一種發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架及發(fā)動(dòng)機(jī)瞬態(tài)工況模擬的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)工況模擬技術(shù)領(lǐng)域，提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架及發(fā)動(dòng)機(jī)瞬態(tài)工況模擬的方法。其中，計(jì)算機(jī)包括：PID反饋控制單元，用于控制所述油門控制器，并使得所述模擬扭矩T2接近所述實(shí)際扭矩T1；線性回歸單元，計(jì)算實(shí)際扭矩T1和模擬扭矩T2的線性回歸偏差；判斷單元，與所述線性回歸單元連接，判斷所述線性回歸偏差是否滿足設(shè)定要求，且當(dāng)所述線性回歸偏差不滿足設(shè)定要求時(shí)，調(diào)節(jié)PID反饋控制單元。該方案的發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架可以對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)瞬態(tài)變化的工況進(jìn)行準(zhǔn)確模擬，從而利用該發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架便可獲得發(fā)動(dòng)機(jī)整車瞬態(tài)工況的經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性，不需要進(jìn)行整車樣車試驗(yàn)，能夠?yàn)檎嚺涮资褂霉?jié)約試驗(yàn)時(shí)間，降低試驗(yàn)成本。
【專利說明】
一種發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架及發(fā)動(dòng)機(jī)瞬態(tài)工況模擬的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)工況模擬技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架及發(fā)動(dòng)機(jī)瞬態(tài)工 況模擬的方法，更加具體為一種發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架以及應(yīng)用該發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)瞬態(tài)工況模 擬的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 因客車和卡車在運(yùn)行時(shí)車速穩(wěn)定，行駛的阻力變化不大，所以根據(jù)其常用車速和 傳動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速比例能夠計(jì)算出發(fā)動(dòng)機(jī)的常用轉(zhuǎn)速和扭矩范圍。然后將發(fā)動(dòng)機(jī)安裝在發(fā)動(dòng)機(jī) 臺(tái)架上，通過測功機(jī)控制發(fā)動(dòng)機(jī)在該轉(zhuǎn)速和扭矩下運(yùn)轉(zhuǎn)，模擬實(shí)際工作，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和扭 矩變化時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架根據(jù)目標(biāo)轉(zhuǎn)速和扭矩和設(shè)定時(shí)間，通過簡單閉環(huán)反饋控制發(fā)動(dòng)機(jī)油 門，使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)切換到下一個(gè)工況。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)能夠較好地模擬發(fā)動(dòng)機(jī)在平穩(wěn)工況運(yùn)行的狀態(tài)，但對(duì)于轉(zhuǎn)速和扭矩變化 的工況只能通過普通閉環(huán)反饋模式調(diào)節(jié)油門使發(fā)動(dòng)機(jī)從初始的工況變化為目標(biāo)工況，中間 的變化過程無法精準(zhǔn)模擬。而工程機(jī)械的工作特點(diǎn)是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和扭矩頻繁地變化，在整 個(gè)工作過程中幾乎沒有平穩(wěn)運(yùn)行的狀態(tài)，所以對(duì)工程機(jī)械用發(fā)動(dòng)機(jī)的模擬需要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)瞬 態(tài)變化的工況進(jìn)行準(zhǔn)確模擬，現(xiàn)有技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] (一)要解決的技術(shù)問題
[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就是提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架及發(fā)動(dòng)機(jī)瞬態(tài)工況模擬的方 法，解決現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架無法準(zhǔn)確模擬發(fā)動(dòng)機(jī)在瞬態(tài)工況運(yùn)行狀態(tài)的問題。
[0006] (二)技術(shù)方案
[0007] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架，包括用于和發(fā)動(dòng)機(jī)油門 連接的油門控制器，用于和發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸連接的電機(jī)，以及用于控制所述油門控制器與所 述電機(jī)的計(jì)算機(jī);所述計(jì)算機(jī)包括：
[0008] PID反饋控制單元，用于控制所述油門控制器，并使得所述模擬扭矩!^接近所述實(shí) 際扭矩Τι ;
[0009] 線性回歸單元，計(jì)算實(shí)際扭矩1\和模擬扭矩Τ2的線性回歸偏差；
[0010] 判斷單元，與所述線性回歸單元連接，判斷所述線性回歸偏差是否滿足設(shè)定要求， 且當(dāng)所述線性回歸偏差不滿足設(shè)定要求時(shí)，調(diào)節(jié)PID反饋控制單元。
[0011] 優(yōu)選地，所述計(jì)算機(jī)還包括，
[0012] 報(bào)警單元，與所述判斷單元連接并接收判定結(jié)果，且當(dāng)所述線性回歸偏差不滿足 設(shè)定要求時(shí)，所述報(bào)警單元發(fā)出警報(bào)。
[0013] 優(yōu)選地，所述計(jì)算機(jī)還包括，
[0014] 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，與所述判斷單元連接并接收判定結(jié)果，且當(dāng)所述線性回歸偏差滿 足設(shè)定要求時(shí)，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)采集到的發(fā)動(dòng)機(jī)的參數(shù)。
[0015] 本發(fā)明還提供一種根據(jù)上述發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)瞬態(tài)工況模擬的方法，包括以 下步驟：
[0016] S1、獲取整車上發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速見和實(shí)際油門開度％，根據(jù)所述實(shí)際轉(zhuǎn)速Λ和所 述實(shí)際油門開度％編制實(shí)際路譜；
[0017] S2、將所述發(fā)動(dòng)機(jī)安裝到發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架上，并將實(shí)際路譜導(dǎo)入發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架的計(jì)算機(jī) 中；
[0018] S3、啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架，計(jì)算機(jī)根據(jù)實(shí)際路譜控制發(fā)動(dòng)機(jī)的油門和轉(zhuǎn)速;測量并記錄 該過程中發(fā)動(dòng)機(jī)輸出到發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架的扭矩值，所述扭矩值相當(dāng)于發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際扭矩Τ 1;
[0019] S4、根據(jù)實(shí)際扭矩?\編制模擬路譜，將模擬路譜導(dǎo)入發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架的計(jì)算機(jī)中；
[0020] S5、設(shè)定PID反饋控制單元；
[0021] S6、啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架，計(jì)算機(jī)根據(jù)模擬路譜控制發(fā)動(dòng)機(jī)，測量并記錄該過程中發(fā)動(dòng) 機(jī)輸出到發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架的模擬扭矩Τ2的大小，且PID反饋控制單元根據(jù)模擬扭矩Τ2和實(shí)際扭 矩Τ1之間的實(shí)時(shí)差值控制油門的開度；
[0022] S7、計(jì)算模擬扭矩Τ2和實(shí)際扭矩h之間的線性回歸偏差，并判斷所述線性回歸偏差 是否滿足設(shè)定要求:如果滿足設(shè)定要求則說明S6中PID反饋控制單元對(duì)油門的控制有效;如 果不滿足要求則重新回到S5中，直到線性回歸偏差是否滿足設(shè)定要求為止。
[0023]優(yōu)選地，所述S1中獲取整車在正常工作狀態(tài)下發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速他和實(shí)際油門開 度Vi;
[0024] 所述S4中所述模擬路譜為實(shí)際轉(zhuǎn)速見和實(shí)際扭矩1^的經(jīng)濟(jì)性路譜。
[0025] 優(yōu)選地，還包括：
[0026] S8、測量記錄發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗；
[0027] S9、重復(fù)步驟S5-S8多次，并計(jì)算多次油耗的平均值，從而獲得發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性能。 [0028]優(yōu)選地，所述S1中，獲取整車在最大油門狀態(tài)下工作時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速他和實(shí) 際油門開度Vi，且實(shí)際油門開度W等于最大油門開度V max;
[0029] 所述S4中，所述模擬路譜為最大油門開度Vmax和實(shí)際扭矩1\的動(dòng)力性路譜。
[0030] 優(yōu)選地，還包括：
[0031] S 8、找到一個(gè)設(shè)定轉(zhuǎn)速Ns?，測量記錄發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速提升到設(shè)定轉(zhuǎn)速需要的時(shí) 間；
[0032] S9、重復(fù)步驟S5-S8多次，并計(jì)算多次時(shí)間的平均值，從而獲得發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能。 [0033]優(yōu)選地，所述S4和S5中，所述發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架模擬所述整車邊界條件，使得發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn) 氣阻力、出氣阻力和進(jìn)氣溫度與整車運(yùn)行時(shí)一致。
[0034](三)有益效果
[0035]本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下有益效果:本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架，包括用于和發(fā)動(dòng)機(jī) 油門連接的油門控制器，用于和發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸連接的電機(jī)，以及用于控制所述油門控制器 與所述電機(jī)的計(jì)算機(jī);其中，計(jì)算機(jī)包括:PID反饋控制單元，用于控制所述油門控制器，并 使得所述模擬扭矩T 2接近所述實(shí)際扭矩T1;線性回歸單元，計(jì)算實(shí)際扭矩1^和模擬扭矩^的 線性回歸偏差;判斷單元，與所述線性回歸單元連接，判斷所述線性回歸偏差是否滿足設(shè)定 要求，且當(dāng)所述線性回歸偏差不滿足設(shè)定要求時(shí)，調(diào)節(jié)PID反饋控制單元。該方案的發(fā)動(dòng)機(jī) 臺(tái)架可以對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)瞬態(tài)變化的工況進(jìn)行準(zhǔn)確模擬，從而利用該發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架便可獲得發(fā)動(dòng)機(jī) 整車瞬態(tài)工況的經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性，不需要進(jìn)行整車樣車試驗(yàn)，能夠?yàn)檎嚺涮资褂霉?jié)約試 驗(yàn)時(shí)間，降低試驗(yàn)成本。
【附圖說明】
[0036]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0037]圖1是發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架在經(jīng)濟(jì)性路譜模式下實(shí)際轉(zhuǎn)速見和模擬轉(zhuǎn)速N2的對(duì)比曲線；
[0038] 圖2是發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架在經(jīng)濟(jì)性路譜模式下實(shí)際扭矩1\和模擬扭矩T2的對(duì)比曲線。
[0039] 圖3是發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架在動(dòng)力性路譜模式下實(shí)際扭矩1\和模擬扭矩Τ2的對(duì)比曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0040] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于 說明本發(fā)明，但不能用來限制本發(fā)明的范圍。
[0041] 在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語"中心"、"縱向"、"橫向"、"上"、"下"、 "前"、"后"、"左"、"右"、"豎直"、"水平"、"頂"、"底"、"內(nèi)"、"外"等指示的方位或位置關(guān)系為 基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗 示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì) 本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語"第一"、"第二"、"第三"僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗 示相對(duì)重要性。
[0042] 在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語"相連"、"連 接"應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接;可以是機(jī) 械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。對(duì)于本領(lǐng)域的 普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
[0043] 實(shí)施例一
[0044] 本實(shí)施例一的發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架，包括用于和發(fā)動(dòng)機(jī)油門連接的油門控制器，用于和發(fā) 動(dòng)機(jī)輸出軸連接的電機(jī)，以及用于控制所述油門控制器與所述電機(jī)的計(jì)算機(jī)。
[0045] 由于計(jì)算機(jī)的作用在于實(shí)現(xiàn)對(duì)油門控制器和電機(jī)控制，因此只要滿足該功能，單 片機(jī)、集成電路和處理器等微型結(jié)構(gòu)均包括在該計(jì)算機(jī)的范圍之內(nèi)。所以，本實(shí)施例一中的 計(jì)算機(jī)不能簡單理解為日常接觸到的電腦。
[0046] 此外需要說明的是，油門控制器和電機(jī)都屬于現(xiàn)有技術(shù)。其中，電機(jī)可以采用變頻 電機(jī)，在電機(jī)中設(shè)置有變頻器，并且變頻器一般和PID反饋控制回路連接，從而可以對(duì)電機(jī) 的輸出進(jìn)行精確的控制，以對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架上發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行精確的控制。
[0047]在上述基礎(chǔ)上，本實(shí)施例一的發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架，其計(jì)算機(jī)包括，PID反饋控制單元、線性 回歸單元和判斷單元。
[0048]其中，PID反饋控制單元用于控制油門控制器，從而對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的油門進(jìn)行調(diào)節(jié)，使 得模擬扭矩Τ2接近所述實(shí)際扭矩Ti。更加具體地，PID反饋控制單元用的作用在于使得模擬 扭矩Τ2和實(shí)際扭矩 Tl的線性回歸偏差滿足要求。此處之所以采用PID反饋控制單元而不是其 它任意形式的反饋控制單元，主要是考慮到因?yàn)镻ID反饋控制單元能實(shí)現(xiàn)較高精度的跟隨 控制，當(dāng)然不排除其它形式的反饋控制單元也可以滿足相應(yīng)的要求。
[0049] 需要說明的是，發(fā)動(dòng)機(jī)的參數(shù)分為實(shí)際參數(shù)和模擬參數(shù)。其中，實(shí)際參數(shù)是指直接 或者間接測量得到的整車上發(fā)動(dòng)機(jī)的相關(guān)參數(shù)，例如實(shí)際轉(zhuǎn)速見、實(shí)際扭矩h、實(shí)際油門開 度乂:等。關(guān)于實(shí)際參數(shù)的測量辦法現(xiàn)有技術(shù)中公開了多種方法，并且在下文會(huì)有舉例，此處 不進(jìn)行詳細(xì)說明。此外，模擬參數(shù)是指發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架上發(fā)動(dòng)機(jī)的相關(guān)參數(shù)，例如模擬轉(zhuǎn)速N 2、 模擬扭矩T2、模擬油門開度^等，在發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架的組成確定之后，將發(fā)動(dòng)機(jī)安裝到發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái) 架上可以直接測取模擬參數(shù)，因此此處也不贅述。
[0050] 此外，線性回歸單元接收發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際扭矩Ti和模擬扭矩Τ2,并計(jì)算所述實(shí)際扭矩 Tl·和所述模擬扭矩!^的線性回歸偏差。
[0051] 判斷單元與所述線性回歸單元連接，判斷所述線性回歸偏差是否滿足設(shè)定要求。 [0052]其中實(shí)際扭矩1\和所述模擬扭矩1~2的線性回歸偏差的設(shè)定要求請(qǐng)參見表1:
[0053]
[0055] 表 1
[0056] 其中，線性回歸偏差的計(jì)算公式為:y=mx+b，y為扭矩的實(shí)際值，也即y對(duì)應(yīng)實(shí)際扭 矩Thx為扭矩的模擬值，也即X對(duì)應(yīng)模擬扭矩T 2，m為回歸線的斜率，b為回歸線的截距，對(duì)每 條回歸線都應(yīng)計(jì)算y基于X估算值的標(biāo)準(zhǔn)偏差和相關(guān)系數(shù)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際扭矩TdP模擬扭 矩!^的線性回歸偏差滿足設(shè)定要求時(shí)，說明PID反饋控制單元的控制有效，因此可以將所述 PID反饋控制單元穩(wěn)定在當(dāng)前控制狀態(tài)。當(dāng)所述線性回歸偏差不滿足設(shè)定要求時(shí)，說明PID 反饋控制單元的控制效果不好，此時(shí)需要對(duì)PID反饋控制單元進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0057] 需要說明的是，既可以是判斷單元發(fā)出調(diào)節(jié)信號(hào)，從而發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架自動(dòng)對(duì)PID反饋 控制單元進(jìn)行調(diào)節(jié)，也可以是手動(dòng)對(duì)PID反饋控制單元進(jìn)行調(diào)節(jié)。其中，對(duì)PID反饋控制單元 進(jìn)行調(diào)節(jié)包括對(duì)其比例、積分和/或微分的參數(shù)的調(diào)節(jié)。
[0058] 需要說明的是，表1中給出的標(biāo)準(zhǔn)只是判斷實(shí)際扭矩Ti和模擬扭矩T2是否接近的其 中一種方式，其并不構(gòu)成對(duì)判斷實(shí)際扭矩!^和模擬扭矩Τ 2是否接近的方法的限制。
[0059] 從表1中可知，除了對(duì)實(shí)際扭矩h和模擬扭矩1~2的線性回歸偏差進(jìn)行計(jì)算之外，本 實(shí)施例一中還可以對(duì)實(shí)際轉(zhuǎn)速他和模擬轉(zhuǎn)速N 2的線性回歸偏差進(jìn)行計(jì)算，或者是對(duì)實(shí)際油 門開度Vi和模擬油門開度V2的線性回歸偏差進(jìn)行計(jì)算。與之對(duì)應(yīng)地，y=mx+b中的y對(duì)應(yīng)實(shí)際 轉(zhuǎn)速Λ，X對(duì)應(yīng)模擬轉(zhuǎn)速N 2;或者，y對(duì)應(yīng)實(shí)際油門開度Vi，X對(duì)應(yīng)模擬油門開度V2。
[0060] 在上述基礎(chǔ)上，本實(shí)施例一表1中分別規(guī)定了實(shí)際轉(zhuǎn)速見和模擬轉(zhuǎn)速N2的線性回歸 偏差設(shè)定要求，以及實(shí)際油門開度Vi和模擬油門開度^的線性回歸偏差設(shè)定要求。其中，為 了使得實(shí)際轉(zhuǎn)速見和模擬轉(zhuǎn)速N 2的線性回歸偏差設(shè)定要求，可以通過對(duì)測功機(jī)內(nèi)部的PID進(jìn) 行調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)。在上述基礎(chǔ)上，只要實(shí)際轉(zhuǎn)速見和模擬轉(zhuǎn)速N 2的線性回歸偏差設(shè)定要求，且 實(shí)際扭矩!^和模擬扭矩T2的線性回歸偏差滿足要求，那么實(shí)際油門開度VjP模擬油門開度 乂 2的線性回歸偏差也滿足要求。
[0061] 需要說明的是，油門開度的線性回歸偏差為本實(shí)施例一中定義，其斜率、相關(guān)系數(shù) 均與轉(zhuǎn)速中一致，標(biāo)準(zhǔn)偏差最大為5%，截距為± 2%。
[0062] 在上述基礎(chǔ)上，本實(shí)施例一的發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架，其計(jì)算機(jī)還包括報(bào)警單元。該報(bào)警單元 與判斷單元連接并接收判定結(jié)果，且當(dāng)線性回歸偏差不滿足設(shè)定要求時(shí)，報(bào)警單元發(fā)出警 報(bào)。具體地，將發(fā)動(dòng)機(jī)安裝到該發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架上進(jìn)行模擬時(shí)，如果報(bào)警單元發(fā)出報(bào)警信號(hào)，說 明PID反饋控制單元的控制效果不好，從而發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的當(dāng)前模擬無效。
[0063] 與上述判斷模塊相對(duì)應(yīng)的，本實(shí)施例一中計(jì)算機(jī)還包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元。其中，數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)單元與判斷單元連接并接收判定結(jié)果，且當(dāng)線性回歸偏差滿足設(shè)定要求時(shí)，所述數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)采集到的發(fā)動(dòng)機(jī)的參數(shù)。具體地，將發(fā)動(dòng)機(jī)安裝到該發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架上進(jìn)行模擬 時(shí)，有效的模擬將會(huì)被數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元所記載，而無效的模擬將不予記載。其中有效的模擬指 的就是線性回歸偏差滿足設(shè)定要求對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架模擬過程;而無效的模擬指的則是線 性回歸偏差不滿足設(shè)定要求對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架模擬過程。
[0064] 根據(jù)本實(shí)施例一的發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)瞬態(tài)工況模擬的方法，包括以下步驟：
[0065] S1、獲取整車上發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速見和實(shí)際油門開度％，根據(jù)所述實(shí)際轉(zhuǎn)速Λ和所 述實(shí)際油門開度％編制實(shí)際路譜；
[0066] S2、將所述發(fā)動(dòng)機(jī)安裝到發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架上，并將實(shí)際路譜導(dǎo)入發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架的計(jì)算機(jī) 中；
[0067] S3、啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架，計(jì)算機(jī)根據(jù)實(shí)際路譜控制發(fā)動(dòng)機(jī)的油門和轉(zhuǎn)速;測量并記錄 該過程中發(fā)動(dòng)機(jī)輸出到發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架的扭矩值，所述扭矩值相當(dāng)于發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際扭矩Τ 1;
[0068] S4、根據(jù)實(shí)際扭矩?\編制模擬路譜，將模擬路譜導(dǎo)入發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架的計(jì)算機(jī)中；
[0069] S5、設(shè)定PID反饋控制單元；
[0070] S6、啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架，計(jì)算機(jī)根據(jù)模擬路譜控制發(fā)動(dòng)機(jī)，測量并記錄該過程中發(fā)動(dòng) 機(jī)輸出到發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架的模擬扭矩Τ2的大小，且PID反饋控制單元根據(jù)模擬扭矩Τ2和實(shí)際扭 矩Τ1之間的實(shí)時(shí)差值控制油門的開度；
[0071] S7、計(jì)算模擬扭矩Τ2和實(shí)際扭矩h之間的線性回歸偏差，并判斷所述線性回歸偏差 是否滿足設(shè)定要求:如果滿足設(shè)定要求則說明S6中PID反饋控制單元對(duì)油門的控制有效;如 果不滿足要求則重新回到S5中，直到線性回歸偏差是否滿足設(shè)定要求為止。
[0072] 需要說明的是，S5中"設(shè)定PID反饋控制單元"是基于模擬扭矩T2和實(shí)際扭矩Ti之間 的實(shí)時(shí)差值進(jìn)行，從而使得模擬扭矩T 2和實(shí)際扭矩?\無限接近。
[0073] 在上述基礎(chǔ)上，S7中基于上述S6中對(duì)油門的控制計(jì)算模擬扭矩Τ2和實(shí)際扭矩1^之 間的線性回歸偏差是否滿足設(shè)定要求。其中，在模擬扭矩Τ 2和實(shí)際扭矩Ti之間的線性回歸偏 差滿足設(shè)定要求之前，可能要多次調(diào)節(jié)PID反饋控制單元。并且，由于要模擬過程結(jié)束之后 才能計(jì)算模擬扭矩T 2和實(shí)際扭矩Ti之間的線性回歸偏差，在使得模擬扭矩T2和實(shí)際扭矩h 之間的線性回歸偏差滿足設(shè)定要求之前，很可能會(huì)出現(xiàn)無效的模擬過程。也就是說，在實(shí)際 模擬過程中，可能要反復(fù)進(jìn)行多次S5-S7之間的操作。
[0074] 該方法中，通過S1至S3求得發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際扭矩1\，從而可以根據(jù)實(shí)際扭矩?\編制模 擬路譜。
[0075] 此外，S1中編制實(shí)際路譜的過程也即編制相應(yīng)的控制指令的過程。從而將該控制 導(dǎo)入到計(jì)算機(jī)中之后，該指令可以控制發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架上的相應(yīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，并最終控制發(fā)動(dòng)機(jī) 的油門和轉(zhuǎn)速。同理，S4中編制模擬路譜的過程也是編制相應(yīng)指令的過程。
[0076]本實(shí)施例一中，S1中獲取的是整車在正常工作狀態(tài)下發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速Ni和實(shí)際 油門開度乂!。在測得實(shí)際扭矩h的基礎(chǔ)上，S4中的模擬路譜是實(shí)際轉(zhuǎn)速Λ和實(shí)際扭矩h的經(jīng) 濟(jì)性路譜，并且通過該經(jīng)濟(jì)性路譜可以對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行檢測。
[0077]具體地，將經(jīng)濟(jì)性路譜導(dǎo)入發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架之后，發(fā)動(dòng)機(jī)瞬態(tài)工況模擬的方法還包括： [0078] S8、測量記錄發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗；
[0079] S9、重復(fù)步驟S5-S8多次，并計(jì)算多次油耗的平均值，從而獲得發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性能。
[0080] 需要說明的是，之所以要重復(fù)步驟S5-S8多次，目的在于盡量減小毛刺對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái) 架的影響。其中，優(yōu)選重復(fù)步驟S5-S8的次數(shù)為三次，并且計(jì)算三次油耗的平均值。當(dāng)然，重 復(fù)步驟S5-S8的次數(shù)不受此處舉例的限制。
[0081] 進(jìn)一步地，本實(shí)施例一的發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架除了可以對(duì)單個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗進(jìn)行判斷之 外，還將不同的發(fā)動(dòng)機(jī)安裝到本實(shí)施例一的發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架上，進(jìn)而根據(jù)上述模擬路譜控制發(fā) 動(dòng)機(jī)，以檢測不同發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行在同等路譜時(shí)的油耗，并通過比較不同發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗可以得 出發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性是否滿足要求。
[0082]具體地，上述S1至S4已經(jīng)確定了模擬路譜，從而將不同的發(fā)動(dòng)機(jī)安裝在該發(fā)動(dòng)機(jī) 臺(tái)架上時(shí)，只需要啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架并通過模擬路譜控制發(fā)動(dòng)機(jī)即可。在此基礎(chǔ)上，當(dāng)模擬扭 矩!^和實(shí)際扭矩1^之間的線性回歸偏差滿足設(shè)定要求時(shí)，則模擬有效并可記錄當(dāng)前模擬過 程中發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗。同樣為了保證油耗記錄的有效性，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行多次模擬并取油耗的 平均值。
[0083] 在上述基礎(chǔ)上，可以根據(jù)實(shí)際轉(zhuǎn)速他和實(shí)際扭矩1^的經(jīng)濟(jì)性路譜設(shè)計(jì)相應(yīng)的經(jīng)濟(jì) 性模擬單元，以實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的相應(yīng)的模擬模式。并通該經(jīng)濟(jì)性模擬單元可以和相應(yīng)的開 關(guān)連接，從而將任意發(fā)動(dòng)機(jī)安裝到該發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架上之后，只要發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架啟動(dòng)并接通該開 關(guān)，就可以將發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架接通到經(jīng)濟(jì)性模擬模式下，從而可以對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)在該路譜下的油耗 進(jìn)行檢測，并通過和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或者和其它發(fā)動(dòng)機(jī)的參數(shù)對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性 是否滿足要求。
[0084]此外，S6中，采用PID反饋控制單元調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的油門，可以確保發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架瞬態(tài) 工況試驗(yàn)循環(huán)的線性回歸滿足要求。
[0085] 實(shí)施例二
[0086] 和實(shí)施例一不同的是，本實(shí)施例二的發(fā)動(dòng)機(jī)瞬態(tài)工況模擬的方法，其獲取的是整 車在最大油門狀態(tài)下工作時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速Ni和實(shí)際油門開度％。該種情況下，發(fā)動(dòng)機(jī) 的實(shí)際油門開度％等于最大油門開度V max。
[0087] 在上述基礎(chǔ)上，S4中模擬路譜為最大油門開度Vmax和實(shí)際扭矩T!的動(dòng)力性路譜。并 且將該動(dòng)力性路譜導(dǎo)入到發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架的計(jì)算機(jī)中可以對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能進(jìn)行檢測。
[0088] 具體地，將動(dòng)力性路譜導(dǎo)入發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架之后，發(fā)動(dòng)機(jī)瞬態(tài)工況模擬的方法還包括：
[0089 ] S 8、找到一個(gè)設(shè)定轉(zhuǎn)速Ni§定，測量記錄發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速提升到設(shè)定轉(zhuǎn)速Ni§定所需要的時(shí) 間；
[0090] S9、重復(fù)步驟S5-S8多次，并計(jì)算多次時(shí)間的平均值。
[0091] 例如，可以將設(shè)定轉(zhuǎn)速N設(shè)定規(guī)定為2000r/min，從而測量記錄車在最大油門狀態(tài)下 工作時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速提升到設(shè)定轉(zhuǎn)速2000r/min所需要的時(shí)間。
[0092]當(dāng)然需要說明的是，由于在本實(shí)施例二中，發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架上對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速是放開 的，因此發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架上基本上可以使得模擬扭矩T2和實(shí)際扭矩TJI乎完全一致。因此，本實(shí) 施例二中也可以不對(duì)模擬扭矩!^和實(shí)際扭矩Ti進(jìn)行線性回歸偏差的分析。也即本實(shí)施例二 中實(shí)際上可以省略S6中的"測量并記錄該過程中發(fā)動(dòng)機(jī)輸出到發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架的模擬扭矩1~ 2的 大小"和S7。
[0093]上述實(shí)施例中，為了保證模擬的有效性，還要在發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架上模擬整車的邊界條 件。具體地，可以通過發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架控制發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣阻力、出氣阻力和進(jìn)氣溫度與整車運(yùn)行 時(shí)一致。
[0094] 此外，上述實(shí)施例的經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性結(jié)果與整車基本一致，而且線性回歸均滿足 要求。
[0095] 其中，圖1為采用實(shí)施例一的發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架在經(jīng)濟(jì)性路譜模式下進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)瞬態(tài)工 況模擬過程中，截取的200S~300S的V型作業(yè)試驗(yàn)時(shí)實(shí)際轉(zhuǎn)速他和模擬轉(zhuǎn)速N 2的對(duì)比曲線。 從圖1中可以看出發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架上的模擬轉(zhuǎn)速犯和整車上的實(shí)際轉(zhuǎn)速他基本重合，從而在圖1 中幾乎只能看到一條曲線。
[0096] 此外，圖2為采用實(shí)施例一的發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架在經(jīng)濟(jì)性路譜模式下進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)瞬態(tài)工 況模擬過程中，截取的200S~300S的V型作業(yè)試驗(yàn)時(shí)實(shí)際扭矩1^和模擬扭矩T 2的對(duì)比曲線。 需要說明的是，圖2的價(jià)值在于對(duì)比實(shí)際扭矩h和模擬扭矩Τ2,至于實(shí)際扭矩Ti曲線和模擬 扭矩T 2ft線在圖2中是否能看清楚并不重要。從圖2中可以看出發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架上的模擬扭矩T2 和整車上的實(shí)際扭矩h吻合度很高。
[0097] 最后，圖3為實(shí)施例二的發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架在動(dòng)力性路譜模式下進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)瞬態(tài)工況模 擬過程中，邊舉升邊加速試驗(yàn)時(shí)實(shí)際轉(zhuǎn)速他和模擬轉(zhuǎn)速N 2的對(duì)比曲線。從圖3中可以看出發(fā) 動(dòng)機(jī)臺(tái)架上的模擬轉(zhuǎn)速他和整車上的實(shí)際轉(zhuǎn)速Λ吻合度很高。同樣圖3中也不要求區(qū)分實(shí)際 轉(zhuǎn)速Λ曲線和模擬轉(zhuǎn)速他曲線，只要可以看到兩者的對(duì)比效果即可。
[0098] 從而通過圖1至圖3說明上述實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架及發(fā)動(dòng)機(jī)瞬態(tài)工況模擬的方法 能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)工程機(jī)械瞬態(tài)工況的模擬，并且可以基于路譜對(duì)工程機(jī)械的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行瞬態(tài)性 能優(yōu)化。當(dāng)然，一般工程機(jī)械上常用的發(fā)動(dòng)機(jī)的類型為柴油機(jī)。
[0099] 以上實(shí)施方式僅用于說明本發(fā)明，而非對(duì)本發(fā)明的限制。盡管參照實(shí)施例對(duì)本發(fā) 明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行各種組合、 修改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要 求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架，包括用于和發(fā)動(dòng)機(jī)油門連接的油門控制器，用于和發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸 連接的電機(jī)，以及用于控制所述油門控制器與所述電機(jī)的計(jì)算機(jī);其特征在于，所述計(jì)算機(jī) 包括： PID反饋控制單元，用于控制所述油門控制器，并使得所述模擬扭矩^接近所述實(shí)際扭 矩Τι; 線性回歸單元，計(jì)算實(shí)際扭矩!^和模擬扭矩Τ2的線性回歸偏差； 判斷單元，與所述線性回歸單元連接，判斷所述線性回歸偏差是否滿足設(shè)定要求，且當(dāng) 所述線性回歸偏差不滿足設(shè)定要求時(shí)，調(diào)節(jié)PID反饋控制單元。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)還包括， 報(bào)警單元，與所述判斷單元連接并接收判定結(jié)果，且當(dāng)所述線性回歸偏差不滿足設(shè)定 要求時(shí)，所述報(bào)警單元發(fā)出警報(bào)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)還包括， 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，與所述判斷單元連接并接收判定結(jié)果，且當(dāng)所述線性回歸偏差滿足設(shè) 定要求時(shí)，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)采集到的發(fā)動(dòng)機(jī)的參數(shù)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)瞬態(tài)工況模擬的方法，其特征在于，包 括以下步驟： 51、 獲取整車上發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速見和實(shí)際油門開度％，根據(jù)所述實(shí)際轉(zhuǎn)速見和所述實(shí) 際油門開度％編制實(shí)際路譜； 52、 將所述發(fā)動(dòng)機(jī)安裝到發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架上，并將實(shí)際路譜導(dǎo)入發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架的計(jì)算機(jī)中； 53、 啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架，計(jì)算機(jī)根據(jù)實(shí)際路譜控制發(fā)動(dòng)機(jī)的油門和轉(zhuǎn)速;測量并記錄該過 程中發(fā)動(dòng)機(jī)輸出到發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架的扭矩值，所述扭矩值相當(dāng)于發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際扭矩Τ 1; 54、 根據(jù)實(shí)際扭矩Ti編制模擬路譜，將模擬路譜導(dǎo)入發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架的計(jì)算機(jī)中； 55、 設(shè)定PID反饋控制單元； 56、 啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架，計(jì)算機(jī)根據(jù)模擬路譜控制發(fā)動(dòng)機(jī)，測量并記錄該過程中發(fā)動(dòng)機(jī)輸 出到發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架的模擬扭矩T2的大小，且PID反饋控制單元根據(jù)模擬扭矩T2和實(shí)際扭矩T1 之間的實(shí)時(shí)差值控制油門的開度； 57、 計(jì)算模擬扭矩Τ2和實(shí)際扭矩h之間的線性回歸偏差，并判斷所述線性回歸偏差是否 滿足設(shè)定要求:如果滿足設(shè)定要求則說明S6中PID反饋控制單元對(duì)油門的控制有效;如果不 滿足要求則重新回到S5中，直到線性回歸偏差是否滿足設(shè)定要求為止。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述S1中獲取整車在正常工作狀態(tài)下發(fā)動(dòng) 機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速見和實(shí)際油門開度V1; 所述S4中所述模擬路譜為實(shí)際轉(zhuǎn)速Λ和實(shí)際扭矩1^的經(jīng)濟(jì)性路譜。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，還包括： 58、 測量記錄發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗； 59、 重復(fù)步驟S5-S8多次，并計(jì)算多次油耗的平均值，從而獲得發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性能。7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述S1中，獲取整車在最大油門狀態(tài)下工 作時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速Λ和實(shí)際油門開度化，且實(shí)際油門開度h等于最大油門開度V max; 所述S4中，所述模擬路譜為最大油門開度Vmax和實(shí)際扭矩1^的動(dòng)力性路譜。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，還包括： 58、 找到一個(gè)設(shè)定轉(zhuǎn)速Nge，測量記錄發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速提升到設(shè)定轉(zhuǎn)速^所需要的時(shí)間； 59、 重復(fù)步驟S5-S8多次，并計(jì)算多次時(shí)間的平均值，從而獲得發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能。9.根據(jù)權(quán)利要求4至8任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述S4和S5中，所述發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái) 架模擬所述整車邊界條件，使得發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣阻力、出氣阻力和進(jìn)氣溫度與整車運(yùn)行時(shí)一 致。
【文檔編號(hào)】G01M15/02GK105973610SQ201610591644
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年7月25日
【發(fā)明人】金釗, 王素梅, 萬永召, 李榮光, 曹原, 何乃鵬, 杜志軍, 李克俊, 趙聯(lián)海, 馬雁
【申請(qǐng)人】濰柴動(dòng)力股份有限公司