[发明专利]一种双燃料发动机控制器仿真测试系统

说明书

技术领域

本发明涉及发动机控制领域，具体涉及一种双燃料发动机控制器仿真测试系统。

背景技术

车辆发动机ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)的开发通常采用系统需求、概念设计、应用软件建模、应用层与底层代码集成、软件测试、验证的现代V流程模式。在对发动机ECU进行测试过程中，传统的台架、整车在线测试验证方式，耗费大量的人力物力，问题不易复现，难以运行极限工况、且存在危险因素；而开环的手工信号发生器又不能模拟动态、闭环工况。而HIL(Hardware-In-Loop，硬件在环)仿真测试，通过被控对象模型仿真的方式来模拟真实的运行环境，可实现动态测试闭环测试、测试过程可重复、模拟极限工况、自动测试，经济性好、安全，是发动机ECU开发中非常重要的一个环节。

在现有技术中，发动机ECU HIL仿真测试系统以单燃料发动机的为主，如柴油机ECU HIL测试系统，主要是运用柴油机平均值模型来仿真柴油机。但是，一种新型的HPDI(High Pressure Direct Injection，高压直喷)天然气、柴油双燃料发动机采用柴油引燃的方式来实现天然气缸内直喷的技术、并会随着工况的变换切换燃料模式，其控制涉及柴油、天然气双燃料，比传统的单燃料发动机控制逻辑更加复杂。现有的单燃料发动机ECU HIL仿真方案无法满足高压直喷天然气、柴油双燃料发动机ECU的HIL测试需求，即在现有技术中没有针对高压直喷双燃料发动机ECU的HIL测试系统。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种双燃料发动机控制器仿真测试系统，从而实现高压直喷天然气、柴油双燃料发动机ECU的HIL测试。

为解决上述问题，本发明提供的技术方案如下：

一种双燃料发动机控制器仿真测试系统，所述系统包括：

实时仿真机以及发动机控制器；

所述实时仿真机用于运行环境模型、驾驶员模型以及整车模型，所述整车模型包括双燃料发动机模型、附件模型、传动系统模型、车辆纵向动力模型；所述双燃料发动机模型包括气路模型、燃料供给模型、气缸燃烧模型、热平衡模型；所述燃料供给模型用于计算柴油轨压、天然气轨压、柴油喷油量以及天然气喷射量；所述气缸燃烧模型包括扭矩模型以及废气成分模型，所述扭矩模型用于计算发动机的输出扭矩，所述废气成分模型用于计算废气成分；

所述实时仿真机用于将所述环境模型输出的车辆环境参数、所述驾驶员模型输出的驾驶员行为参数以及所述整车模型输出的各个车辆运行参数发送给所述发动机控制器；接收所述发动机控制器发送的控制信号，根据所述控制信号继续运行环境模型、驾驶员模型以及整车模型；

所述发动机控制器用于根据所述车辆环境参数、所述驾驶员行为参数以及所述车辆运行参数确定发动机工况并执行控制逻辑生成控制信号，将所述控制信号发送给所述实时仿真机。

相应的，所述燃料供给模型包括：

柴油喷油器模型、柴油高压油泵模型、柴油轨模型、天然气轨模型以及天然气喷射阀模型；

所述柴油喷油器模型用于根据采集得到的柴油喷射脉宽以及柴油轨压，计算柴油喷油量并输出给所述柴油轨模型；

所述柴油高压油泵模型用于采用平均值方法计算高压油泵泵油量并输出给所述柴油轨模型；

所述柴油轨模型用于根据所述柴油喷油量以及所述高压油泵泵油量，计算柴油轨压并输出给所述柴油喷油器模型以及所述天然气轨模型；

所述天然气轨模型用于根据所述柴油轨压获得天然气轨压；

所述天然气喷射阀模型用于根据采集得到的天然气喷射脉宽以及所述天然气轨压，计算天然气喷射量。

相应的，所述柴油轨模型具体用于：

根据连续性方程：计算柴油轨压P并输出给所述柴油喷油器模型以及所述天然气轨模型；其中，Q_in为进入柴油轨的柴油流量，是根据所述高压油泵泵油量获得的；Q_out为流出柴油轨的柴油流量，是根据所述柴油喷油量单位转换得到的；E为柴油的弹性模量；V为柴油轨的体积。

相应的，所述扭矩模型包括：

提示扭矩获得单元，用于将所述天然气喷射量转换为产生同样扭矩的当量柴油质量，根据所述当量柴油质量与所述柴油喷油量之和获得提示扭矩；

摩擦扭矩获得单元，用于根据发动机水温、发动机转速查找摩擦扭矩脉谱图获得摩擦扭矩；

扭矩获得单元，用于计算所述提示扭矩与所述摩擦扭矩之和作为发动机的输出扭矩。

相应的，所述提示扭矩获得单元包括：