专利名称：一种测定发动机常用工作区的方法、装置及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及汽车发动机技术领域，具体涉及一种测定发动机常用工作区的方法、装置及系统。
背景技术：
目前，社会对于节能减排的意识越来越强，如何更加有效的降低油耗，同时满足汽车尾气排放标准法规，对汽车发动机技术提出了日益严峻的挑战，因此需要分析发动机的常用工作区。发动机的常用工作区是指发动机在匹配整车时的主要运行工况，也就是不同转速和扭矩对应的工作区域。可以根据获取的常用工作区，为优化发动机的性能提供依据，选取最优发动机配置确定优化的方向，指导发动机性能优化匹配和整车匹配，达到最佳油耗区与发动机的常用工作区一致。发动机的常用工作区可以通过发动机转速以及发动机扭矩测定，在现有技术中， 是通过测定进气时增压后压力推算发动机扭矩，进而根据发动机转速以及发动机扭矩获得发动机的常用工作区。但是，通过测定增压后压力来推算常用工作区，存在响应速度慢，测量准确度较低的缺点。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的是提供一种测定发动机常用工作区的方法、装置及系统，以解决现有技术中通过测定增压后压力来推算发动机常用工作区，响应速度慢，测量准确度较低的问题。为解决上述问题，本发明提供的技术方案如下一种测定发动机常用工作区的方法，所述方法包括在发动机台架测试时，采集不同发动机转速和发动机扭矩条件下的氮氧化物排放量以及修正参数值后，接收所述发动机转速、所述发动机扭矩、所述修正参数值以及所述氮氧化物排放量；保存所述发动机转速、所述发动机扭矩以及所述修正参数值与所述氮氧化物排放量的对应关系；在车辆实际运行时，采集发动机的实际转速、氮氧化物实际排放量以及实际修正参数值后，接收所述发动机实际转速、所述氮氧化物实际排放量以及所述实际修正参数值；查询所述发动机转速、所述发动机扭矩以及所述修正参数值与所述氮氧化物排放量的对应关系，获得在车辆实际运行时发动机的实际扭矩；根据所述发动机的实际转速以及所述发动机的实际扭矩，确定发动机的常用工作区。相应的，修正参数值包括进气温度、进气压力以及进气湿度；实际修正参数值包括实际进气温度、实际进气压力以及实际进气湿度。
相应的，采集发动机的实际转速、氮氧化物实际排放量以及实际修正参数值，包括通过在车辆飞轮壳上设置的转速传感器采集发动机的实际转速，通过在车辆排气管路上设置的氮氧化物测定装置采集氮氧化物实际排放量，通过温度传感器采集实际进气温度，通过压力传感器采集实际进气压力，通过湿度传感器采集实际进气湿度。相应的，所述氮氧化物测定装置包括氮氧化物传感器或快速氮氧化物分析仪。一种测定发动机常用工作区的装置，所述装置包括第一接收单元，在发动机台架测试时，采集不同发动机转速和发动机扭矩条件下的氮氧化物排放量以及修正参数值后，接收所述发动机转速、所述发动机扭矩、所述修正参数值以及所述氮氧化物排放量；数据保存单元，用于保存所述发动机转速、所述发动机扭矩以及所述修正参数值 与所述氮氧化物排放量的对应关系；第二接收单元，在车辆实际运行时，采集发动机的实际转速、氮氧化物实际排放量以及实际修正参数值后，接收所述发动机实际转速、所述氮氧化物实际排放量以及所述实际修正参数值；查询单元，用于查询所述发动机转速、所述发动机扭矩以及所述修正参数值与所述氮氧化物排放量的对应关系，获得在车辆实际运行时发动机的实际扭矩；确定单元，用于根据所述发动机的实际转速以及所述发动机的实际扭矩，确定发动机的常用工作区。相应的，修正参数值包括进气温度、进气压力以及进气湿度；实际修正参数值包括实际进气温度、实际进气压力以及实际进气湿度。一种测定发动机常用工作区的系统，所述系统包括发动机台架测试数据采集装置，用于在发动机台架测试时，采集不同发动机转速和发动机扭矩条件下的氮氧化物排放量以及修正参数值；路谱数据采集装置，用于在车辆实际运行时，采集发动机的实际转速、氮氧化物实际排放量以及实际修正参数值；发动机常用工作区测定装置，用于接收所述发动机转速、所述发动机扭矩、所述氮氧化物排放量以及所述修正参数值；保存所述发动机转速、所述发动机扭矩以及所述修正参数值与所述氮氧化物排放量的对应关系；接收所述发动机的实际转速、所述氮氧化物实际排放量以及所述实际修正参数值；查询所述发动机转速、所述发动机扭矩以及所述修正参数值与所述氮氧化物排放量的对应关系，获得在车辆实际运行时发动机的实际扭矩；根据所述发动机的实际转速以及所述发动机的实际扭矩，获得发动机的常用工作区。相应的，修正参数值包括进气温度、进气压力以及进气湿度；实际修正参数值包括实际进气温度、实际进气压力以及实际进气湿度。相应的，所述路谱数据采集装置，包括转速传感器，设置于车辆飞轮壳上，用于采集发动机的实际转速；氮氧化物测定装置，用于设置于车辆排气管路上，用于采集氮氧化物实际排放量;温度传感器，用于采集实际进气温度；
压力传感器，用于采集实际进气压力；湿度传感器，用于采集实际进气湿度。相应的，所述氮氧化物测定装 置，包括氮氧化物传感器或快速氮氧化物分析仪。由此可见，本发明具有如下有益效果本发明利用发动机氮氧化物测定装置直接测定氮氧化物实际排放量及相关参数，根据在发动机台架测试时保存的氮氧化物实际排放量及相关参数与发动机扭矩的对应关系，获得发动机的实际扭矩，进而确定发动机常用工作区，测量响应速度快，能够得到更加准确的发动机扭矩，从而提高发动机常用工作区测定的准确度，为发动机性能优化匹配和整车匹配提供更优化的参考。
图I为本发明测定发动机常用工作区方法的流程图；图2为本发明测定发动机常用工作区装置的示意图；图3为本发明测定发动机常用工作区系统的结构示意图；图4为本发明中路谱数据采集装置的示意图。
具体实施例方式为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式
对本发明实施例作进一步详细的说明。本发明提供的一种测定发动机常用工作区的方法，是针对现有技术中通过测定增压后压力来推算发动机常用工作区，响应速度慢，测量准确度较低的问题，提出通过测定车辆的氮氧化物(NOx)的排放量，推算发动机的实际扭矩，再根据车辆的实际转速及实际扭矩测定发动机的常用工作区。基于上述思想，参见图I所示，本发明测定发动机常用工作区的方法，包括以下步骤步骤101 :在发动机台架测试时，采集不同发动机转速和发动机扭矩条件下的氮氧化物排放量以及修正参数值后，接收发动机转速、发动机扭矩、修正参数值以及氮氧化物排放量。步骤102 :保存发动机转速、发动机扭矩以及修正参数值与氮氧化物排放量的对应关系。在发动机台架上进行NOx排放量万有特性试验时，测定不同发动机转速和发动机扭矩条件下的氮氧化物排放量，修正参数值可以包括进气温度、进气压力以及进气温度，根据修正参数以及NOx排放量万有特性试验数据，可以建立路谱分析数据库，在路谱分析数据库中保存发动机转速、发动机扭矩以及修正参数值与氮氧化物排放量的对应关系。步骤103 :在车辆实际运行时，采集发动机的实际转速、氮氧化物实际排放量以及实际修正参数值后，接收发动机实际转速、氮氧化物实际排放量以及实际修正参数值。其中，实际修正参数对应于修正参数，实际修正参数值可以包括实际进气温度、实际进气压力以及实际进气湿度。在进行整车匹配测试时，即车辆实际运行中，通过在车辆飞轮壳上设置的转速传感器采集发动机的实际转速，通过在车辆排气管路上设置的氮氧化物测定装置(例如氮氧化物NOx传感器或快速氮氧化物NOx分析仪)采集氮氧化物实际排放量，通过温度传感器采集实际进气温度，通过压力传感器采集实际进气压力，通过湿度传感器采集实际进气湿度。步骤104 :查询发动机转速、发动机扭矩以及修正参数值与氮氧化物排放量的对应关系，获得在车辆实际运行时发动机的实际扭矩。发动机在实际工作过程中，在不同的发动机转速下，随着负载的增加，发动机的NOx排放量也是增加的，在测量到发动机实际转速、氮氧化物实际排放量以及实际修正参数值后，可以查询路谱分析数据库，获得在车辆实际运行时发动机的实际扭矩。步骤105 :根据发动机的实际转速以及发动机的实际扭矩，确定发动机的常用工作区。发动机的常用工作区是指不同转速和扭矩对应的工作区域，获得发动机的实际转 速以及发动机的实际扭矩，即可确定发动机的常用工作区。这样，利用发动机氮氧化物测定装置直接测定氮氧化物实际排放量及相关参数，根据在发动机台架测试时保存的氮氧化物实际排放量及相关参数与发动机扭矩的对应关系，获得发动机的实际扭矩，进而确定发动机的常用工作区，测量响应速度快，能够得到更加准确的发动机扭矩，从而提高发动机常用工作区测定的准确度，为发动机性能优化匹配和整车匹配提供更优化的参考。相应的，参见图2所示，本发明还提供一种测定发动机常用工作区的装置，该装置包括第一接收单元21、数据保存单元22、第二接收单元23、查询单元24以及确定单元25。其中，第一接收单元21，用于在发动机台架测试时，采集不同发动机转速和发动机扭矩条件下的氮氧化物排放量以及修正参数值后，接收发动机转速、发动机扭矩、修正参数值以及氮氧化物排放量；数据保存单元22，用于保存发动机转速、发动机扭矩以及修正参数值与氮氧化物排放量的对应关系；第二接收单元23，用于在车辆实际运行时，采集发动机的实际转速、氮氧化物实际排放量以及实际修正参数值后，接收发动机实际转速、氮氧化物实际排放量以及实际修正参数值；查询单元24，用于查询发动机转速、发动机扭矩以及修正参数值与氮氧化物排放量的对应关系，获得在车辆实际运行时发动机的实际扭矩；确定单元25，用于根据发动机的实际转速以及发动机的实际扭矩，确定发动机的常用工作区。在上述实施例中，修正参数值可以包括进气温度、进气压力以及进气湿度；实际修正参数值可以包括实际进气温度、实际进气压力以及实际进气湿度。第二接收单元23，具体用于在车辆实际运行时，通过在车辆飞轮壳上设置的转速传感器采集发动机的实际转速，通过在车辆排气管路上设置的氮氧化物测定装置采集氮氧化物实际排放量，通过温度传感器采集实际进气温度，通过压力传感器采集实际进气压力，通过湿度传感器采集实际进气湿度后，接收发动机实际转速、氮氧化物实际排放量以及实际修正参数值。其中，氮氧化物测定装置可以为氮氧化物传感器或者快速氮氧化物分析仪。相应的，参见图3所示，本发明还提供一种测定发动机常用工作区的系统，该系统包括发动机台架测试数据采集装置I、路谱数据采集装置3以及发动机常用工作区测定装置2。其中，发动机台架测试数据采集装置1，用于在发动机台架测试时，采集不同发动机转速和发动机扭矩条件下的氮氧化物排放量以及修正参数值；路谱数据采集装置3，用于在车辆实际运行时，采集发动机的实际转速、氮氧化物实际排放量以及实际修正参数值； 发动机常用工作区测定装置2，用于接收发动机转速、发动机扭矩、氮氧化物排放量以及修正参数值；保存发动机转速、发动机扭矩以及修正参数值与氮氧化物排放量的对应关系；接收发动机的实际转速、氮氧化物实际排放量以及实际修正参数值；查询发动机转速、发动机扭矩以及修正参数值与氮氧化物排放量的对应关系，获得在车辆实际运行时发动机的实际扭矩；根据发动机的实际转速以及发动机的实际扭矩，获得发动机的常用工作区。其中，发动机常用工作区测定装置2可以是上述实施例中的一种测定发动机常用工作区的装置。另外，参见图4所示，路谱数据采集装置3可以包括转速传感器31、氮氧化物测定装置32、温度传感器33、压力传感器34以及湿度传感器35。其中，转速传感器31，设置于车辆飞轮壳上，用于采集发动机的实际转速；氮氧化物测定装置32，用于设置于车辆排气管路上，用于采集氮氧化物实际排放量；氮氧化物测定装置32可以是氮氧化物传感器或者快速氮氧化物分析仪。温度传感器33，用于采集实际进气温度；压力传感器34，用于采集实际进气压力；湿度传感器35，用于采集实际进气湿度。修正参数值可以包括进气温度、进气压力以及进气湿度；实际修正参数值可以包括实际进气温度、实际进气压力以及实际进气湿度。本系统的工作原理是发动机台架测试数据采集装置I在发动机台架测试时，采集不同发动机转速和发动机扭矩条件下的氮氧化物排放量以及修正参数值；发动机常用工作区测定装置2接收发动机转速、发动机扭矩、氮氧化物排放量以及修正参数值，并保存发动机转速、发动机扭矩以及修正参数值与氮氧化物排放量的对应关系;路谱数据采集装置3在车辆实际运行时，采集发动机的实际转速、氮氧化物实际排放量以及实际修正参数值，具体可以通过转速传感器31采集发动机的实际转速、通过氮氧化物测定装置32采集氮氧化物实际排放量、通过温度传感器33采集实际进气温度、通过压力传感器采集实际进气压力、通过湿度传感器35采集实际进气湿度；
发动机常用工作区测定装置2接收发动机的实际转速、氮氧化物实际排放量以及实际修正参数值；查询发动机转速、发动机扭矩以及修正参数值与氮氧化物排放量的对应关系，获得在车辆实际运行时发动机的实际扭矩；根据发动机的实际转速以及发动机的实际扭矩，最终获得发动机的常用工作区。这样，利用发动机氮氧化物测定装置直接测定氮氧化物实际排放量及相关参数，根据在发动机台架测试时保存的氮氧化物实际排放量及相关参数与发动机扭矩的对应关系，获得发动机的实际扭矩，进而确定发动机的常用工作区，测量响应速度快，能够得到更加准确的发动机扭矩，从而提高发动机常用工作区测定的准确度，为发动机性能优化匹配和整车匹配提供更优化的参考。需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统或装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件�？椋蛘叨叩慕岷侠词凳�。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求
1.一种测定发动机常用工作区的方法，其特征在于，所述方法包括 在发动机台架测试时，采集不同发动机转速和发动机扭矩条件下的氮氧化物排放量以及修正参数值后，接收所述发动机转速、所述发动机扭矩、所述修正参数值以及所述氮氧化物排放量； 保存所述发动机转速、所述发动机扭矩以及所述修正参数值与所述氮氧化物排放量的对应关系； 在车辆实际运行时，采集发动机的实际转速、氮氧化物实际排放量以及实际修正参数值后，接收所述发动机实际转速、所述氮氧化物实际排放量以及所述实际修正参数值；查询所述发动机转速、所述发动机扭矩以及所述修正参数值与所述氮氧化物排放量的对应关系，获得在车辆实际运行时发动机的实际扭矩； 根据所述发动机的实际转速以及所述发动机的实际扭矩，确定发动机的常用工作区。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于， 修正参数值包括进气温度、进气压力以及进气湿度； 实际修正参数值包括实际进气温度、实际进气压力以及实际进气湿度。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，采集发动机的实际转速、氮氧化物实际排放量以及实际修正参数值，包括 通过在车辆飞轮壳上设置的转速传感器采集发动机的实际转速，通过在车辆排气管路上设置的氮氧化物测定装置采集氮氧化物实际排放量，通过温度传感器采集实际进气温度，通过压力传感器采集实际进气压力，通过湿度传感器采集实际进气湿度。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述氮氧化物测定装置包括 氮氧化物传感器或快速氮氧化物分析仪。
5.一种测定发动机常用工作区的装置，其特征在于，所述装置包括 第一接收单元，在发动机台架测试时，采集不同发动机转速和发动机扭矩条件下的氮氧化物排放量以及修正参数值后，接收所述发动机转速、所述发动机扭矩、所述修正参数值以及所述氮氧化物排放量； 数据保存单元，用于保存所述发动机转速、所述发动机扭矩以及所述修正参数值与所述氮氧化物排放量的对应关系； 第二接收单元，在车辆实际运行时，采集发动机的实际转速、氮氧化物实际排放量以及实际修正参数值后，接收所述发动机实际转速、所述氮氧化物实际排放量以及所述实际修正参数值； 查询单元，用于查询所述发动机转速、所述发动机扭矩以及所述修正参数值与所述氮氧化物排放量的对应关系，获得在车辆实际运行时发动机的实际扭矩； 确定单元，用于根据所述发动机的实际转速以及所述发动机的实际扭矩，确定发动机的常用工作区。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于， 修正参数值包括进气温度、进气压力以及进气湿度； 实际修正参数值包括实际进气温度、实际进气压力以及实际进气湿度。
7.一种测定发动机常用工作区的系统，其特征在于，所述系统包括 发动机台架测试数据采集装置，用于在发动机台架测试时，采集不同发动机转速和发动机扭矩条件下的氮氧化物排放量以及修正参数值； 路谱数据采集装置，用于在车辆实际运行时，采集发动机的实际转速、氮氧化物实际排放量以及实际修正参数值； 发动机常用工作区测定装置，用于接收所述发动机转速、所述发动机扭矩、所述氮氧化物排放量以及所述修正参数值；保存所述发动机转速、所述发动机扭矩以及所述修正参数值与所述氮氧化物排放量的对应关系；接收所述发动机的实际转速、所述氮氧化物实际排放量以及所述实际修正参数值；查询所述发动机转速、所述发动机扭矩以及所述修正参数值与所述氮氧化物排放量的对应关系，获得在车辆实际运行时发动机的实际扭矩；根据所述发动机的实际转速以及所述发动机的实际扭矩，获得发动机的常用工作区。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于， 修正参数值包括进气温度、进气压力以及进气湿度； 实际修正参数值包括实际进气温度、实际进气压力以及实际进气湿度。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述路谱数据采集装置，包括 转速传感器，设置于车辆飞轮壳上，用于采集发动机的实际转速； 氮氧化物测定装置，用于设置于车辆排气管路上，用于采集氮氧化物实际排放量； 温度传感器，用于采集实际进气温度； 压力传感器，用于采集实际进气压力； 湿度传感器，用于采集实际进气湿度。
10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述氮氧化物测定装置，包括 氮氧化物传感器或快速氮氧化物分析仪。
全文摘要
本发明公开了一种测定发动机常用工作区的方法，用于快速、准确地获得发动机的常用工作区，该方法包括在发动机台架测试时，采集不同发动机转速和发动机扭矩条件下的氮氧化物排放量以及修正参数值；保存发动机转速、发动机扭矩以及修正参数值与氮氧化物排放量的对应关系；在车辆实际运行时，采集发动机的实际转速、氮氧化物实际排放量以及实际修正参数值后；查询发动机转速、发动机扭矩以及修正参数值与氮氧化物排放量的对应关系，获得在车辆实际运行时发动机的实际扭矩；根据发动机的实际转速以及发动机的实际扭矩，确定发动机的常用工作区。本发明还公开了一种测定发动机常用工作区的系统及装置。
文档编号G01M15/00GK102879200SQ20121035165
公开日2013年1月16日 申请日期2012年9月20日 优先权日2012年9月20日
发明者范振勇, 孙永亮, 王秀雷, 马雁 申请人:潍柴动力股份有限公司
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