离线验证发动机模型的方法
【专利摘要】本发明公开了一种离线验证发动机模型的方法，包括：根据发动机实际控制需求为每个控制功能模块定义执行时序；为所述功能模块设置计量触发条件：所述控制模块执行顺序通过设置一任务调度状态机进行控制，所述任务调度状态机根据发动机控制模块的执行时序和发动机控制模块之间的输入输出顺序确定发动机控制模块的验证执行顺序。本发明的离线验证发动机模型的方法与发动机各控制模块的实际执行代码相符，能准确离线验证发动机模型的方法，能避免现有离线验证发动机模型方法所造成的结果偏差，避免后续设计错误。
【专利说明】离线验证发动机模型的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及汽车电子领域，特别是涉及一种离线验证发动机模型的方法。
【背景技术】
[0002]在汽车控制器开发的过程中使用硬件在环测试可以降低开发成本，快速发现设计错误并及时修改。在硬件在环测试平台的搭建过程中，发动机模型的精准是进行测试的重要保证。现阶段对发动机模型的离线测试主要是将控制器模型和发动机模型进行离线仿真，并对比实验数据判断发动机模型是否准确。
[0003]目前，离线验证发动机模型方法存在的问题是:
[0004]1.发动机控制功能由多种功能模块组成，如果把这些功能模块都导入通用离线仿真工具matlab中运行，这些功能模块的运行是并行的，无法根据各控制模块输入输出顺序进行调整；
[0005]2.这些功能模块的执行时序是不可控的，只能与整个matlab模型的仿真执行时
序一致；
[0006]matlab模型:在汽车行业，发动机控制功能模块很大部分是基于matlab软件开发的，这些模块称之为matlab模型。
[0007]执行时序:执行时序的概念包括两个方面:每个功能模块的执行周期和功能模块之间的执行顺序；比如某个功能模块的执行周期为10ms，指的是这个功能模块每IOms运行一次，其最终输出结果更新一次；执行时序的概念对于发动机控制来说是一个很重要的概念。
[0008]现阶段发动机模型验证方法一实施例，如图1所示。针对发动机模型给出的传感器信号，功能模块I和功能模块2进行的是并行计算得到执行器驱动信号，不能设置先后顺序。而且功能模块I和功能模块2的执行周期时间与整体模型仿真步长时间是一致的，不能单独进行设置，这与实际控制器代码执行不符，造成验证结果偏差，导致设计错误。
【发明内容】
[0009]本发明要解决的技术问题是提供一种与发动机各控模块(控制器)的实际执行代码相符，能准确离线验证发动机模型的方法，能避免现有离线验证发动机模型方法的造成的结果偏差，避免后续设计错误。
[0010]为解决上述技术问题，本发明的离线验证发动机模型的方法，包括:
[0011]I)根据发动机实际控制需求(需要验证控制模块的类型、数量、参数、性能指标等)为每个发动机控制模块定义执行时序；
[0012]2)为所述发动机控制模块设置计量触发条件:
[0013]3)设置一任务调度状态机，所述任务调度状态机根据发动机控制模块的执行时序和发动机控制模块之间的输入输出顺序确定发动机控制模块的验证执行顺序。
[0014]其中，步骤2)中所述发动机控制模块的计量触发条件是根据发动控制模块执行时序中的计量单位设置，以时间为计量单位的发动控制模块添加时钟为计量触发条件，以发动机每转一圈为计量单位的发动控制模块对发动机曲轴转角进行检测，当曲轴转角转过设定角度时为计量触发条件。
[0015]其中，步骤3)中所述任务调度状态机是根据发动机控制模块的执行时序和发动机控制模块之间的输入输出顺序确定发动机控制模块的优先级，只有当优先级高的任务执行完毕后才能执行优先级低的任务，按照各控制模块优先级高低确定各发动机控制模块的验证执行顺序。
[0016]本发明的离线验证发动机模型的方法通过加入任务调度状态机对发动机控制模块离线验证执行顺序进行控制，任务调度状态机根据发动机控制模块的执行时序决定发动机控制模块的执行顺序，能与发动机控制模块的实际执行代码相符，能准确离线验证发动机模型，能避免现有离线验证发动机模型方法的造成的结果偏差，避免后续设计错误。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]下面结合附图与【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明:
[0018]图1是一种传统离线验证发动机模型方法的示意图。
[0019]图2是本发明离线验证发动机模型方法实施例的示意图。
[0020]图3是图2中实施例采用传统离线验证发动机模型方法的仿真验证结果示意图。
[0021]图4是本发明离线验证发动机模型方法实施例的仿真验证结果曲线示意图。
[0022]图5是图4中实施例采用传统离线验证发动机模型方法的仿真验证结果曲线示意图。
[0023]图6是以踏板模块为例，采用传统离线验证发动机模型的方法进行仿真验证结果示意图。
[0024]附图标记
[0025]A为采用传统离线验证发动机模型方法的仿真验证结构曲线；
[0026]B为采用本发明离线验证发动机模型方法的仿真验证结构曲线；
[0027]EngSpeed (rpm)为发动机转速；
[0028]GasP (%)为踏板开度；
[0029]RailPressure (MPa)为轨压；
[0030]injAng(CA)为喷射角度；
[0031]in jTi (us)为喷射脉宽；
[0032]Engine Torque (Nm)为发动机扭矩；
[0033]time (s)和 time (ms)为仿真时间；
【具体实施方式】
[0034]如图2所示，采用本发明离线验证发动机模型的方法，假设发动机控制功能有4个控制模块:轨压模块、踏板模块、油量计算模块、喷射参数模块；
[0035]根据发动机实际控制需求为每个控制模块定义好执行时序:
[0036]轨压模块的执行时序是:每Ims采样I次数据，每IOms取当前10个值的峰值；
[0037]踏板模块的执行时序是:每IOms采样I次数据并计算；[0038]油量计算模块和喷射参数模块的执行时序是:发动机每转一圈计算一次数据。
[0039]为上述4个功能模块设置计量触发条件:每Ims触发轨压模块，每IOms触发踏板模块，发动机每转一圈触发油量计算模块和喷射参数模块；
[0040]设计一个任务调度状态机:根据上述执行时序和发动机各模块之间的输入输出顺序确定发动机各控制模块执行顺序，轨压模块最先计算，输出轨压峰值；接着踏板模块计算得到扭矩值，这个扭矩值是油量计算模块的输入；油量计算模块的输出(期望喷油量值)和轨压模块A的输出就是喷射参数模块的输入，喷射参数模块的输出才是控制器的最终输出，用于精确控制发动机模型。
[0041]如图3所示(图中优先级为矩阵实验室MATLAB默认优先级)，采用传统离线验证发动机模型的方法，第一步计算喷射参数计算模型，第二步计算踏板模型，第三步计算油量计算模型，第四步计算轨压模型。会导致模型计算喷射参数如喷射脉宽仿真值滞后。
[0042]如图4所示，采用本发明离线验证发动机模型的方法能得出各控制模块的输入量(发动机转速，踏板，轨压)一致，并且输入信号在4.999s至5s之间进行同样跳变，采用本发明离线验证发动机模型的方法得到的喷射脉宽仿真值和喷射角度值能够与输入信号进行同步变化；
[0043]如图5所示，采用传统离线验证发动机模型的方法得到的喷射脉宽和喷射角度值要比输入信号跳变晚一个执行周期(0.001s)。这是因为在计算脉宽和喷射角度时需要使用轨压模型计算到的IOms内轨压峰值，如果不采用执行时序可控则使用的是上一个仿真循环计算得到的轨压值，滞后于实际的轨压信号。
[0044]如图6所示，以踏板模块为例，如果用传统离线验证发动机模型的方法进行仿真计算，那么该模型会按照系统仿真时间Ims进行计算，会得到仿真扭矩值，扭矩计算值波动过快，进而影响系统稳定性。
[0045]以上通过【具体实施方式】和实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种离线验证发动机模型的方法，其特征是，包括: 1)根据发动机实际控制需求为每个发动机控制模块定义执行时序； 2)为所述发动机控制模块设置计量触发条件: 3)设置一任务调度状态机，所述任务调度状态机根据发动机控制模块的执行时序和发动机控制模块之间的输入输出顺序确定发动机控制模块的验证执行顺序。
2.如权利要求1所述离线验证发动机模型的方法，其特征是:步骤2)中所述发动机控制模块的计量触发条件是根据发动控制模块执行时序中的计量单位设置，以时间为计量单位的发动控制模块添加时钟为计量触发条件，以发动机每转一圈为计量单位的发动控制模块对发动机曲轴转角进行检测，当曲轴转角转过设定角度时为计量触发条件。
3.如权利要求1所述离线验证发动机模型的方法，其特征是:步骤3)中所述任务调度状态机是根据发动机控制模块的执行时序和发动机控制模块之间的输入输出顺序确定发动机控制模块优先级，只有当优先级高的任务执行完毕后才能执行优先级低的任务，按照各控制模块优先级高低确定各发动机控制模块的验证执行顺序。
【文档编号】G05B17/02GK103838151SQ201210483595
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2012年11月23日 优先权日:2012年11月23日
【发明者】黄贵芬, 马建民, 刘翔, 孙琦, 韩本忠 申请人:联创汽车电子有限公司