[发明专利]一种发动机控制参数优化MAP的确定方法

说明书

本发明涉及一种发动机控制参数优化MAP的确定方法，包括以下步骤：1)建立发动机工作过程仿真模型；2)试验验证模型的准确性；3)发动机控制参数的虚拟试验设计；4)控制参数虚拟试验设计结果的回归分析；5)分析控制参数对功率影响的灵敏度；6)确定控制参数的灵敏度权重系数；7)确定优化变量，构造多变量单目标有约束的最优化数学模型；8)功率函数的优化，得到不同工况下主要控制参数的最优取值MAP。本发明可以快速确定对整机功率影响较大的发动机控制参数，并确定灵敏度较大的控制参数的优化范围，进而为全工况下整机功率的提升提供优化方向。可以缩短开发周期，降低开发成本，提高开发效率，能够为发动机性能的优化提供有效指导。

技术领域

本发明属于内燃机设计技术领域，具体涉及一种发动机控制参数优化MAP 的确定方法。

背景技术

强劲的机动性能是车辆的性能需求之一，面对每一次产品的升级，都要进行动力装置的功率提升。发动机本身的复杂结构，使得其控制参数有数十个，每个参数都会影响整机的动力性，所以在对整机的动力提升设计中，如果对所有控制参数都进行优化，势必会增加设计工作量和设计成本；另一方面，传统的发动机性能优化过程有一定的局限性和盲目性，一般是基于标定点工况或者最大扭矩点工况来进行的，其优化结果并不适用于其它工况，使得后期整机的性能标定只能参考相似机型的控制参数MAP来开展。因此，对发动机控制参数的全工况优化成为目前整机性能开发领域的一个难点。

尽管影响整机动力性的控制参数很多，但是各参数对动力指标的影响程度却不尽相同。在动力性提升的设计工作中，可以选择对整机输出功率影响较为灵敏的控制参数作为优化变量，以动力性指标为优化目标构造多变量单目标有约束的优化数学模型，在全工况范围内对关键控制参数进行优化，进而确定整机输出功率最大条件下的控制参数优化MAP范围，为整机的性能标定工作提供有力指导。

发明内容

针对传统发动机动力优化设计中存在的缺陷或不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种更全面更快速的发动机控制参数优化MAP的确定方法。本发明应用计算机仿真技术和数学优化算法，实现了对发动机功率的全工况优化设计，大幅度减少了设计方案和设计工作量，提高了设计效率和设计针对性、缩短了设计开发周期，降低了开发成本，能够更全面地指导整机的全工况性能标定。

本发明采取的技术方案为一种发动机控制参数优化MAP的确定方法，包括以下步骤：

a、建立发动机工作过程仿真模型；

b、试验验证模型的准确性；

c、发动机控制参数的虚拟试验设计；

d、控制参数虚拟试验设计结果的回归分析；

e、分析控制参数对功率影响的灵敏度；

f、确定控制参数的灵敏度权重系数；

g、确定优化变量，构造多变量单目标有约束的最优化数学模型；

h、功率函数的优化，得到不同工况下主要控制参数的最优取值MAP。

作为本发明的进一步改进，步骤a中所述的建立发动机工作过程仿真模型，主要是建立缸内的燃烧模型和传热模型。其中，燃烧模型采用三韦伯函数模拟高速柴油机的燃烧放热规律，三韦伯函数公式如下：

式中：x为燃烧过程中已燃的燃油量占喷入气缸燃油量的百分比；m为燃烧品质指数；θ_z为燃烧始点，为燃烧持续期；为瞬时曲轴转角；a为完全燃烧放热系数，取6.908。

缸内传热模型采用如下公式：