本發(fā)明涉及一種發(fā)動機(jī)燃油噴射曲線優(yōu)化方法，特別是涉及一種發(fā)動機(jī)燃油噴射曲線優(yōu)化方法、裝置及計算機(jī)存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、燃油噴射曲線是在發(fā)動機(jī)不同工況下，電子控制單元根據(jù)各種傳感器信號，計算出的噴油器每次噴油的持續(xù)時間所形成的曲線。它能夠有效確保發(fā)動機(jī)正常運(yùn)行。合適的燃油噴射曲線形狀能夠有效提高燃油經(jīng)濟(jì)性、提升發(fā)動機(jī)的輸出功率。

2、目前的燃油噴射曲線主要依靠實(shí)驗獲取，或者通過設(shè)計者的經(jīng)驗進(jìn)行選擇。曲線的形狀對發(fā)動機(jī)的性能影響是非線性的，這就導(dǎo)致無法通過經(jīng)驗或者根據(jù)實(shí)驗得到最佳的曲線。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供了一種發(fā)動機(jī)燃油噴射曲線優(yōu)化方法，通過樣條曲線表達(dá)燃油噴射曲線形狀，通過不斷優(yōu)化樣條曲線上的控制點(diǎn)參數(shù)獲得最佳曲線形狀，以提高發(fā)動機(jī)的輸出功率并保證優(yōu)化效率。本發(fā)明還提供發(fā)動機(jī)燃油噴射曲線優(yōu)化裝置及計算機(jī)存儲介質(zhì)。

2、本發(fā)明技術(shù)方案如下：一種發(fā)動機(jī)燃油噴射曲線優(yōu)化方法，包括以下步驟：

3、步驟1、確定發(fā)動機(jī)優(yōu)化計算的基礎(chǔ)條件，優(yōu)化計算的對象為發(fā)動機(jī)燃油噴射曲線的控制點(diǎn)參數(shù)，所述控制點(diǎn)參數(shù)用于控制發(fā)動機(jī)燃油噴射曲線形狀；

4、步驟2、基于設(shè)定的發(fā)動機(jī)燃油噴射曲線控制點(diǎn)參數(shù)的初始優(yōu)化范圍，選取控制點(diǎn)參數(shù)的樣本點(diǎn)，采用cad樣條曲線方法獲取對應(yīng)的發(fā)動機(jī)柴油噴射曲線，并將具有最大發(fā)動機(jī)功率的發(fā)動機(jī)柴油噴射曲線由其所對應(yīng)的控制點(diǎn)參數(shù)做為細(xì)致優(yōu)化基準(zhǔn)點(diǎn)；

5、步驟3、基于控制點(diǎn)參數(shù)的所述細(xì)致優(yōu)化基準(zhǔn)點(diǎn)重新定義參數(shù)的細(xì)致優(yōu)化范圍；

6、步驟4、基于控制點(diǎn)參數(shù)的細(xì)致優(yōu)化范圍，采用種群優(yōu)化方法，以最大化種群個體對應(yīng)的發(fā)動機(jī)功率為目標(biāo)獲得最佳個體，基于最佳個體采用cad方法輸出最佳發(fā)動機(jī)燃油噴射曲線，所述種群個體由所述發(fā)動機(jī)燃油噴射曲線控制點(diǎn)參數(shù)構(gòu)成。

7、進(jìn)一步地，控制曲線變形的控制點(diǎn)參數(shù)大小表示二維直角坐標(biāo)系中豎直方向的坐標(biāo)值，在優(yōu)化過程中控制點(diǎn)的橫坐標(biāo)固定不變。

8、進(jìn)一步地，所述步驟2具體包括：

9、201、確定發(fā)動機(jī)燃油噴射曲線控制點(diǎn)參數(shù)的初始優(yōu)化范圍；

10、202、生成若干組屬于所述初始優(yōu)化范圍的參數(shù)組合構(gòu)成樣本集合；

11、203、設(shè)置邊界情況和初始模擬參數(shù)；

12、204、設(shè)置模擬時的初始曲軸轉(zhuǎn)角、最終曲軸轉(zhuǎn)角，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速；

13、205、設(shè)置迭代時間步長參數(shù)；

14、206、通過仿真軟件ansys-forte迭代計算，輸出樣本集合中各樣本的發(fā)動機(jī)柴油噴射曲線對應(yīng)的發(fā)動機(jī)功率；

15、207、選取發(fā)動機(jī)功率最大的值的發(fā)動機(jī)柴油噴射曲線上的參數(shù)點(diǎn)為控制點(diǎn)參數(shù)的細(xì)致優(yōu)化基準(zhǔn)點(diǎn)。

16、進(jìn)一步地，所述步驟202中采用最優(yōu)拉丁超立方算法生成參數(shù)組合。

17、進(jìn)一步地，所述步驟206的迭代計算時采用rng?k-ε湍流模型和kh-rt方法進(jìn)行。

18、進(jìn)一步地，所述步驟4具體包括：

19、401、初始化種群和迭代參數(shù)；

20、402、采用cad樣條曲線方法畫出種群個體的燃油噴射樣條曲線，然后輸入到仿真軟件中；

21、403、仿真迭代計算輸出種群中每個個體對應(yīng)的發(fā)動機(jī)功率；

22、404、基于步驟403得到的發(fā)動機(jī)功率對種群進(jìn)行分組，形成若干子種群；

23、405、基于慣性權(quán)重更新子種群個體位置以及基于種群迭代步數(shù)更新慣性權(quán)重，直至子種群更新迭代步數(shù)達(dá)到最大；

24、406、由更新后的子種群構(gòu)成新的種群，重復(fù)步驟404、405、406迭代更新種群直至種群迭代步數(shù)達(dá)到最大；

25、407、基于種群優(yōu)化后的種群中發(fā)動機(jī)功率最大的個體采用cad樣條曲線方法輸出最佳發(fā)動機(jī)燃油噴射曲線。

26、進(jìn)一步地，所述步驟405中基于慣性權(quán)重更新子種群個體位置的公式如下：

27、，

28、其中，為第k個種群中第i個個體的位置，s為子種群更新迭代步數(shù)，為慣性權(quán)重，為0-1的隨機(jī)數(shù)，為第k個子種群中功率最大的個體，為第k個子種群中功率最小的個體。

29、進(jìn)一步地，所述步驟405中慣性權(quán)重的更新方式為：

30、，

31、其中，為設(shè)定的權(quán)重系數(shù)，smax為種群迭代步數(shù)最大值。

32、本發(fā)明還提供一種發(fā)動機(jī)燃油噴射曲線優(yōu)化裝置，包括：

33、基礎(chǔ)條件模塊，用于確定發(fā)動機(jī)優(yōu)化計算的基礎(chǔ)條件，優(yōu)化計算的對象為發(fā)動機(jī)燃油噴射曲線的控制點(diǎn)參數(shù)，所述控制點(diǎn)參數(shù)用于控制發(fā)動機(jī)燃油噴射曲線形狀；

34、優(yōu)化基準(zhǔn)點(diǎn)確定模塊，用于基于設(shè)定的發(fā)動機(jī)燃油噴射曲線控制點(diǎn)參數(shù)的初始優(yōu)化范圍，選取控制點(diǎn)參數(shù)的樣本點(diǎn)，采用cad樣條曲線方法獲取對應(yīng)的發(fā)動機(jī)柴油噴射曲線，并將具有最大發(fā)動機(jī)功率的發(fā)動機(jī)柴油噴射曲線由其所對應(yīng)的控制點(diǎn)參數(shù)為細(xì)致優(yōu)化基準(zhǔn)點(diǎn)；

35、細(xì)致優(yōu)化范圍確定模塊，用于基于控制點(diǎn)參數(shù)的所述細(xì)致優(yōu)化基準(zhǔn)點(diǎn)重新定義參數(shù)的細(xì)致優(yōu)化范圍；

36、迭代優(yōu)化計算模塊，用于基于控制點(diǎn)參數(shù)的細(xì)致優(yōu)化范圍，采用種群優(yōu)化方法，以最大化種群個體對應(yīng)的發(fā)動機(jī)功率為目標(biāo)獲得最佳個體，基于最佳個體采用cad樣條曲線方法輸出最佳發(fā)動機(jī)燃油噴射曲線，所述種群個體由所述發(fā)動機(jī)燃油噴射曲線控制點(diǎn)參數(shù)構(gòu)成。

37、本發(fā)明還提供一種計算機(jī)存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機(jī)程序，所述計算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時，實(shí)現(xiàn)上述發(fā)動機(jī)燃油噴射曲線優(yōu)化方法。

38、本發(fā)明所提供的技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)在于：

39、本發(fā)明通過樣條曲線來構(gòu)建燃油噴射曲線，通過曲線上的幾個控制點(diǎn)來快速修改曲線形狀，采用最優(yōu)拉丁超立方算法進(jìn)行初始優(yōu)化，以便快速尋找到設(shè)計空間中該發(fā)動機(jī)功率最大的空間位置，最后采用全局優(yōu)化算法在功率最大對應(yīng)的樣本點(diǎn)周圍進(jìn)行細(xì)致搜索實(shí)現(xiàn)細(xì)致優(yōu)化計算，提高優(yōu)化效率的同時精確、合理的獲得可靠的噴射曲線形狀，避免盲目的對燃油噴射曲線進(jìn)行選擇，有效提高發(fā)動機(jī)的輸出功率。

技術(shù)特征：

1.一種發(fā)動機(jī)燃油噴射曲線優(yōu)化方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)燃油噴射曲線優(yōu)化方法，其特征在于，控制曲線變形的控制點(diǎn)參數(shù)大小表示二維直角坐標(biāo)系中豎直方向的坐標(biāo)值，在優(yōu)化過程中控制點(diǎn)的橫坐標(biāo)固定不變。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)燃油噴射曲線優(yōu)化方法，其特征在于，所述步驟2具體包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)動機(jī)燃油噴射曲線優(yōu)化方法，其特征在于，所述步驟202中采用最優(yōu)拉丁超立方算法生成參數(shù)組合。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)動機(jī)燃油噴射曲線優(yōu)化方法，其特征在于，所述步驟206的迭代計算時采用rng?k-ε湍流模型和kh-rt方法進(jìn)行。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)燃油噴射曲線優(yōu)化方法，其特征在于，所述步驟4具體包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)動機(jī)燃油噴射曲線優(yōu)化方法，其特征在于，所述步驟405中基于慣性權(quán)重更新子種群個體位置的公式如下：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)動機(jī)燃油噴射曲線優(yōu)化方法，其特征在于，所述步驟405中慣性權(quán)重的更新方式為：

9.一種發(fā)動機(jī)燃油噴射曲線優(yōu)化裝置，其特征在于，包括：

10.一種計算機(jī)存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機(jī)程序，其特征在于，所述計算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時，實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至8中任意一項所述的發(fā)動機(jī)燃油噴射曲線優(yōu)化方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種發(fā)動機(jī)燃油噴射曲線優(yōu)化方法，包括以下步驟：確定發(fā)動機(jī)優(yōu)化計算的基礎(chǔ)條件，優(yōu)化對象為發(fā)動機(jī)燃油噴射曲線形狀；采用CAD樣條曲線建立燃油噴嘴曲線；先通過曲線控制點(diǎn)進(jìn)行粗選范圍設(shè)定，并根據(jù)參數(shù)樣本點(diǎn)獲取對應(yīng)發(fā)動機(jī)柴油噴射曲線，然后基于具有最大發(fā)動機(jī)功率的發(fā)動機(jī)柴油噴射曲線所對應(yīng)的參數(shù)為初始優(yōu)化范圍基準(zhǔn)點(diǎn)重新定義其細(xì)致優(yōu)化范圍；采用種群優(yōu)化方法，以最大化種群個體對應(yīng)的發(fā)動機(jī)功率為目標(biāo)獲得最佳個體，基于最佳個體采用CAD方法輸出最佳發(fā)動機(jī)燃油噴射曲線。本發(fā)明還公開了相應(yīng)的優(yōu)化裝置及計算機(jī)存儲介質(zhì)。本發(fā)明提高優(yōu)化效率的同時精確、合理的獲得噴射曲線形狀，提高了發(fā)動機(jī)的輸出功率。

技術(shù)研發(fā)人員：張盛龍,馮是全,葉飛,林玲,王佳,樊麗麗
受保護(hù)的技術(shù)使用者：蘇州工學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15