一種發(fā)動機臺架及發(fā)動機瞬態(tài)工況模擬的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及發(fā)動機工況模擬技術領域，提供一種發(fā)動機臺架及發(fā)動機瞬態(tài)工況模擬的方法。其中，計算機包括：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接近所述實際扭矩T1；線性回歸單元，計算實際扭矩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定要求，且當所述線性回歸偏差不滿足設定要求時，調節(jié)PID反饋控制單元。該方案的發(fā)動機臺架可以對發(fā)動機瞬態(tài)變化的工況進行準確模擬，從而利用該發(fā)動機臺架便可獲得發(fā)動機整車瞬態(tài)工況的經濟性和動力性，不需要進行整車樣車試驗，能夠為整車配套使用節(jié)約試驗時間，降低試驗成本。
【專利說明】
一種發(fā)動機臺架及發(fā)動機瞬態(tài)工況模擬的方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及發(fā)動機工況模擬技術領域，尤其涉及一種發(fā)動機臺架及發(fā)動機瞬態(tài)工 況模擬的方法，更加具體為一種發(fā)動機臺架以及應用該發(fā)動機臺架進行發(fā)動機瞬態(tài)工況模 擬的方法。
【背景技術】
[0002] 因客車和卡車在運行時車速穩(wěn)定，行駛的阻力變化不大，所以根據其常用車速和 傳動系統(tǒng)轉速比例能夠計算出發(fā)動機的常用轉速和扭矩范圍。然后將發(fā)動機安裝在發(fā)動機 臺架上，通過測功機控制發(fā)動機在該轉速和扭矩下運轉，模擬實際工作，當發(fā)動機轉速和扭 矩變化時，發(fā)動機臺架根據目標轉速和扭矩和設定時間，通過簡單閉環(huán)反饋控制發(fā)動機油 門，使發(fā)動機運行狀態(tài)切換到下一個工況。
[0003] 現(xiàn)有技術能夠較好地模擬發(fā)動機在平穩(wěn)工況運行的狀態(tài)，但對于轉速和扭矩變化 的工況只能通過普通閉環(huán)反饋模式調節(jié)油門使發(fā)動機從初始的工況變化為目標工況，中間 的變化過程無法精準模擬。而工程機械的工作特點是發(fā)動機轉速和扭矩頻繁地變化，在整 個工作過程中幾乎沒有平穩(wěn)運行的狀態(tài)，所以對工程機械用發(fā)動機的模擬需要對發(fā)動機瞬 態(tài)變化的工況進行準確模擬，現(xiàn)有技術無法實現(xiàn)。

【發(fā)明內容】

[0004] (一)要解決的技術問題
[0005] 本發(fā)明要解決的技術問題就是提供一種發(fā)動機臺架及發(fā)動機瞬態(tài)工況模擬的方 法，解決現(xiàn)有發(fā)動機臺架無法準確模擬發(fā)動機在瞬態(tài)工況運行狀態(tài)的問題。
[0006] (二)技術方案
[0007] 為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種發(fā)動機臺架，包括用于和發(fā)動機油門 連接的油門控制器，用于和發(fā)動機輸出軸連接的電機，以及用于控制所述油門控制器與所 述電機的計算機;所述計算機包括：
[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 際扭矩Τι ;
[0009] 線性回歸單元，計算實際扭矩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定要求， 且當所述線性回歸偏差不滿足設定要求時，調節(jié)PID反饋控制單元。
[0011] 優(yōu)選地，所述計算機還包括，
[0012] 報警單元，與所述判斷單元連接并接收判定結果，且當所述線性回歸偏差不滿足 設定要求時，所述報警單元發(fā)出警報。
[0013] 優(yōu)選地，所述計算機還包括，
[0014] 數據存儲單元，與所述判斷單元連接并接收判定結果，且當所述線性回歸偏差滿 足設定要求時，所述數據存儲單元存儲采集到的發(fā)動機的參數。
[0015] 本發(fā)明還提供一種根據上述發(fā)動機臺架進行發(fā)動機瞬態(tài)工況模擬的方法，包括以 下步驟：
[0016] S1、獲取整車上發(fā)動機的實際轉速見和實際油門開度％，根據所述實際轉速Λ和所 述實際油門開度％編制實際路譜；
[0017] S2、將所述發(fā)動機安裝到發(fā)動機臺架上，并將實際路譜導入發(fā)動機臺架的計算機 中；
[0018] S3、啟動發(fā)動機臺架，計算機根據實際路譜控制發(fā)動機的油門和轉速;測量并記錄 該過程中發(fā)動機輸出到發(fā)動機臺架的扭矩值，所述扭矩值相當于發(fā)動機的實際扭矩Τ 1;
[0019] S4、根據實際扭矩?\編制模擬路譜，將模擬路譜導入發(fā)動機臺架的計算機中；
[0020] S5、設定PID反饋控制單元；
[0021] S6、啟動發(fā)動機臺架，計算機根據模擬路譜控制發(fā)動機，測量并記錄該過程中發(fā)動 機輸出到發(fā)動機臺架的模擬扭矩Τ2的大小，且PID反饋控制單元根據模擬扭矩Τ2和實際扭 矩Τ1之間的實時差值控制油門的開度；
[0022] S7、計算模擬扭矩Τ2和實際扭矩h之間的線性回歸偏差，并判斷所述線性回歸偏差 是否滿足設定要求:如果滿足設定要求則說明S6中PID反饋控制單元對油門的控制有效;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)動機的實際轉速他和實際油門開 度Vi;
[0024] 所述S4中所述模擬路譜為實際轉速見和實際扭矩1^的經濟性路譜。
[0025] 優(yōu)選地，還包括：
[0026] S8、測量記錄發(fā)動機的油耗；
[0027] S9、重復步驟S5-S8多次，并計算多次油耗的平均值，從而獲得發(fā)動機的經濟性能。 [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，發(fā)動機的實際轉速他和實 際油門開度Vi，且實際油門開度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和實際扭矩1\的動力性路譜。
[0030] 優(yōu)選地，還包括：
[0031] S 8、找到一個設定轉速Ns?，測量記錄發(fā)動機轉速提升到設定轉速需要的時 間；
[0032] S9、重復步驟S5-S8多次，并計算多次時間的平均值，從而獲得發(fā)動機的動力性能。 [0033]優(yōu)選地，所述S4和S5中，所述發(fā)動機臺架模擬所述整車邊界條件，使得發(fā)動機的進 氣阻力、出氣阻力和進氣溫度與整車運行時一致。
[0034](三)有益效果
[0035]本發(fā)明的技術方案具有以下有益效果:本發(fā)明的發(fā)動機臺架，包括用于和發(fā)動機 油門連接的油門控制器，用于和發(fā)動機輸出軸連接的電機，以及用于控制所述油門控制器 與所述電機的計算機;其中，計算機包括: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接近所述實際扭矩T1;線性回歸單元，計算實際扭矩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定 要求，且當所述線性回歸偏差不滿足設定要求時，調節(jié)PID反饋控制單元。該方案的發(fā)動機 臺架可以對發(fā)動機瞬態(tài)變化的工況進行準確模擬，從而利用該發(fā)動機臺架便可獲得發(fā)動機 整車瞬態(tài)工況的經濟性和動力性，不需要進行整車樣車試驗，能夠為整車配套使用節(jié)約試 驗時間，降低試驗成本。
【附圖說明】
[0036]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術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)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以 根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0037]圖1是發(fā)動機臺架在經濟性路譜模式下實際轉速見和模擬轉速N2的對比曲線；
[0038] 圖2是發(fā)動機臺架在經濟性路譜模式下實際扭矩1\和模擬扭矩T2的對比曲線。
[0039] 圖3是發(fā)動機臺架在動力性路譜模式下實際扭矩1\和模擬扭矩Τ2的對比曲線。
【具體實施方式】
[0040] 下面結合附圖和實施例對本發(fā)明的實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于 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，術語"中心"、"縱向"、"橫向"、"上"、"下"、 "前"、"后"、"左"、"右"、"豎直"、"水平"、"頂"、"底"、"內"、"外"等指示的方位或位置關系為 基于附圖所示的方位或位置關系，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、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對 本發(fā)明的限制。此外，術語"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，術語"相連"、"連 接"應做廣義理解，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 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。對于本領域的 普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發(fā)明中的具體含義。
[0043] 實施例一
[0044] 本實施例一的發(fā)動機臺架，包括用于和發(fā)動機油門連接的油門控制器，用于和發(fā) 動機輸出軸連接的電機，以及用于控制所述油門控制器與所述電機的計算機。
[0045] 由于計算機的作用在于實現(xiàn)對油門控制器和電機控制，因此只要滿足該功能，單 片機、集成電路和處理器等微型結構均包括在該計算機的范圍之內。所以，本實施例一中的 計算機不能簡單理解為日常接觸到的電腦。
[0046] 此外需要說明的是，油門控制器和電機都屬于現(xiàn)有技術。其中，電機可以采用變頻 電機，在電機中設置有變頻器，并且變頻器一般和PID反饋控制回路連接，從而可以對電機 的輸出進行精確的控制，以對發(fā)動機臺架上發(fā)動機的轉速進行精確的控制。
[0047]在上述基礎上，本實施例一的發(fā)動機臺架，其計算機包括，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，從而對發(fā)動機的油門進行調節(jié)，使 得模擬扭矩Τ2接近所述實際扭矩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，主要是考慮到因為PID反饋控制單元能實現(xiàn)較高精度的跟隨 控制，當然不排除其它形式的反饋控制單元也可以滿足相應的要求。
[0049] 需要說明的是，發(fā)動機的參數分為實際參數和模擬參數。其中，實際參數是指直接 或者間接測量得到的整車上發(fā)動機的相關參數，例如實際轉速見、實際扭矩h、實際油門開 度乂:等。關于實際參數的測量辦法現(xiàn)有技術中公開了多種方法，并且在下文會有舉例，此處 不進行詳細說明。此外，模擬參數是指發(fā)動機臺架上發(fā)動機的相關參數，例如模擬轉速N 2、 模擬扭矩T2、模擬油門開度^等，在發(fā)動機臺架的組成確定之后，將發(fā)動機安裝到發(fā)動機臺 架上可以直接測取模擬參數，因此此處也不贅述。
[0050] 此外，線性回歸單元接收發(fā)動機的實際扭矩Ti和模擬扭矩Τ2,并計算所述實際扭矩 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定要求。 [0052]其中實際扭矩1\和所述模擬扭矩1~2的線性回歸偏差的設定要求請參見表1:
[0053]
[0055] 表 1
[0056] 其中，線性回歸偏差的計算公式為:y=mx+b，y為扭矩的實際值，也即y對應實際扭 矩Thx為扭矩的模擬值，也即X對應模擬扭矩T 2，m為回歸線的斜率，b為回歸線的截距，對每 條回歸線都應計算y基于X估算值的標準偏差和相關系數。當發(fā)動機的實際扭矩TdP模擬扭 矩!^的線性回歸偏差滿足設定要求時，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)定在當前控制狀態(tài)。當所述線性回歸偏差不滿足設定要求時，說明PID 反饋控制單元的控制效果不好，此時需要對PID反饋控制單元進行調節(jié)。
[0057] 需要說明的是，既可以是判斷單元發(fā)出調節(jié)信號，從而發(fā)動機臺架自動對PID反饋 控制單元進行調節(jié)，也可以是手動對PID反饋控制單元進行調節(jié)。其中，對PID反饋控制單元 進行調節(jié)包括對其比例、積分和/或微分的參數的調節(jié)。
[0058] 需要說明的是，表1中給出的標準只是判斷實際扭矩Ti和模擬扭矩T2是否接近的其 中一種方式，其并不構成對判斷實際扭矩!^和模擬扭矩Τ 2是否接近的方法的限制。
[0059] 從表1中可知，除了對實際扭矩h和模擬扭矩1~2的線性回歸偏差進行計算之外，本 實施例一中還可以對實際轉速他和模擬轉速N 2的線性回歸偏差進行計算，或者是對實際油 門開度Vi和模擬油門開度V2的線性回歸偏差進行計算。與之對應地，y=mx+b中的y對應實際 轉速Λ，X對應模擬轉速N 2;或者，y對應實際油門開度Vi，X對應模擬油門開度V2。
[0060] 在上述基礎上，本實施例一表1中分別規(guī)定了實際轉速見和模擬轉速N2的線性回歸 偏差設定要求，以及實際油門開度Vi和模擬油門開度^的線性回歸偏差設定要求。其中，為 了使得實際轉速見和模擬轉速N 2的線性回歸偏差設定要求，可以通過對測功機內部的PID進 行調節(jié)來實現(xiàn)。在上述基礎上，只要實際轉速見和模擬轉速N 2的線性回歸偏差設定要求，且 實際扭矩!^和模擬扭矩T2的線性回歸偏差滿足要求，那么實際油門開度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施例一中定義，其斜率、相關系數 均與轉速中一致，標準偏差最大為5%，截距為± 2%。
[0062] 在上述基礎上，本實施例一的發(fā)動機臺架，其計算機還包括報警單元。該報警單元 與判斷單元連接并接收判定結果，且當線性回歸偏差不滿足設定要求時，報警單元發(fā)出警 報。具體地，將發(fā)動機安裝到該發(fā)動機臺架上進行模擬時，如果報警單元發(fā)出報警信號，說 明PID反饋控制單元的控制效果不好，從而發(fā)動機臺架對發(fā)動機的當前模擬無效。
[0063] 與上述判斷模塊相對應的，本實施例一中計算機還包括數據存儲單元。其中，數據 存儲單元與判斷單元連接并接收判定結果，且當線性回歸偏差滿足設定要求時，所述數據 存儲單元存儲采集到的發(fā)動機的參數。具體地，將發(fā)動機安裝到該發(fā)動機臺架上進行模擬 時，有效的模擬將會被數據存儲單元所記載，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定要求對應的發(fā)動機臺架模擬過程;而無效的模擬指的則是線 性回歸偏差不滿足設定要求對應的發(fā)動機臺架模擬過程。
[0064] 根據本實施例一的發(fā)動機臺架進行發(fā)動機瞬態(tài)工況模擬的方法，包括以下步驟：
[0065] S1、獲取整車上發(fā)動機的實際轉速見和實際油門開度％，根據所述實際轉速Λ和所 述實際油門開度％編制實際路譜；
[0066] S2、將所述發(fā)動機安裝到發(fā)動機臺架上，并將實際路譜導入發(fā)動機臺架的計算機 中；
[0067] S3、啟動發(fā)動機臺架，計算機根據實際路譜控制發(fā)動機的油門和轉速;測量并記錄 該過程中發(fā)動機輸出到發(fā)動機臺架的扭矩值，所述扭矩值相當于發(fā)動機的實際扭矩Τ 1;
[0068] S4、根據實際扭矩?\編制模擬路譜，將模擬路譜導入發(fā)動機臺架的計算機中；
[0069] S5、設定PID反饋控制單元；
[0070] S6、啟動發(fā)動機臺架，計算機根據模擬路譜控制發(fā)動機，測量并記錄該過程中發(fā)動 機輸出到發(fā)動機臺架的模擬扭矩Τ2的大小，且PID反饋控制單元根據模擬扭矩Τ2和實際扭 矩Τ1之間的實時差值控制油門的開度；
[0071] S7、計算模擬扭矩Τ2和實際扭矩h之間的線性回歸偏差，并判斷所述線性回歸偏差 是否滿足設定要求:如果滿足設定要求則說明S6中PID反饋控制單元對油門的控制有效;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定要求為止。
[0072] 需要說明的是，S5中"設定PID反饋控制單元"是基于模擬扭矩T2和實際扭矩Ti之間 的實時差值進行，從而使得模擬扭矩T 2和實際扭矩?\無限接近。
[0073] 在上述基礎上，S7中基于上述S6中對油門的控制計算模擬扭矩Τ2和實際扭矩1^之 間的線性回歸偏差是否滿足設定要求。其中，在模擬扭矩Τ 2和實際扭矩Ti之間的線性回歸偏 差滿足設定要求之前，可能要多次調節(jié)PID反饋控制單元。并且，由于要模擬過程結束之后 才能計算模擬扭矩T 2和實際扭矩Ti之間的線性回歸偏差，在使得模擬扭矩T2和實際扭矩h 之間的線性回歸偏差滿足設定要求之前，很可能會出現(xiàn)無效的模擬過程。也就是說，在實際 模擬過程中，可能要反復進行多次S5-S7之間的操作。
[0074] 該方法中，通過S1至S3求得發(fā)動機的實際扭矩1\，從而可以根據實際扭矩?\編制模 擬路譜。
[0075] 此外，S1中編制實際路譜的過程也即編制相應的控制指令的過程。從而將該控制 導入到計算機中之后，該指令可以控制發(fā)動機臺架上的相應執(zhí)行機構，并最終控制發(fā)動機 的油門和轉速。同理，S4中編制模擬路譜的過程也是編制相應指令的過程。
[0076]本實施例一中，S1中獲取的是整車在正常工作狀態(tài)下發(fā)動機的實際轉速Ni和實際 油門開度乂!。在測得實際扭矩h的基礎上，S4中的模擬路譜是實際轉速Λ和實際扭矩h的經 濟性路譜，并且通過該經濟性路譜可以對發(fā)動機的經濟性進行檢測。
[0077]具體地，將經濟性路譜導入發(fā)動機臺架之后，發(fā)動機瞬態(tài)工況模擬的方法還包括： [0078] S8、測量記錄發(fā)動機的油耗；
[0079] S9、重復步驟S5-S8多次，并計算多次油耗的平均值，從而獲得發(fā)動機的經濟性能。
[0080] 需要說明的是，之所以要重復步驟S5-S8多次，目的在于盡量減小毛刺對發(fā)動機臺 架的影響。其中，優(yōu)選重復步驟S5-S8的次數為三次，并且計算三次油耗的平均值。當然，重 復步驟S5-S8的次數不受此處舉例的限制。
[0081] 進一步地，本實施例一的發(fā)動機臺架除了可以對單個發(fā)動機的油耗進行判斷之 外，還將不同的發(fā)動機安裝到本實施例一的發(fā)動機臺架上，進而根據上述模擬路譜控制發(fā) 動機，以檢測不同發(fā)動機運行在同等路譜時的油耗，并通過比較不同發(fā)動機的油耗可以得 出發(fā)動機的經濟性是否滿足要求。
[0082]具體地，上述S1至S4已經確定了模擬路譜，從而將不同的發(fā)動機安裝在該發(fā)動機 臺架上時，只需要啟動發(fā)動機臺架并通過模擬路譜控制發(fā)動機即可。在此基礎上，當模擬扭 矩!^和實際扭矩1^之間的線性回歸偏差滿足設定要求時，則模擬有效并可記錄當前模擬過 程中發(fā)動機的油耗。同樣為了保證油耗記錄的有效性，對發(fā)動機進行多次模擬并取油耗的 平均值。
[0083] 在上述基礎上，可以根據實際轉速他和實際扭矩1^的經濟性路譜設計相應的經濟 性模擬單元，以實現(xiàn)對發(fā)動機的相應的模擬模式。并通該經濟性模擬單元可以和相應的開 關連接，從而將任意發(fā)動機安裝到該發(fā)動機臺架上之后，只要發(fā)動機臺架啟動并接通該開 關，就可以將發(fā)動機臺架接通到經濟性模擬模式下，從而可以對發(fā)動機在該路譜下的油耗 進行檢測，并通過和相關標準或者和其它發(fā)動機的參數對比可以發(fā)現(xiàn)當前發(fā)動機的經濟性 是否滿足要求。
[0084]此外，S6中，采用PID反饋控制單元調節(jié)發(fā)動機的油門，可以確保發(fā)動機臺架瞬態(tài) 工況試驗循環(huán)的線性回歸滿足要求。
[0085] 實施例二
[0086] 和實施例一不同的是，本實施例二的發(fā)動機瞬態(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，發(fā)動機的實際轉速Ni和實際油門開度％。該種情況下，發(fā)動機 的實際油門開度％等于最大油門開度V max。
[0087] 在上述基礎上，S4中模擬路譜為最大油門開度Vmax和實際扭矩T!的動力性路譜。并 且將該動力性路譜導入到發(fā)動機臺架的計算機中可以對發(fā)動機的動力性能進行檢測。
[0088] 具體地，將動力性路譜導入發(fā)動機臺架之后，發(fā)動機瞬態(tài)工況模擬的方法還包括：
[0089 ] S 8、找到一個設定轉速Ni§定，測量記錄發(fā)動機轉速提升到設定轉速Ni§定所需要的時 間；
[0090] S9、重復步驟S5-S8多次，并計算多次時間的平均值。
[0091] 例如，可以將設定轉速N設定規(guī)定為2000r/min，從而測量記錄車在最大油門狀態(tài)下 工作時，發(fā)動機轉速提升到設定轉速2000r/min所需要的時間。
[0092]當然需要說明的是，由于在本實施例二中，發(fā)動機臺架上對發(fā)動機的轉速是放開 的，因此發(fā)動機臺架上基本上可以使得模擬扭矩T2和實際扭矩TJI乎完全一致。因此，本實 施例二中也可以不對模擬扭矩!^和實際扭矩Ti進行線性回歸偏差的分析。也即本實施例二 中實際上可以省略S6中的"測量并記錄該過程中發(fā)動機輸出到發(fā)動機臺架的模擬扭矩1~ 2的 大小"和S7。
[0093]上述實施例中，為了保證模擬的有效性，還要在發(fā)動機臺架上模擬整車的邊界條 件。具體地，可以通過發(fā)動機臺架控制發(fā)動機的進氣阻力、出氣阻力和進氣溫度與整車運行 時一致。
[0094] 此外，上述實施例的經濟性和動力性結果與整車基本一致，而且線性回歸均滿足 要求。
[0095] 其中，圖1為采用實施例一的發(fā)動機臺架在經濟性路譜模式下進行發(fā)動機瞬態(tài)工 況模擬過程中，截取的200S~300S的V型作業(yè)試驗時實際轉速他和模擬轉速N 2的對比曲線。 從圖1中可以看出發(fā)動機臺架上的模擬轉速犯和整車上的實際轉速他基本重合，從而在圖1 中幾乎只能看到一條曲線。
[0096] 此外，圖2為采用實施例一的發(fā)動機臺架在經濟性路譜模式下進行發(fā)動機瞬態(tài)工 況模擬過程中，截取的200S~300S的V型作業(yè)試驗時實際扭矩1^和模擬扭矩T 2的對比曲線。 需要說明的是，圖2的價值在于對比實際扭矩h和模擬扭矩Τ2,至于實際扭矩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)動機臺架上的模擬扭矩T2 和整車上的實際扭矩h吻合度很高。
[0097] 最后，圖3為實施例二的發(fā)動機臺架在動力性路譜模式下進行發(fā)動機瞬態(tài)工況模 擬過程中，邊舉升邊加速試驗時實際轉速他和模擬轉速N 2的對比曲線。從圖3中可以看出發(fā) 動機臺架上的模擬轉速他和整車上的實際轉速Λ吻合度很高。同樣圖3中也不要求區(qū)分實際 轉速Λ曲線和模擬轉速他曲線，只要可以看到兩者的對比效果即可。
[0098] 從而通過圖1至圖3說明上述實施例的發(fā)動機臺架及發(fā)動機瞬態(tài)工況模擬的方法 能夠實現(xiàn)對工程機械瞬態(tài)工況的模擬，并且可以基于路譜對工程機械的發(fā)動機進行瞬態(tài)性 能優(yōu)化。當然，一般工程機械上常用的發(fā)動機的類型為柴油機。
[0099] 以上實施方式僅用于說明本發(fā)明，而非對本發(fā)明的限制。盡管參照實施例對本發(fā) 明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，對本發(fā)明的技術方案進行各種組合、 修改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明技術方案的精神和范圍，均應涵蓋在本發(fā)明的權利要 求范圍當中。
【主權項】
1. 一種發(fā)動機臺架，包括用于和發(fā)動機油門連接的油門控制器，用于和發(fā)動機輸出軸 連接的電機，以及用于控制所述油門控制器與所述電機的計算機;其特征在于，所述計算機 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^接近所述實際扭 矩Τι; 線性回歸單元，計算實際扭矩!^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定要求，且當 所述線性回歸偏差不滿足設定要求時，調節(jié)PID反饋控制單元。2. 根據權利要求1所述的發(fā)動機臺架，其特征在于，所述計算機還包括， 報警單元，與所述判斷單元連接并接收判定結果，且當所述線性回歸偏差不滿足設定 要求時，所述報警單元發(fā)出警報。3. 根據權利要求1所述的發(fā)動機臺架，其特征在于，所述計算機還包括， 數據存儲單元，與所述判斷單元連接并接收判定結果，且當所述線性回歸偏差滿足設 定要求時，所述數據存儲單元存儲采集到的發(fā)動機的參數。4. 根據權利要求1所述的發(fā)動機臺架進行發(fā)動機瞬態(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)動機的實際轉速見和實際油門開度％，根據所述實際轉速見和所述實 際油門開度％編制實際路譜； 52、 將所述發(fā)動機安裝到發(fā)動機臺架上，并將實際路譜導入發(fā)動機臺架的計算機中； 53、 啟動發(fā)動機臺架，計算機根據實際路譜控制發(fā)動機的油門和轉速;測量并記錄該過 程中發(fā)動機輸出到發(fā)動機臺架的扭矩值，所述扭矩值相當于發(fā)動機的實際扭矩Τ 1; 54、 根據實際扭矩Ti編制模擬路譜，將模擬路譜導入發(fā)動機臺架的計算機中； 55、 設定PID反饋控制單元； 56、 啟動發(fā)動機臺架，計算機根據模擬路譜控制發(fā)動機，測量并記錄該過程中發(fā)動機輸 出到發(fā)動機臺架的模擬扭矩T2的大小，且PID反饋控制單元根據模擬扭矩T2和實際扭矩T1 之間的實時差值控制油門的開度； 57、 計算模擬扭矩Τ2和實際扭矩h之間的線性回歸偏差，并判斷所述線性回歸偏差是否 滿足設定要求:如果滿足設定要求則說明S6中PID反饋控制單元對油門的控制有效;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定要求為止。5. 根據權利要求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 機的實際轉速見和實際油門開度V1; 所述S4中所述模擬路譜為實際轉速Λ和實際扭矩1^的經濟性路譜。6. 根據權利要求5所述的方法，其特征在于，還包括： 58、 測量記錄發(fā)動機的油耗； 59、 重復步驟S5-S8多次，并計算多次油耗的平均值，從而獲得發(fā)動機的經濟性能。7. 根據權利要求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，發(fā)動機的實際轉速Λ和實際油門開度化，且實際油門開度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和實際扭矩1^的動力性路譜。8. 根據權利要求7所述的方法，其特征在于，還包括： 58、 找到一個設定轉速Nge，測量記錄發(fā)動機轉速提升到設定轉速^所需要的時間； 59、 重復步驟S5-S8多次，并計算多次時間的平均值，從而獲得發(fā)動機的動力性能。9.根據權利要求4至8任意一項所述的方法，其特征在于，所述S4和S5中，所述發(fā)動機臺 架模擬所述整車邊界條件，使得發(fā)動機的進氣阻力、出氣阻力和進氣溫度與整車運行時一 致。
【文檔編號】G01M15/02GK105973610SQ201610591644
【公開日】2016年9月28日
【申請日】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
【申請人】濰柴動力股份有限公司