Разработка новых концепций управления дизельным фильтром твердых частиц
[Иллюстрация опущены]
Постоянное улучшение систем впрыска дизельного поставили такие преимущества, как улучшение динамики движения, низкий расход топлива и сокращение выбросов выхлопных газов. Тем не менее, во всем мире лимиты на выбросы выхлопных газов - и в особенности твердых частиц (ТЧ) - постоянно затягивается, и дизельные фильтры твердых частиц (DPF) с фильтрацией КПД более 90% стали обязательными.
Когда один глобальный OEM принято решение о введении новой концепции для систем DPF быть интегрированы в дизельных транспортных средств, он объединился с ПВП в процессе развития. Имея штаб-квартиру в Штутгарте, Германия, и региональных операций в США, Японии, Кореи, Китая, Индии, Франции и Великобритании, ПВП специализируется в области инжиниринга и развития инструментов и услуг для двигателей и транспортных средств производителей.
Благодаря использованию программного обеспечения ASCET функции дизайн ПВП, ES1000 быстрого создания прототипов оборудования и ПВП 'автомобильных инженерных служб, проект развития DPF был успешно завершен в установленные сроки.
Цепи ПВП инструмент предназначен для ускорения процесса разработки программного обеспечения и реализации эффективной методики. Это привело к выбору ASCET ES1000 и систем, а также LABCAR виртуального программного обеспечения ЭКЮ тестера. В то же время, новые DPF был экспериментальный проект для клиента, чтобы решить, будет ли введение ASCET как на основе моделей программного обеспечения для дизайна будущих функций.
Дизель удалить фильтры для твердых частиц твердых частиц в выхлопных газов дизельных двигателей с помощью фильтрации выхлопных газов и улавливания г. на поверхности фильтра подложки. Поскольку фильтр может засоряться со временем, инженеры необходимо обратить пристальное внимание на методы регенерации, т. е. сжигания накопленных твердых частиц. Если их не остановить, засорения фильтра может привести к увеличению потерь давления фильтра, которые могут уменьшить мощность двигателя и даже вызвать повреждение двигателя.
Один из способов регенерации фильтров является активно вмешиваться в воздух и впрыском топлива системы управления в практически во всех дорожных условиях в целях увеличения температуры выхлопных газов до точки, где отфильтрованных частиц сажи в DPF сжечь.
OEM клиентов был одним из первых производителей транспортных средств для осуществления DPF в производстве транспортных средств. Фильтр был помещен в выхлопной системе автомобиля, и регенерации состояла периодически сгорает частиц, когда температура выхлопных газов превышает 1022 [степени] F. Проблема заключается в генерации таких высоких температура выхлопных газов в фильтре. Клиент успешно преодолели эту проблему, используя:
* Фильтр карбида кремния элементов в сочетании с первичной каталитического нейтрализатора, а также датчиков температуры и давления;
* Стратегии борьбы с должности сгорания;
* Топливная добавка система, которая управляется с помощью отдельного блока управления двигателем (ECU).
[Иллюстрация опущены]
Один препятствием было то, что стратегии борьбы с должности сгорания привело к увеличению крутящего момента двигателя. Для того чтобы преодолеть эту проблему, инженеры стремились оптимизировать контроль давления наддува в турбокомпрессора, а также три дизель впрыскивания, - предварительные, основные и после инъекции. В конце концов, они были успешны в удовлетворении обеих DPF, а также требования качества диска.
требования проекта для новой стратегии борьбы вызвало некоторые трудности. Во-первых, существующие функции управления двигателем необходимые изменения для того, чтобы корректно работать с новой стратегии. Во-вторых, новые функции управления, такие как давление обнаружения до и после DPF, требуются дополнительные программные интерфейсы не доступны в существующую стратегию управления двигателем. Клиента решить эту проблему за счет добавления новых датчиков давления и подачи их непосредственно в новой стратегии управления разработаны с использованием ASCET модели развития, основанного на окружающую среду. Существующую систему контроля функций в ЭКЮ минуют новых функций, предназначенных в ASCET и работает на ES1000 в режиме реального времени прототипа системы.
Так как дизельный двигатель почти всегда работает с избытком воздуха ([лямбда]> 1), тщательного вмешательства в воздух и системой распределенного впрыска топлива необходимы для того, чтобы обеспечить, что право смесь воздуха с топливом был доставлен в цилиндры для достижения необходимых [лямбда] объема выхлопных газов, не вызывая неприятные обратной связи водителя. Даже небольшие отклонения в точности учета топлива и количества воздуха может привести к неприемлемо высокой температуры в DPF. Использование высокоточной технологии впрыска топлива и передовые стратегии управления осуществляется в ASCET, X значения жестко контролироваться при всех условиях эксплуатации.
Еще одним ключевым элементом, в дополнение к [лямбда управления], был точный контроль температуры отходящих газов в процессе регенерации. Температура следовало бы сохранить в узкой полосе, которая зависит от массы хранение сажи в DPF, выхлопных газов и массового содержания кислорода. Это осложняется тепловая инерция в автомобиле в выхлопной системы вызывает задержки между изменением количества инъекций, и в результате изменения температуры выхлопных газов.
[Иллюстрация опущены]
Клиент сумел решить эту проблему с помощью ASCET к модели тепловая инерция и дизельного катализатора окисления (DOC) вверх по течению DPF, что точно захвата динамики полного выхлопной системы. Это позволило точно рассчитано количество топлива, чтобы точно вводили в качестве запоздалого после инъекции в течение двигателя выхлопные инсульта. Поскольку это топливо не сгорает в двигателе, он был принят в DOC - где углерода в топливе происходит каталитическое окисление - при понижении температуры окисления сажи в DPF вниз до уровня, позволяющий автоматически регенерации.
Вместе с ростом температуры выхлопных газов достигнут путем внесения изменений в процесс сгорания в двигателе, DPF Температура регулируется с точностью до [или -] 68 [степени] Р целевое значение 1022 [степени] F необходимые для регенерации. Это не может быть достигнута без быстрый поворот раз и гибкость предлагаемых системой ПВП.
Новые функции были указаны, шаг за шагом с ASCET, а затем протестированы с ES1000 система быстрого прототипирования, который был связан с данным микропроцессор ЭБУ и адресных линий, через ПВП параллельных эмулятор памяти (ETK). ЕТК предоставляется в режиме реального времени 100 Мбит / с Ethernet коммуникацию между программным обеспечением ЭКЮ и модель ASCET, работающих на борту процессор моделирования в ES1000.
Это имеет решающее значение для процесса развития, поскольку модель ASCET необходимых данных из внутренней памяти ЭБУ для того, чтобы вычислить новые функции DPF. Результаты расчетов ASCET модели были отправлены обратно через ETK ссылке и обработаны надлежащим путем ЭКЮ. Синхронизации данных обеспечивается за счет двух каналов вызвано ЭКЮ.
Такая конфигурация позволяет ЭБУ двигателя, чтобы продолжить расчета практически все его первоначальные функции управления двигателем. Новые функции для DPF, разработанный с ASCET были бежать по моделированию процессор ES1000 в. Кроме того, изменения в существующие функции также запрограммирован в ASCET по мере необходимости. OEM удалось разработать и утвердить необходимые стратегии управления быстро и безопасно в единую среду разработки.
Все необходимые интерфейсы ЭКЮ были предоставлены ES1000 и ETK, предоставляя OEM быструю и безопасную окружающую среду тестирования. С прототипов система работает в режиме реального времени и синхронизированы с часами ЭБУ, эксперимент в среде ASCET при условии предварительной калибровки для новой функции управления. Таким образом, OEM смог обеспечить DPF была в пределах лимитов, установленных выбросов в регионе ЕЭК и FTP циклов испытаний.
ES1000 аппаратных средств, используемых для обхода новых функций управления 9-слота VME основе шасси. Первые два слота были использованы ES1120 борту (подключение к INCA калибровки программного обеспечения ПВП ") и совет ES1130 (PowerPC основе моделирования процессоров для выполнения ASCET моделей).
Третья доска, ES1232, было необходимо общаться с ETK установлен на ЭКЮ. В рамках этого проекта высокоскоростной аналоговый ввод борту (ES1303) также был использован в целях осуществления контроля давления и температуры датчика до и после DPF, необходимо в качестве вклада в новых функций. Все водители этих стандартных досках ПВП были предоставлены в рамках ASCET.
После того, новые функции, разработанные в ASCET были подтверждены и калибруется с помощью ES1000 системы быстрого прототипирования, поставщик ЭКЮ было предложено включить эти новые функции в стандартное программное обеспечение ЭКЮ. Недавно оборудованных ЭКЮ был проверен и откалиброван в виртуальной среде испытание с использованием LABCAR ПВП 'аппаратно-контура системы тестирования и калибровки INCA программного обеспечения. Дальнейшая оптимизация стратегии управления, в случае необходимости, было сделано на ASCET/ES1000/ETK системы, а затем другой итерации виртуального тестирования и калибровки с LABCAR и инков.
Цепи ПВП инструмент значительно сократить длительность каждого итеративного цикла. OEM, стремясь к более коротким временем развития, использовали ASCET модели развития на основе условий для этого и других проектов.
