DENSO应用LMS Imagine.Lab AMESim对其i-ART进行算法的鲁棒性验证

关于DENSO

DENSO，日本汽车技术、系统和

零部件领先供应商，业务遍及35个不

同的国家和地区，世界上主要的汽车

OEM制造商。截止2011年，其年销售

额已经达到377亿美元，其中9%用于

研发工作。

节能型和高功率的柴油发动机技

术已经广泛应用于各种车辆，从乘用

车到越野车，均可采用这种技术。随

着排放和燃油消耗的法规和技术要求

不断严格，DENSO和市场上其他生产

商一样，都面临着保证车辆性能和满

足法规二者的矛盾。

应对挑战

为了满足这些需求，市场上出现

了各种创新型技术。这些技术包括

了改善空气进气道、高压涡轮增压

技术和高废气再循环率(EGR)后处理

技术，以及对柴油机尾气进行微粒捕

集技术(DPF)或选择性催化还原技术

(SCR)。但是这些系统仍会带来燃油

经济性和成本之间的矛盾问题。

这些将导致对燃油喷射系统提出

更高的需求。有一种技术方向是增加

额外的喷射压力，使乘用车发动机压

力达到2500bar、在重型发动机上可达

到3000bar，这种技术可大幅提高燃油

雾化和混合气形成，以及提高发动机

的燃油经济性和改善发动机的性能。

但是，除了高喷射压力问题，

还有一些其它的挑战需要解决，例

如提高多点喷射精度。为实现该目

标，DENSO开发了一种闭环控制系统

来控制喷射量以及解决整个生命周期

的定时问题，即所谓的i-ART系统(智

能精细化技术)。每个喷射器均内置

一个压力传感器，用于测量喷射入口

的压力。根据压力信号，i-ART系统

可以计算出喷射量，正是有了上述控

制模型，才能够实现喷射量的闭环控

制。

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I-ART精确控制由G4S及其内置的压力传感器注入的燃油量。压力传感器会测量注射压力并将其循环返回到ECU。在ECU中，喷射率和数量是由

一个闭环反馈控制信号得到的模型计算的。

与LMS合作解决疑难

实际情况表明，并不是所有生

产出的燃油喷射器都一样，即使在

很小的范围内，由于存在所谓的“

制造误差”，每个燃油喷射器在喷

射量方面均有不同。要回答的问题

是，i-ART系统的鲁棒性能是否可以

应对这些喷射器因几何尺寸的变化而

带来误差的问题。为此，DENSO应用

LMS Imagine. Lab AMESim软件，在

该软件系统中构建了一个高效的喷射

器数值计算模型，模拟其在最坏参数

情况下的功能表现。“我们选择LMS

Imagine. Lab AMESim，是因为LMS是

汽车行业液压系统仿真领域的领先者

及行业标准。”来自于DENSO欧洲国

际先进柴油机工程部的Jost Weber博

士解释说。

对于给定的额定参数，数值模型

需提供高精度的仿真结果，对于燃油

喷射量的设计容差问题，模型需提供

足够的灵敏度响应。

LMS系统仿真工具满足这些需

求，并允许DENSO在多种操作条件下

评价设计容差对喷射量和入口压力的

影响。

DENSO公司非常满意LMS Imagine.

Lab AMESim软件系统，因为该软件系

统可以非常容易的建立系统仿真模型

而且其界面友好。

正是有了LMS系统仿真工具，在

产品开发前期，DENSO便能够改善他

们的i-ART算法的鲁棒性能，从而提

前解决大量潜在问题。

Jost Webe博士总结“LMS

Imagine.Lab AMESim使我们在短

短的7个小时内，在设定7个参

数、6种操作条件下模拟仿真最坏

情况下的性能。平均每40秒便可

运行一次仿真。开始我们还在担

忧，运行一次这样的程序需要花

费多长时间？开发一套物理样机

需要付出多大的代价？”

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