本發(fā)明涉及汽車零部件仿真建模，尤其涉及一種基于modelica語言的發(fā)動(dòng)機(jī)模型建模方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、發(fā)動(dòng)機(jī)作為汽車的核心零部件，其性能與車輛的動(dòng)力、效率、排放等因素都有重要的關(guān)系。在車輛的設(shè)計(jì)過程中，往往需要對發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩、燃油消耗、排放物質(zhì)等信息進(jìn)行建模分析以驗(yàn)證車輛的整體性能，一個(gè)高效、準(zhǔn)確的發(fā)動(dòng)機(jī)模型建模對于車輛整車性能的合理分析有著直觀重要的作用。

2、專利cn118395685a中公開了一種行星排混動(dòng)系統(tǒng)的建模仿真方法、系統(tǒng)及存儲介質(zhì)，發(fā)動(dòng)機(jī)模型根據(jù)自身的運(yùn)行特性，將發(fā)動(dòng)機(jī)需求扭矩轉(zhuǎn)換為發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩，但該專利中構(gòu)建的發(fā)動(dòng)機(jī)模型僅對扭矩進(jìn)行建模分析，僅考慮了動(dòng)力學(xué)模型，并未對熱力學(xué)平衡做處理，同時(shí)未對燃油消耗、排放物質(zhì)進(jìn)行分析，因此，目前的仿真方法難以做出一個(gè)高效、準(zhǔn)確的模型。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、技術(shù)目的：針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明公開了一種基于modelica語言的發(fā)動(dòng)機(jī)模型建模方法及系統(tǒng)，基于modelica語言建立了發(fā)動(dòng)機(jī)模型，使得能夠綜合分析發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程中的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)速、扭矩情況，同時(shí)可以分析該過程中發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等特性。

2、技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案。

3、一種基于modelica語言的發(fā)動(dòng)機(jī)模型建模方法，方法包括：

4、讀取外部發(fā)動(dòng)機(jī)ecu指令信息；

5、根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力參數(shù)特性、ecu指令信息計(jì)算當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)平均有效壓力以及理想輸出扭矩；

6、結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)理想輸出扭矩、溫度與動(dòng)態(tài)修正系數(shù)進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)對外扭矩輸出值計(jì)算；

7、建立外部交互接口，結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)對外扭矩輸出值進(jìn)行動(dòng)力學(xué)平衡以及熱力學(xué)平衡計(jì)算，得到發(fā)動(dòng)機(jī)模型，其中，外部交互接口包括熱接口和法蘭接口，熱接口用于發(fā)動(dòng)機(jī)與冷卻部件連接，法蘭接口用于發(fā)動(dòng)機(jī)與負(fù)載部件連接。

8、一種基于modelica語言的發(fā)動(dòng)機(jī)模型建模系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)以上所述的一種基于modelica語言的發(fā)動(dòng)機(jī)模型建模方法，包括：

9、指令讀取模塊，用于讀取外部發(fā)動(dòng)機(jī)ecu指令信息；

10、建模模塊，用于根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力參數(shù)特性、ecu指令信息計(jì)算當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)平均有效壓力以及理想輸出扭矩；結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)理想輸出扭矩、溫度與動(dòng)態(tài)修正系數(shù)進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)對外扭矩輸出值計(jì)算；建立外部交互接口，結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)對外扭矩輸出值進(jìn)行動(dòng)力學(xué)平衡以及熱力學(xué)平衡計(jì)算，得到發(fā)動(dòng)機(jī)模型，其中，外部交互接口包括熱接口和法蘭接口，熱接口用于發(fā)動(dòng)機(jī)與冷卻部件連接，法蘭接口用于發(fā)動(dòng)機(jī)與負(fù)載部件連接。

11、有益效果：modelica語言是一種面向?qū)ο蟮?、開源的、非因果的、多物理領(lǐng)域的建模語言，用方程表示系統(tǒng)行為，支持動(dòng)態(tài)、離散的物理系統(tǒng)建模，被廣泛用于多領(lǐng)域復(fù)雜物理系統(tǒng)的建模仿真中，可用于發(fā)動(dòng)機(jī)模型的虛擬設(shè)計(jì)與仿真優(yōu)化。本發(fā)明基于modelica語言建立了發(fā)動(dòng)機(jī)模型，使得能夠綜合分析發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程中的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)速、扭矩情況，同時(shí)可以分析該過程中發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等特性。

技術(shù)特征：

1.一種基于modelica語言的發(fā)動(dòng)機(jī)模型建模方法，其特征在于，方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于modelica語言的發(fā)動(dòng)機(jī)模型建模方法，其特征在于：動(dòng)態(tài)修正系數(shù)的計(jì)算公式為：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于modelica語言的發(fā)動(dòng)機(jī)模型建模方法，其特征在于：發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩溫度修正值的計(jì)算公式為：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于modelica語言的發(fā)動(dòng)機(jī)模型建模方法，其特征在于：發(fā)動(dòng)機(jī)對外扭矩輸出值的計(jì)算公式為：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于modelica語言的發(fā)動(dòng)機(jī)模型建模方法，其特征在于：動(dòng)力學(xué)平衡包括：建立以轉(zhuǎn)速為勢變量，扭矩為流變量的標(biāo)準(zhǔn)法蘭接口，與外部驅(qū)動(dòng)部件進(jìn)行動(dòng)力學(xué)平衡計(jì)算，二者之間的交互特性為，勢變量相等，流變量之和為0；

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于modelica語言的發(fā)動(dòng)機(jī)模型建模方法，其特征在于：動(dòng)力學(xué)平衡公式包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于modelica語言的發(fā)動(dòng)機(jī)模型建模方法，其特征在于：熱力學(xué)平衡公式包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于modelica語言的發(fā)動(dòng)機(jī)模型建模方法，其特征在于：本發(fā)明在建模過程中，還計(jì)算狀態(tài)參數(shù)，包括真實(shí)燃油消耗比、發(fā)動(dòng)機(jī)排放物質(zhì)量、排氣溫度；供后續(xù)發(fā)動(dòng)機(jī)模型工作分析中使用；發(fā)動(dòng)機(jī)排放物質(zhì)量的計(jì)算包括發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)量比、廢氣質(zhì)量流量、污染物排放量信息的計(jì)算，通過查表結(jié)合啟動(dòng)、溫度修正進(jìn)行當(dāng)量比計(jì)算；利用燃油消耗量和當(dāng)量比計(jì)算廢氣質(zhì)量流量；通過扭矩、轉(zhuǎn)速的查表信息結(jié)合溫度修正污染物排放。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于modelica語言的發(fā)動(dòng)機(jī)模型建模方法，其特征在于：當(dāng)前當(dāng)量比的計(jì)算公式為：

10.一種基于modelica語言的發(fā)動(dòng)機(jī)模型建模系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-9任一所述的一種基于modelica語言的發(fā)動(dòng)機(jī)模型建模方法，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于Modelica語言的發(fā)動(dòng)機(jī)模型建模方法及系統(tǒng)，方法包括：讀取外部發(fā)動(dòng)機(jī)ECU指令信息；根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力參數(shù)特性、ECU指令信息計(jì)算當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)平均有效壓力以及理想輸出扭矩；結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)理想輸出扭矩、溫度與動(dòng)態(tài)修正系數(shù)進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)對外扭矩輸出值計(jì)算；建立外部交互接口，結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)對外扭矩輸出值進(jìn)行動(dòng)力學(xué)平衡以及熱力學(xué)平衡計(jì)算，得到發(fā)動(dòng)機(jī)模型，其中，外部交互接口包括熱接口和法蘭接口，熱接口用于發(fā)動(dòng)機(jī)與冷卻部件連接，法蘭接口用于發(fā)動(dòng)機(jī)與負(fù)載部件連接。本發(fā)明基于Modelica語言建立了發(fā)動(dòng)機(jī)模型，實(shí)現(xiàn)綜合分析發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程中的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)速、扭矩情況，同時(shí)分析該過程中發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等特性。

技術(shù)研發(fā)人員：翁爍豐,袁朝春,徐愛國,高銳,何友國,李香,王振
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南京遠(yuǎn)思智能科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15