模拟发动机燃油系统运行环境仿真模型的方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种模拟发动机燃油系统运行环境仿真模型的方法，通过ＰＬＣ设置发动机转速，将携带发动机转速的指令发送至伺服电机驱动器，伺服电机驱动器根据指令驱动伺服电机进而带动发动机，使伺服电机和发动机的转速等于指令规定的发动机转速。ＰＬＣ首先设置发动机怠速速度，进而通过伺服电机驱动器及伺服电机启动发动机运转，然后获取发动机当前转速和发动机的油门踏板的模拟电压信号，根据转化后的油门开度、发动机当前转速及设置的整车转动惯量设置发动机下一时刻转速，使得发动机持续运转。本方法能模拟设计出的发动机燃油系统运行环境仿真模型，实现对燃油系统的研究。本发明专利技术同时公开了一种模拟发动机燃油系统运行环境仿真模型的系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及发动机燃油系统和设备控制系统，特别涉及一种模拟发动机燃油系 统运行环境仿真模型的方法和系统。
技术介绍
发动机燃油系统运行环境仿真模型主要用于研究和开发发动机的燃油系统。要开发发动机燃油系统，必须要知道燃油系统所处的内部和外部环境，如转 速、车速、行车阻力、油温、油压、大气温度、大气压力等等，还要知道这些参数对燃 油系统的影响以及根据这些影响所采取的适当控制策略，使燃油系统工作在最佳工作状 态。这些就是发动机燃油系统运行环境仿真模型的设计要求。发动机燃油系统运行环境仿真模型设计出来后，还需要一套装置来模拟它，以 实现该仿真模型对燃油系统的研究，因此有必要提供一种模拟发动机燃油系统运行环境 仿真模型的方法和模拟发动机燃油系统运行环境仿真模型的系统。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种模拟发动机燃油系统运行环境仿真模型的方法和模拟 发动机燃油系统运行环境仿真模型的系统，能对设计出的发动机燃油系统运行环境仿真 模型进行模拟，进而通过模拟的发动机燃油系统运行环境仿真模型实现对燃油系统的研允。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种模拟发动机燃油系统运行环境仿真模型 的方法，通过PLC (可编程控制器)设置发动机转速，将携带发动机转速的指令发送至伺 服电机驱动器，伺服电机驱动器根据所述指令驱动伺服电机进而带动发动机使伺服电机 和发动机的转速等于所述指令规定的发动机转速。在本专利技术的一个实施例中，所述PLC设置发动机转速的步骤具体为(I)PLC设置发动机怠速速度，将携带发动机怠速速度的指令发送至伺服电机驱 动器以驱动伺服电机进而启动发动机运转；(2)PLC获取发动机当前转速和发动机的油门踏板的模拟电压信号，将油门踏板 模拟电压信号转换为油门踏板数字电压信号，将油门踏板数字电压信号转换为油门踏板 物理电压信号，将油门踏板物理电压信号转换为油门开度；(3)PLC根据所述油门开度和所述发动机当前转速获取发动机可以输出的扭矩， 根据所述发动机当前转速获取发动机允许输出的最大扭矩和当前车速，根据所述当前车 速获取当前行车阻力，将所述发动机可以输出的扭矩与所述发动机允许输出的最大扭矩 中的较小者作为发动机输出扭矩，将所述发动机输出扭矩与所述当前行车阻力的差值作 为车辆的驱动扭矩，将所述车辆的驱动扭矩与PLC设定的整车转动惯量之商作为加速 度，通过发动机当前转速和加速度获取发动机下一时刻转速。在本专利技术的另一实施例中，所述步骤(3)具体为4(31)建立扭矩与油门开度、发动机当前转速的关系表、最大扭矩与发动机当前 转速的关系表、车速与发动机当前转速的关系表、行车阻力与当前车速的关系表；(32)在所述扭矩与油门开度、发动机当前转速的关系表中，查找位于所述油门 开度之前和之后的油门开度编号和数值，以及位于所述发动机当前转速之前和之后的转 速编号和数值，根据获取的前后油门开度编号和获取的前后转速编号，在所述扭矩与油 门开度、发动机当前转速的关系表中查找对应的扭矩，根据所述查找出的扭矩以及所述 油门开度、发动机当前转速以及位于所述油门开度之前和之后的油门开度数值和位于所 述发动机当前转速之前和之后的转速数值通过插值运算获取发动机可以输出的扭矩；(33)在所述最大扭矩与发动机当前转速的关系表中，查找位于所述发动机当前 转速之前和之后的转速编号和数值；根据获取的前后转速编号，在所述最大扭矩与发动 机当前转速的关系表中查找对应的最大扭矩；根据所述查找出的最大扭矩、所述发动机 当前转速以及位于所述发动机当前转速之前和之后的转速数值，通过插值运算获取发动 机允许输出的最大扭矩；(34)在所述车速与发动机当前转速的关系表中，查找位于所述发动机当前转速 之前和之后的转速编号和数值；根据获取的前后转速编号，在所述车速与发动机当前转 速的关系表中查找对应的车速；根据所述查找出的车速、所述发动机当前转速以及位于 所述发动机当前转速之前和之后的转速数值，通过插值运算获取当前车速；(35)在所述行车阻力与当前车速的关系表中，查找位于所述当前车速之前和之 后的车速编号和数值；根据获取的前后车速编号，在所述行车阻力与当前车速的关系表 中查找对应的行车阻力；根据所述查找出的行车阻力、所述当前车速以及位于所述当前 车速之前和之后的车速数值，通过插值运算获取发动机的当前行车阻力；(36)将所述发动机可以输出的扭矩与所述发动机允许输出的最大扭矩中的较小 者作为发动机输出扭矩，将所述发动机输出扭矩与所述当前行车阻力的差值作为车辆的 驱动扭矩，将所述车辆的驱动扭矩与设定的整车转动惯量之商作为加速度，通过发动机 当前转速和加速度获取发动机下一时刻转速。在本专利技术的再一实施例中，所述步骤(36)中获取发动机下一时刻转速具体为(361)将单位秒划分为多个相等的时间间隔；(362)将所述加速度与时间间隔个数之商确定为发动机在每个时间间隔内的转速增量；(363)在每个时间间隔，将所述发动机当前转速与所述转速增量之和确定为发动 机下一时刻转速，将所述下一时间间隔末测得的转速作为再下一时刻的当前转速。在本专利技术的又一实施例中，所述步骤(361)具体为将单位秒划分为50个相等 的时间间隔。本专利技术还提供了一种模拟发动机燃油系统运行环境仿真模型的系统，包括油门 踏板、发动机、根据油门踏板电压信号和发动机当前转速设置发动机转速的PLC、在 PLC的发动机转速指令控制下工作的伺服电机驱动器、受伺服电机驱动器驱动并带动发 动机的伺服电机，所述PLC与所述伺服电机驱动器连接，所述伺服电机驱动器与所述伺 服电机连接，所述伺服电机与所述发动机连接。在本专利技术的一个实施例中，所述PLC包括发动机怠速速度指令产生及发送单元，用于将设置的发动机怠速速度转换为怠 速指令，并发送所述怠速指令以启动发动机运转；发动机当前转速获取单元，用于获取发动机当前转速；油门踏板电压信号获取及处理单元，用于获取发动机油门踏板的模拟电压信 号，将油门踏板模拟电压信号转换为油门踏板数字电压信号，将油门踏板数字电压信号 转换为油门踏板物理电压信号，将油门踏板物理电压信号转换为油门开度发动机下一时刻转速指令产生及发送单元，用于根据所述油门踏板电压信号获 取及处理单元得到的油门开度和所述发动机当前转速获取单元得到的发动机当前转速获 取发动机可以输出的扭矩，根据所述发动机当前转速获取发动机允许输出的最大扭矩和 当前车速，根据所述当前车速获取当前行车阻力，将所述发动机可以输出的扭矩与所述 发动机允许输出的最大扭矩中的较小者作为发动机输出扭矩，将所述发动机输出扭矩与 所述当前行车阻力的差值作为车辆的驱动扭矩，将所述车辆的驱动扭矩与PLC设定的整 车转动惯量之商作为加速度，通过发动机当前转速和加速度确定发动机下一时刻转速， 将所述发动机下一时刻转速转换为下一时刻转速指令，并发送所述下一时刻转速指令以 使发动机继续运转。由上述技术方案可知，本专利技术模拟发动机燃油系统运行环境仿真模型的方法和 系统具有以下特点1)能对设计出的发动机燃油系统运行环境仿真模型进行模拟，进而通过模拟 的发动机燃油系统运行环境仿真模型实现对燃油系统的研究，具体模拟方法为人工 在PLC (可编程控制器)中设置发动机怠速速度后，PLC将携带发动机怠速速度的指令 发送至伺服电机驱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模拟发动机燃油系统运行环境仿真模型的方法，其特征在于，通过ＰＬＣ设置发动机转速，将携带发动机转速的指令发送至伺服电机驱动器，伺服电机驱动器根据所述指令驱动伺服电机进而带动发动机，使伺服电机和发动机的转速等于所述指令规定的发动机转速。

【技术特征摘要】
1.一种模拟发动机燃油系统运行环境仿真模型的方法，其特征在于，通过PLC设置 发动机转速，将携带发动机转速的指令发送至伺服电机驱动器，伺服电机驱动器根据所 述指令驱动伺服电机进而带动发动机，使伺服电机和发动机的转速等于所述指令规定的 发动机转速。2.如权利要求1所述的模拟发动机燃油系统运行环境仿真模型的方法，其特征在于， 所述PLC设置发动机转速的步骤具体为(1)PLC设置发动机怠速速度，将携带发动机怠速速度的指令发送至伺服电机驱动器 以驱动伺服电机进而启动发动机运转；(2)PLC获取发动机当前转速和发动机的油门踏板的模拟电压信号，将油门踏板模拟 电压信号转换为油门踏板数字电压信号，将油门踏板数字电压信号转换为油门踏板物理 电压信号，将油门踏板物理电压信号转换为油门开度；(3)PLC根据所述油门开度和所述发动机当前转速获取发动机可以输出的扭矩，根据 所述发动机当前转速获取发动机允许输出的最大扭矩和当前车速，根据所述当前车速获 取当前行车阻力，将所述发动机可以输出的扭矩与所述发动机允许输出的最大扭矩中的 较小者作为发动机输出扭矩，将所述发动机输出扭矩与所述当前行车阻力的差值作为车 辆的驱动扭矩，将所述车辆的驱动扭矩与PLC设定的整车转动惯量之商作为加速度，通 过发动机当前转速和加速度获取发动机下一时刻转速。3.如权利要求2所述的模拟发动机燃油系统运行环境仿真模型的方法，其特征在于， 所述步骤(3)具体为(31)建立扭矩与油门开度、发动机当前转速的关系表、最大扭矩与发动机当前转速 的关系表、车速与发动机当前转速的关系表、行车阻力与当前车速的关系表；(32)在所述扭矩与油门开度、发动机当前转速的关系表中，查找位于所述油门开度 之前和之后的油门开度编号和数值，以及位于所述发动机当前转速之前和之后的转速编 号和数值，根据获取的前后油门开度编号以及获取的前后转速的编号，在所述扭矩与油 门开度、发动机当前转速的关系表中查找对应的扭矩，根据所述查找出的扭矩以及所述 油门开度、发动机当前转速以及位于所述油门开度之前和之后的油门开度数值和位于所 述发动机当前转速之前和之后的转速数值通过插值运算获取发动机可以输出的扭矩；(33)在所述最大扭矩与发动机当前转速的关系表中，查找位于所述发动机当前转速 之前和之后的转速编号和数值；根据获取的前后转速编号，在所述最大扭矩与发动机当 前转速的关系表中查找对应的最大扭矩；根据所述查找出的最大扭矩、所述发动机当前 转速以及位于所述发动机当前转速之前和之后的转速数值，通过插值运算获取发动机允 许输出的最大扭矩；(34)在所述车速与发动机当前转速的关系表中，查找位于所述发动机当前转速之前 和之后的转速编号和数值；根据获取的前后转速编号，在所述车速与发动机当前转速的 关系表中查找对应的车速；根据所述查找出的车速、所述发动机当前转速以及位于所述 发动机当前转速之前和之后的转速数值，通过插值运算获取当前车速；(35)在所述行车阻力与当前车速的关系表...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙卫军，姜新军，柯采，高峻，陈其志，左敬飞，张永涛，聂涛，
申请(专利权)人：东风康明斯发动机有限公司，
类型：发明
国别省市：42[中国|湖北]