发动机性能标定在梅赛德斯-AMG

哈桑乌尊,梅赛德斯-AMG有限公司

优化的发动机标定是奔驰AMG的设计结合了动力性能和环保责任的动力系统的关键。当今复杂的,高程度的自由度发动机的标定甚至可以挑战了最有经验的汽车工程师。有太多的变量的组合,以单独地测试,和之间的性能,效率,排放和可靠性折衷是复杂的。

在AMG,我们开发了使用MATLAB自定义的发动机标定工具®,基于模型的标定工具箱™和并行计算工具箱™,使工程师专业知识的各级提取AMG的动力系统可能的最高性能(图1)。该工具支持整个校准万博1manbetx过程中,从设计的实验,通过模型生成和选择,以优化。

图1. AMG校准工具主菜单。

应用设计 - 的 - 实验方法论

发动机性能取决于大量的发动机控制参数的精确控制。例如,今天的发动机控制单元(ECU)使每个发动机循环多次注射,每个具有不同量的燃料,增加更多的参数的问题。发动机标定涉及调整这些变量和其他跨发动机转速和负荷的工作范围内最大限度地提高性能。

因为校准变量的影响是相互依存的,所以不可能通过简单地在一个时间优化一个变量来校准的发动机。然而,因为有可能一打或更多的变量,每一个可能值的范围,这是不可行的,以测试在工作的发动机的所有可能的组合。

通过生成测试计划,有效地确定发动机响应的性质实验的设计(DOE)的方法解决了这个问题。我们开发该工具允许没有任何专业知识应用于美国能源部的方法论AMG的综合校准过程的一部分工程师。

建立一个自定义校准工具

开发标定工具是一个三阶段的努力。在第一阶段,我们建立了坚固的设计,建模和优化流程,系统校准使用基于模型的标定工具箱GUI的AMG引擎。

一旦这些程序已经到位,我们采用了基于模型的标定工具箱命令行界面捕捉MATLAB功能所需的步骤。我们希望提供适合我们的工作流程的具体意见和我们的标定工程师的具体要求的应用程序。出于这个原因,在第三阶段中,我们使用MATLAB创建经由命令行接口(图2)调用基于模型的标定工具箱定制GUI。生成和评估候选发动机的车型是可以需要几分钟来处理计算密集型任务的校准。为了加快这一步骤中,我们使用并行计算工具箱采取所有在AMG的双核工作站提供的处理能力的优势。这个简单的变化给了MATLAB访问两个CPU,使我们的团队来执行他们的模型计算大约比以前快了1.7倍。

图2.型号设置对话框。

校准工作流程

新的校准工具已经精简和简化在AMG校准过程。与美国能源部方法没有以前的知识,即使工程师所使用的工具,并获得了优异的成绩。

工程师首先进入已知的可变限制,例如最小和最大燃料喷射量(在每次注射毫克测量)和火花正时范围(度的曲轴测量)。接口只要求我们需要AMG引擎的信息,由AMG的工程师理解的术语。所调用基于模型的标定工具箱中的工具来生成一组最少的测试点要在发动机测功机上运行。在评估了一些实验设计类型,包括全因子,中心组合,和拉丁超立方的,我们在一个自定义的方法,结合空间填充和最佳的技术解决。

接着,工程师携带测试数据 - 包括扭矩,排放和燃料消耗回测量到工具,这再次调用基于模型的标定工具箱生成发动机模型(图3)。

图3.模型比较和选择的工具。

最后,该工具使用基于模型的标定工具箱以优化校准设置在一系列发动机转速和负荷的值。例如,我们指定的排放限制,以满足监管要求和燃料消耗量限值,以满足我们的环保目标,并为表现然后优化扭矩。基于模型的标定工具箱解决了这些大的约束优化问题产生查找准备出口到ECU表。

建筑更环保性能车

MATLAB和基于模型的标定工具箱的命令行界面,使我们能够实现的解决方案,可以无缝融入AMG现有的校准工作流程。我们的专业校准工具帮助AMG实现其欧6合规目标。能源部方法和计算密集型统计建模和优化任务多核并行化加速了这一进程。

AMG的工程师们使用的工具,新的梅赛德斯 - 奔驰SLS AMG的校准过程的一部分。这款跑车的6.3升V8 AMG发动机提供的扭矩650nm的420千瓦/ 571马力的峰值输出(所有值都临时数字)。的鸥翼模型(图4)从0加速到3.8秒100公里每小时。精确的校准贡献17.8英里(每百公里13.2升)的汽车的最佳的一流的燃油消耗。

图4.奔驰SLS AMG鸥翼。梅赛德斯 - 奔驰SLS AMG鸥翼。的鸥翼从0加速到3.8秒100公里每小时。

使用梅赛德斯 - 奔驰SLS AMG等项目定制校准工具的主要优点是,它是专为AMG的具体需求和现有的校准过程。其结果是,AMG的工程师和技术人员可以专注于AMG引擎的流线型校准过程的具体细节。

发布时间2010 - 91846v00


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