本实用新型涉及发动机功率控制技术，特别是基于车辆载荷判断的发动机功率控制系统及车辆。
背景技术：
随着经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，我国汽车保有量不断增长，每年要消耗大量的能源，同时汽车运行时还会排放大量的大气污染物，节能减排己成为我国解决能源制约和治理环境污染的主要措施。为响应节能减排，各个汽车制造商都在积极研发油耗优化方法。
目前，客车在进行整车动力匹配时，往往是以车辆满载时对动力性的需求进行匹配，以适应客户的各种使用工况，但这就会出现问题，当车辆载荷发生变化时，发动机并没有根据整车实际载荷进行输出功率调整，此时车辆就会出现动力过剩的情况，动力过剩会导致油耗升高，造成能源浪费。
中国专利公告号为CN104343552A的专利文献公布了一种发动机功率控制系统及方法，其系统包括：载荷传感器，用于检测该车辆的载荷；角度传感器，用于检测该车辆的运动状态；ECU，用于根据该载荷和该运动状态调整发动机的功率。通过载荷传感器自主识别车辆载荷，并根据车辆载荷状态，由发动机ECU选择相应的功率档次曲线进行控制。其不足之处有：(1)需要增加载荷传感器、角度传感器来判定车辆载荷状态，整车成本增加；(2)只将车辆载荷分为空载、轻载、中载和重载等4种模式，划分较为简单粗略，功率控制较为粗放，不能实现功率的精细控制。
技术实现要素：
本实用新型的目的是提供基于车辆载荷判断的发动机功率控制系统及车辆，用以解决增加载荷传感器、角度传感器来判定车辆载荷状态造成的整车成本增加的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供一种基于车辆载荷判断的发动机功率控制系统，包括以下系统技术方案：
系统方案一：一种基于车辆载荷判断的发动机功率控制系统，包括控制模块和发动机，还包括传感器组，所述传感器组包括车速传感器、发动机扭矩传感器、挡位检测传感器、主减速比传感器和车辆加速度传感器；所述传感器组的输出端连接所述控制模块，所述控制模块的控制信号输出端连接所述发动机。
有益效果是，本系统方案一通过传感器组获取车辆信息和标定信息，控制模块计算实时载荷，并控制发动机需要输出的输出功率，能实现功率随载荷变化的及时调整，避免出现载荷变大时，功率输出较低，造成动力性偏弱的问题，保证了动车辆力性及安全性，解决了不同车辆载荷判断时需要重新试验标定导致的工作量大、效率低的问题。
系统方案二：在系统方案一的基础上，所述传感器组通过CAN总线连接所述控制模块。
系统方案三：在系统方案一或系统方案二的基础上，所述控制模块为整车控制器。
本实用新型提供一种车辆，包括以下车辆技术方案：
车辆方案一：一种车辆，包括控制模块和发动机，其特征在于，还包括传感器组，所述传感器组包括车速传感器、发动机扭矩传感器、挡位检测传感器、主减速比传感器和车辆加速度传感器；所述传感器组的输出端连接所述控制模块，所述控制模块的控制信号输出端连接所述发动机。
车辆方案二：在车辆方案一的基础上，所述传感器组通过CAN总线连接所述控制模块。
车辆方案三：在车辆方案一或车辆方案二的基础上，所述控制模块为整车控制器。
附图说明
图1是一种基于车辆载荷判断的发动机功率控制系统的示意图；
图2是一种基于车辆载荷判断的发动机功率控制方法的流程图示意图；
图3是车辆载荷与发动机功率的对照图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。
本实用新型提供一种基于车辆载荷判断的发动机功率控制系统，如图1所示，包括控制模块、发动机和传感器组，其中传感器组包括车速传感器、发动机扭矩传感器、挡位检测传感器、主减速比传感器和车辆加速度传感器；传感器组的输出端连接控制模块，控制模块的控制信号输出端连接发动机，本控制系统用于实施本实用新型提供的一种基于车辆载荷判断的发动机功率控制方法，如图2所示，具体流程如下：
1、获取车辆信息和标定信息。
车辆信息包括车速信息、发动机扭矩信息、挡位信息、主减速比信息和加速度信息；标定信息包括轮胎半径信息、迎风面积信息、风阻系数信息、传动系数信息、滚动阻力系数信息和旋转质量换算系数信息；
其中，通过相应的传感器实时获取车辆运营的相关数据，如车速、发动机转速、发动机扭矩、挡位、主减速比、加速度等，而标定信息采集模块通过事先标定的经过仿真计算分析或者试验获取的整车车辆参数信息，如轮胎半径信息、迎风面积信息、风阻系数信息、传动系效率信息、滚动阻力系数信息、旋转质量换算系数信息等。
2、根据所述车辆信息和标定信息计算得到车辆的实时载荷。
控制模块通过实时获取传感器组采集的信息和事先存储的标定信息，计算车辆实时载荷。其中优选控制模块为整车控制器或发动机控制器。
其中，实时载荷的计算方法如下：
车辆载荷计算的方法主要基于驱动力和阻力的平衡方程，而汽车行驶时，驱动力与行驶阻力是平衡的，行驶阻力相应的分别为滚动阻力、空气阻力、坡道阻力和加速阻力，其平衡方程为：
其中，T为发动机扭矩(N.m)、ik为变速箱各挡位速比、i0为主减速比、η为传动系效率、r为轮胎半径、m为整车载荷(kg)、C为风阻系数、f为滚动阻力系数、i为道路坡度、A为迎风面积、δ整车旋转质量换算系数、a为车辆加速度、V为车速。
车辆爬坡时，车辆加速度与在相同扭矩、相同挡位、相同车速的平坦路面行驶时相比，由于坡度i的存在，车辆驱动力的一部分用来克服坡道阻力，使用来加速的驱动力减小，造成加速度减小，为了简化计算，这种情况我们可以默认为车辆爬坡情况与车辆在平坦路面载荷增加的情况等效，公式中屏蔽坡度 i的影响，等效转化成整车载荷的增加，故公式可简化为：
整车载荷计算公式如下：
从以上分析可知，通过整车载荷计算公式得出的载荷m，包括车辆爬坡的载荷情况，因此，通过整车载荷计算公式判断载荷状态，并根据判断的载荷状态进行发动机输出功率控制，能满足整车动力性需求。
3、根据所述实时载荷得出输出功率并控制发动机进行功率输出。
整车控制器或发动机控制器中依据事先制定的控制策略，通过上述的实时载荷信息，控制使发动起输出相应的功率。
优选控制策略，车辆满载为mmax、空载为mmin，在满载和空载之间设置有若干个载荷范围，具体将[mmin，mmax]分为若干个载荷范围，分别为[mmin， m1]、(m1，m2]、(m2，m3]、……、(mn-1，mn]、(mn+1，mmax]，其中mmin为车辆空载时的重量，mmax为车辆满载时的重量，m1、m2、……、mn均为设定的不同重量，相邻的两个设定重量构成一个载荷范围Mn((mn-1，mn])，分成的范围的个数，即n的个数，可以根据实际情况进行设定，当n较小时，即分成的范围的个数较少时，每个数量范围的长度较长，控制较粗放，当n较大时，即分成的范围的个数较多时，相应地，每个数量范围的长度较短，控制较精细。原则上，n的最小值为2，为了控制达到一定的精细度，n的最小值一般情况下为4、5、6或者7，当然，如果想要获得更加精细地控制，n可以是更大的数字。载荷计算模块通过整车载荷计算算法，得出车辆当前载荷m，若当前载荷 m落在上述某一载荷范围Mn((mn-1，mn])，则此载荷范围Mn为车辆当前载荷状态，特别的，当计算得出的当前载荷小于mmin时，默认此时载荷状态为 M1，当计算得出的当前载荷大于mmax时，默认此时载荷状态为Mmax。
整车控制器或发动机控制器根据车辆实时载荷，控制发动机输出相应的功率，发动机的功率输出基于载荷相适应的关系，即发动机功率随着载荷的减小而减小、增大而增大的基本思路，每个载荷范围Mn均对应有不同的发动机的功率给定值Pn，整车控制器根据确定的载荷状态输出对应的发动机功率给定值来控制发动机，使其按照相应的功率给定值来运行。
结合上述给出的载荷范围进行详细说明，如图3所示，其中，横坐标代表载荷范围，纵坐标代表功率给定值，载荷范围与发动机功率给定值对应关系如下：(0，mmin]及(mmin，m1]对应的功率给定值是P1，(m1，m2]对应的功率给定值是P2，(m2，m3]对应的功率给定值是P3，……，(mn-1，mn]对应的功率给定值是Pn，(mn，mmax]及(mmax，∞)对应的功率给定值是Pmax，其中，P1＜P2＜P3……＜Pn＜Pmax，Pmax为发动机最大功率，通过上述设定，功率给定值与整车载荷之间的整体关系为功率给定值随着载荷的增加呈现阶梯状增大，随着载荷的减少呈现阶梯状减小。
上述参数，如m1、m2、mn、P1、P2、Pn，都不是一个定值，其大小可根据不同车型、不同动力配置，通过标定实现。
以上给出了本实用新型涉及的具体实施方式，但本实用新型不局限于所描述的实施方式。在本实用新型给出的思路下，采用对本领域技术人员而言容易想到的方式对上述实施例中的技术手段进行变换、替换、修改，并且起到的作用与本实用新型中的相应技术手段基本相同、实现的实用新型目的也基本相同，这样形成的技术方案是对上述实施例进行微调形成的，这种技术方案仍落入本实用新型的保护范围内。