[發(fā)明專利]發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)溫度邊界控制系統(tǒng)、方法及存儲(chǔ)介質(zhì)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110534523.4
• 申請(qǐng)日: 2021-05-17
• 公開（公告）號(hào): CN113253778B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周天鵬;郭英俊;劉子鳴;祝遵祥;楊健;張文韜;郝偉;閆濤;宋慶文;韓云峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國第一汽車股份有限公司
• 主分類號(hào): G05D23/30
• 分類號(hào): G05D23/30
• 代理公司: 北京遠(yuǎn)智匯知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11659
• 代理人: 林波

1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)溫度邊界控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：

臺(tái)架自動(dòng)化控制系統(tǒng)(2)，用于發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)的自動(dòng)化控制；

油門踏板(3)，與所述臺(tái)架自動(dòng)化控制系統(tǒng)(2)連接，以通過所述臺(tái)架自動(dòng)化控制系統(tǒng)(2)控制所述油門踏板(3)的開度；

發(fā)動(dòng)機(jī)組件(4)，與所述油門踏板(3)連接，能依據(jù)所述油門踏板(3)的信號(hào)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷；

測(cè)功機(jī)(7)，與所述發(fā)動(dòng)機(jī)組件(4)及所述臺(tái)架自動(dòng)化控制系統(tǒng)(2)連接；

換熱量計(jì)算模塊(1)，用于計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)在當(dāng)前工況下的需求換熱量；

臺(tái)架溫控設(shè)備(5)，與所述發(fā)動(dòng)機(jī)組件(4)及所述換熱量計(jì)算模塊(1)連接，用于調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度邊界，包括進(jìn)氣溫度濕度控制器、中冷后溫度控制器、冷卻水溫度控制器、機(jī)油溫度控制器及排氣溫度冷卻器；

其中，所述中冷后溫度控制器包括：

儲(chǔ)水箱(10)、循環(huán)泵(20)、冷凍水換熱器(30)、加熱器(40)、三通比例閥(50)、中冷器噴淋箱(60)；所述循環(huán)泵(20)的進(jìn)水口與所述儲(chǔ)水箱(10)連接，所述循環(huán)泵(20)的出水口出來的冷卻水分為兩路，其中一路經(jīng)過所述加熱器(40)后流至所述三通比例閥(50)的其中一個(gè)入口，其中另一路經(jīng)過所述冷凍水換熱器(30)后流至所述三通比例閥(50)的另一個(gè)入口，兩路冷卻水從所述三通比例閥(50)出來后匯合流經(jīng)所述中冷器噴淋箱(60)后流回至所述儲(chǔ)水箱(10)；所述發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣流經(jīng)所述中冷器噴淋箱(60)與冷卻水換熱；冷凍水流經(jīng)所述冷凍水換熱器(30)與冷卻水換熱；

所述換熱量計(jì)算模塊(1)通過如下步驟進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)溫度邊界控制方法：

S100、在換熱量計(jì)算模塊中建立臺(tái)架溫控設(shè)備換熱模型及發(fā)動(dòng)機(jī)換熱需求預(yù)測(cè)模型：

其中，T_c為壓氣機(jī)出口溫度，η_c為壓氣機(jī)效率，T_ci為壓氣機(jī)入口溫度，π_c為增壓比，γ為等熵指數(shù)，壓氣機(jī)效率ηc從壓氣機(jī)MAP文件獲取，增壓比π_c通過發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)時(shí)工況參數(shù)獲得；通過壓氣機(jī)出口溫度T_c，結(jié)合下式計(jì)算所述中冷后溫度控制器的換熱需求：

Q_icd＝q·c_p·(T_ici-T_ico) (六)

其中Q_icd為需求換熱量，q為發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣流量，c_p為定壓比熱容，T_ici為中冷前溫度，T_ico為目標(biāo)中冷后進(jìn)氣溫度；

S200、發(fā)動(dòng)機(jī)換熱需求預(yù)測(cè)模型根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工況實(shí)時(shí)計(jì)算當(dāng)前工況的需求換熱量，所述需求換熱量包括中冷需求換熱量Q_icd；

S300、臺(tái)架溫控設(shè)備換熱模型根據(jù)中冷需求換熱量Q_icd計(jì)算所述中冷后溫度控制器的加熱量Q_heat及冷卻量Q_cool；

S400、根據(jù)所述加熱量Q_heat計(jì)算所述中冷后溫度控制器的加熱器功率P，根據(jù)所述冷卻量Q_cool計(jì)算所述中冷后溫度控制器中換熱器的換熱系數(shù)h及影響換熱系數(shù)h的可變控制參數(shù)，可變控制參數(shù)包括循環(huán)泵的流量q_m及三通比例閥的開度P_v；

S500、臺(tái)架自動(dòng)化控制系統(tǒng)根據(jù)步驟S200至步驟S400中計(jì)算的控制參數(shù)對(duì)中冷后溫度控制器進(jìn)行控制，以控制發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度邊界，所述中冷后溫度控制器中有如下熱量公式：

Q_ic＝Q_heat+Q_cool+Q_other (一)

其中，Q_ic為冷卻水與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣之間的換熱器的換熱量，Q_heat為加熱器對(duì)冷卻水的加熱量，Q_cool為冷凍水換熱器對(duì)冷卻水的換熱量，Q_other為管路的散熱損失。