一種發動機瞬態性能試驗工況的控制方法技術

本發明專利技術涉及一種發動機瞬態性能試驗工況的控制方法。首先獲得不同轉速下油門與扭矩的數據關系。對測試的轉速、扭矩、油門數據進行運算，得到轉速、扭矩、油門關系數據表。將試驗工況目標轉速、目標扭矩通過轉速、扭矩、油門關系數據表查詢和計算得到轉速V和油門Thr。再由變頻器控制測功機轉速V恒定，油門執行器控制發動機油門Thr，可迅速將工況控制到接近目標值，然后由發動機油門的閉環微調步驟使轉速和扭矩更加接近目標值。本發明專利技術能夠迅速準確控制發動機轉速和扭矩到目標值，對不同檔次發動機ETC試驗都具有理想的控制效果，控制準確度高，重復性好。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于汽車試驗控制領域，尤其涉及。
技術介紹
GB17691-2005車用壓燃式、氣體燃料點燃式與汽車排氣污染物排放限值及測量方法中規定了發動機瞬態性能試驗(ETC試驗)。ETC試驗包含了 1800個逐秒變換工況的試驗循環。目前較為普遍的發動機測功機是電渦流測功機，但由于其響應慢，且無法反拖發動機，因而無法滿足ETC試驗的要求。當前交流電力測功機結合變頻調速技術是唯一能滿足 ETC試驗要求的測功機裝置，如圖I所示，滿足ETC試驗的系統結構主要包括交流電力測功機、變頻器、發動機、油門執行器、數據采集系統、控制系統。其中變頻器對交流電力測功機做轉速閉環控制；油門執行器控制發動機油門大小、數據采集系統采集系統數據、控制系統負責試驗系統主要控制。目前ETC試驗工況控制主要采用如下方法，即變頻器對交流電力測功機轉速閉環控制，油門執行器調節油門來控制扭矩，采用PID調節油門大小來控制扭矩到目標值。由于不同的發動機油門特性和發動機響應特性存在差異，不同發動機進行ETC試驗前需要根據工程經驗調試以獲取一組符合該發動機瞬態性能試驗的PID參數。因此該方法對試驗人員能力要求較高。同時采用PID調節來控制扭矩會存在相對較大差異，ETC試驗重復性難以保證，特別是響應較差的發動機，這種方法控制效果不理想，常會出現ETC試驗循環無效的情況。
技術實現思路
為克服上述控制方法的不足，本專利技術提供了。它提高了控制速度和控制準確度，對不同檔次發動機ETC試驗都具有理想的控制效果，真實可靠。本專利技術采用了如下技術方案克服現有方法的不足，包括如下步驟 O在發動機最小瞬態性能轉速V1和最大瞬態性能轉速Vn范圍內，選取η個不同的轉速，使V1, V2, V3……Vn在最小瞬態性能轉速V1和最大瞬態性能轉速Vn范圍內，分別測出各轉速下油門從最小變化到最大過程中的扭矩，從而建立轉速、油門與扭矩三者的數據關系。2)已知目標轉速V和目標扭矩Τ，通過查詢步驟I)中的數據關系，得到目標轉速V所在的區間為Vm彡V彡Vm+1，其中Vm，Vm+1表示步驟I)中選取的η個不同轉速，m彡I，m彡η-l。3)在Vm轉速下根據步驟I)中的數據關系，查詢目標扭矩T所對應的油門大小為Thr1,在Vm+1轉速下根據步驟I)的中數據關系，查詢目標扭矩T所對應的油門大小為Thr2 ;計算目標轉速V和目標扭矩T所對應的發動機油門為=Thr=(V-Vm) · (Thr2-Thr1)/(Vffl+1-Vffl)+Thr10 4)變頻器閉環控制測功機轉速為目標轉速V，向油門執行器發送油門控制命令，控制發動機油11為Thr。更具體地，還包括對發動機油門的閉環微調步驟計算微調后的油門的公式為Thr’ =Thr+(T-Tj )/K，其中T’為實測扭矩，T為目標扭矩，K為扭矩相對于油門的變化率。步驟I)中建立轉速、油門與扭矩三者的數據關系，包括在每個轉速下，對油門和扭矩進行插值，獲得表示轉速、油門與扭矩三者數據關系的曲線。本專利技術能夠迅速控制發動機轉速和扭矩到目標值，對不同檔次發動機ETC試驗都具有理想的控制效果，控制快速，控制準確度高，重復性好。附圖說明圖I為發動機瞬態性能試驗系統結構 圖2為本專利技術ETC試驗目標轉速與實測轉速對比曲線； 圖3為本專利技術ETC試驗目標轉矩與實測轉矩對比曲線； 分別在圖2和圖3中的兩條曲線幾乎完全重合，只有某些波峰和波谷點有微小差別，如圖3中標注的地方。具體實施例方式下面通過具體實施方案進一步說明本專利技術的方法以及實際效果。，首先獲取發動機油門、轉速、扭矩特性。在發動機最小瞬態性能轉速V1和最大瞬態性能轉速Vn范圍內，如圖2和圖3中最小瞬態性能轉速V1為800，最大瞬態性能轉速Vn為1600，以一定的轉速變化梯度，選取η個不同的轉速，分別測出各轉速(HV3……Vn)下油門以一定變化梯度從最小逐漸變化到最大過程中的扭矩，獲得油門與扭矩的關系數據。記錄轉速、扭矩、油門數據，從而建立轉速、油門與扭矩三者的數據關系。對每個轉速下油門和扭矩的數據關系進行插值，獲得表示轉速、油門與扭矩三者數據關系的曲線。已知目標轉速V和目標扭矩Τ，通過查詢上述數據關系，得到目標轉速V所在的區間為KVS vm+1，其中Vm，Vm+1表示上述選取的η個不同轉速，m彡1，m彡η-1。在Vm轉速下根據上述數據關系，查詢目標扭矩T所對應的油門大小為Thr1，在Vm+1轉速下根據上述數據關系，查詢目標扭矩T所對應的油門大小為Thr2 ;由計算機計算出目標轉速V和目標扭矩T所對應的發動機油門為Thr=(V-Vm) · (Thr2-Thr1V(Vlrt-Vm)+Thiv向變頻器發送轉速命令，變頻器閉環控制測功機轉速為目標轉速V，向油門執行器發送油門控制命令，控制發動機油門為Thr，可迅速將工況控制到目標值附近。對發動機油門的閉環微調步驟根據轉速、扭矩、油門關系數據和當前轉速、當前扭矩、當前油門得到當前實測扭矩所在的一段扭矩區域相對于油門的變化率K;根據扭矩實測值T’、目標扭矩值T及當前油門Thr計算油門控制值，采用油門閉環微調，閉環過程中油門控制值為Thr =Thr+(T-T’)/K。圖2為ETC試驗目標轉速與實測轉速對比曲線；圖3為ETC試驗目標扭矩與實測扭矩對比曲線；表I為ETC有效性分析結果。從曲線上看，目標值與實測值幾乎重合，從表I分析結果看，ETC試驗有效性分析結果符合試驗標準要求，可見本專利技術所述方法對發動機瞬態性能試驗工況的控制效果非常理想。表I ETC有效性分析權利要求1.，其特征在于，包括如下步驟 I)在發動機最小瞬態性能轉速V1和最大瞬態性能轉速Vn范圍內，選取η個不同的轉速，分別測出各轉速下油門從最小變化到最大過程中的扭矩，從而建立轉速、油門與扭矩三者的數據關系； 2 )已知目標轉速V和目標扭矩Τ，通過查詢步驟I)中的數據關系，得到目標轉速V所在的區間為KVS Vm+1，其中Vm，Vm+1表示步驟I)中選取的η個不同轉速，m彡1，m彡η-l ; 3)在Vm轉速下根據步驟I)中的數據關系，查詢目標扭矩T所對應的油門大小為Thr1,在Vm+1轉速下根據步驟I)的中數據關系，查詢目標扭矩T所對應的油門大小為Thr2 ;計算目標轉速V和目標扭矩T所對應的發動機油門為Thr= (V-Vm) · (Thr2-Thr1) / (Vm+1_Vm) +Thr1 ； 4)變頻器閉環控制測功機轉速為目標轉速V，向油門執行器發送油門控制命令，控制發動機油門為Thr。2.根據權利要求I所述，其特征在于還包括對發動機油門的閉環微調步驟計算微調后的油門的公式為Thr’ =Thr+(T-T^ )/K，其中Τ’為實測扭矩，T為目標扭矩，K為扭矩相對于油門的變化率。3.根據權利要求I或2所述，其特征在于步驟I)中建立轉速、油門與扭矩三者的數據關系，包括在每個轉速下，對油門和扭矩進行插值，獲得表示轉速、油門與扭矩三者數據關系的曲線。全文摘要本專利技術涉及。首先獲得不同轉速下油門與扭矩的數據關系。對測試的轉速、扭矩、油門數據進行運算，得到轉速、扭矩、油門關系數據表。將試驗工況目標轉速、目標扭矩通過轉速、扭矩、油門關系數據表查詢和計算得到轉速V和油門Thr。再由變頻器控制測功機轉速V恒定，油門執行器控制發動機本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種發動機瞬態性能試驗工況的控制方法，其特征在于，包括如下步驟：1）在發動機最小瞬態性能轉速V1和最大瞬態性能轉速Vn范圍內，選取n個不同的轉速，分別測出各轉速下油門從最小變化到最大過程中的扭矩，從而建立轉速、油門與扭矩三者的數據關系；2）已知目標轉速V和目標扭矩T，通過查詢步驟1）中的數據關系，得到目標轉速V所在的區間為Vm≤V≤Vm+1，其中Vm，Vm+1表示步驟1）中選取的n個不同轉速，m≥1,m≤n?1；3）在Vm轉速下根據步驟1）中的數據關系，查詢目標扭矩T所對應的油門大小為Thr1，在Vm+1轉速下根據步驟1）的中數據關系，查詢目標扭矩T所對應的油門大小為Thr2；計算目標轉速V和目標扭矩T所對應的發動機油門為：Thr=(V?Vm)·(Thr2?Thr1)/(Vm+1?Vm)+Thr1；4）變頻器閉環控制測功機轉速為目標轉速V，向油門執行器發送油門控制命令，控制發動機油門為Thr。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：黃菠，李曉波，
申請(專利權)人：中國汽車工程研究院股份有限公司，重慶凱瑞汽車試驗設備開發有限公司，
類型：發明
國別省市：