CN103984797A - 动力装置经济性运行参数的仿真标定方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种动力装置经济性运行参数的仿真标定方法，包括控制动力装置以一固定加速度仿真加速运动，生成在该加速度下油耗量及以该油耗量对应速度曲线；重复上述步骤至生成该动力装置在极限加速度范围内加速运动所有加速度下的油耗量及对应速度曲线；通过拟合上述生成所有油耗量及对应速度曲线生成该动力装置的第一经济性换档曲线。本发明通过仿真的方法实现了对动力装车的经济性运行参数的标定，无须将动力装置设置在实况环境下，操作简单，标定成本低且电控系统的研发周期短。

Description

动力装置经济性运行参数的仿真标定方法

技术领域

本发明涉及动力装置的动力系统的仿真标定领域，特别是一种动力装置经济性运行参数的仿真标定方法。

背景技术

目前在汽车行业，洗车的电控系统对整车的经济性运行起到关键的作用。

因此，对于汽车电控系统的开发在汽车的研发过程中非常重要，通常汽车企业需要投入大量的成本和时间去研发电控系统以期获得最经济的动力装置的运行参数。而在研发过程中，通常的做法是将整车设置在实况的环境下进行运行并获取在实况运行环境下的电控系统对动力装置的控制参数，从而标定出动力装置的经济性运行参数。这种将动力装置设置在实况环境下运行并进行实况下的动力装置的经济性运行参数的标定的设计，常常需要较长的研发周期，并且研发成本高，标定过程复杂。

因此，如何设计出一种操作简单且研发成本低的动力装置经济性运行参数的标定方法是业界急需解决的课题。

发明内容

为了解决上述现有的技术问题，本发明提供一种动力装置经济性运行参数的仿真标定方法使得动力装置的经济性运行参数的标定操作简单，研发成本低且研发周期短。

本发明为解决上述现有的技术问题，提供一种动力装置经济性运行参数的仿真标定方法，包括:

控制动力装置以一固定加速度仿真加速运动，生成在该加速度下的油耗量及以该油耗量对应的速度曲线;

重复上述步骤以至生成该动力装置在极限加速度范围内的加速运动的所有加速度下的油耗量及对应的速度曲线;

通过拟合上述生成的所有油耗量及对应的速度曲线生成该动力装置的包含有油门和车速参数的第一经济性换档曲线。

优选地，所述通过拟合所有油耗量及对应的速度曲线生成经济性换档曲线的步骤具体包括：

拟合各加速度下的油耗曲线的交点生成经济换档点曲线;

根据所述经济换档点曲线生成所述第一经济性换档曲线。

优选地，还包括步骤：

控制动力装置以全程调速调速率的一预设范围内运行，生成所述动力装置在该预设范围内包含有油门和速度参数的第二经济性换档曲线。

优选地，所述预设范围为全程调速速度的5%至12%。

优选地，还包括步骤：

控制动力装置以两极调速方式运行，生成所述动力装置的包含有油门和车速参数的第三经济性换档曲线。

优选地，还包括步骤：

控制动力装置运行于不同工况并生成不同工况下的液力变矩器的传动比参数；

根据最大传动比参数及该最大传动比参数对应的油门和速度生成该动力装置的液力变矩器的经济闭锁点曲线;

拟合所述液力变矩器的经济闭锁点曲线生成液力变矩器基于经济性的包含油门和速度参数的闭锁规律曲线。

相较于现有技术，本发明的动力装置经济性运行参数的仿真标定方法中，重复控制动力装置以一固定加速度仿真加速运动，生成在该加速度下的油耗量及以该油耗量对应的速度曲线直至生成该动力装置在极限加速度范围内的加速运动的所有加速度下的油耗量及对应的速度曲线;通过拟合上述生成的所有油耗量及对应的速度曲线生成该动力装置的包含有油门和车速参数的第一经济性换档曲线。所述第一经济性换档曲线中由于包含有动力装置经济性运行的油门和车速参数，即实现了通过仿真的方法实现了对动力装车的经济性运行参数的标定，无须将动力装置设置在实况环境下，操作简单，标定成本低且电控系统的研发周期短。

附图说明

图1为本发明动力装置的虚拟标定平台示意图。

图2为两类动力装置在二种典型路况下的速度循环曲线示意图。

图3为本发明动力装置经济性运行参数的仿真标定方法方框示意图。

图4为动力装置的发动机以0.2km/(h·s)和0.8km/(h·s)做匀加速运动时，各个档位下对应的瞬时“油耗量—车速”曲线示意图。

图5为动力装置采用全程调速时的双参数经济性换挡规律曲线示意图。

图6为液力变矩器的原始特性图。

图7为通过仿真标定的液力变矩器经济性闭锁规律示意图。

图8为在两类典型循环工况下运行时，动力装置的循环油耗对比改善效果示意图。

具体实施方式

下面结合附图说明及具体实施方式对本发明进一步说明。

请参阅图1和图2，图1为为本发明动力装置的虚拟标定平台示意图;图2为两类动力装置在二种典型路况下的速度循环曲线示意图。

动力装置虚拟标定平台10是建立在一定真实系统动态仿真模型基础上的。首先需要建立动力装置的动态模型，然后在此基础上对被控对象模型进行分解和简化以使其达到实时性的要求。再将原来模型中的逻辑连接关系改造为硬件接口关系以及配置用于Autobox与电控系统11的信息交互的I/O口的定义，使得真实的动力装置控制单元可以与实时运行的控制对象模型相连，最终构建完成动力装置的虚拟标定平台。动力装置虚拟标定平台的硬件配置包括：执行控制策略功能的动力装置电控系统11、基于LabVIEW的虚拟标定内核及上位机界面13、基于CAN总线的实时采集系统的内核及上位机界面15和基于dSPACE/Autobox的被控对象实时仿真模型及其上位机17。

本发明的通过使用动力装置运行在典型循环工况下所消耗的燃油量作为经济性的评价指标。具体实现方案是：在上述所动力装置的虚拟标定平台10上，通过驾驶员模型中的PID控制模块让动力装置模型的速度跟随图2所示的循环曲线进行变化，在动力装置模块运行完一个典型的循环工况后，通过统计油耗模型中的循环油耗量来对动力装置的经济性进行评价。

再请参阅图3，图3是本发明动力装置经济性运行参数的仿真标定方法方框示意图。本发明的动力装置经济性运行参数的仿真标定方法通过在上述的动力装置虚拟标定平台10上进行仿真实现的。

如图3所示，动力装置经济性运行参数的仿真标定方法，包括如下步骤：

S1:控制动力装置以一固定加速度仿真加速运动，生成在该加速度下的油耗量及以该油耗量对应的速度曲线;

本步骤中，当仿真控制所述动力装置采用全程调速特定调速率时，控制所述动力装置仿真运行各个档位进行某一加速度的匀加速运动。

再请参阅图4，图4为动力装置的发动机以0.2km/(h·s)和0.8km/(h·s)做匀加速运动时，各个档位下对应的瞬时“油耗量—车速”曲线示意图。通过绘制车辆运行于同一加速度以及对应的各档位下的“油耗量—车速”曲线，并根据油耗线的交点选取换挡点。将绘制生成的换挡点进行合理地筛选，去除偏离严重的换档点，并基于数学统计方法进行拟合生成拟合曲线，生成的拟合曲线即为反应出此调速特性下的经济性换挡规律的曲线，即生成该加速度下的油耗量及以该油耗量对应的速度曲线。

S2:重复上述步骤以至生成该动力装置在极限加速度范围内的加速运动的所有加速度下的油耗量及对应的速度曲线;

本步骤中，而将步骤S1的步骤覆盖到各个加速度，即统计各个加速度下的换挡点。而这些换挡点由于加速度的具有很大变化范围，基本上覆盖了车辆从最小至最大油门的全范围加速过程。

S3:通过拟合上述生成的所有油耗量及对应的速度曲线生成该动力装置的包含有油门和车速参数的第一经济性换档曲线。

本步骤中，通过基于一定的数学理论对得到的所有油耗量及对应的速度曲线进行曲线拟合，即得出对应于全程调速某一调速率的经济性换挡规律曲线，即生成所述动力装置的包含有油门和车速参数的第一经济性换档曲线。

通过拟合所有油耗量及对应的速度曲线生成第一经济性换档曲线的步骤具体包括：

拟合各加速度下的油耗曲线的交点生成经济换档点曲线;

根据所述经济换档点曲线生成所述第一经济性换档曲线。

优先地，本发明的动力装置经济性运行参数的仿真标定方法还包括步骤：

控制动力装置以全程调速调速率的一预设范围内运行，生成所述动力装置在该预设范围同的包含有油门和速度参数的第二经济性换档曲线。

所述预设范围为全程调速速度的5%至12%。当然，在其它实施例中，还可以采用控制动力装置以两极调速方式运行，对应的生成所述动力装置的包含有油门和车速参数的第三经济性换档曲线。请参阅图5，当采用当预设范围为全程调速速度的5%至12%，及采用控制动力装置以两极调速方式运行时，生成的经济性换挡规律曲线如图5所示，图5为动力装置采用全程调速时的双参数经济性换挡规律曲线示意图，对应的所述图5所示的经济性换挡规律曲线可以是上述的第二经济性换档曲线，也可以是第三经济性换档曲线。

再请参阅图6、图7和图8，其中，图6为动力装置的液力变矩器的原始特性示意图，图7为通过仿真标定的液力变矩器经济性闭锁规律示意图，图8为在两类典型循环工况下运行时，动力装置的循环油耗对比改善效果示意图。

在完成上述步骤S1至S3后，还可以通过仿真对液力变矩器经济性闭锁规律进行标定得到的液力变矩器经济性闭锁规律如图7所示，。

具体地，还包括步骤：

控制动力装置运行于不同工况并生成不同工况下的液力变矩器的传动比参数；

根据最大传动比参数及该最大传动比参数对应的油门和速度生成该动力装置的液力变矩器的经济闭锁点曲线;具体地，设置传动比参数为i，当传动比i的最大值为i*时，对应的获取此时的油门和速度，并生成该动力装置的液力变矩器的经济闭锁点曲线。

拟合所述液力变矩器的经济闭锁点曲线生成液力变矩器基于经济性的包含油门和速度参数的闭锁规律曲线。最终标定得到的液力变矩器经济性闭锁规律反应在如图7所示的图中，反应出包含油门和速度参数的闭锁规律曲线。

为了对虚拟标定平台上基于经济性所研究出来的结果：“调速特性—经济性换挡规律”和液力变矩器的经济性闭锁规律进行演示和验证，本发明在两个分别对应典型循环工况的试车场进行了实车试验。首先在动力装置中采用原始的调速特性、换挡规律以及闭锁规律的情况下进行两类典型路谱的循环工况验证实验，然后通过现场标定将虚拟标定得到的结果写入动力装置的电控制系统，重复进行两类典型循环的验证实验。并通过通过对比前后的整车循环油耗量来评价虚拟标定所开发的结论。实验结果如图8所示，分别为良好路面和复杂路面的油耗百分比曲线。可以看出，车辆在采用了“调速特性—经济性换挡规律”后，在两类典型循环工况下运行时，动力装置的循环油耗皆有一定的改善，分别减少了11.2%和5.7%。而进一步将液力变矩器标定为经济性闭锁规律后，整车经济性又分别有了1.3%和0.9%的改善。因此可以认为，在虚拟标定平台上开发的基于经济性的虚拟标定流程及规范合理且具有一定的实际效果，可以在对整车即整个动力装车进行经济性运行参数仿真标定时起到一定的指导和示范作用。

相较于现有技术，本发明的动力装置经济性运行参数的仿真标定方法中，重复控制动力装置以一固定加速度仿真加速运动，生成在该加速度下的油耗量及以该油耗量对应的速度曲线直至生成该动力装置在极限加速度范围内的加速运动的所有加速度下的油耗量及对应的速度曲线;通过拟合上述生成的所有油耗量及对应的速度曲线生成该动力装置的包含有油门和车速参数的第一经济性换档曲线。所述第一经济性换档曲线中由于包含有动力装置经济性运行的油门和车速参数，即实现了通过仿真的方法实现了对动力装车的经济性运行参数的标定，无须将动力装置设置在实况环境下，操作简单，标定成本低且电控系统的研发周期短。

同时，经过对比分析图6，图7和图8.可知，这种通过仿真标定动力装置的经济性运行参数的设计还具有标定效果好的优点，设计出的电控系统的经济性能好。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种动力装置经济性运行参数的仿真标定方法，其特征在于，包括:

控制动力装置以一固定加速度仿真加速运动，生成在该加速度下的油耗量及以该油耗量对应的速度曲线;

重复上述步骤以至生成该动力装置在极限加速度范围内的加速运动的所有加速度下的油耗量及对应的速度曲线;

通过拟合上述生成的所有油耗量及对应的速度曲线生成该动力装置的包含有油门和车速参数的第一经济性换档曲线。

2.根据权利要求1所述的动力装置经济性运行参数的仿真标定方法，其特征在于，所述通过拟合所有油耗量及对应的速度曲线生成经济性换档曲线的步骤具体包括：

拟合各加速度下的油耗曲线的交点生成经济换档点曲线;

根据所述经济换档点曲线生成所述第一经济性换档曲线。

3.根据权利要求1所述的动力装置经济性运行参数的仿真标定方法，其特征在于，还包括步骤：

控制动力装置以全程调速调速率的一预设范围内运行，生成所述动力装置在该预设范围内包含有油门和速度参数的第二经济性换档曲线。

4.根据权利要求3所述的动力装置经济性运行参数的仿真标定方法，其特征在于，所述预设范围为全程调速速度的5%至12%。

5.根据权利要求1所述的动力装置经济性运行参数的仿真标定方法，其特征在于，还包括步骤：

控制动力装置以两极调速方式运行，生成所述动力装置的包含有油门和车速参数的第三经济性换档曲线。

6.根据权利要求1所述的动力装置经济性运行参数的仿真标定方法，其特征在于，还包括步骤：

控制动力装置运行于不同工况并生成不同工况下的液力变矩器的传动比参数；

根据最大传动比参数及该最大传动比参数对应的油门和速度生成该动力装置的液力变矩器的经济闭锁点曲线;

拟合所述液力变矩器的经济闭锁点曲线生成液力变矩器基于经济性的包含油门和速度参数的闭锁规律曲线。