動力裝置經(jīng)濟(jì)性運行參數(shù)的仿真標(biāo)定方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種動力裝置經(jīng)濟(jì)性運行參數(shù)的仿真標(biāo)定方法，包括控制動力裝置以一固定加速度仿真加速運動，生成在該加速度下油耗量及以該油耗量對應(yīng)速度曲線；重復(fù)上述步驟至生成該動力裝置在極限加速度范圍內(nèi)加速運動所有加速度下的油耗量及對應(yīng)速度曲線；通過擬合上述生成所有油耗量及對應(yīng)速度曲線生成該動力裝置的第一經(jīng)濟(jì)性換檔曲線。本發(fā)明通過仿真的方法實現(xiàn)了對動力裝車的經(jīng)濟(jì)性運行參數(shù)的標(biāo)定，無須將動力裝置設(shè)置在實況環(huán)境下，操作簡單，標(biāo)定成本低且電控系統(tǒng)的研發(fā)周期短。
【專利說明】動力裝置經(jīng)濟(jì)性運行參數(shù)的仿真標(biāo)定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及動力裝置的動力系統(tǒng)的仿真標(biāo)定領(lǐng)域，特別是一種動力裝置經(jīng)濟(jì)性運行參數(shù)的仿真標(biāo)定方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前在汽車行業(yè)，洗車的電控系統(tǒng)對整車的經(jīng)濟(jì)性運行起到關(guān)鍵的作用。
[0003]因此，對于汽車電控系統(tǒng)的開發(fā)在汽車的研發(fā)過程中非常重要，通常汽車企業(yè)需要投入大量的成本和時間去研發(fā)電控系統(tǒng)以期獲得最經(jīng)濟(jì)的動力裝置的運行參數(shù)。而在研發(fā)過程中，通常的做法是將整車設(shè)置在實況的環(huán)境下進(jìn)行運行并獲取在實況運行環(huán)境下的電控系統(tǒng)對動力裝置的控制參數(shù)，從而標(biāo)定出動力裝置的經(jīng)濟(jì)性運行參數(shù)。這種將動力裝置設(shè)置在實況環(huán)境下運行并進(jìn)行實況下的動力裝置的經(jīng)濟(jì)性運行參數(shù)的標(biāo)定的設(shè)計，常常需要較長的研發(fā)周期，并且研發(fā)成本高，標(biāo)定過程復(fù)雜。
[0004]因此，如何設(shè)計出一種操作簡單且研發(fā)成本低的動力裝置經(jīng)濟(jì)性運行參數(shù)的標(biāo)定方法是業(yè)界急需解決的課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述現(xiàn)有的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種動力裝置經(jīng)濟(jì)性運行參數(shù)的仿真標(biāo)定方法使得動力裝置的經(jīng)濟(jì)性運行參數(shù)的標(biāo)定操作簡單，研發(fā)成本低且研發(fā)周期短。
[0006]本發(fā)明為解決上述現(xiàn)有的技術(shù)問題，提供一種動力裝置經(jīng)濟(jì)性運行參數(shù)的仿真標(biāo)定方法，包括:
[0007]控制動力裝置以一固定加速度仿真加速運動，生成在該加速度下的油耗量及以該油耗量對應(yīng)的速度曲線；
[0008]重復(fù)上述步驟以至生成該動力裝置在極限加速度范圍內(nèi)的加速運動的所有加速度下的油耗量及對應(yīng)的速度曲線；
[0009]通過擬合上述生成的所有油耗量及對應(yīng)的速度曲線生成該動力裝置的包含有油門和車速參數(shù)的第一經(jīng)濟(jì)性換檔曲線。
[0010]優(yōu)選地，所述通過擬合所有油耗量及對應(yīng)的速度曲線生成經(jīng)濟(jì)性換檔曲線的步驟具體包括:
[0011]擬合各加速度下的油耗曲線的交點生成經(jīng)濟(jì)換檔點曲線；
[0012]根據(jù)所述經(jīng)濟(jì)換檔點曲線生成所述第一經(jīng)濟(jì)性換檔曲線。
[0013]優(yōu)選地,還包括步驟:
[0014]控制動力裝置以全程調(diào)速調(diào)速率的一預(yù)設(shè)范圍內(nèi)運行，生成所述動力裝置在該預(yù)設(shè)范圍內(nèi)包含有油門和速度參數(shù)的第二經(jīng)濟(jì)性換檔曲線。
[0015]優(yōu)選地，所述預(yù)設(shè)范圍為全程調(diào)速速度的5%至12%。
[0016]優(yōu)選地，還包括步驟:
[0017]控制動力裝置以兩極調(diào)速方式運行，生成所述動力裝置的包含有油門和車速參數(shù)的第三經(jīng)濟(jì)性換檔曲線。
[0018]優(yōu)選地，還包括步驟:
[0019]控制動力裝置運行于不同工況并生成不同工況下的液力變矩器的傳動比參數(shù)；
[0020]根據(jù)最大傳動比參數(shù)及該最大傳動比參數(shù)對應(yīng)的油門和速度生成該動力裝置的液力變矩器的經(jīng)濟(jì)閉鎖點曲線；
[0021]擬合所述液力變矩器的經(jīng)濟(jì)閉鎖點曲線生成液力變矩器基于經(jīng)濟(jì)性的包含油門和速度參數(shù)的閉鎖規(guī)律曲線。
[0022]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的動力裝置經(jīng)濟(jì)性運行參數(shù)的仿真標(biāo)定方法中，重復(fù)控制動力裝置以一固定加速度仿真加速運動，生成在該加速度下的油耗量及以該油耗量對應(yīng)的速度曲線直至生成該動力裝置在極限加速度范圍內(nèi)的加速運動的所有加速度下的油耗量及對應(yīng)的速度曲線；通過擬合上述生成的所有油耗量及對應(yīng)的速度曲線生成該動力裝置的包含有油門和車速參數(shù)的第一經(jīng)濟(jì)性換檔曲線。所述第一經(jīng)濟(jì)性換檔曲線中由于包含有動力裝置經(jīng)濟(jì)性運行的油門和車速參數(shù)，即實現(xiàn)了通過仿真的方法實現(xiàn)了對動力裝車的經(jīng)濟(jì)性運行參數(shù)的標(biāo)定，無須將動力裝置設(shè)置在實況環(huán)境下，操作簡單，標(biāo)定成本低且電控系統(tǒng)的研發(fā)周期短。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明動力裝置的虛擬標(biāo)定平臺示意圖。
[0024]圖2為兩類動力裝置在二種典型路況下的速度循環(huán)曲線示意圖。
[0025]圖3為本發(fā)明動力裝置經(jīng)濟(jì)性運行參數(shù)的仿真標(biāo)定方法方框示意圖。
[0026]圖4為動力裝置的發(fā)動機(jī)以0.2km/(h.s)和0.8km/(h.s)做勻加速運動時，各個檔位下對應(yīng)的瞬時“油耗量一車速”曲線示意圖。
[0027]圖5為動力裝置采用全程調(diào)速時的雙參數(shù)經(jīng)濟(jì)性換擋規(guī)律曲線示意圖。
[0028]圖6為液力變矩器的原始特性圖。
[0029]圖7為通過仿真標(biāo)定的液力變矩器經(jīng)濟(jì)性閉鎖規(guī)律示意圖。
[0030]圖8為在兩類典型循環(huán)工況下運行時，動力裝置的循環(huán)油耗對比改善效果示意圖。
【具體實施方式】
[0031]下面結(jié)合【專利附圖】

【附圖說明】及【具體實施方式】對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0032]請參閱圖1和圖2，圖1為為本發(fā)明動力裝置的虛擬標(biāo)定平臺示意圖；圖2為兩類動力裝置在二種典型路況下的速度循環(huán)曲線示意圖。
[0033]動力裝置虛擬標(biāo)定平臺10是建立在一定真實系統(tǒng)動態(tài)仿真模型基礎(chǔ)上的。首先需要建立動力裝置的動態(tài)模型，然后在此基礎(chǔ)上對被控對象模型進(jìn)行分解和簡化以使其達(dá)到實時性的要求。再將原來模型中的邏輯連接關(guān)系改造為硬件接口關(guān)系以及配置用于Autobox與電控系統(tǒng)11的信息交互的I/O 口的定義，使得真實的動力裝置控制單元可以與實時運行的控制對象模型相連，最終構(gòu)建完成動力裝置的虛擬標(biāo)定平臺。動力裝置虛擬標(biāo)定平臺的硬件配置包括:執(zhí)行控制策略功能的動力裝置電控系統(tǒng)11、基于LabVIEW的虛擬標(biāo)定內(nèi)核及上位機(jī)界面13、基于CAN總線的實時采集系統(tǒng)的內(nèi)核及上位機(jī)界面15和基于dSPACE/Autobox的被控對象實時仿真模型及其上位機(jī)17。
[0034]本發(fā)明的通過使用動力裝置運行在典型循環(huán)工況下所消耗的燃油量作為經(jīng)濟(jì)性的評價指標(biāo)。具體實現(xiàn)方案是:在上述所動力裝置的虛擬標(biāo)定平臺10上，通過駕駛員模型中的PID控制模塊讓動力裝置模型的速度跟隨圖2所示的循環(huán)曲線進(jìn)行變化，在動力裝置模塊運行完一個典型的循環(huán)工況后，通過統(tǒng)計油耗模型中的循環(huán)油耗量來對動力裝置的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行評價。
[0035]再請參閱圖3，圖3是本發(fā)明動力裝置經(jīng)濟(jì)性運行參數(shù)的仿真標(biāo)定方法方框示意圖。本發(fā)明的動力裝置經(jīng)濟(jì)性運行參數(shù)的仿真標(biāo)定方法通過在上述的動力裝置虛擬標(biāo)定平臺10上進(jìn)行仿真實現(xiàn)的。
[0036]如圖3所示，動力裝置經(jīng)濟(jì)性運行參數(shù)的仿真標(biāo)定方法，包括如下步驟:
[0037]S1:控制動力裝置以一固定加速度仿真加速運動，生成在該加速度下的油耗量及以該油耗量對應(yīng)的速度曲線；
[0038]本步驟中，當(dāng)仿真控制所述動力裝置采用全程調(diào)速特定調(diào)速率時，控制所述動力裝置仿真運行各個檔位進(jìn)行某一加速度的勻加速運動。
[0039]再請參閱圖4，圖4為動力裝置的發(fā)動機(jī)以0.2km/(h *s)和0.8km/(h.s)做勻加速運動時，各個檔位下對應(yīng)的瞬時“油耗量一車速”曲線示意圖。通過繪制車輛運行于同一加速度以及對應(yīng)的各檔位下的“油耗量一車速”曲線，并根據(jù)油耗線的交點選取換擋點。將繪制生成的換擋點進(jìn)行合理地篩選，去除偏離嚴(yán)重的換檔點，并基于數(shù)學(xué)統(tǒng)計方法進(jìn)行擬合生成擬合曲線，生成的擬合曲線即為反應(yīng)出此調(diào)速特性下的經(jīng)濟(jì)性換擋規(guī)律的曲線，即生成該加速度下的油耗量及以該油耗量對應(yīng)的速度曲線。
[0040]S2:重復(fù)上述步驟以至生成該動力裝置在極限加速度范圍內(nèi)的加速運動的所有加速度下的油耗量及對應(yīng)的速度曲線；
[0041]本步驟中，而將步驟SI的步驟覆蓋到各個加速度，即統(tǒng)計各個加速度下的換擋點。而這些換擋點由于加速度的具有很大變化范圍，基本上覆蓋了車輛從最小至最大油門的全范圍加速過程。
[0042]S3:通過擬合上述生成的所有油耗量及對應(yīng)的速度曲線生成該動力裝置的包含有油門和車速參數(shù)的第一經(jīng)濟(jì)性換檔曲線。
[0043]本步驟中，通過基于一定的數(shù)學(xué)理論對得到的所有油耗量及對應(yīng)的速度曲線進(jìn)行曲線擬合，即得出對應(yīng)于全程調(diào)速某一調(diào)速率的經(jīng)濟(jì)性換擋規(guī)律曲線，即生成所述動力裝置的包含有油門和車速參數(shù)的第一經(jīng)濟(jì)性換檔曲線。
[0044]通過擬合所有油耗量及對應(yīng)的速度曲線生成第一經(jīng)濟(jì)性換檔曲線的步驟具體包括:
[0045]擬合各加速度下的油耗曲線的交點生成經(jīng)濟(jì)換檔點曲線；
[0046]根據(jù)所述經(jīng)濟(jì)換檔點曲線生成所述第一經(jīng)濟(jì)性換檔曲線。
[0047]優(yōu)先地，本發(fā)明的動力裝置經(jīng)濟(jì)性運行參數(shù)的仿真標(biāo)定方法還包括步驟:
[0048]控制動力裝置以全程調(diào)速調(diào)速率的一預(yù)設(shè)范圍內(nèi)運行，生成所述動力裝置在該預(yù)設(shè)范圍同的包含有油門和速度參數(shù)的第二經(jīng)濟(jì)性換檔曲線。
[0049]所述預(yù)設(shè)范圍為全程調(diào)速速度的5%至12%。當(dāng)然，在其它實施例中，還可以采用控制動力裝置以兩極調(diào)速方式運行，對應(yīng)的生成所述動力裝置的包含有油門和車速參數(shù)的第三經(jīng)濟(jì)性換檔曲線。請參閱圖5，當(dāng)采用當(dāng)預(yù)設(shè)范圍為全程調(diào)速速度的5%至12%，及采用控制動力裝置以兩極調(diào)速方式運行時，生成的經(jīng)濟(jì)性換擋規(guī)律曲線如圖5所示，圖5為動力裝置采用全程調(diào)速時的雙參數(shù)經(jīng)濟(jì)性換擋規(guī)律曲線示意圖，對應(yīng)的所述圖5所示的經(jīng)濟(jì)性換擋規(guī)律曲線可以是上述的第二經(jīng)濟(jì)性換檔曲線，也可以是第三經(jīng)濟(jì)性換檔曲線。
[0050]再請參閱圖6、圖7和圖8，其中，圖6為動力裝置的液力變矩器的原始特性示意圖，圖7為通過仿真標(biāo)定的液力變矩器經(jīng)濟(jì)性閉鎖規(guī)律示意圖，圖8為在兩類典型循環(huán)工況下運行時，動力裝置的循環(huán)油耗對比改善效果示意圖。
[0051]在完成上述步驟SI至S3后，還可以通過仿真對液力變矩器經(jīng)濟(jì)性閉鎖規(guī)律進(jìn)行標(biāo)定得到的液力變矩器經(jīng)濟(jì)性閉鎖規(guī)律如圖7所示，。
[0052]具體地,還包括步驟:
[0053]控制動力裝置運行于不同工況并生成不同工況下的液力變矩器的傳動比參數(shù)；
[0054]根據(jù)最大傳動比參數(shù)及該最大傳動比參數(shù)對應(yīng)的油門和速度生成該動力裝置的液力變矩器的經(jīng)濟(jì)閉鎖點曲線；具體地，設(shè)置傳動比參數(shù)為i，當(dāng)傳動比i的最大值為i*時，對應(yīng)的獲取此時的油門和速度，并生成該動力裝置的液力變矩器的經(jīng)濟(jì)閉鎖點曲線。
[0055]擬合所述液力變矩器的經(jīng)濟(jì)閉鎖點曲線生成液力變矩器基于經(jīng)濟(jì)性的包含油門和速度參數(shù)的閉鎖規(guī)律曲線。最終標(biāo)定得到的液力變矩器經(jīng)濟(jì)性閉鎖規(guī)律反應(yīng)在如圖7所示的圖中，反應(yīng)出包含油門和速度參數(shù)的閉鎖規(guī)律曲線。
[0056]為了對虛擬標(biāo)定平臺上基于經(jīng)濟(jì)性所研究出來的結(jié)果:“調(diào)速特性一經(jīng)濟(jì)性換擋規(guī)律”和液力變矩器的經(jīng)濟(jì)性閉鎖規(guī)律進(jìn)行演示和驗證，本發(fā)明在兩個分別對應(yīng)典型循環(huán)工況的試車場進(jìn)行了實車試驗。首先在動力裝置中采用原始的調(diào)速特性、換擋規(guī)律以及閉鎖規(guī)律的情況下進(jìn)行兩類典型路譜的循環(huán)工況驗證實驗，然后通過現(xiàn)場標(biāo)定將虛擬標(biāo)定得到的結(jié)果寫入動力裝置的電控制系統(tǒng)，重復(fù)進(jìn)行兩類典型循環(huán)的驗證實驗。并通過通過對比前后的整車循環(huán)油耗量來評價虛擬標(biāo)定所開發(fā)的結(jié)論。實驗結(jié)果如圖8所示，分別為良好路面和復(fù)雜路面的油耗百分比曲線?？梢钥闯?，車輛在采用了“調(diào)速特性一經(jīng)濟(jì)性換擋規(guī)律”后，在兩類典型循環(huán)工況下運行時，動力裝置的循環(huán)油耗皆有一定的改善，分別減少了 11.2%和5.7%。而進(jìn)一步將液力變矩器標(biāo)定為經(jīng)濟(jì)性閉鎖規(guī)律后，整車經(jīng)濟(jì)性又分別有了 1.3%和0.9%的改善。因此可以認(rèn)為，在虛擬標(biāo)定平臺上開發(fā)的基于經(jīng)濟(jì)性的虛擬標(biāo)定流程及規(guī)范合理且具有一定的實際效果，可以在對整車即整個動力裝車進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性運行參數(shù)仿真標(biāo)定時起到一定的指導(dǎo)和示范作用。
[0057]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的動力裝置經(jīng)濟(jì)性運行參數(shù)的仿真標(biāo)定方法中，重復(fù)控制動力裝置以一固定加速度仿真加速運動，生成在該加速度下的油耗量及以該油耗量對應(yīng)的速度曲線直至生成該動力裝置在極限加速度范圍內(nèi)的加速運動的所有加速度下的油耗量及對應(yīng)的速度曲線；通過擬合上述生成的所有油耗量及對應(yīng)的速度曲線生成該動力裝置的包含有油門和車速參數(shù)的第一經(jīng)濟(jì)性換檔曲線。所述第一經(jīng)濟(jì)性換檔曲線中由于包含有動力裝置經(jīng)濟(jì)性運行的油門和車速參數(shù)，即實現(xiàn)了通過仿真的方法實現(xiàn)了對動力裝車的經(jīng)濟(jì)性運行參數(shù)的標(biāo)定，無須將動力裝置設(shè)置在實況環(huán)境下，操作簡單，標(biāo)定成本低且電控系統(tǒng)的研發(fā)周期短。
[0058]同時，經(jīng)過對比分析圖6，圖7和圖8.可知，這種通過仿真標(biāo)定動力裝置的經(jīng)濟(jì)性運行參數(shù)的設(shè)計還具有標(biāo)定效果好的優(yōu)點，設(shè)計出的電控系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性能好。[0059]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種動力裝置經(jīng)濟(jì)性運行參數(shù)的仿真標(biāo)定方法，其特征在于，包括: 控制動力裝置以一固定加速度仿真加速運動，生成在該加速度下的油耗量及以該油耗量對應(yīng)的速度曲線； 重復(fù)上述步驟以至生成該動力裝置在極限加速度范圍內(nèi)的加速運動的所有加速度下的油耗量及對應(yīng)的速度曲線； 通過擬合上述生成的所有油耗量及對應(yīng)的速度曲線生成該動力裝置的包含有油門和車速參數(shù)的第一經(jīng)濟(jì)性換檔曲線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力裝置經(jīng)濟(jì)性運行參數(shù)的仿真標(biāo)定方法，其特征在于，所述通過擬合所有油耗量及對應(yīng)的速度曲線生成經(jīng)濟(jì)性換檔曲線的步驟具體包括: 擬合各加速度下的油耗曲線的交點生成經(jīng)濟(jì)換檔點曲線； 根據(jù)所述經(jīng)濟(jì)換檔點曲線生成所述第一經(jīng)濟(jì)性換檔曲線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力裝置經(jīng)濟(jì)性運行參數(shù)的仿真標(biāo)定方法，其特征在于，還包括步驟: 控制動力裝置以全程調(diào)速調(diào)速率的一預(yù)設(shè)范圍內(nèi)運行，生成所述動力裝置在該預(yù)設(shè)范圍內(nèi)包含有油門和速度參數(shù)的第二經(jīng)濟(jì)性換檔曲線。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的動力裝置經(jīng)濟(jì)性運行參數(shù)的仿真標(biāo)定方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)范圍為全程調(diào)速速度的5%至12%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力裝置經(jīng)濟(jì)性運行參數(shù)的仿真標(biāo)定方法，其特征在于，還包括步驟: 控制動力裝置以兩極調(diào)速方式運行，生成所述動力裝置的包含有油門和車速參數(shù)的第三經(jīng)濟(jì)性換檔曲線。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力裝置經(jīng)濟(jì)性運行參數(shù)的仿真標(biāo)定方法，其特征在于，還包括步驟: 控制動力裝置運行于不同工況并生成不同工況下的液力變矩器的傳動比參數(shù)； 根據(jù)最大傳動比參數(shù)及該最大傳動比參數(shù)對應(yīng)的油門和速度生成該動力裝置的液力變矩器的經(jīng)濟(jì)閉鎖點曲線； 擬合所述液力變矩器的經(jīng)濟(jì)閉鎖點曲線生成液力變矩器基于經(jīng)濟(jì)性的包含油門和速度參數(shù)的閉鎖規(guī)律曲線。
【文檔編號】G06F17/50GK103984797SQ201410151341
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年4月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月13日
【發(fā)明者】趙長祿, 劉波瀾, 黃英, 張付軍, 崔濤, 孫勇剛 申請人:北京理工大學(xué)