[发明专利]二冲程柴油机快速原型仿真时凸轮轴转速信号的模拟方法

说明书

本发明提供了一种二冲程柴油机快速原型仿真时凸轮轴转速信号的模拟方法，包括如下步骤:1)通过MicroAutoBox采集柴油机的曲轴转速信号，通过Simulink创建凸轮轴转速信号模拟模型；2)经过凸轮轴转速信号模拟模型的计算后，通过MicroAutoBox的DIO的硬件通道输出模拟的凸轮轴转速信号输出给RapidPro System；3)通过RapidPro System对采集到的曲轴转速信号和模拟的凸轮轴转速信号进行同步，然后完成喷射驱动电流的输出。本发明具有以下优势：能够在不增加硬件的前提下，采用软件计算的方式完成凸轮轴转速信号的模拟，并且凸轮轴信号模拟的输入源与最终RapidPro System要进行同步的曲轴信号是一个信号源，解决了额外增加硬件前提下同步信号的时间基准问题；从而减少了项目开发的成本和缩短了开发周期。

技术领域

本发明属于柴油机技术领域，尤其是涉及一种二冲程柴油机快速原型仿真时凸轮轴转速信号的模拟方法。

背景技术

随着柴油机性能的日益增多，传统开发手段无论在开发周期还是成本上已经不能满足要求，必须采用现代的开发流程，即基于模型的开发。基于模型的开发是一种软件开发方法，优点是：可运行的算法和自动生成代码。基于模型的开发流程中重要的一个环节就是快速控制原型仿真。

现有技术中，普遍应用的仿真系统都是为四冲程柴油机的电控单元开发而设计的，四冲程发动机具有曲轴和凸轮轴转速信号，通过传感器采集后进入仿真系统，仿真系统在完成曲轴(crankshaft)和凸轮轴(camshaft)转速信号同步后允许进行喷射控制。而二冲程柴油机只有单曲轴转速信号，无法直接提供凸轮轴信号给快速控制原型仿真系统。

综上所述，为使现代开发流程中快速控制原型仿真系统能够应用到二冲程柴油机电控单元开发上，需要模拟凸轮轴转速信号给仿真系统完成同步的方法或装置，而目前国内外并没有一种专门的能够模拟出仿真系统识别的凸轮轴转速信号的方法或装置。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种二冲程柴油机快速原型仿真时凸轮轴转速信号的模拟方法，以模拟出快速控制原型仿真系统能够识别的凸轮轴转速信号，使仿真系统能够完成曲轴和凸轮轴转速信号的角度同步和二冲程柴油机喷射控制。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明方法的硬件平台使用dSPACE公司的柴油机快速控制原型仿真系统，包括MicroAutoBox和RapidPro System组件；MicroAutoBox是用于各种控制量的计算，同时也能够采集转速信号(不要求曲轴和凸轮轴同步)和输出喷射控制波形(没有驱动喷油器的能力)，RapidPro System是用来采集曲轴转速、凸轮轴转速、水温、压力等传感器信号并进行同步或调理，接收MicroAutoBox运算的控制信号后进行喷射驱动电流输出。本发明主要原理是利用MicroAutoBox中喷射控制波形的输出原理来实现。

本发明二冲程柴油机快速原型仿真时凸轮轴转速信号的模拟方法，包括如下步骤:

1)通过MicroAutoBox采集柴油机的曲轴转速信号，通过Simulink创建凸轮轴转速信号模拟模型；

其中MicroAutoBox采集到曲轴转速信号后经过曲轴信号模块输出柴油机转速信号Spe；

所述凸轮轴转速信号模拟模型的输入端输入所述柴油机转速信号Spe，模型通过公式[Spe×a/6]计算出b的值，c作为MicroAutoBox的DIO实时输出模块的喷射提前角输入，把b作为DIO实时输出模块的喷油时间输入；其中a为凸轮轴多齿宽度的曲轴角度值(单位：oCA)、b为凸轮轴多齿宽度的时间值(单位：s)、c为曲轴和凸轮轴的相位差(单位：oCA)；

2)经过凸轮轴转速信号模拟模型的计算后，通过MicroAutoBox的DIO的硬件通道输出的喷射控制波形作为模拟的凸轮轴转速信号输出给RapidPro System；