Карты калибровки являются ключевой частью объекта и моделей контроллеров двигателя, доступных в Powertrain Blockset™. Модели Engine используют карты, чтобы представлять поведение двигателя и хранить оптимальные параметры управления. Использование калибровочных карт в системе управления приводит к гибким, эффективным алгоритмам управления и оценщикам, которые подходят для реализации модуля управления (ECU).
Чтобы разработать калибровочные карты для моделей объекта двигателя и контроллера в примеры готовых узлов, MathWorks® разработал и использовал процессы для измерения эффективности данных от моделей 1.5-L искрового зажигания (СИ) и воспламенения от сжатия (СИ) двигателя, предоставленных ООО «Гамма Технологии».
Чтобы представлять поведение объектов двигателя и контроллеров, характерных для вашего приложения, можно разработать свои собственные карты калибровки двигателя. Данные, необходимые для калибровки, обычно получаются из испытаний динамометра двигателя или оборудования моделей проекта двигателя.
Карты калибровки модели объекта управления двигателя в Powertrain Blockset SI и CI примеры готовых узлов повлиять на реакцию двигателя на входы управления (для примера, времени искры, положения дросселя и фазирования кулачка).
Чтобы разработать карты калибровки в моделях объекта управления двигателя Powertrain Blockset, MathWorks использовала модели GT-POWER из библиотеки моделирования GT-SUITE в Simulink®- виртуальный динамометр на основе. MathWorks использовала Model-Based Calibration Toolbox™ для создания планов тестирования DoE. Виртуальный динамометр на базе Simulink выполнил план тестирования DoE на эталонных двигателях GT-POWER 1.5-L SI и CI. MathWorks использовали Model-Based Calibration Toolbox, чтобы разработать карты калибровки модели объекта управления двигателя из GT-POWER.
Карты калибровки моделей контроллеров двигателя в примерах готовых узлов представляют оптимальные команды регулирования без разомкнутого контура для заданных рабочих точек двигателя.
Чтобы разработать карты калибровки для контроллера двигателя с искровым зажиганием, MathWorks использовал эталонные модели двигателя GT-POWER в процессе виртуальной оптимизации калибровки двигателя (VECO). Процесс оптимизировал команды управления разомкнутого контура для 1.5-L двигателей с искровым зажиганием, удовлетворяющие рабочим ограничениям двигателя для детонации, скорости турбонагнетателя и температуры выхлопа.
Для разработки калибровочных карт для контроллера двигателя CI MathWorks использовала тестовые данные DOE из образца модели GT-POWER 1.5-L CI, работающей при минимальном удельном расходе топлива (BSFC).
В моделях двигателей блоки Powertrain Blockset реализуют эти карты калибровки.
Карта | Используется для | В | Описание |
---|---|---|---|
Объемный КПД | Модель массового расхода CI-двигателя с плотностью потока воздуха | Интерполяционная таблица объемного КПД является функцией абсолютного давления впускного коллектора при закрытии впускного клапана (IVC) и скорости вращения двигателя где:
| |
Оптимальное начальное время впрыска (SOI) |
Оптимальная основная интерполяционная таблица времени запуска впрыска (SOI), ƒSOIc, является функцией скорости вращения двигателя и впрыскиваемой массы топлива, SOIc = ƒSOIc(F,N), где:
| ||
Оптимальное давление газа впускного коллектора |
Оптимальная интерполяционная таблица давления газа входного коллектора, ƒMAP, является функцией скорости вращения двигателя и впрыскиваемой массы топлива, MAP = ƒMAP(F,N), где:
| ||
Оптимальное давление газа выхлопного коллектора |
Оптимальная интерполяционная таблица давления газа в выпускном коллекторе, ƒEMAP, является функцией скорости вращения двигателя и впрыскиваемой массы топлива, EMAP = ƒEMAP(F,N), где:
| ||
Оптимальная температура газа на входе в коллектор |
Оптимальная интерполяционная таблица температуры газа входного коллектора, ƒMAT, является функцией скорости вращения двигателя и впрыскиваемой массы топлива, MAT = ƒMAT(F,N), где:
| ||
Оптимальный процент кислорода на входе газа |
Оптимальная интерполяционная таблица процента кислорода на входе, ƒO2, является функцией скорости вращения двигателя и массы впрыскиваемого топлива, O2PCT = ƒO2(F,N), где:
| ||
Оптимальное давление топливного рельса |
Оптимальная интерполяционная таблица давления топливного рельса, ƒfuelp, является функцией скорости вращения двигателя и впрыскиваемой массы топлива, FUELP = ƒfuelp(F,N), где:
| ||
Оптимальное валовое среднее эффективное давление |
Оптимальная валовая средняя эффективная интерполяционная таблица давления, ƒimepg, является функцией скорости вращения двигателя и впрыскиваемой массы топлива, IMEPG = ƒimepg(F,N), где:
| ||
Оптимальное среднее трение эффективное давление |
Оптимальное среднее трение, эффективное давление интерполяционную таблицу, ƒfmep, является функцией скорости вращения двигателя и впрыскиваемой массы топлива, FMEP = ƒfmep(F,N), где:
| ||
Оптимальное среднее эффективное давление накачки |
Оптимальное среднее значение откачки, эффективное давление интерполяционную таблицу, ƒpmep, является функцией скорости вращения двигателя и впрыскиваемой массы топлива, PMEP = ƒpmep(F,N), где:
| ||
Основной умножитель Эффективность SOI |
Основной запуск интерполяционной таблицы умножения эффективности впрыска (SOI), ƒSOIeff, является функцией скорости вращения двигателя и основного тайминга SOI относительно оптимального тайминга, SOIeff = ƒSOIeff(ΔSOI,N), где:
| ||
Коэффициент давления газа впускного коллектора эффективности |
Интерполяционная таблица давления эффективности умножения газа впускного манифольда, ƒMAPeff, является функцией отношения давления газа впускного манифольда к оптимальному отношению давления и лямбды, MAPeff = ƒMAPeff(MAPratio,λ), где:
| ||
Коэффициент эффективности входного коллектора газа |
Интерполяционная таблица коэффициента эффективности газа впускного коллектора, ƒMATeff, является функцией скорости вращения двигателя и температуры газа впускного коллектора относительно оптимальной температуры, MATeff = ƒMATeff(ΔMAT,N), где:
| ||
Множитель эффективности впускного коллектора |
Интерполяционная таблица умножения кислородной эффективности впускного коллектора, ƒO2Peff, является функцией скорости вращения двигателя и процента кислорода впускного коллектора относительно оптимального, O2Peff = ƒO2Peff(ΔO2P,N), где:
| ||
Указанное среднее эффективное давление после коррекции впрыска |
Указанная средняя эффективная интерполяционная таблица коррекции давления после впрыска, ƒIMEPpost, является функцией скорости вращения двигателя и давления топливного рельса относительно оптимальных точек останова, ΔIMEPpost = ƒIMEPpost(ΔSOIpost,Fpost), где:
| ||
Топливный рельс давления эффективности множитель |
Интерполяционная таблица давления эффективности умножения топливного рельса, ƒFUELPeff, является функцией давления скорости вращения двигателя и топливного рельса относительно оптимальных точек останова, FUELPeff = ƒFUELPeff(ΔFUELP,N), где:
| ||
Engine момента привода | Для модели простой интерполяционной таблицы крутящего момента двигатель CI использует интерполяционную таблицу, являющуюся функцией скорости вращения двигателя и впрыскиваемой массы топлива, , где:
| ||
Массовая доля углеводородов (HC) | Выбросы углеводородов | Интерполяционная таблица массовой дроби выбросов HC CI Core Engine является функцией крутящего момента и скорости вращения двигателя, HC Mass Fraction =, (Speed, Torque), где:
| |
Массовая доля монооксида углерода (СО) | Выбросы СО | Интерполяционная таблица массовой дроби выбросов CI Core Engine CO является функцией крутящего момента и скорости вращения двигателя, CO Mass Fraction =, (Speed, Torque), где:
| |
Массовая доля оксида азота и диоксида азота (NOx) | Выбросы NOx | Интерполяционная таблица массовой дроби выбросов CI Core Engine NOx является функцией крутящего момента и скорости вращения двигателя, NOx Mass Fraction =, (Speed, Torque), где:
| |
Массовая доля диоксида углерода (CO2) | CO2 выбросов | Интерполяционная таблица CI Core Engine CO2 массовой дроби выбросов является функцией крутящего момента двигателя и скорости вращения двигателя, CO2 Mass Fraction =, (Speed, Torque), где:
| |
Температура выхлопных газов | Температура выхлопных газов Engine в зависимости от массы впрыскиваемого топлива и скорости вращения двигателя | Интерполяционная таблица для температуры выхлопных газов является функцией впрыскиваемой массы топлива и скорости вращения двигателя где:
| |
Engine момента привода | Engine момента привода как функция командной массы топлива и скорости вращения двигателя | Mapped CI Engine |
Интерполяционная таблица момента привода двигателя является функцией командной массы топлива и скорости вращения двигателя, = и (F, N), где:
|
Массовый расход воздуха в Engine | Массовый расход воздуха в Engine как функция командной массы топлива и скорости вращения двигателя | Mapped CI Engine |
Интерполяционная таблица массового расхода воздуха является функцией командной массы топлива и скорости вращения двигателя, = и (Fmax, N), где:
|
Расход топлива в Engine | Расход топлива Engine как функция командной массы топлива и скорости вращения двигателя | Mapped CI Engine |
Интерполяционная таблица расхода топлива в двигателе является функцией командной массы топлива и скорости вращения двигателя, MassFlow =, (F, N), где:
|
Температура выхлопных газов Engine | Температура выхлопа Engine как функция командной массы топлива и скорости вращения двигателя | Mapped CI Engine |
Таблица температуры выхлопных газов двигателя является функцией командной массы топлива и скорости вращения двигателя, Texh =, (F, N), где:
|
Удельный расход топлива (BSFC) эффективности | BSFC эффективности как функция командной массы топлива и скорости вращения двигателя | Mapped CI Engine |
Эффективность топлива на тормоз (BSFC) является функцией командной массы топлива и скорости вращения двигателя, BSFC =, (F, N), где:
|
Выбросы углеводородов из двигателя (EO) | Выбросы EO углеводородов как функция командной массы топлива и скорости вращения двигателя | Mapped CI Engine |
Выбросы углеводородов из двигателя являются функцией командной массы топлива и скорости вращения двигателя, EO HC =, (F, N), где:
|
Выбросы угарного газа (ЭО) | EO выбросы монооксида углерода как функция командной массы топлива и скорости вращения двигателя | Mapped CI Engine |
Выбросы угарного газа из двигателя являются функцией командной массы топлива и скорости вращения двигателя, EO CO =, (F, N), где:
|
Выходящий из двигателя (EO) оксид азота и диоксид азота | EO выбросы оксида азота и диоксида азота как функция командной массы топлива и скорости вращения двигателя | Mapped CI Engine |
Выбросы оксида азота из двигателя и диоксида азота являются функцией командной массы топлива и скорости вращения двигателя, EO NOx =, (F, N), где:
|
Выбросы углекислого газа (ЭО) | Выбросы углекислого газа EO как функция командной массы топлива и скорости вращения двигателя | Mapped CI Engine |
Выбросы углекислого газа из двигателя являются функцией командной массы топлива и скорости вращения двигателя, EO CO2 =, (F, N), где:
|
Процент площади клапана рециркуляции отработавших газов (EGR) | Процент площади клапана рециркуляции отработавших газов (EGR) как функции командного крутящего момента и скорости вращения двигателя | CI Controller | Командная интерполяционная таблица процентов площади клапана рециркуляции отработавших газов (EGR) является функцией командного крутящего момента и скорости вращения двигателя где:
|
Положение статива турбонагнетателя переменной геометрии (VGT) | Положение турбонагнетателя переменной геометрии (VGT) в стойке как функция командного крутящего момента и скорости вращения двигателя | CI Controller | Интерполяционная таблица положения турбонагнетателя переменной геометрии (VGT) является функцией командного крутящего момента и скорости вращения двигателя где:
|
Командная общая масса топлива на впрыск | Командуемая общая масса топлива на впрыск как функция команды крутящего момента и скорости вращения двигателя | CI Controller | Командная общая масса топлива на таблицу впрыска является функцией команды крутящего момента и скорости вращения двигателя где:
|
Главное время запуска закачки (SOI) | ГРМ как функция командной массы топлива и скорости вращения двигателя | CI Controller | Основная интерполяционная таблица запуска впрыска (SOI) является функцией командной массы топлива и скорости вращения двигателя где:
|
Стандартный массовый расход рециркуляции отработавших газов (EGR) | Массовый расход EGR как функция стандартного отношения давления потока и площади потока клапана | CI Controller | Стандартный массовый расход рециркуляции отработавших газов (EGR) является интерполяционной таблицей, которая является функцией стандартного отношения давления потока и площади потока клапана EGR где:
|
Отношение давления турбонагнетателя | Отношение давления турбонагнетателя как функции стандартного массового расхода воздуха и скорректированной скорости турбонагнетателя | CI Controller | Отношение давления турбонагнетателя, скорректированное для переменной скорости турбонагнетателя геометрии (VGT), является интерполяционной таблицей, которая является функцией стандартного массового расхода воздуха и скорректированной скорости турбонагнетателя, , где:
|
Коррекция отношения давления турбонагнетателя | Коррекция отношения давления турбонагнетателя как функции положения стойки | CI Controller | Коррекция отношения давления турбонагнетателя переменной геометрии является функцией положения стойки, Prvgtcorr =, (VGTpos), где:
|
В моделях двигателей блоки Powertrain Blockset реализуют эти карты калибровки.
Карта | Используется для | В | Описание |
---|---|---|---|
Объемный КПД Engine | Модель массового потока воздуха со скоростью-плотностью двигателя с искровым зажиганием | Интерполяционная таблица объемного КПД двигателя, , является функцией абсолютного давления впускного коллектора и скорости вращения двигателя где:
| |
Объем цилиндра на таблице закрытия впускного клапана (ИВК) | Модель воздушного массового потока двухфазного кулачка двигателя с искровым зажиганием | Объем цилиндра на таблице закрытия впускного клапана (ИВК), является функцией угла фазера впуска кулачка где:
| |
Коррекция захваченной массы | Модель воздушного массового потока двухфазного кулачка двигателя с искровым зажиганием | Таблица коэффициентов коррекции массы в ловушке, , является функцией нормированной плотности и скорости вращения двигателя где:
| |
Массовый расход воздуха при углах кулачка-фазера | Модель воздушного массового потока двухфазного кулачка двигателя с искровым зажиганием | Интерполяционная таблица модели массового расхода всасывания фазера является функцией углов кулачка выхлопа и массового потока захваченного воздуха где:
| |
Коррекция массового расхода воздуха | Модель воздушного массового потока двухфазного кулачка двигателя с искровым зажиганием | Интерполяционная таблица коррекции массового расхода всасываемого воздуха, , является функцией идеальной нагрузки и скорости вращения двигателя где:
| |
Внутренний крутящий момент | Модель структуры крутящего момента двигателя с искровым зажиганием | Интерполяционная таблица внутреннего крутящего момента, , является функцией скорости вращения двигателя и нагрузки двигателя, , где:
| |
Крутящий момент трения | Модель структуры крутящего момента двигателя с искровым зажиганием | Интерполяционная таблица момента трения, , является функцией скорости вращения двигателя и нагрузки двигателя, , где:
| |
Крутящий момент откачки |
Модель структуры крутящего момента двигателя с искровым зажиганием |
Интерполяционная таблица ƒTpump работы по перекачке является функцией нагрузки на двигатель и скорости вращения двигателя,
| |
Оптимальное усовершенствование искры | Модель структуры крутящего момента двигателя с искровым зажиганием | Оптимальная искровая интерполяционная таблица, , является функцией скорости вращения двигателя и нагрузки двигателя, , где:
| |
Искровая эффективность | Модель структуры крутящего момента двигателя с искровым зажиганием | Интерполяционная таблица искровой эффективности, , является функцией искровой задержки от оптимальной где:
| |
Лямбда эффективность | Модель структуры крутящего момента двигателя с искровым зажиганием | Интерполяционная таблица эффективности lambda, , является функцией лямбды, , где:
| |
Простой крутящий момент | Простая модель крутящего момента двигателя с искровым зажиганием | Для модели простой интерполяционной таблицы крутящего момента двигателя с искровым зажиганием использует карту интерполяционной таблицы, которая является функцией скорости вращения двигателя и нагрузки, , где:
| |
Массовая доля углеводородов (HC) | Выбросы углеводородов | Интерполяционная таблица массовой дроби выбросов HC SI Core Engine является функцией крутящего момента и скорости вращения двигателя, HC Mass Fraction =, (Speed, Torque), где:
| |
Массовая доля монооксида углерода (СО) | Выбросы СО | Интерполяционная таблица массовой дроби выбросов SI Core Engine CO является функцией крутящего момента и скорости вращения двигателя, CO Mass Fraction =, (Speed, Torque), где:
| |
Массовая доля оксида азота и диоксида азота (NOx) | Выбросы NOx | Интерполяционная таблица массовой дроби выбросов SI Core Engine NOx является функцией крутящего момента и скорости вращения двигателя, NOx Mass Fraction =, (Speed, Torque), где:
| |
Массовая доля диоксида углерода (CO2) | CO2 выбросов | Интерполяционная таблица SI Core Engine CO2 массовой дроби выбросов является функцией крутящего момента двигателя и скорости вращения двигателя, CO2 Mass Fraction =, (Speed, Torque), где:
| |
Температура выхлопных газов | Engine расчет выхлопа как функцию скорости вращения двигателя и нагрузки | Интерполяционная таблица температуры выхлопных газов, , является функцией нагрузки на двигатель и скорости вращения двигателя где:
| |
Крутящий момент Engine | Engine момента привода как функцию командного крутящего момента и скорости вращения двигателя | Mapped SI Engine |
Интерполяционная таблица крутящего момента двигателя является функцией командного крутящего момента двигателя и скорости вращения двигателя, T =, (Tcmd, N), где:
|
Массовый расход воздуха в Engine | Массовый расход воздуха Engine как функция командного крутящего момента и скорости вращения двигателя | Mapped SI Engine |
Интерполяционная таблица массового расхода воздуха двигателя является функцией командного крутящего момента двигателя и скорости вращения двигателя, = и (Tcmd, N), где:
|
Расход топлива в Engine | Расход топлива Engine как функция от командной массы крутящего момента и скорости вращения двигателя | Mapped SI Engine |
Интерполяционная таблица массового расхода топлива в двигателе является функцией командного крутящего момента двигателя и скорости вращения двигателя, MassFlow = и (Tcmd, N), где:
|
Температура выхлопных газов Engine | Температура выхлопа Engine как функция командного крутящего момента и скорости вращения двигателя | Mapped SI Engine |
Интерполяционная таблица температуры выхлопных газов двигателя является функцией командного крутящего момента двигателя и скорости вращения двигателя, Texh =, (Tcmd, N), где:
|
Удельный расход топлива (BSFC) эффективности | Удельный расход топлива (BSFC) как функция командного крутящего момента и скорости вращения двигателя | Mapped SI Engine |
Эффективность топлива на тормоз (BSFC) является функцией командного крутящего момента двигателя и скорости вращения двигателя, BSFC =, (Tcmd, N), где:
|
Выбросы углеводородов из двигателя (EO) | Выбросы EO углеводородов как функция командного крутящего момента и скорости вращения двигателя | Mapped SI Engine |
Выбросы углеводородов из двигателя являются функцией командного крутящего момента двигателя и скорости вращения двигателя, EO HC =, (Tcmd, N), где:
|
Выбросы угарного газа (ЭО) | EO выбросы монооксида углерода как функция командного крутящего момента и скорости вращения двигателя | Mapped SI Engine |
Выбросы угарного газа из двигателя являются функцией командного крутящего момента двигателя и скорости вращения двигателя, EO CO =, (Tcmd, N), где:
|
Выбросы оксида азота и диоксида азота | EO выбросы оксида азота и диоксида азота как функция командного крутящего момента и скорости вращения двигателя | Mapped SI Engine |
Выбросы оксида азота из двигателя и диоксида азота являются функцией командного крутящего момента двигателя и скорости вращения двигателя, EO NOx =, (Tcmd, N), где:
|
Выбросы углекислого газа (ЭО) | EO выбросы углекислого газа как функция командного крутящего момента и скорости вращения двигателя | Mapped SI Engine |
Выбросы углекислого газа из двигателя являются функцией командного крутящего момента двигателя и скорости вращения двигателя, EO CO2 =, (Tcmd, N), где:
|
Команда Wastegate area percent | Команда Wastegate area percent как функция от командной нагрузки двигателя и скорости вращения двигателя | SI Controller | Процентное значение площади отхода, командная интерполяционная таблица, , является функцией командной нагрузки двигателя и скорости вращения двигателя где:
|
Команда процента положения дросселя | Команда процента положения дросселя как функция команды процента площади дросселя | SI Controller | Интерполяционная таблица процента команд положения дросселя, , является функцией команды процента площади дросселя где:
|
Команда процента площади дросселя | Команда процента площади дросселя как функция от командной нагрузки и скорости вращения двигателя | SI Controller | Процент площади дросселя команды интерполяционной таблице, , является функцией командной нагрузки и скорости вращения двигателя где:
|
Искровое усовершенствование | Искровое усовершенствование как функция от расчетной нагрузки и скорости вращения двигателя | SI Controller | Интерполяционная таблица усовершенствования искры является функцией от предполагаемой нагрузки и скорости вращения двигателя. где:
|
Командованная лямбда | Командуемая лямбда как функция от расчетной нагрузки двигателя и измеренной скорости вращения двигателя | SI Controller | Командованная лямбда, , интерполяционная таблица является функцией от предполагаемой нагрузки на двигатель и измеренной скорости вращения двигателя где:
|
Команда угла входного кулачка | Команда угла кулачка всасывания как функции нагрузки на двигатель и скорости вращения двигателя | SI Controller | Интерполяционная таблица команд угла кулачка всасывания, , является функцией нагрузки на двигатель и скорости вращения двигателя где:
|
Командная нагрузка на двигатель | Командная нагрузка на двигатель как функция от командного крутящего момента и скорости вращения двигателя | SI Controller | Командная интерполяционная таблица нагрузки двигателя, , является функцией командного крутящего момента и скорости вращения двигателя где:
|
Угол выхлопного кулачка-фазера | Угол кулачка выхлопа в зависимости от нагрузки на двигатель и скорости вращения двигателя | SI Controller | Интерполяционная таблица команд угла кулачка выхлопа, , является функцией нагрузки на двигатель и скорости вращения двигателя где:
|
CI Controller | CI Core Engine | Mapped CI Engine | Mapped SI Engine | SI Controller | SI Core Engine