一種工況點選擇方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發明實施例提供一種工況點選擇方法及裝置，所述方法包括：根據發動機的設計外特性計算得到發動機的性能參量；提取標準試驗中給定的歸一化工況比例；利用所述性能參量和工況比例計算得到所述發動機在標準試驗中的工況點；根據所述工況點生成可視圖譜，從所述可視圖譜中選取預設個數的預選工況點，所述預選工況點包括：帶過渡工況的穩態試驗循環WHSC工況點、瞬態試驗循環WHTC工況點和不超出區域試驗WNTE工況點，以優化所述預選工況點的性能，獲得所述預選工況點對應的最優電控參數值，并通過插值獲得電控參數的整張脈譜。如此，就可實現標準化、規范化的工況點選擇，使實驗設計的工況點選取更為合理，有利于后續的脈譜優化。
【專利說明】一種工況點選擇方法及裝置【技術領域】
[0001]本發明涉及發動機【技術領域】，特別涉及一種工況點選擇方法及裝置。
【背景技術】
[0002]歐6法規是歐盟第六階段開始實施的一套重型車排放標準。針對新的法規，車輛的性能標準乃至設計和測試均需要做出適應性的調整。所以如何針對歐6法規進行脈譜優化，就成為了一個亟待解決的問題。如需根據歐6法規實現脈譜優化，首要的問題在于依據歐6法規的標準選擇測試的工況點，進而利用所述工況點進行脈譜優化測試。
[0003]所謂工況點，也就是指發動機的狀態處于指定轉速與指定扭矩之下。工況點的選擇，需要依照歐6法規中的三種具體的標準試驗，即帶過渡工況的穩態試驗循環(WHSC)、瞬態試驗循環(WHTC)和不超出區域試驗(WNTE)。工況點的選擇是否合理，將直接的影響到脈譜優化的效果。不過在現階段，對于工況點的選擇依然是依據經驗進行選擇，所以效果并不能夠得到保障。當前還不存在一種規范的方法和策略，可以實現工況點合理的選擇。

【發明內容】

[0004]有鑒于此，本發明的目的在于提供一種工況點選擇方法及裝置，將三種試驗中的工況點制作為可視圖譜，進而按照選取策略從可視圖譜中進行工況點的選擇，使工況點的選擇更加合理，更有利于后續的脈譜優化。
[0005]為實現上述目的，本發明有如下技術方案:
[0006]一種工況點選擇方法,所述方法包括:
[0007]根據發動機的設計外特性計算得到發動機的性能參量；提取標準試驗中給定的歸一化工況比例；
[0008]利用所述性能參量和工況比例計算得到所述發動機在標準試驗中的工況點；
[0009]根據所述工況點生成可視圖譜，從所述可視圖譜中選取預設個數的預選工況點，所述預選工況點包括:帶過渡工況的穩態試驗循環WHSC工況點、瞬態試驗循環WHTC工況點和不超出區域試驗WNTE工況點，以優化所述預選工況點的性能，獲得所述預選工況點對應的最優電控參數值，并通過插值獲得電控參數的整張脈譜。
[0010]優選的，所述根據發動機的設計外特性計算得到發動機的性能參量，包括:
[0011]根據發動機的設計外特性的功率擬合生成所述發動機的外特性功率曲線，計算獲得如下性能參量:第一轉速Nlo、第二轉速Nhi ；
[0012]根據發動機的設計外特性的扭矩擬合生成所述發動機的外特性扭矩曲線，計算獲得如下性能參量:第三轉速Npref、第一扭矩Tmax ；
[0013]其中，Nlo為外特性功率曲線上最大功率55%的功率所對應的最低發動機轉速；Nhi為所述最大功率70%的功率所對應的最高發動機轉速；Npref為外特性扭矩曲線上全部扭矩積分的51%的最大的扭矩積分值所對應的發動機轉速；Τ_為發動機的最大扭矩。
[0014] 優選的，所述利用所述性能參量和歸一化工況比例計算得到所述發動機在標準試驗中的工況點,包括:
[0015]所述歸一化工況比例包括歸一化轉速s和歸一化扭矩t ；
[0016]利用所述性能參量和歸一化轉速計算得到發動機在標準試驗中的實際轉速S=s* (
0.45*Nlo+0.45*Npref+0.l*Nhi_Nidle) *2.0327+Nidle，其中，Nidle 為發動機怠速；
[0017]利用所述性能參量和歸一化扭矩計算得到發動機在標準試驗中的實際扭矩T=t*Tmax ；
[0018]將WHSC和WHTC的歸一化轉速和歸一化扭矩計算得出的對應實際轉速和實際扭矩，作為工況點。
[0019]優選的，所述根據所述工況點生成可視圖譜，包括:
[0020]利用扭矩和轉速建立坐標系，并根據所述實際轉速和實際扭矩將所述工況點標記在所述坐標系中，將所述坐標系作為可視圖譜。
[0021]優選的，所述從所述可視圖譜中選取預設個數的預選工況點，包括:
[0022]根據WHTC工況點在所述可視圖譜中的分布位置確定WHTC的外包絡線，并對WNTE區域進行分區；
[0023]將WHSC工況點中的非怠速工況點作為WHSC預選工況點；
[0024]根據WHTC工況點的分布密度選取預設個數的WHTC預選工況點；
[0025]在WNTE區域中不含WHSC預選工況點和WHTC預選工況點的分區中選擇預設個數的WNTE預選工況點。
[0026]優選的，所述方法還包括:
[0027]對發動機的運行區域進行分區，并分別設定每個分區的排放限值；其中，不含工況點的分區不進行排放限定；
[0028]若利用預選工況點插值時，在所述不含工況點的分區插入了工況點，則控制關掉該插入工況點的EGR閥門開度。
[0029]一種工況點選擇裝置，所述裝置包括:
[0030]性能參量計算單元，用于根據發動機的設計外特性計算得到發動機的性能參量；
[0031]提取單元，用于提取標準試驗中給定的歸一化工況比例；
[0032]工況點計算單元，用于利用所述性能參量和工況比例計算得到所述發動機在標準試驗中的工況點；
[0033]生成單元，用于根據所述工況點計算單元計算出的工況點生成可視圖譜；
[0034]預選單元，用于從所述可視圖譜中選取預設個數的預選工況點，所述預選工況點包括:帶過渡工況的穩態試驗循環WHSC工況點、瞬態試驗循環WHTC工況點和不超出區域試驗WNTE工況點，以優化所述預選工況點的性能，獲得所述預選工況點對應的最優電控參數值，并通過插值獲得電控參數的整張脈譜。
[0035]優選的，所述性能參量計算單元包括:
[0036]第一計算單元，用于根據發動機的設計外特性的功率擬合生成所述發動機的外特性功率曲線，計算獲得如下性能參量:第一轉速Nlo、第二轉速Nhi ；
[0037]第二計算單元，用于根據發動機的設計外特性的扭矩擬合生成所述發動機的外特性扭矩曲線，計算獲得如下性能參量:第三轉速Npref、第一扭矩Tmax ；
[0038]其中，Nlo為外特性功率曲線上最大功率55%的功率所對應的最低發動機轉速；Nhi為所述最大功率70%的功率所對應的最高發動機轉速；Npref為外特性扭矩曲線上全部扭矩積分的51%的最大的扭矩積分值所對應的發動機轉速；Τ_為發動機的最大扭矩。
[0039]優選的，所述工況點計算單元包括:
[0040]實際轉速計算單元，用于利用所述性能參量和歸一化轉速計算得到發動機在標準試驗中的實際轉速 S=s* (0.45*Nlo+0.45*Npref+0.l*Nhi_Nidle) *2.0327+Nidle，其中，Nidle為發動機怠速；所述歸一化工況比例包括歸一化轉速s和歸一化扭矩t ；
[0041]實際扭矩計算單元，用于利用所述性能參量和歸一化扭矩計算得到發動機在標準試驗中的實際扭矩T=t*Tmax;
[0042]工況點確定單元，用于將WHSC和WHTC的歸一化轉速和歸一化扭矩計算得出的對應實際轉速和實際扭矩，作為工況點。
[0043]優選的,所述生成單元包括:
[0044]坐標系建立單元，用于利用扭矩和轉速建立坐標系；
[0045]標記單元，用于根據所述實際轉速和實際扭矩將所述工況點標記在所述坐標系中，將所述坐標系作為可視圖譜。
[0046]優選的,所述預選單元包括:
[0047]外包絡線確定單元，用于根據WHTC工況點在所述可視圖譜中的分布位置確定WHTC的外包絡線；
[0048]WNTE區域分區單元，用于對WNTE區域進行分區；
[0049]選取子單元，用于將WHSC工況點中的非怠速工況點作為WHSC預選工況點；根據WHTC工況點的分布密度選取預設個數的WHTC預選工況點；在WNTE區域中不含WHSC預選工況點和WHTC預選工況點的分區中選擇預設個數的WNTE預選工況點。
[0050]優選的，所述裝置還包括:
[0051]運行區域分區單元，用于對發動機的運行區域進行分區，并分別設定每個分區的排放限值；其中，不含工況點的分區不進行排放限定；
[0052]控制單元，用于在利用預選工況點插值，且在所述不含工況點的分區插入了工況點，則控制關掉該插入工況點的EGR閥門開度。
[0053]通過以上技術方案可知，本發明存在的有益效果是:通過將標準試驗的工況點制作為可視圖譜，并利用可視圖譜中工況點的分布規律設置選取策略，進而實現了標準化、規范化的工況點選擇，使實驗設計的工況點選取更為合理，有利于后續的脈譜優化。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0054]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0055]圖1為本發明工況點選擇方法的流程圖；
[0056]圖2為本發明中可視圖譜的示意圖；
[0057]圖3為本發明工況點選擇裝置的構成示意圖。【具體實施方式】
[0058]為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0059]歐6法規的三種標準試驗分別為:帶過渡工況的穩態試驗循環(WHSC)、瞬態試驗循環(WHTC)和不超出區域試驗(WNTE)。每種標準試驗中均給定若干歸一化工況比例，所謂歸一化工況比例即扭矩和轉速的比例，且比例式的兩項之和等于I。
[0060]WHSC中共給定13個歸一化工況比例，涵蓋了發動機一系列的典型運行狀態。WHTC中給定1800個歸一化工況比例，用于試驗發動機逐秒變化的瞬間狀態。WNTE中則隨機的給定3個區域，每區域5點共計15個歸一化工況比例，用于測量其各自排放并計算15工況的排放平均值。
[0061]本發明中將三種試驗中的工況點制作為可視圖譜，進而按照選取策略從可視圖譜中進行工況點的選擇。參見圖1所示，本發明所述方法具體包括以下步驟:
[0062]步驟101、根據發動機的設計外特性計算得到發動機的性能參量；提取標準試驗中給定的歸一化工況比例。
[0063]本步驟可謂是所述方法中的一個預處理步驟。因為標準試驗中所給定的僅僅是歸一化的工況比例，也就是扭矩和轉速二者的比例，并非是真正的工況點。所謂工況點包括兩部分信息:實際扭矩和實際轉速。將扭矩和轉速的歸一化比例轉換為實際扭矩和實際轉速，還需要結合特定發動機的具體性能，也就是所述的性能參量。
[0064]所謂性能參量取決于發動機本身的特性，并通過相應的計算得到，具體為:將發動機設計外特性的功率和扭矩，線性化離散后擬合得到外特性功率曲線和外特性扭矩曲線，具體可參見圖2所示示意圖；根據外特性功率曲線和外特性扭矩曲線計算得到發動機的性能參量。性能參量可包括:
[0065]第一轉速Nlo，外特性功率曲線上最大功率55%的功率所對應的最低發動機轉速；
[0066]第二轉速Nhi，外特性功率曲線上最大功率70%的功率所對應的最高發動機轉速；
[0067]第三轉速Npref，外特性扭矩曲線上全部扭矩積分的51%的最大的扭矩積分值所對應的發動機轉速；
[0068]第一扭矩Tmax，發動機的最大扭矩。
[0069]步驟102、利用所述性能參量和工況比例計算得到所述發動機在標準試驗中的工況點。
[0070]所述歸一化工況比例包括歸一化轉速(以s表示)和歸一化扭矩(以t表示)。
[0071]則所述計算得到實際工況點具體為:
[0072]利用所述性能參量和歸一化轉速計算得到發動機在標準試驗中的實際轉速；該計算過程可參考以下公式:S=s* (0.45*Nlo+0.45*Npref+0.l*Nhi_Nidle)*2.0327+Nidle ;其中S代表實際轉速，Nidle代表發動機怠速。
[0073]利用所述性能參量和歸一化扭矩計算得到發動機在標準試驗中的實際扭矩；該計算過程可參考以下公式:T=t*Tmax ;其中T代表實際扭矩。
[0074]由一個歸一化工況比例中的s和t計算得到的一組對應的實際轉速和實際扭矩，即可作為所述的工況點。
[0075]需要說明的是，反歸一化得到的三種類型的所有工況點均可體現在可視圖譜上，當然，為了簡化后續計算過程，還可剔除其中的負扭矩對應的工況點，僅輸出非負扭矩工況點用于建立可視圖譜。這主要是因為，發動機真實運行過程中若出現負扭矩，不會產生排放，故可剔除負扭矩工況點。
[0076]步驟103、根據所述工況點生成可視圖譜。
[0077]計算得到工況點中包括的實際轉速和實際扭矩之后，便可以利用扭矩和轉速建立坐標系，并根據工況點中的實際轉速和實際扭矩，將所述工況點標記在所述坐標系中，將所述坐標系作為可視圖譜。
[0078]將WHSC、WHTC、WNTE三種標準試驗的工況點標注在所述可視圖譜當中，就可以獲悉諸多工況點分布的規律和形態，明確不同工況點之間的聯系；以便于根據工況點的分布情況進行選點。
[0079]參見圖2所示，其中，標號為I?13的工況點為WHSC工況點；分布最多，且以十字形狀表示的為WHTC工況點(圖中示出的為非負扭矩工況點);米字形狀表示的為最終選取出的22個(即預設個數為22)預選工況點。
[0080]步驟104、從所述可視圖譜中選取預設個數的預選工況點，所述預選工況點包括:帶過渡工況的穩態試驗循環WHSC工況點、瞬態試驗循環WHTC工況點和不超出區域試驗WNTE工況點，以優化所述預選工況點的性能，獲得所述預選工況點對應的最優電控參數值，并通過插值獲得電控參數的整張脈譜。
[0081]對于不同類型的工況點，本發明提供不同的選取策略，現簡述如下:
[0082]1.為了簡化處理，本發明暫不考慮怠速工況，故可將WHSC工況點中的非怠速工況點作為WHSC預選工況點，參見圖2所示，標號為I和13的工況點為怠速點，剔除這2個點之后，共計11個WHSC預選工況點。
[0083]2.根據WHTC工況點的分布密度選取預設個數的WHTC預選工況點。一般情況下，在分布較為密集的區域多選擇一些工況點，但為了保證插值的準確性，分布較為稀疏的區域也應選擇一些工況點，使預選WHTC工況點基本覆蓋整個WHTC區域，保證預選工況點的代表性。另外，需要說明的是，如果某個區域已選擇了其它類型的工況點(如以存在WHSC預選工況點)，則可在該區域少選或不選WHTC預選工況點。
[0084]3.為了保證選點的完整性，還應選擇預設個數的WNTE預選工況點，具體過程為:
[0085]首先，根據發動機的最大轉速對WNTE區域進行分區，如最大轉速小于3000rpm時，將WNTE區域劃分為9個區域；在最大轉速大于3000rpm時，將WNTE區域劃分為12個區域。
[0086]分區方式為:
[0087](I)確定WNTE區域，即確定上下左右四個邊界，其中，
[0088]上邊界為設計外特性功率曲線；
[0089]左邊界用N30表示，為WHTC的轉速頻率累計為30%時對應的轉速，N30=0.316* (0.45*Nlo+0.45*Npref+0.l*Nhi_Nidle)*2.0327+Nidle ；
[0090]右邊界用Nhi表示，與前文所做介紹相同，此處不再贅述；
[0091]下邊界由一條直線和一條曲線相交而成，其中，直線恒為設計外特性扭矩曲線上30%最大扭矩值(常數值)；曲線為設計外特性功率曲線上30%最大功率時刻所對應的扭矩值，也就是說，曲線上每個點的功率都等于30%*最大功率(常數值)，扭矩是隨轉速而變化的，曲線上的扭矩=30%*最大功率*9550/轉速。
[0092](2)上下左右四個邊界確定出WNTE區域后，以生成9個分區為例，將各個邊界進行3等分，然后進行網格連線，形成圖2所示分區示意圖。
[0093]其次，在WNTE區域中不含WHSC預選工況點和WHTC預選工況點的分區中選擇預設個數的WNTE預選工況點。如圖2所示示意圖，WNTE分區最左邊的3個分區中已存在WHSC預選工況點和WHTC預選工況點，此時，優選不在這3個分區內選擇WNTE預選工況點，而是在其余的6個分區內選取，如從每個分區的中心附近任意位置選取至少一個WNTE工況點作為WNTE預選工況點。
[0094]按照以上策略選取出預設個數的預選工況點之后，即可進行工況點優化，獲取這些點的各電控參數最佳值，并通過插值得到生成電控參數脈譜所需的工況點，以坐標軸為16*16的脈譜為例，需要通過上文預選出的22個工況點優化后的電控參數最優值通過插值處理得到256個工況點的最優電控參數，進而生成電控參數脈譜。在本發明中，電控參數主要指:主噴提前角、軌壓、EGR閥門開度、預噴提前角、預噴油量。
[0095]下面對本發明中優化預選工況點性能的過程進行解釋說明。
[0096]1.循環優化，主要針對WHSC預選工況點。
[0097](I)找到WHSC預選工況點對應的電控參數(EGR開度、軌壓、主噴提前角)邊界值
[0098]首先將每個工況點對應的EGR閥門開度設定在50%左右，變化EGR閥門開度，當NOx的跟隨性不明顯時(一般情況下，變化EGR開度，NOx值肯定會隨之變化，當變化較小甚至不變化時，認為NOx跟隨性不明顯)，固定EGR開度，然后調整主噴提前角、軌壓，使NOx值達到目標值(由法規規定，如歐六法規中目標值被規定為3.5g/kw.h)附近，將此時的EGR閥門開度、主噴提前角和軌壓作為工況點的基本點值。
[0099]以上述的NOx目標值作為中間值，確定出可接受的NOx值上下邊界，如此就可根據該上下邊界找到各個電控參數的邊界值，即上文中的參數可用范圍。作為本步驟的一個示例，可以目標值為中間值，上下幅度為2?4確定NOx邊界值，如上文示例的3.5g/kw.h，對應的邊界可為2?6g/kw.ho
[0100]依次調節EGR閥門開度、主噴提前角、軌壓，使NOx從中間值變化到上邊界(如上述示例中的6g/kw.h),確定出EGR閥門開度的最小值、主噴提前角的最大值、軌壓的最大值；或者，依次調節上述三個參數，使NOx從中間值變化到下邊界(如上述示例中的2g/kw.h),確定出EGR閥門開度的最大值、主噴提前角的最小值、軌壓的最小值。至此，就得到了上述3個電控參數的邊界值。
[0101](2)找到WHSC預選工況點對應的預噴提前角、預噴油量的邊界值
[0102]預噴提前角的邊界值:最小值為各WHSC預選工況點下500 μ s加電時間所對應的曲軸轉角，最大值為最小值加10度曲軸轉角。
[0103]預噴油量的邊界值:范圍一般為3mg_5mg。
[0104](3)利用V優選法或D優選法對各WHSC預選工況點進行試驗設計，獲得各工況點對應的采樣電控參數組合，將所述采樣電控參數組合導入臺架獲得試驗數據，并利用所述試驗數據建立電控參數模型。
[0105](4)設定循環優化的目標極限值，如氮氧化物NOx在3.5g/kw.h內，煙度FSN在1.0內，油耗最小。利用每個WHSC預選工況點的對應權重和建立的電控參數模型進行循環仿真優化計算，找到滿足設定循環優化的目標極限值時對應的各電控參數值。
[0106]需要說明的是，除了上述目標極限值之外，還應使各WHSC預選工況點對應的發動機缸壓、排溫等低于發動機技術要求的極限值。
[0107]2.單點優化，主要針對WHTC預選工況點和WNTE預選工況點。
[0108]單點優化的設計排放限值依據為:根據法規要求預設發動機不同區域擬達到的污染物控制范圍。
[0109](I)先對發動機的運行區域進行分區，劃分出排放區和經濟區，參見圖2所示，在運行區域中劃分出5個區域，其中，區域1、2為排放區，分布著較多工況點；區域3、4、5為經濟區，分布工況點較少，且其中的區域4、5中不含任何工況點。各分區的排放目標可設定如下:
[0110]區域I的工況點原機排放目標設為N0X〈3.5g/kff.h，FSN〈1.0 ；
[0111]區域2的工況點原機排放目標設為N0X〈3.5g/kff.h，FSN〈0.5 ；
[0112]這兩個區域存在WHSC工況點，且是WHTC工況點的出現高頻率區，要求NOx排放限
值嚴格一些。
[0113]區域3的工況點原機排放目標設為N0x〈4g/kW.h，FSN<0.5 ；
[0114]該區域內不存在WHSC工況點，且WHTC工況點出現的頻率很低，可以將NOx排放限值放大一些,多考慮經濟性，即考慮油耗。
[0115]區域4、5不存在工況點，故可對工況點排放不做要求，使經濟性達到最優，即最省油。
[0116](2)根據預選工況點所在分區，找到每個預選工況點對應的目標極限值，然后利用各個預選工況點對應的N0x、FSN的目標極限值，目標油耗最小，基于建立的電控參數模型進行單點仿真優化計算，找到滿足設定單點優化的目標極限值時對應的各電控參數值。
[0117]經過上述循環優化和單點優化處理之后，即可確定每個預選工況點對應的最佳電控參數值(具體體現為包含主噴提前角、軌壓、EGR閥門開度、預噴提前角、預噴油量的電控參數組合)，在每個電控參數的基礎上進行插值處理，仍以16*16的脈譜為例,可得到256個電控參數組合，對應有256個工況點。
[0118]需要說明的是，在插值過程中，可能會在不含工況點的分區中插入工況點，如在圖2所示的區域4、5中插入工況點，因工況點已經過優化，故插入到這兩個區域的工況點也是被優化過的，也就是說，工況點的排放和油耗均符合標準要求。但是，通過上文所做介紹可知，區域4、5對排放并不做要求，故為了降低代價，使經濟最大化，可控制關掉在這些區域中插入的工況點對應的EGR閥門開度，實現降低油耗的目的。
[0119]參見圖3所示，為本發明工況點選擇裝置的具體實施例，該裝置用以實現圖1所示工況點選擇方法，所述裝置可包括:
[0120]性能參量計算單元201，用于根據發動機的設計外特性計算得到發動機的性能參量;
[0121]提取單元202，用于提取標準試驗中給定的歸一化工況比例；
[0122]工況點計算單元203，用于利用所述性能參量和工況比例計算得到所述發動機在標準試驗中的工況點；[0123]生成單元204，用于根據所述工況點計算單元計算出的工況點生成可視圖譜；
[0124]預選單元205，用于從所述可視圖譜中選取預設個數的預選工況點，所述預選工況點包括:帶過渡工況的穩態試驗循環WHSC工況點、瞬態試驗循環WHTC工況點和不超出區域試驗WNTE工況點，以優化所述預選工況點的性能，獲得所述預選工況點對應的最優電控參數值，并通過插值獲得電控參數的整張脈譜。
[0125]其中，所述性能參量計算單元可進一步包括:
[0126]第一計算單元，用于根據發動機的設計外特性的功率擬合生成所述發動機的外特性功率曲線，計算獲得如下性能參量:第一轉速Nlo、第二轉速Nhi ；
[0127]第二計算單元，用于根據發動機的設計外特性的扭矩擬合生成所述發動機的外特性扭矩曲線，計算獲得如下性能參量:第三轉速Npref、第一扭矩Tmax ；
[0128]其中，Nlo為外特性功率曲線上最大功率55%的功率所對應的最低發動機轉速；Nhi為所述最大功率70%的功率所對應的最高發動機轉速；Npref為外特性扭矩曲線上全部扭矩積分的51%的最大的扭矩積分值所對應的發動機轉速；Τ_為發動機的最大扭矩。
[0129]所述工況點計算單元可包括:
[0130]實際轉速計算單元，用于利用所述性能參量和歸一化轉速計算得到發動機在標準試驗中的實際轉速 S=s* (0.45*Nlo+0.45*Npref+0.l*Nhi_Nidle) *2.0327+Nidle，其中，Nidle為發動機怠速；所述歸一化工況比例包括歸一化轉速s和歸一化扭矩t ；
[0131]實際扭矩計算單元，用于利用所述性能參量和歸一化扭矩計算得到發動機在標準試驗中的實際扭矩T=t*Tmax;
[0132]工況點確定單元，用于將WHSC和WHTC的歸一化轉速和歸一化扭矩計算得出的對應實際轉速和實際扭矩，作為工況點。
[0133]所述生成單元可包括:
[0134]坐標系建立單元，用于利用扭矩和轉速建立坐標系；
[0135]標記單元，用于根據所述實際轉速和實際扭矩將所述工況點標記在所述坐標系中，將所述坐標系作為可視圖譜。
[0136]所述預選單元可包括:
[0137]外包絡線確定單元，用于根據WHTC工況點在所述可視圖譜中的分布位置確定WHTC的外包絡線；
[0138]WNTE區域分區單元，用于對WNTE區域進行分區；
[0139]選取子單元，用于將WHSC工況點中的非怠速工況點作為WHSC預選工況點；根據WHTC工況點的分布密度選取預設個數的WHTC預選工況點；在WNTE區域中不含WHSC預選工況點和WHTC預選工況點的分區中選擇預設個數的WNTE預選工況點。
[0140]為了進一步降低油耗，本發明的選點裝置還可包括:
[0141]運行區域分區單元，用于對發動機的運行區域進行分區，并設定每個分區的排放限值；其中，不含工況點的分區不進行排放限定；
[0142]控制單元，用于在利用預選工況點插值，且在所述不含工況點的分區插入了工況點，則控制關掉該插入工況點的EGR閥門開度。
[0143]以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種工況點選擇方法，其特征在于，所述方法包括: 根據發動機的設計外特性計算得到發動機的性能參量；提取標準試驗中給定的歸一化工況比例； 利用所述性能參量和工況比例計算得到所述發動機在標準試驗中的工況點； 根據所述工況點生成可視圖譜，從所述可視圖譜中選取預設個數的預選工況點，所述預選工況點包括:帶過渡工況的穩態試驗循環WHSC工況點、瞬態試驗循環WHTC工況點和不超出區域試驗WNTE工況點，以優化所述預選工況點的性能，獲得所述預選工況點對應的最優電控參數值，并通過插值獲得電控參數的整張脈譜。
2.根據權利要求1所述方法，其特征在于，所述根據發動機的設計外特性計算得到發動機的性能參量，包括: 根據發動機的設計外特性的功率擬合生成所述發動機的外特性功率曲線，計算獲得如下性能參量:第一轉速Nlo、第二轉速Nhi ； 根據發動機的設計外特性的扭矩擬合生成所述發動機的外特性扭矩曲線，計算獲得如下性能參量:第三轉速Npref、第一扭矩Tmax ； 其中，Nlo為外特性功率曲線上最大功率55%的功率所對應的最低發動機轉速；Nhi為所述最大功率70%的功率所對應的最高發動機轉速；Npref為外特性扭矩曲線上全部扭矩積分的51%的最大的扭 矩積分值所對應的發動機轉速；Τ_為發動機的最大扭矩。
3.根據權利要求2所述方法，其特征在于，所述利用所述性能參量和歸一化工況比例計算得到所述發動機在標準試驗中的工況點，包括: 所述歸一化工況比例包括歸一化轉速s和歸一化扭矩t ； 利用所述性能參量和歸一化轉速計算得到發動機在標準試驗中的實際轉速S=s* (0.45*Nlo+0.45*Npref+0.l*Nhi_Nidle) *2.0327+Nidle，其中，Nidle 為發動機怠速； 利用所述性能參量和歸一化扭矩計算得到發動機在標準試驗中的實際扭矩T=t*Tmax ；將WHSC和WHTC的歸一化轉速和歸一化扭矩計算得出的對應實際轉速和實際扭矩，作為工況點。
4.根據權利要求3所述方法，其特征在于，所述根據所述工況點生成可視圖譜，包括: 利用扭矩和轉速建立坐標系，并根據所述實際轉速和實際扭矩將所述工況點標記在所述坐標系中，將所述坐標系作為可視圖譜。
5.根據權利要求4所述方法，其特征在于，所述從所述可視圖譜中選取預設個數的預選工況點，包括: 根據WHTC工況點在所述可視圖譜中的分布位置確定WHTC的外包絡線，并對WNTE區域進行分區； 將WHSC工況點中的非怠速工況點作為WHSC預選工況點； 根據WHTC工況點的分布密度選取預設個數的WHTC預選工況點； 在WNTE區域中不含WHSC預選工況點和WHTC預選工況點的分區中選擇預設個數的WNTE預選工況點。
6.根據權利要求5所述方法，其特征在于，所述方法還包括: 對發動機的運行區域進行分區，并分別設定每個分區的排放限值；其中，不含工況點的分區不進行排放限定；若利用預選工況點插值時，在所述不含工況點的分區插入了工況點，則控制關掉該插入工況點的EGR閥門開度。
7.—種工 況點選擇裝置，其特征在于，所述裝置包括: 性能參量計算單元，用于根據發動機的設計外特性計算得到發動機的性能參量； 提取單元，用于提取標準試驗中給定的歸一化工況比例； 工況點計算單元，用于利用所述性能參量和工況比例計算得到所述發動機在標準試驗中的工況點； 生成單元，用于根據所述工況點計算單元計算出的工況點生成可視圖譜； 預選單元，用于從所述可視圖譜中選取預設個數的預選工況點，所述預選工況點包括:帶過渡工況的穩態試驗循環WHSC工況點、瞬態試驗循環WHTC工況點和不超出區域試驗WNTE工況點，以優化所述預選工況點的性能，獲得所述預選工況點對應的最優電控參數值，并通過插值獲得電控參數的整張脈譜。
8.根據權利要求7所述裝置，其特征在于，所述性能參量計算單元包括: 第一計算單元，用于根據發動機的設計外特性的功率擬合生成所述發動機的外特性功率曲線，計算獲得如下性能參量:第一轉速Nlo、第二轉速Nhi ； 第二計算單元，用于根據發動機的設計外特性的扭矩擬合生成所述發動機的外特性扭矩曲線，計算獲得如下性能參量:第三轉速Npref、第一扭矩Tmax ； 其中，Nlo為外特性功率曲線上最大功率55%的功率所對應的最低發動機轉速；Nhi為所述最大功率70%的功率所對應的最高發動機轉速；Npref為外特性扭矩曲線上全部扭矩積分的51%的最大的扭矩積分值所對應的發動機轉速；Τ_為發動機的最大扭矩。
9.根據權利要求8所述裝置，其特征在于，所述工況點計算單元包括: 實際轉速計算單元，用于利用所述性能參量和歸一化轉速計算得到發動機在標準試驗中的實際轉速 S=s* (0.45*Nlo+0.45*Npref+0.l*Nhi_Nidle) *2.0327+Nidle，其中，Nidle為發動機怠速；所述歸一化工況比例包括歸一化轉速s和歸一化扭矩t ； 實際扭矩計算單元，用于利用所述性能參量和歸一化扭矩計算得到發動機在標準試驗中的實際扭矩T=t*Tmax ； 工況點確定單元，用于將WHSC和WHTC的歸一化轉速和歸一化扭矩計算得出的對應實際轉速和實際扭矩，作為工況點。
10.根據權利要求9所述裝置，其特征在于，所述生成單元包括: 坐標系建立單元，用于利用扭矩和轉速建立坐標系； 標記單元，用于根據所述實際轉速和實際扭矩將所述工況點標記在所述坐標系中，將所述坐標系作為可視圖譜。
11.根據權利要求10所述裝置，其特征在于，所述預選單元包括: 外包絡線確定單元，用于根據WHTC工況點在所述可視圖譜中的分布位置確定WHTC的外包絡線； WNTE區域分區單元，用于對WNTE區域進行分區； 選取子單元，用于將WHSC工況點中的非怠速工況點作為WHSC預選工況點；根據WHTC工況點的分布密度選取預設個數的WHTC預選工況點；在WNTE區域中不含WHSC預選工況點和WHTC預選工況點的分區中選擇預設個數的WNTE預選工況點。
12.根據權利要求11所述裝置，其特征在于，所述裝置還包括: 運行區域分區單元，用于對發動機的運行區域進行分區，并分別設定每個分區的排放限值；其中，不含工況點的分區不進行排放限定； 控制單元，用于在利用預選工況點插值，且在所述不含工況點的分區插入了工況點，則控制關掉該插入工況 點的EGR閥門開度。
【文檔編號】G01M15/00GK103969048SQ201410054856
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年2月18日 優先權日:2014年2月18日
【發明者】張斌, 吳淑梅, 桑海浪 申請人:濰柴動力股份有限公司