本文来自汽车电子系统设计网站
MathWorks公司日前宣布,福特汽车(英国)有限公司采用MathWorks公司的建模和仿真软件MATLAB和Simulink为欧洲量产汽车开发了排放诊断系统。MathWorks的工具和基于模型的设计使福特的工程师减少了对原型车的需要,精简了分析过程,提供了可重用的发动机控制单元模型,节省了开发时间和成本。
所有在欧洲出售的新车一定要安装欧洲车载诊断(EOBD)设备,其功能是对汽车发动机的排放进行监控并与预置的排放限值进行比较。维修工程师通过仪表板指示或诊断代码来获取故障报告。为诊断系统进行标定,需要对原型车进行大量的实验来测量它们的性能特性。工程师对这些特性进行分析,并使用分析结果对诊断系统进行编程,从而识别出排放超标,同时忽略与发动机性能无关的影响因素。
福特的工程师Nick Wright指出,“基于模型的标定工具箱(Model-Based Calibration Toolbox, MBC工具箱)简便的使用和统计化的分析给用户提供了一个快速精确评估多输入模型的途径。对于从事EOBD标定的工程师们,使用MathWorks的工具使他们的工作变得与众不同。这些工具帮助工程师们更快更方便地完成很多标准的标定任务,而且不必为速度而牺牲精度。”
MathWorks的工具帮助工程们精简了EOBD的标定流程。在福特先前采用的标定方法中,为了填充标定MAP,需要所有工作点的精确测量值。而通过使用MBC工具箱和实验设计(DOE)工具,他们制定出的测试方案,只需使用大多数的关键测试点,极大减少了测试需求。再通过MBC工具箱的统计建模功能,工程师们在发动机系统的全工作范围内,创建其对应的精确的、鲁棒的多维模型。
基于该模型,工程师创建标定MAP,优化后填充到标定表中。福特的工程师们将标定和测试数据都引入Simulink模型中,然后用原始实验数据作为输入量来对模型进行仿真,而不是采用实际试验的方式来评估和修正标定表。工程师可以通过比较不同仿真结果来观察标定变更的效果,从而在电脑上对标定进行优化和重估。
福特目前正在将MathWorks工具的应用扩展到发动机标定的其他方面,包括排放和冷却系统。作为EOBD项目的成果,福特公司现在拥有可重用的发动机控制单元的模型,在将来进行一些开发时将不再需要新的测试数据。
MathWorks公司控制设计自动化的市场总监Paul Barnard表示:“MathWorks工具开发的目的就是为了使工程师的工作更有效。通过使用这些工具和基于模型的设计,福特的工程师们已经能够达到他们最初的目标——精简既费时又费钱的流程,还可以同样生产出福特闻名天下的高性能汽车。”
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