主动格栅低温下缩短暖车过程的节油量计算及测试方法
阅读说明：本技术 主动格栅低温下缩短暖车过程的节油量计算及测试方法 (Fuel saving amount calculation and test method for shortening warming process of active grille at low temperature ) 是由 钱国刚 杨正军 李菁元 窦艳涛 吴迪 秦宏宇 高海洋 陈强 吕赫 任美林 凌健 于 2021-06-30 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种主动格栅低温下缩短暖车过程的节油量计算及测试方法,以低温时汽油车受益于主动格栅技术削减冷却气流效果而产生的燃油消耗量节约数额可以得到测量计算,通过主动格栅低温下缩短暖车过程的节油量计算及测试方法有助于帮助车企改进车辆的设计,使产品在社会实际应用中更节约燃油,有助于促动车企在更多车型上推广主动格栅技术,达成节油减碳。(The invention provides a fuel saving amount calculation and test method for shortening a vehicle warming process at low temperature by an active grille, which can measure and calculate the fuel consumption saving amount generated by the gasoline vehicle benefiting from the cooling air flow effect reduced by the active grille technology at low temperature, and the fuel saving amount calculation and test method for shortening the vehicle warming process at low temperature by the active grille is helpful for helping vehicle enterprises to improve the design of vehicles, so that the products can save more fuel in social practical application, is helpful for promoting the vehicle enterprises to popularize the active grille technology on more vehicle types, and achieves the purposes of saving fuel and reducing carbon.)
技术领域
本发明属于油耗率计算领域，尤其是涉及一种主动格栅低温下缩短暖车过程的节油量计算及测试方法。
背景技术
如图1所示，油耗率在汽车热车启动的时候油耗率较高，在热车结束进行恒速行驶的时候，油耗率逐渐平稳，如图2所示热车启动升温到一般情况的70度温度下，需要时间约为516秒，检测格栅的开启状态和关闭状态对于缩短暖车的过程，降低油耗率的评估，对于车企优化格栅的启用状态以及节省燃油方面有重要意义。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种主动格栅低温下缩短暖车过程的节油量计算及测试方法，以解决在热车过程中，主动格栅开启与关闭两种状态对于节油率的影响没有定量的评估的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
主动格栅低温下缩短暖车过程的节油量计算及测试方法，节油量具体计算步骤包括：
S1、推导节油量计算公式，建立油耗率-时间坐标系，在暖车过程以恒定的车速从测试环境温度TCoolant到热车结束攀升到T的时间内，绘制主动格栅在ON状态、油耗率随时间变化曲线一和主动格栅在OFF状态、油耗率随时间变化曲线二，通过曲线一与曲线二获得节油量计算公式；
S2、获得被测车辆节油量计算公式需要的相关数据，包括主动格栅在on状态下冷却液温度Tcoolant攀升到T的时刻tT_on、在off状态下冷却液温度Tcoolant攀升到T的时刻tT_off、在Off状态下tT_on时刻的油耗率在On状态下tT_on时刻的油耗率
S3、将tT_on和tT_off，和带入节油量计算公式中，得到节油量。
进一步的，节油量计算公式推导具体方法：
S101、建立直角坐标系，横轴代表时间，纵轴代表油耗率；
S102、暖车过程从测试环境温度TCoolant到热车结束攀升到T，其中，定义tT_on为主动格栅在on状态下冷却液温度Tcoolant攀升到T的时刻，定义tT_off为off状态下冷却液温度Tcoolant攀升到T的时刻，q为恒定测试车速V下的油耗率，q值在on状态和off状态下皆随时间递减，且在on状态下更迅速减小，定义为在Off状态下tT_on时刻的油耗率，定义为在On状态下tT_on时刻的油耗率；
S103、绘制格栅ON状态的油耗率随时间变化曲线一和格栅OFF状态下油耗率随时间变化曲线二，在恒定测试车速V下行驶，曲线一和曲线二的斜率可近似为定值，在直角坐标系中标记时刻tT_on和tT_off，定义在On状态下tT_on时刻的油耗率为点N，定义在Off状态下tT_on时刻的油耗率为点M，定义测试初始时的油耗率K点，定义格栅在off状态下测试终了时的油耗率为L点，L点和N点的油耗率相同，连接KN及NL绘制曲线一，连接KL绘制曲线二；
定义参数n代表了三角形面积SΔKNL与三角形面积SΔMLN的比值，燃油喷射率q基本相等，三角形面积SΔMLN对应于总节油量的一部分，为三角形面积SΔKNL对应于全过程的节油量，ΔKNL由ΔMLN和ΔMNK两部分组成，以MN为底计算面积为即
S104、节油量计算公式：
进一步的，步骤S2中，获得节油量计算公式需要的相关数据具体步骤包括：
S201、车辆冷却到试验环境温度，所述试验环境温度为零下的低温；
S202、车辆从在低温的启动；
S203、在5s内匀加速到速度V；
S204、以恒速V行驶下开展尾气数据记录和冷却液温度记录，通过记录的冷却液温度获得汽车冷却液温度随时间的变化曲线，得出温度为T时主动格栅状态ON状态和OFF状态的具体时刻:tT_off为格栅为OFF状态下，温度变化为T的时刻，tT_on为格栅为ON状态下，温度变化为T的时刻；
和基于碳平衡法、由尾气数据分析获得。
进一步的，步骤S2中，所述冷却液温度通过温度测试数采设备记录，从而获得汽车冷却液温度随时间的变化曲线，进而获得tT_off和tT_on，所述温度测试数采设备采用PT100热电偶式多通道、具备电压值输出功能的变送仪表；
获得节油量计算公式需要的和采用CVS尾气分析仪的底盘测功机转鼓试验台测试系统分析获得。
进一步的，温度测试数采设备的数据流与配备了CVS尾气分析仪的底盘测功机转鼓试验台测试系统的参数同步采集,时间轴对齐。
进一步的，所述测试环境温度为零下七度。
进一步的，轻型乘用车恒定测试车速V为31km/h。
相对于现有技术，本发明所述的主动格栅低温下缩短暖车过程的节油量计算及测试方法具有以下有益效果：
(1)本发明所述的低温时汽油车受益于主动格栅技术削减冷却气流效果而产生的燃油消耗量节约数额可以得到测量计算，测试结果有助于帮助车企改进车辆的设计，使产品在社会实际应用中更节约燃油，有助于促动车企在更多车型上推广主动格栅技术，达成节油减碳。
(2)本发明所述的主动格栅在低温下缩短暖车过程的节油量计算定量的计算格栅的控制对油耗率的影响，帮助车企改进车辆的设计，使产品在社会实际应用中更节约燃油，节约能源，保护环境。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的低温下，车辆冷启动怠速的冷却液温度、瞬态油耗率和发动机转速示意图；
图2为本发明实施例所述的低温下，某车辆冷启动行驶前半片段示意图；
图3为本发明实施例所述油耗率计算式原理图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图3所示，主动格栅低温下缩短暖车过程的节油量计算及测试方法，节油量具体计算步骤包括：
S1、推导节油量计算公式，建立油耗率-时间坐标系，在暖车过程以恒定的车速从测试环境温度TCoolant到热车结束攀升到T的时间内，绘制主动格栅在ON状态、油耗率随时间变化曲线一和主动格栅在OFF状态、油耗率随时间变化曲线二，通过曲线一与曲线二获得节油量计算公式；
S2、获得被测车辆节油量计算公式需要的相关数据，包括主动格栅在on状态下冷却液温度Tcoolant攀升到T的时刻tT_on、在off状态下冷却液温度Tcoolant攀升到T的时刻tT_off、在Off状态下tT_on时刻的油耗率在On状态下tT_on时刻的油耗率
S3、将tT_on和tT_off，和带入节油量计算公式中，得到节油量。
动格栅工作状态分为ON状态和OFF状态，所述ON状态为格栅在正常工作下的状态，所述OFF状态为主动格栅开度达到全开的状态，两种状态对比获得节油量。
所述T一般为70℃。
如图3所示，节油量计算公式推导具体方法：
S101、建立直角坐标系，横轴代表时间，纵轴代表油耗率；
S102、暖车过程从测试环境温度TCoolant到热车结束攀升到T，其中，定义tT_on为主动格栅在on状态下冷却液温度Tcoolant攀升到T的时刻，定义tT_off为off状态下冷却液温度Tcoolant攀升到T的时刻，q为恒定测试车速V下的油耗率，q值在on状态和off状态下皆随时间递减，且在on状态下更迅速减小，定义为在Off状态下tT_on时刻的油耗率，定义为在On状态下tT_on时刻的油耗率；
S103、绘制格栅ON状态的油耗率随时间变化曲线一和格栅OFF状态下油耗率随时间变化曲线二，在恒定测试车速V下行驶，曲线一和曲线二的斜率可近似为定值，在直角坐标系中标记时刻tT_on和tT_off，定义在On状态下tT_on时刻的油耗率为点N，定义在Off状态下tT_on时刻的油耗率为点M，定义测试初始时的油耗率K点，定义格栅在off状态下测试终了时的油耗率为L点，L点和N点的油耗率相同，连接KN及NL绘制曲线一，连接KL绘制曲线二；
定义参数n代表了三角形面积SΔKNL与三角形面积SΔMLN的比值，燃油喷射率q基本相等，三角形面积SΔMLN对应于总节油量的一部分，为三角形面积SΔKNL对应于全过程的节油量，ΔKNL由ΔMLN和ΔMNK两部分组成，以MN为底计算面积为即
S104、节油量计算公式：
如图3所示，步骤S2中，获得节油量计算公式需要的相关数据具体步骤包括：
S201、车辆冷却到试验环境温度，所述试验环境温度为零下的低温；
S202、车辆从在低温的启动；
S203、在5s内匀加速到速度V；
S204、以恒速V行驶下开展尾气数据记录和冷却液温度记录，通过记录的冷却液温度获得汽车冷却液温度随时间的变化曲线，得出温度为T时主动格栅状态ON状态和OFF状态的具体时刻:tT_off为格栅为OFF状态下，温度变化为T的时刻，tT_on为格栅为ON状态下，温度变化为T的时刻；
和基于碳平衡法、由尾气数据分析获得。
如图3所示，步骤S2中，所述冷却液温度通过温度测试数采设备记录，从而获得汽车冷却液温度随时间的变化曲线，进而获得tT_off和tT_on，所述温度测试数采设备采用PT100热电偶式多通道、具备电压值输出功能的变送仪表；
获得节油量计算公式需要的和采用CVS尾气分析仪的底盘测功机转鼓试验台测试系统分析获得。
所述CVS尾气分析仪的底盘测功机转鼓试验台测试系统为现有技术。
所述温度测试数采设备为现有技术，可采用DEWSOFT公司的HVAC test System型环境模拟数据采集系统。
如图3，温度测试数采设备的数据流与配备了CVS尾气分析仪的底盘测功机转鼓试验台测试系统的参数同步采集,时间轴对齐。
如图3，所述测试环境温度为零下七度。
如图3，轻型乘用车恒定测试车速V为31km/h。
对《中国汽车行驶工况—第1部分：轻型汽车》的轻型乘用车工况CLTC_P里低、中速片段里车速不为0的状况对车速值取平均得到30.88km/h，故而本方法车速V数值选取31km/h，本申请之所以将车速为0的状况排除，是因为理论风速0，原理上此时有、无格栅对热车过程基本无影响。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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