一种虚拟发动机模型增压器模块的参数化方法及系统与流程
本发明涉及模型仿真，特别是一种虚拟发动机模型增压器模块的参数化方法。
背景技术：
1、在发动机研究开发过程中，仿真计算作为一种通过计算软件复现发动机工作过程和性能结果，并在一定程度上通过技术控制，给出高置信度预测结果的手段方法，已成为发动机研究开发过程中重要的开发工具，但仿真仍存在一定局限性。在仿真计算过程中，越趋近于真实过程的模型处理，越能带来更精准的计算结果，但往往也会加大实际工作的执行难度和时间成本，实际开发工作中往往难以对此两点找到较好的平衡点。
2、在现代发动机开发及使用过程中，发动机为实现多种复杂工况及环境下的综合控制，实际车辆行驶过程中发动机往往会收到电子控制单元(ecu)经过复杂逻辑判定后输出的指令控制。采用单一的离线仿真手段，往往难以在模型中实现此复杂控制策略下的发动机动作真实模拟。目前对于此种情况的仿真模拟，往往将复杂的ecu控制策略简化为单独的执行器执行逻辑，略去逻辑路径中复杂的计算逻辑和pid控制等，这种简化处理会导致仿真结果和实际结果产生一定差异。因此需要通过采用软硬件结合方法，借助于数字化车辆动力总成虚拟开发平台系统以实现车辆真实驾驶过程模拟复现方法。此方法的实现需求仿真工程师完成高精度的发动机模型标定工作，而在此部分工作中，增压器模型的标定工作占总体工作的较大部分。
3、对于增压器模型的标定，传统方法采用将增压器模型和发动机其他部分硬件模型结合，以全发动机模型的形式进行仿真计算并对增压器模型和其他部分模型同时标定。但当标定工况较多时，需要对全万有特性工况进行标定，采用传统方法导致的发动机其他部分模型计算结果对增压器出入口边界的影响会带来增压器部分模型的标定难度和花费时间大幅度上升。
技术实现思路
1、本发明的发明目的是，针对上述问题，例如本申请所述构建应用于数字化车辆动力总成虚拟开发平台系统的高精度发动机模型，需要对全万有特性工况进行标定，采用传统方法导致的发动机其他部分模型计算结果对增压器出入口边界的影响会带来增压器部分模型的标定难度和花费时间大幅度上升；因此，本申请提出一种新的增压器模型独立标定方法，可脱离发动机其他部分模型，以增压器部分模型作为独立模型进行标定，实现增压器部分模型的快速高精度标定，在完成标定后，可将其最终集成于全发动机模型，实现基于数字化车辆动力总成虚拟开发平台系统的高精度发动机模型的快速构建，高效支持发动机开发工作。本申请涉及仿真计算技术领域，尤其涉及一种使用avl cruisem仿真软件对应用于dspace或etas等硬件系统下的数字化车辆动力总成虚拟开发平台系统的高精度发动机模型中增压器模型进行独立参数化的方法，可用于支持快速开发高精度的基于数字化车辆动力总成虚拟开发平台系统的发动机模型，提升真实发动机开发工作效率和实际效果。
2、为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
3、一种虚拟发动机模型增压器模块的参数化方法，包括以下内容：
4、步骤s1、构建发动机模型；
5、步骤s2、构建增压器模型；
6、步骤s3、执行增压器模型标定工作，包括以下处理流程：
7、s31、建立增压器模型压气机入口及出口边界，建立增压器模型涡轮机入口及出口边界；
8、s32、设置增压器模型压气机和涡轮机同轴转速控制；
9、s33、设置控制逻辑以实现增压器模型正常控制，通过计算自动获取标定参数；
10、s34、计算所获得的增压器相关修正，并调整增压器基础map及修正map，至满足精度要求，再固化增压器基础map及修正map；
11、s35、解耦压气机和涡轮机，建立独立转速控制；然后，调整增压器废气旁通阀pid控制逻辑，改为和排气压力相关以获取废气旁通阀流通系数；
12、s36、重新计算获取废气旁通阀特性map，再固化全部map并集成增压器模型至发动机模型；
13、s37、以全发动机模型状态运行计算并微调增压器相关map至精度满足要求；再固化增压器相关map至全发动机模型；
14、步骤s4、构建硬件在环系统，包括以下处理流程：
15、s41、构建集成至数字化车辆总成虚拟开发平台所需数据交互通道，并调整信号流，将所有模型需求输入来源改为由真实控制单元所输入，并输出真实控制单元所需的信号；
16、s42、构建匹配工程文件，将真实控制单元所接收及发出物理/数字信号，转变为数字/物理信号，以满足整车模型和执行器正常工作所需环境；
17、s43、接入真实控制单元及执行器，形成硬件在环系统；
18、s44、调试匹配工程文件，直至整车模型运行万有试验测试循环所测试模型动作是否可连续表现正常并满足精度要求；
19、s45、固化整车模型及匹配工程文件，形成含实时真实控制单元的发动机模型。
20、其中，步骤s31包括以下内容：压气机入口边界设置为温度和压力的边界形式，将出口边界设置为流量边界，以此进行压气机出口的压力和温度结果的计算，最终获取压气机效率和流量修正map数据；涡轮机入口边界为发动机模型的发动测试数据的涡轮机前排气温度、压力及流量边界，出口边界设置为涡轮机后排气温度及压力边界，以此进行涡轮机出口的压力和温度结果的计算，最终获取涡轮机效率和流量修正map数据。
21、步骤s33包括以下内容：建立和压气机出口温度相关的pid以自动修正压气机效率，建立和涡轮机出口温度相关的pid以自动修正涡轮机效率，建立和增压压力相关的废气旁通阀流通系数pid以自动修正废气旁通量；根据压气机和涡轮机实测监控值以及在模型中填入由供应商提供的增压器特性map，基于pid基本原理进行p、i、d参数设置并使控制过程稳定后，即可运行模型，运行完整的发动机万有工况计算case后，自动获取得到全工况下map数据和实际增压器性能的差异以及所需的对应修正结果，将修正结果固定至模型中。
22、由于采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：
23、本发明通过构建独立增压器模型及标定作业，实现增压器部分模型的快速高精度标定。然后，集成增压器模型至发动机模型形成全发动机模型，实现基于数字化车辆动力总成虚拟开发平台系统的高精度发动机模型的快速构建，高效支持发动机开发工作。
技术特征：
1.一种虚拟发动机模型增压器模块的参数化方法，其特征在于，包括以下内容：
2.根据权利要求1所述的一种虚拟发动机模型增压器模块的参数化方法，其特征在于：步骤s31包括以下内容：
3.根据权利要求1所述的一种虚拟发动机模型增压器模块的参数化方法，其特征在于：步骤s33包括以下内容：
4.一种虚拟发动机模型增压器模块的参数化系统，其特征在于，包括以下内容：
5.根据权利要求4所述的一种虚拟发动机模型增压器模块的参数化系统，其特征在于：步骤s31包括以下内容：
6.根据权利要求4所述的一种虚拟发动机模型增压器模块的参数化系统，其特征在于：步骤s33包括以下内容：
技术总结
本发明公开了一种虚拟发动机模型增压器模块的参数化方法及系统，属于涉及模型仿真技术领域，包括：步骤S1、构建发动机模型；步骤S2、构建增压器模型；步骤S3、执行增压器模型标定工作：步骤S4、构建硬件在环系统。本发明通过构建独立增压器模型及标定作业，实现增压器部分模型的快速高精度标定；然后，集成增压器模型至发动机模型形成全发动机模型，实现基于数字化车辆动力总成虚拟开发平台系统的高精度发动机模型的快速构建，高效支持发动机开发工作。
技术研发人员：覃星念,何冠璋,武承伟,黄豪中,林铁坚,王辉
受保护的技术使用者：广西玉柴机器股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23