃油经济性换挡规律实时调整方法研究.西安科技大学学报,2011,1:77–80,95.。
双离合器自动变速器最佳燃油经济性换挡规律探讨
作者： 孙龙林
作者机构： 深圳职业技术学院汽车与交通学院 广东深圳518055
出版物刊名： 深圳职业技术学院学报
页码： 25-28页
主题词： 双离合器变速器(DCT);燃油经济性;换挡规律
摘要：双离合器变速器(DCT)车辆在换挡过程中采用2套离合器协同工作,一套离合器逐渐分离,另一套离合器逐渐接合,通过合适的换挡重叠控制实现发动机转速平稳变化。
DCT车辆数学模型显示,要获得最小的燃油消耗,必须在最佳燃油经济性换挡点进行换挡操作。
最佳燃油积极性换挡点可以通过相邻档位的单位时间汽车燃油消耗曲线方程求取。
仿真结果显示,实行最佳燃油积极性换挡的DCT车辆比同型的MT车辆减少约10%的燃油消耗,与实际实验结果基本符合。
四轮驱动混合动力轿车经济性换挡规律研究
四轮驱动混合动力轿车经济性换挡规律研究
赵治国;杜建;顾佳鼎;余卓平
【期刊名称】《中国机械工程》
【年(卷),期】2012(023)015
【摘要】考虑电机和电池系统的影响,对四轮驱动混合动力汽车进行了经济性换挡规律的研究。
通过计算瞬时输出功率下各动力源的等效燃油消耗,让车辆行驶在综合等效油耗率最低的挡位,从而实现了整车燃油经济性最优的目标。
运用MATLAB 建立整车模型,仿真分析了整车各种驱动模式下的经济性换挡规律,并通过实车试验验证了所提出的经济性换挡规律的有效性。
【总页数】8页(P1877-1884)
【作者】赵治国;杜建;顾佳鼎;余卓平
【作者单位】同济大学,上海,201804;同济大学,上海,201804;同济大学,上
海,201804;同济大学,上海,201804
【正文语种】中文
【中图分类】U462;U469.7
【相关文献】
1.AMT中度混合动力汽车经济性换挡规律研究 [J], 秦大同;龙海威;胡明辉;叶心
2.四轮驱动混合动力轿车驱动防滑控制研究 [J], 赵治国;顾君;余卓平
3.基于拖拉机燃油经济性自动换挡规律研究 [J], 张龙;师帅兵;王少辉
4.四轮驱动混合动力轿车驱动模式切换控制 [J], 赵治国;何宁;朱阳;余卓平
5.混合动力轿车机械式自动变速器换挡过程中的动力系统协调控制方法 [J], 廖承林;张俊智;卢青春
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基于某车型的自动变速器经济性换挡线标定研究与应用
基于某车型的自动变速器经济性换挡线标定研究与应用黄星;刘文彬;郭文松【摘要】对于自动挡车辆来说,经济性换挡线既要考虑燃油经济性又要兼顾驾驶性与排放要求.那么如何标定换挡线就显得尤为重要.文章根据经济性换挡线理论分析和实车标定应用,阐述了经济性换挡标定内容及优化方向,并在整车上对换挡线进行了标定验证.【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2017(000)012【总页数】4页(P21-24)【关键词】经济性换挡线;油耗;排放;标定【作者】黄星;刘文彬;郭文松【作者单位】安徽江淮汽车集团股份有限公司,安徽合肥 230022;安徽江淮汽车集团股份有限公司,安徽合肥 230022;安徽江淮汽车集团股份有限公司,安徽合肥230022【正文语种】中文【中图分类】U462.3变速器作为车辆传动系统的核心部件之一，对车辆的动力性、燃油经济性和乘坐舒适性等都有着显著的影响。
目前越来越多车开始匹配自动变速箱，尤其是近年来发展起来的双离合器自动变速器(Dual Clutch Transmission简称DCT)具有传动效率高、换挡过程无动力中断、舒适性好、燃油经济性好等诸多优点[1]。
经济性换挡线(自动变速器换挡车速)作为常用的换挡线，它的优劣直接影响到整车的换挡品质、动力性、燃油经济性和舒适性等性能。
如果经济性换挡线太过于偏向经济性，虽然油耗有所降低但是对车辆驾驶性有很大影响，换挡过程中可能会出现拖档、抖动等现象，影响主观驾驶性评价，如果经济性换挡线偏向于动力性则会影响油耗和排放测试结果，油耗和排放可能不满足法规要求，所以经济性换挡线既要满足驾驶性需求又要满足法规对于排放和油耗的要求。
汽车单位小时燃油消耗量为：其中，ge为发动机燃油消耗率，g/(KW·h)；Pe为发动机驱动功率，KW。
根据发动机理论，发动机的负荷特性是发动机在转速一定时燃油消耗与发动机功率之间的函数关系。
不同转速下的负荷特性可以组合绘制出发动机的万有特性，即将发动机的燃油消耗率表示为发动机功率和转速的函数(具体函数可以通过发动机试验数据进行模拟获得)：其中，n 为发动机转速，r／min。
AMT中度混合动力汽车经济性换挡规律研究
AMT中度混合动力汽车经济性换挡规律研究秦大同;龙海威;胡明辉;叶心【摘要】针对装备机械自动变速器(AMT)的中度混合动力汽车,综合考虑发动机、电动机/发电机、电池和传动系统的效率,以动力传动系统效率最优为目标,确定了驱动工况各工作模式工作区域.在此基础上,分别对各模式下的经济性换挡规律进行研究,获得了中度混合动力汽车驱动工况下的经济性换挡规律.在MATLAB/Simulink 平台上,采用ECE+ EUDC循环工况对所提出的经济性换挡规律进行仿真,结果表明,与ADVISOR中的传统换挡控制规律相比,所提出的换挡控制规律能较好地提高整车的燃油经济性.【期刊名称】《中国机械工程》【年(卷),期】2013(024)020【总页数】6页(P2820-2825)【关键词】中度混合动力汽车;机械自动变速器;经济性换挡规律;系统效率【作者】秦大同;龙海威;胡明辉;叶心【作者单位】重庆大学机械传动国家重点实验室,重庆,400044;重庆大学机械传动国家重点实验室,重庆,400044;重庆大学机械传动国家重点实验室,重庆,400044;重庆理工大学,重庆,400050【正文语种】中文【中图分类】U463.2120 引言中度混合动力汽车（hybrid electric vehicle，HEV）采用较大功率的电机，具有纯电动驱动工况，因此可以进一步提高混合动力汽车的燃油经济性和排放性能。
机械自动变速器（automated manual transmission，AMT）以其效率高、成本低和易于制造等优点而成为国内外混合动力汽车采用的自动变速器主要类型之一。
对于采用AMT的混合动力汽车，通过AMT自动换挡优化发动机和电动机的工作区域，提高整车的燃油经济性，是混合动力汽车研究的重要内容。
文献［1］以发动机转矩、电机转矩和车速为控制参数，将整车运行时的电驱动能耗或发电产生的电池电能等效为燃油量，以综合油耗最小为目标确定了混合动力汽车的最佳经济性换挡规律。
基于最佳动力性换挡原则的汽车原地起步加速时间的计算
基于最佳动力性换挡原则的汽车原地起步加速时间的计算李建伟
【期刊名称】《拖拉机与农用运输车》
【年(卷),期】2013()4
【摘要】汽车的加速性能是衡量汽车动力性好坏的重要指标之一。
介绍了汽车按最佳动力性换挡原则原地起步连续换挡加速时间的计算方法,建立了汽车行驶的数学模型,并利用MATLAB进行仿真分析与编程计算,求得的相关数据与实际理论值符合,为采用计算机仿真分析计算汽车动力性提供了理论依据。
【总页数】3页(P25-27)
【关键词】汽车;最佳动力性换挡;加速时间;MATLAB
【作者】李建伟
【作者单位】淄博职业学院汽车工程系
【正文语种】中文
【中图分类】U462.31
【相关文献】
1.纯电动汽车最佳动力性换挡规律研究 [J], 杨易;江清华;周兵;王继生
2.基于汽车燃油经济性的最佳换挡规律的研究 [J], 韩致信;张秀秀;钟斌;徐和林
3.汽车不同质量参数的最佳动力性换挡规律 [J], 张勇;刘杰;宋健;卢新田
4.公共汽车AMT最佳动力性换挡规律的建模与仿真 [J], 刘大权;张小东;曲金玉
5.基于Cruise纯电动手动挡汽车的动力性、经济性换挡浅析 [J], 张文超;张海波
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基于Cruise GSP的换挡规律浅析
基于Cruise GSP的换挡规律浅析姚巍;贺子龙;韩震;刘闪闪【摘要】自动变速箱换挡规律与车辆性能息息相关,如何将车辆主要性能体现在换挡规律中则是开发的难点之一.以某款配置DCT的车辆为例,简单阐述了换挡规律的生成原理,应用Cruise GSP建立模型并生成换挡规律,同时分析了整车所获得的性能收益.【期刊名称】《汽车零部件》【年(卷),期】2014(000)008【总页数】4页(P52-54,57)【关键词】换挡规律;DCT;燃油经济性【作者】姚巍;贺子龙;韩震;刘闪闪【作者单位】安徽江淮汽车股份有限公司,安徽合肥230022;安徽江淮汽车股份有限公司,安徽合肥230022;安徽江淮汽车股份有限公司,安徽合肥230022;安徽江淮汽车股份有限公司,安徽合肥230022【正文语种】中文换挡规律主要是研究选择什么样的换挡参数、在何时进行换挡等问题，其好坏直接影响车辆的燃油经济性、动力性和排放性的优劣和乘坐舒适性，故换挡规律是自动控制系统的核心之一[1-2]。
按照控制参数的多少，换挡规律可分为单参数、双参数和三参数等。
单参数换挡规律一般选用车速作为控制参数，其控制结构简单，但不能实现驾驶员的干预，应用较少。
双参数换挡规律在单参数换挡规律的基础上引入了驾驶员的干预，主要以节气门开度、车速两参数实现控制。
三参数换挡规律，则是在两参数换挡规律的基础上引入了车辆的加速度，进一步反映了车辆的实际操纵规律，但以发动机动态试验数据为基础，目前的理论研究较多，工程应用较少[3]。
目前使用最广泛的是双参数换挡规律。
文中研究了双参数换挡规律的求取原理，并借助Cruise及其GSP功能实现换挡规律的求取和车辆的性能分析。
Cruise是一款用于分析整车动力性、经济性和排放性等的软件，其模块化的设计理念方便用户灵活地建立系统模型。
Cruise内置的换挡规律的生成功能——GSP Generation，可根据用户自定义的边界约束条件生成并换挡规律。
采用停缸技术提高燃油经济性
采用停缸技术提高燃油经济性
佚名
【期刊名称】《汽车制造业》
【年(卷),期】2017(000)003
【摘要】由WardsAuto主办的2016年度“沃德十佳发动机”评选中，通用汽车搭载于雪佛兰新科迈罗／凯迪拉克ATS（海外版）的3．6L双顶置凸轮轴（DOHC）V6发动机，由于缸内直喷（GDI）、停缸技术、二级油泵、进排气可变气门正时以及集成式排气歧管的应用，最终达到了非常优异的整体性能，获得这一国际最重量级的发动机大奖。
【总页数】1页(P36-36)
【正文语种】中文
【中图分类】U469.11
【相关文献】
1.德尔福与Tula合作停缸技术燃油经济性提升8%～15% [J], ;
2.汽油机停缸技术的燃油经济性研究 [J], 王凌峰;朱小春;刘宏江;张晓雨;韦虹;李军;王瑞平
3.浅谈停缸技术对柴油机燃油经济性和排放的影响 [J], 谷林强
4.浅谈停缸技术对柴油机燃油经济性和排放的影响 [J], 谷林强;
5.停缸技术对缸内直喷点燃式发动机燃烧与排放及燃油经济性的影响 [J], 杨尚升;黄勇成;曹银波
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最佳燃油经济性换挡规律理论及其应用研究张国胜 牛秦玉 方宗德 杨 剑西北工业大学,西安,710072摘要:通过对发动机燃油消耗特性的研究,提出一种较为简单的动态三参数最佳燃油经济性换挡规律制定方法。
同时,分析了汽车质量变化对换挡规律的影响,设计了一种考虑质量变化因素的变结构换挡系统模型,并利用Matlab/Sim ulink 对该模型进行了仿真,仿真结果表明,该模型可以使汽车获得更佳的燃油经济性,对最佳燃油经济性换挡规律的理论研究及实际应用具有重要意义。
关键词:三参数;燃油经济性;换挡规律;变结构;换挡系统中图分类号:U 463 文章编号:1004-132Ⅹ(2005)05-0446-04Theory and Application Studies on Optimal Fuel Economy Shift ScheduleZhang Guosheng N iu Q inyu Fang Zo ng de Yang Jian Northw estern Poly technical U niv ersity,Xi .an,710072Abstract:Through resear ches o n fuel characteristics o f the engine,a new method for establishing dynamic 3-par am eter -controlled optimal fuel-econom y shifting schedule w as presented.At the same time,by analy sis o f influences of mass on shifting schedule,a variable-structur e-co ntro lled shift system w as designed.Based on the softw are o f Matlab/Simulink,the variable-str ucture-con -tro lled shift sy stem w as simulated.Sim ulation results show this sy stem can improve the fuel economy of vehicle obviously.Key words:3-parameter-co ntro lled;fuel-eco no my;shifting schedule;variable-structure;shift system收稿日期:2004-06-040 引言最佳燃油经济性换挡规律就是使自动变速器能够以最经济的换挡点进行换挡操作,以达到降低燃油消耗的目的。
目前,自动变速器上应用的最佳燃油经济性换挡规律,包括两参数最佳燃油经济性换挡规律和动态三参数最佳燃油经济性换挡规律。
其中,后者考虑了发动机的动态特性,试验表明[1,2],这种换挡规律可获得明显优于前者的汽车性能。
但是文献[1,2]所介绍的动态三参数最佳燃油经济性换挡规律制定方法较为复杂,不易实现,同时在制定过程中没有考虑质量对换挡规律的影响。
而实际上,对于载重汽车或客车,由于载重量或乘客数量的增加,汽车质量是变化的,所以质量对换挡规律的影响不可忽视。
本文通过对发动机燃油消耗特性的研究,提出了一种较为简单的动态三参数最佳燃油经济性换挡规律制定方法。
同时通过分析汽车质量变化对换挡规律的影响,提出了一种变结构换挡系统模型,利用Matlab/Simulink 对换挡过程进行了仿真。
1 发动机燃油经济特性1.1 发动机负荷特性发动机负荷特性是指燃油消耗率g e (kg/(kW #h ))与发动机输出功率P e (kW )及发动机转速n e (r/min )的对应关系[3],即g e =g e (P e ,n e )(1)根据发动机原理[3],功率P e 可以利用台架试验数据拟合成发动机转速n e 和油门开度B 的函数,即P e =P e (n e ,B )(2)同时发动机转速n e 与汽车行驶速度u(km/h )有如下关系式[2]:u =0.377rn e /(i g i 0)(3)式中,r 为车轮滚动半径,m ;i g 为变速器变速比;i 0为主减速比。
利用式(1)~式(3)可以得到燃油消耗率g e与行驶速度u 及油门开度B 的对应关系,即g e =g e (u,B )(4)由式(4)可以得到在定油门开度下燃油消耗率随行驶速度变化的函数。
1.2 汽车的燃油消耗方程根据发动机原理[3]及汽车动力学[4],可以得到燃油消耗量与发动机经济性、汽车结构参数及#446#环境条件间的关系式为Q t =g e u 3600G t (Gf +Gi +C d A f u 221.15+D G g d ud t)(5)式中,Q t 为动态小时燃油消耗量,kg/h ;G 为汽车重量,N ;g 为重力加速度,取9.8m/s 2;f 为滚动阻力系数;i 为道路坡度;C d 为空气阻力系数;A f 为迎风面积,m 2;D 为考虑发动机动态特性的旋转质量转换系数;G t 为传动效率。
根据文献[4]中的计算式可知,式(5)即为汽车的燃油消耗量方程式,它基本包括了影响汽车燃油消耗量的所有因素。
2 动态三参数最佳燃油经济性换挡规律通过对发动机燃油特性的分析可见,汽车的燃油消耗量不仅与发动机负荷特性有关,还受到道路阻力、空气阻力以及加速阻力的影响,因此为了制定最佳的燃油消耗换挡规律,应全面考察这些因素。
2.1 理论分析发动机小时燃油消耗量Q t 与汽车燃油消耗量Q(kg )的关系为Q t =d Q d t =d Q d u d u d t(6)当加速度取定值时,设d u/d t =a,则可以得到燃油消耗量的计算式:Q =1aQQ td u(7)从上式可以看出,要使燃油消耗量最小就是要使式(7)的积分结果最小,即要使图1中同一油门下小时燃油消耗曲线与横轴所围的面积最小。
图1 小时燃油消耗与速度的关系曲线示意图2.2 公式推导从理论分析可知,为保证汽车的最佳燃油经济性,在小时燃油消耗曲线图上,同一油门下相邻两挡小时燃油消耗曲线的交点即为汽车在该行驶条件下燃油经济性最佳的换挡点,即满足Q t ,n =Q t ,n +1(8)式中,Q t ,n 、Q t ,n+1分别为n 挡和n +1挡的小时燃油消耗。
将式(5)代入式(8),可得g e ,n u 3600G t (Gf +Gi +C d A f u 221.15+D n G g d ud t)=g e,n+1u 3600G t (Gf +Gi +C d A f u 221.15+D n+1Gg d u d t )(9)式中,g e ,n 、g e ,n+1、D n 、D n+1分别为n 挡和n +1挡的燃油消耗率及旋转质量换算系数。
在坡度较大的道路行驶时,通常不考虑经济性而以动力性为主,只有在较小的坡度下才应用最佳燃油经济性换挡规律,这由ECU(electr onic control unit)根据采集的坡度信息进行换挡规律的选择控制。
故制定最佳燃油经济性换挡规律时可以不考虑坡度的影响,即取坡度i =0,从而式(9)得到简化。
又根据式(4),在一定油门下各挡的燃油消耗率是行驶速度的函数,通常将其取为二次函数,即g e ,n =A e ,n u 2+B e ,n u +C e ,n(10)式中,A e ,n 、B e ,n 、C e ,n 均为n 挡燃油消耗率函数的系数。
同时,根据汽车动力学[4]知识,滚动阻力系数为行驶速度的一次函数,即f =f 0+f u u(11)式中,f 0为车辆低速行驶且无侧向力时,从动车轮的滚动阻力系数;f u 为行驶速度对滚动阻力的影响系数。
考虑式(10)、式(11)及坡度i =0,则通过对式(9)进行整理可以得到如下的四次方程:A u 4+Bu 3+Cu 2+Du +E =0(12)式中,A 、B 、C 、D 、E 为方程的系数,均为汽车结构参数、行驶环境参数以及车辆加速度的函数。
解方程(12),若求得的根小于该挡的最大行驶车速且大于下一挡的最小行驶车速,则此根即为最佳燃油经济性换挡车速,如图1中C 点。
若不满足上述条件,如果求得的根为图1中2挡与3挡间的状态,则B 点速度值为最佳燃油经济性换挡车速;如果求得的根为图1中1挡与2挡间的状态,则A 点速度值为最佳燃油经济性换挡车速。
2.3 计算结果从以上推导过程可以看出,汽车质量不同,则根据式(12)所求得的最佳燃油经济性换挡点就不同,从而制定的最佳燃油经济性换挡规律也不相同。
图2为某一汽车在空载和满载以定加速度行使情况下的最佳燃油经济性换挡规律的对比。
可以发现,当油门开度大于75%时换挡曲线会产生/回走0的现象,这是因为当油门开度大于75%时,根据大功率的要求,发动机的空燃比将减小,混和气加浓,这将会造成发动机燃烧不完全,燃油消耗率将增大,使汽车的燃油经济性恶化。
为此,需降低换入高挡的速度,使汽车尽量在高挡行使,#447#以提高发动机的燃油经济性。
图2a 与图2b 分别为加速度为0和1m/s 2时的最佳燃油经济特性换挡规律曲线。
图中实线为空载时的换挡曲线,虚线为满载时的换挡曲线。
从图上可以看出,质量不同则换挡规律将会有差异,并且挡位越低,加速度越大,这种差异就越大。
由此可见,在制定最佳燃油经济性换挡规律时,质量的影响是不容忽视的,下面将针对此问题提出解决的方案。
(a)a =0(b)a =1m/s 21.1挡、2挡之间的换挡曲线2.2挡、3挡之间的换挡曲线3.3挡、4挡之间的换挡曲线图2 动态三参数最佳燃油经济性换挡规律3 变结构换挡系统通过对不同质量下的最佳燃油经济性换挡规律的对比研究,发现换挡规律受到多种因素的影响,很难用一种常规的方法来解决质量的影响问题。
为此本文提出一种变结构换挡系统,此系统将质量也作为换挡规律的一个控制参数。
考虑到ECU 存储容积问题,本研究采用对汽车质量范围进行分划的方法,同一范围应用同一种换挡规律,大大减少了数据存储量。
这样,随着质量落在不同的范围内,换挡规律将相应地发生变化。
3.1 硬件组成自动变速器变结构控制换挡系统的硬件组成见图3。
ECU 中以数表形式存储有各质量范围的最佳燃油经济性换挡规律及实现变结构换挡系统图3 控制系统硬件组成的控制规律。
在自动变速器工作过程中,来自油门开度传感器、加速度传感器、速度传感器和质量传感器的信号,经信号转换与放大电路及A/D 转换后按一定周期采集到ECU 中,ECU 根据变结构换挡系统控制规律,选择相应的最佳燃油经济性换挡规律并判断是否换挡。