[发明专利]基于MBSE模型的高压共轨柴油机系统的设计方法

说明书

本发明提供了一种基于MBSE模型的高压共轨柴油机系统的设计方法，从用户需求获取、系统需求分析、系统功能分析和架构生成4个设计阶段完成对高压共轨柴油机电控系统的设计。通过以高压共轨柴油机的轨压控制系统为例进行分析，验证基于MBSE的设计方法适用于高压共轨柴油机系统。该设计方法能代替原来的高压共轨柴油机电控系统软件研发的设计流程，有效避免设计人员在开发和设计中增加主观意志，降低流程的管理难度，打通流程解决不兼容问题。

技术领域

本发明属于柴油机设计技术领域，将基于模型的系统工程(MBSE)应用于高压共轨柴油机的设计方法。

背景技术

随着，高压共轨柴油机的电控系统越来越复杂，对安全性和可靠性的要求日益严格。目前以文档为形式的开发和管理的研发模式，除了存在研发周期长、版本多导致的追溯复杂和需求验证困难等问题，容易出现产品的开发及设计过分依赖研发人员的个人意识的问题。

基于模型的系统工程(Model—Based Systems Engineering，MBSE)。是一种基于模型从用户需求到架构设计的系统工程方法，通过MBSE方法能准确的捕获用户需求，并将需求细化到个子系统中，最终生成架构。该方法能够有效避免设计人员在开发和设计中增加主观意志，降低流程的管理难度，增加了可读性。

目前，国内航空航天等领域已经开始探索MBSE方法，还未有将MBSE方法应用于高压共轨柴油机的分析研究。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种基于MBSE模型的高压共轨柴油机系统的设计方法，以避免设计人员在开发和设计中增加主观意识，打通流程解决不兼容问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

基于MBSE模型的高压共轨柴油机系统的设计方法，包括如下步骤：

1)将高压共轨柴油机的轨压系统的相关需求导入Rational Rhapsody软件，形成用户需求；

2)利用需求图、用例图和包图分析用户需求，确定高压共轨柴油机的轨压系统的功能需求、性能需求、接口需求；

3)对步骤2得到的需求进行需求和功能分配，将高压共轨柴油机的轨压系统作为一个整体，仅分析系统和外部系统的交互和制约关系，以及自身运行模式，此过程由活动图、时序图、状态机图组成；

4)以高压共轨柴油机的轨压系统为一个整体，建立架构模型，细化子系统各模块之间的传输关系，确定物理内、外部接口。

进一步的，步骤1中通过对某型号高压共轨柴油机的轨压系统的相关文档整理并加载到需求库中，根据任务书通过Rational DOORS软件获取需求，并通过RationalRhapsody Gateway来添加到架构设计模型中，并建立链接关系。

进一步的，步骤2中，根据获取的用户需求，细化分解出多条需求，通过需求图建立相互需求关系；

根据捕获的用例来验证和确认需求，找到需求定义中含糊和错误的地方，将捕获目标轨压和实际轨压的差作为系统用例；

将与外界交互的模块或系统被定义为外界参与者，把喷油控制模块、转速计算模块、轨压传感器、油门踏板和PCV阀作为外部系统的参与者。

进一步的，步骤4中，将操作、属性和事件分配给轨压系统的各个子系统中，形成包括使用块定义图描述系统组件和结构，使用内部块图定义系统/子系统间的物理接口和配置方案，用参数图定义仿真和验证参数。

相对于现有技术，本发明所述的方法具有以下优势：