[發明專利]一種基于仿真的高壓共軌柴油機高海拔標定方法

在審

• 申請號: 201410360164.5
• 申請日: 2014-07-25
• 公開（公告）號: CN105302932A
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發明（設計）人: 劉瑞林;周廣猛
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍軍事交通學院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 董一寧

技術領域

本發明屬于發動機技術領域，涉及一種基于仿真的高壓共軌柴油機高海拔標定方法。

背景技術

隨著排放法規和燃油消耗標準的不斷嚴格，以及對整車駕駛性和舒適性要求的不斷提高，發動機電子控制技術不斷應用，發動機控制參數不斷增加，電控發動機標定工作量也成指數地增加。傳統的標定手段和標定方法均無法滿足標定要求。如采用全因子標定試驗方法對一個采用最新技術的發動機進行標定，可能需要上百年的時間才能完成，傳統的標定方法已不能勝任現代發動機的標定要求。對我國而言世界上海拔2000m以上的地域占全球陸地總面積的13.2％，而海拔2000m以上的地區，占我國陸地總面積的33％，同時還有大量的高寒和高溫地區。特殊的“三高環境”對電控柴油機的高原標定提出了特殊要求，特別是表現在實地試驗的試驗成本高、試驗周期長，試驗難度大，嚴重制約著整機的開發進程，基于仿真的電控柴油機高海拔標定成為一種有效的標定手段，該標定方法能夠為高原實地標定提供基礎脈譜，有利于減少標定工作量、縮短開發周期、降低開發成本，但尚未有相關研究進行報道。

發明內容

本發明的目的就在于提供一種基于仿真的高壓共軌柴油機高海拔標定方法，該方法在電控柴油機高原工作過程模型的基礎上，綜合采用試驗設計、模型構建、參數優化和脈譜生成的方法進行電控柴油機的高原環境標定。

如上構思，本發明的技術方案是：一種基于仿真的高壓共軌柴油機高海拔標定方法，其特征在于：包括如下步驟：

①模型建立：利用發動機性能仿真軟件仿真建立發動機高原工作過程模型，該模型作為基于仿真的標定的基礎，充當“虛擬發動機”；

②試驗設計：將試驗設計因子設為三層，第一層為海拔高度，第二層為包括轉速和負荷的工況參數，第三層為噴油參數，包括循環噴油量、共軌壓力和噴油定時；

③模型構建：將海拔高度單獨提出，建立海拔、負荷不同層次，全局模型和局部模型結合的高壓共軌柴油機高海拔響應模型，即采用多層次多階模型構建方法，將噴油定時作為局部變量，構建局部模型；以轉速、共軌壓力和循環噴油量為全局變量，建立全局模型，并且將全負荷和部分負荷建立不同的模型單獨進行優化；

④數據優化：根據步驟③建立的不同海拔和工況下的高壓共軌柴油機高海拔輸入輸出響應模型利用遺傳算法數學方法優化得到不同海拔、不同工況下最佳噴油參數；

⑤脈普生成：通過將由數據優化得到的不同工況下的最佳值采用插值的方法得到脈譜節點數據。

上述步驟②第一層海拔高度選定為3km、4km、4.5km和5.5km作為標定海拔。

上述步驟②第二層轉速體現在標定轉速和最大轉矩轉速、排放控制轉速和低轉速，負荷直接可以分為全負荷和部分負荷兩種工況。

上述步驟②第三層噴油參數直接利用傳統的空間填充試驗設計進行。

本發明該基于仿真的高壓共軌柴油機高海拔標定方法能夠減少標定工作量，將原本需要在高原實地或高原模擬試驗臺架上進行的試驗利用仿真模型進行，并提供了柴油機高原工作過程模型建立、試驗設計、模型構建、參數優化和脈譜生成在內的一整套標定方法。試驗設計由傳統的采用同一種的試驗設計方法變成根據試驗設計因子的不同進行的分層試驗設計方法。模型構建由傳統的構建單級模型或二級模型變成建立海拔、負荷等不同層次，全局模型和局部模型結合的高壓共軌柴油機高海拔響應模型。為提高高壓共軌柴油機高海拔下的瞬態性能，在脈譜生成考慮了對脈譜梯度的控制。本發明能夠為高原實地標定提供基礎脈譜，有利于減少標定工作量、縮短開發周期、降低開發成本，標定工作量和開發成本能夠降低50％以上。

附圖說明：

圖1是本發明的工作流程圖；

圖2是分層試驗設計示意圖；

圖3是模型構建示意圖；

圖4是脈普生成示意圖。

具體實施方式：

如圖所示：一種基于仿真的高壓共軌柴油機高海拔標定方法，包括發動機高原工作過程模型建立、試驗設計、模型構建、參數優化和脈譜生成五個步驟。具體步驟如下：

(1)發動機高原工作過程模型建立，利用發動機性能仿真軟件仿真建立發動機高原工作過程模型，該模型作為基于仿真的標定的基礎，充當“虛擬發動機”。

(2)試驗設計