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Lotus工程公司开发控制系统软件以减少柴油排放

挑战

开发控制系统,使柴油发动机运行更清洁,并达到美国环保署的柴油排放标准

解决方案

使用MathWorks工具进行基于模型的设计,对减排组件的控制系统进行建模和模拟,然后生成用于轨道验证测试的定点生产意图代码

结果

  • 快速交付概念验证
  • 开发时间减少30%
  • 生成高质量、以生产为目的的代码

“通过使用MathWorks工具进行基于模型的设计及其生产代码生成功能,我们变得更加敏捷,可以快速应对未来的技术软件挑战。”

罗杰·都铎,莲花工程公司
排放控制系统。
排放控制系统。

美国环境保护署(EPA)为2007年柴油尾气排放制定了严格的标准,以减少95%的污染。为了符合这些标准,柴油发动机需要将氮氧化物排放量减少50%以上,颗粒物排放量减少90%。

作为领先的汽车咨询公司,Lotus Engineering通过使用MathWorks的基于模型的设计工具来为排放控制系统建模、模拟和生成代码,帮助其客户满足这些要求。

Lotus工程公司首席工程师Roger Tudor说:“使用MathWorks工具对我们的控制系统进行建模,使我们能够管理新排放技术的复杂性以及催化剂和其他组件之间的相互作用。”“这些工具使一项非常困难的任务对我们来说变得容易多了。我认为如果没有他们,我们不可能做到这一点。”

挑战

莲花工程公司的客户希望避免重新设计发动机,而是选择尾气后处理以减少排放。Lotus Engineering需要开发一个发动机管理系统,该系统包含一系列排放控制技术和组件,如氧化催化剂、柴油颗粒过滤器和氮氧化物陷阱。该系统必须管理主动和被动再生,以清洁颗粒过滤器。此外,它还需要防止失控的高温条件,并管理废气的脱硫。

图多尔解释说:“这是一个雄心勃勃的项目,时间很紧。”“通常情况下,我们会在纸上绘制设计草图,但由于这个项目的复杂性和时间要求,我们需要额外的工具。”

Tudor和他的团队需要快速建模和模拟控制系统,然后自动生成用于轨道验证测试的生产级代码。

解决方案

Lotus Engineering使用Simu万博1manbetxlink和statflow开发了一个控制柴油排放的发动机管理系统和嵌入式编码器®为系统生成生产目的代码。

为了启动项目,Tudor参加了MathWorks培训,并与MathWorks咨询公司合作提供现场协助。“参考文件、例子和培训课程格式都非常棒。专家咨询支持也非常好,反应迅速,”Tudor万博1manbetx说。

Tudor使用Simu万博1manbetxlink和statflow开发了催化剂和附加喷油器的算法和控制策略。他们使用statflow来控制系统中事件的时间。Simu万博1manbetxlink模型还包含了安全功能,以控制后处理系统中的温度和主开关。

利用MATL万博1manbetxAB Central上的遗留代码工具生成的Simulink s函数,Tudor将现有算法合并为插值表。“我将遗留代码集成到模型中,所以我知道我是在用真正的算法进行模拟。生成的代码也非常巧妙地调用了这些相同的算法,”Tudor解释道。

Tudor使用MATLAB导入插值表,然后保存到目标的校准区域。他还使用MATLAB对真实数据的记录进行后处理,以反馈到模拟中。

然后,Tudor使用Simuli万博1manbetxnk来模拟和验证系统,然后使用Embedded Coder自动生成生产意图的代码。然后,他将用于生产的代码下载到摩托罗拉MPC563微控制器上。虽然代码是高效的,但在目标上的浮点性能是不可接受的,所以Tudor使用Simulink fixed point中的数据类型将模型转换为定点。万博1manbetx

Lotus工程公司将很快开始在极端条件下进行车辆测试。“我们期待着战略的改进。MathWorks工具将帮助我们在该领域快速做出改变,避免延迟和潜在的误解,”Tudor说。

基于MathWorks工具的早期成功,该团队正在建模一个完整的引擎控制单元。

结果

  • 快速交付概念验证.“在项目的第一个月,我们的客户想要看看柴油发动机节流对扭矩的影响。我们创建了一个Simuli万博1manbetxnk模型,使油门与燃料量和时间的变化同步,以产生最大的催化剂温度,”Tudor解释道。“我们从模型中自动生成代码,并将其放入测试轨道上的车辆中。基于该测试,客户相信我们能够实现项目目标。”

  • 开发时间减少30%.Tudor报告说:“以前,我们会将开发流程图作为第一个任务,并从中手工编码。“现在,我们使用Simul万博1manbetxink和statflow进行详细设计,并简单地生成和测试代码。我们不仅将开发时间减少了30%,而且现在我们的设计模型更容易在程序生命周期内进行同行评审和维护。”

  • 生成高质量、以生产为目的的代码.“由Simulink Coder生成的代码质量万博1manbetx比手工编码好多了。错误存在于设计中,而不是代码中,它们更容易识别和纠正。因为我们可以在statflow和Simulink中更容易地发现和修复错误,我们可以快速迭代和重新测试,”Tudor说。万博1manbetx