前世华夏国内常见的车辆仿真商业ruan件有奥地利李斯特内燃机及测试设备公司开发的汽车xing能仿真分析ruan件cruise。
参数优化将汽车的动力xing、经济xing、排放xing能和制动xing能作为目标函数,将发动机功率、汽车重量和变速qi的各档传动比等参数作为优化变量,在一定范围内,寻求最优匹pei组合,使汽车达到最佳xing能价格比。
在完成发动机匹pei设计计算后,gen据初步确定的计算参数和汽车布置形式,可以从市场上选择一款或多款发动机和变速qi,然后选择和开发相应制动、转向和空调系统等bu件,在发动机舱和车shen上试布置。
也可以通过建立汽车和bu件的cad数字模型,在cadruan件环境中试装pei,检查干涉情况,并进行调整。在确定汽车主要bu件的位置后,可以进行后续工作,发动机附件系统的开发。
通常汽车发动机供应商只提供基础发动机或发动机基ti,它缺少bu分外围附件系统,因此需要汽车制造商开发这些系统。这些附件系统包括:风扇及风扇离合qi、进排气guandao、空气过滤qi、发动机油泵、发动机悬置、动力转向泵、三元cui化qi、空调压缩机、燃油供应系统。
这些都需要应用cadruan件来设计汽车和bu件的数字模型。
主要的汽车设计cadruan件有:美国unigraphicssolutions公司的unigraphics、美国parametricteologycorp公司的pro/engineer、法国dassauhsystems达索公司的catia。
主要的cad建模方法有:特征造型、用三坐标测量机进行逆向扫描。
当用cad建模zuo出汽车bu件的模型之后,就需要用分析ruan件cae,对这些模型进行可行xing和xing能分析。
前世主要的汽车cae分析ruan件有:ansys安世gu份公司的ansys系列ruan件、mscsoftware公司的adams、nastran和patran等系列ruan件、lms公司的sysnoise、fancs和等系列噪声分析ruan件。
发动机匹pei项目中的cae分析项目有:发动机的噪声与振动分析、发动机支撑的分析、发动机热力学分析、汽车碰撞分析、计算liuti力学分析验证散热qi的尺寸和发动机进气liu动特xing。
完成上述分析之后,就需要制造出实物来进行juti的实验。
主要试验项目包括:发动机和汽车台架试验、发动机噪声与振动试验、发动机悬置的振动频率测量试验、排气系统的耐久xing试验、发动机过滤qi和冷却系统的压力和liu动试验。
当发动机bu分设计完成之后,便开始进行下一步的发动机的电气匹pei技术----发动机guan理系统及其开发技术研发。
发动机guan理系统ems是在发动机电子点火和电控汽油penshe1系统的基础上,发展起来的集电子控制penshe1、排放控制、电子点火、起动、防盗、诊断等功能于一ti的集成电路系统。
ems能实现对发动机各系统的jing1确和灵活控制,是改善发动机各项xing能指标和排放的主要手段。发动机guan理系统由微chu1理qi、各zhong传感qi、执行qi组成,通过传感qi检测各zhong工作状态和参数,然后由微chu1理qi经过计算、分析、判断后发出指令给各执行qi完成各zhong动作,使发动机在各zhong工作状况下都能以最佳状态工作。
发动机guan理系统开发技术涉及到计算机技术、自动控制、嵌入式系统、发动机技术等多个领域,是汽车电气控制系统中最复杂的系统。
前世成熟时期的汽车制造商在匹pei发动机系统的过程中,不需要进行ems的开发工作。这是因为通常由发动机供应商提供的基础发动机上,已经pei有现成的ems,汽车制造商仅需要联系相应的ems开发商进行标定工作。
前世liu行的ems开发过程是,在matbsimulink仿真计算平台上,采用可视化和模块化的方法,建立发动机控制模型,待调试成功后,编译成机qi执行代码,然后下载到汽车ecu中。
例如英国pi技术公司推出的发动机和汽车控制系统openecu开发工ju,提供了一zhong自动代码生成和快速原型的解决方案,它的应用范围包括发动机、变速qi、底盘和混合动力控制系统以及汽车批量生产系统。openecu平台能够在matbsimulink环境中自动生成控制代码,然后在汽车ecu中运行。
当上述目标完成后,就需要对发动机进行标定实验。
发动机的标定试验,是指在汽车不同的工作状态和气候环境下,对发动机guan理系统的参数进行不断调试,找到发动机最佳工作状态下一组参数的测试技术。
它通常分为室内台架试验和室外dao路试验,室外dao路试验要求在汽车试车场进行,另外还要进行“高寒、高温和高海ba”的“三高”试验。发动机标定试验的主要工ju是发动机标定ruan件和发动机标定设备。
通常某一型号的发动机ecu内bu的控制算法ruan件是固定的,但其包han的数千个自由参数是可调的,对于不同的车型这些参数都需要通过发动机匹pei标定进行调试优化,使得整车通过各zhong排放与驾驶xing能指标。匹pei标定是一个复杂的系统工程。
它包括台架试验、可控环境实验室试验、基于数学模型的标定计算、排放试验、功能验证试验等。在整个工程过程中,必须将各zhong先进的标定工juying件设备和计算机ruan件组成无feng连接标定系统,其中包括ecu的通讯、ruan件烧写、标定参数guan理、在线标定、温度采集系统、模拟数据采集系统等。
而实现上述标定实验的前提,就是发动机的标定ruan件。
发动机标定ruan件ju有从发动机传感qi采集试验数据,经过技术chu1理后,再将其写入或下载到汽车ecu中,同时由于在标定试验中需要chu1理大量试验数据,发动机标定ruan件ju有强大的数据库guan理功能。
由于前世成熟时期的发动机的功能越来越复杂,控制参数也由最初的十几个急剧上升到目前的上千个,这导致试验次数呈几何级数上升。要求对每一个标定参数的所有工况都进行排列组合的试验,是不可能实现的。
因此,现在也出现了基于试验优化技术的标定ruan件,例如mathworks公司推出的matb基于模型的标定工ju箱mbc,它可以优化试验方案,减少标定试验的次数,降低试验费用,缩短试验周期。
有ruan件,肯定就需要将ruan件写入cpu的设备,这个设备在汽车工序里就叫zuo发动机标定设备,它在发动机标定试验中,需要测量发动机的转速、温度和压力等多zhong物理量,另外需要将标定ruan件生成的标定数据写入汽车ecu中。
在完成了ecu与发动机的匹pei后,需要进行最后的发动机台架标定实验。
发动机台架标定试验项目包括:发动机实际充气效率、空燃比、点火正时、基本发动机热机标定;整车标定试验项目包括:整车废气排放控制、整车驾驶xing、热带环境、高原环境、寒带环境、车辆零bu件故障诊断系统标定、系统验证。
至此,整个发动机的机械与电子bu分就设计完成了。
杨小乐在扉页上写上《汽车发动机与ecu研发liu程》,然后,想了想,又在技术资料的末尾写上,需要研发的peitao的仿真、cad极其相关设备。
至于其它bu件的ecu,比如汽车传动系统、汽车转向和行驶系统、保证行车安全的电控装置、满足驾驶员和乘客舒适xing和娱乐xing的电控装置、汽车工程监视及信息guan理系统等等,杨小乐在另一个研发资料里只是简单地罗列了一下,便开始写另外一份资料。
前世随着轿车电子化自动化的提高,ecu的数目日益增多,线路也日益复杂。为了简化电路和降低成本,汽车上多个ecu之间的信息传递就要采用一zhong称为多路复用通信网络技术,将整车的ecu形成一个网络系统,也就是数据总线。
而杨小乐写的这份资料,就是关于数据总线的资料。
1986年2月,robertbosch公司在sae汽车工程协会大会上介绍了一zhong新型的串行总线——控制qi局域网,那是诞生的时刻。
前世的20世纪末,在欧洲几乎每一辆新客车均装pei有局域网。同样,也用于其他类型的jiao通工ju,从火车到lun船或者用于工业控制。已经成为全球范围内最重要的总线之一——甚至领导着串行总线。
而在前世在的1999年,有接近6千万个控制qi投入应用;2000年,市场销售超过1亿个qi件。
它在汽车领域上的应用是最广泛的,世界上一些著名的汽车制造厂商,如奔驰、宝ma、劳斯莱斯和捷豹等都采用了总线来实现汽车内bu控制系统与各检测和执行机构间的数据通信。
同时,由于总线本shen的特点,其应用范围已不再局限于汽车行业,而向自动控制、航空航天、航海、过程工业、机械工业、纺织机械、农用机械、机qi人、数控机床、医疗qi械及传感qi等领域发展。
参数优化将汽车的动力xing、经济xing、排放xing能和制动xing能作为目标函数,将发动机功率、汽车重量和变速qi的各档传动比等参数作为优化变量,在一定范围内,寻求最优匹pei组合,使汽车达到最佳xing能价格比。
在完成发动机匹pei设计计算后,gen据初步确定的计算参数和汽车布置形式,可以从市场上选择一款或多款发动机和变速qi,然后选择和开发相应制动、转向和空调系统等bu件,在发动机舱和车shen上试布置。
也可以通过建立汽车和bu件的cad数字模型,在cadruan件环境中试装pei,检查干涉情况,并进行调整。在确定汽车主要bu件的位置后,可以进行后续工作,发动机附件系统的开发。
通常汽车发动机供应商只提供基础发动机或发动机基ti,它缺少bu分外围附件系统,因此需要汽车制造商开发这些系统。这些附件系统包括:风扇及风扇离合qi、进排气guandao、空气过滤qi、发动机油泵、发动机悬置、动力转向泵、三元cui化qi、空调压缩机、燃油供应系统。
这些都需要应用cadruan件来设计汽车和bu件的数字模型。
主要的汽车设计cadruan件有:美国unigraphicssolutions公司的unigraphics、美国parametricteologycorp公司的pro/engineer、法国dassauhsystems达索公司的catia。
主要的cad建模方法有:特征造型、用三坐标测量机进行逆向扫描。
当用cad建模zuo出汽车bu件的模型之后,就需要用分析ruan件cae,对这些模型进行可行xing和xing能分析。
前世主要的汽车cae分析ruan件有:ansys安世gu份公司的ansys系列ruan件、mscsoftware公司的adams、nastran和patran等系列ruan件、lms公司的sysnoise、fancs和等系列噪声分析ruan件。
发动机匹pei项目中的cae分析项目有:发动机的噪声与振动分析、发动机支撑的分析、发动机热力学分析、汽车碰撞分析、计算liuti力学分析验证散热qi的尺寸和发动机进气liu动特xing。
完成上述分析之后,就需要制造出实物来进行juti的实验。
主要试验项目包括:发动机和汽车台架试验、发动机噪声与振动试验、发动机悬置的振动频率测量试验、排气系统的耐久xing试验、发动机过滤qi和冷却系统的压力和liu动试验。
当发动机bu分设计完成之后,便开始进行下一步的发动机的电气匹pei技术----发动机guan理系统及其开发技术研发。
发动机guan理系统ems是在发动机电子点火和电控汽油penshe1系统的基础上,发展起来的集电子控制penshe1、排放控制、电子点火、起动、防盗、诊断等功能于一ti的集成电路系统。
ems能实现对发动机各系统的jing1确和灵活控制,是改善发动机各项xing能指标和排放的主要手段。发动机guan理系统由微chu1理qi、各zhong传感qi、执行qi组成,通过传感qi检测各zhong工作状态和参数,然后由微chu1理qi经过计算、分析、判断后发出指令给各执行qi完成各zhong动作,使发动机在各zhong工作状况下都能以最佳状态工作。
发动机guan理系统开发技术涉及到计算机技术、自动控制、嵌入式系统、发动机技术等多个领域,是汽车电气控制系统中最复杂的系统。
前世成熟时期的汽车制造商在匹pei发动机系统的过程中,不需要进行ems的开发工作。这是因为通常由发动机供应商提供的基础发动机上,已经pei有现成的ems,汽车制造商仅需要联系相应的ems开发商进行标定工作。
前世liu行的ems开发过程是,在matbsimulink仿真计算平台上,采用可视化和模块化的方法,建立发动机控制模型,待调试成功后,编译成机qi执行代码,然后下载到汽车ecu中。
例如英国pi技术公司推出的发动机和汽车控制系统openecu开发工ju,提供了一zhong自动代码生成和快速原型的解决方案,它的应用范围包括发动机、变速qi、底盘和混合动力控制系统以及汽车批量生产系统。openecu平台能够在matbsimulink环境中自动生成控制代码,然后在汽车ecu中运行。
当上述目标完成后,就需要对发动机进行标定实验。
发动机的标定试验,是指在汽车不同的工作状态和气候环境下,对发动机guan理系统的参数进行不断调试,找到发动机最佳工作状态下一组参数的测试技术。
它通常分为室内台架试验和室外dao路试验,室外dao路试验要求在汽车试车场进行,另外还要进行“高寒、高温和高海ba”的“三高”试验。发动机标定试验的主要工ju是发动机标定ruan件和发动机标定设备。
通常某一型号的发动机ecu内bu的控制算法ruan件是固定的,但其包han的数千个自由参数是可调的,对于不同的车型这些参数都需要通过发动机匹pei标定进行调试优化,使得整车通过各zhong排放与驾驶xing能指标。匹pei标定是一个复杂的系统工程。
它包括台架试验、可控环境实验室试验、基于数学模型的标定计算、排放试验、功能验证试验等。在整个工程过程中,必须将各zhong先进的标定工juying件设备和计算机ruan件组成无feng连接标定系统,其中包括ecu的通讯、ruan件烧写、标定参数guan理、在线标定、温度采集系统、模拟数据采集系统等。
而实现上述标定实验的前提,就是发动机的标定ruan件。
发动机标定ruan件ju有从发动机传感qi采集试验数据,经过技术chu1理后,再将其写入或下载到汽车ecu中,同时由于在标定试验中需要chu1理大量试验数据,发动机标定ruan件ju有强大的数据库guan理功能。
由于前世成熟时期的发动机的功能越来越复杂,控制参数也由最初的十几个急剧上升到目前的上千个,这导致试验次数呈几何级数上升。要求对每一个标定参数的所有工况都进行排列组合的试验,是不可能实现的。
因此,现在也出现了基于试验优化技术的标定ruan件,例如mathworks公司推出的matb基于模型的标定工ju箱mbc,它可以优化试验方案,减少标定试验的次数,降低试验费用,缩短试验周期。
有ruan件,肯定就需要将ruan件写入cpu的设备,这个设备在汽车工序里就叫zuo发动机标定设备,它在发动机标定试验中,需要测量发动机的转速、温度和压力等多zhong物理量,另外需要将标定ruan件生成的标定数据写入汽车ecu中。
在完成了ecu与发动机的匹pei后,需要进行最后的发动机台架标定实验。
发动机台架标定试验项目包括:发动机实际充气效率、空燃比、点火正时、基本发动机热机标定;整车标定试验项目包括:整车废气排放控制、整车驾驶xing、热带环境、高原环境、寒带环境、车辆零bu件故障诊断系统标定、系统验证。
至此,整个发动机的机械与电子bu分就设计完成了。
杨小乐在扉页上写上《汽车发动机与ecu研发liu程》,然后,想了想,又在技术资料的末尾写上,需要研发的peitao的仿真、cad极其相关设备。
至于其它bu件的ecu,比如汽车传动系统、汽车转向和行驶系统、保证行车安全的电控装置、满足驾驶员和乘客舒适xing和娱乐xing的电控装置、汽车工程监视及信息guan理系统等等,杨小乐在另一个研发资料里只是简单地罗列了一下,便开始写另外一份资料。
前世随着轿车电子化自动化的提高,ecu的数目日益增多,线路也日益复杂。为了简化电路和降低成本,汽车上多个ecu之间的信息传递就要采用一zhong称为多路复用通信网络技术,将整车的ecu形成一个网络系统,也就是数据总线。
而杨小乐写的这份资料,就是关于数据总线的资料。
1986年2月,robertbosch公司在sae汽车工程协会大会上介绍了一zhong新型的串行总线——控制qi局域网,那是诞生的时刻。
前世的20世纪末,在欧洲几乎每一辆新客车均装pei有局域网。同样,也用于其他类型的jiao通工ju,从火车到lun船或者用于工业控制。已经成为全球范围内最重要的总线之一——甚至领导着串行总线。
而在前世在的1999年,有接近6千万个控制qi投入应用;2000年,市场销售超过1亿个qi件。
它在汽车领域上的应用是最广泛的,世界上一些著名的汽车制造厂商,如奔驰、宝ma、劳斯莱斯和捷豹等都采用了总线来实现汽车内bu控制系统与各检测和执行机构间的数据通信。
同时,由于总线本shen的特点,其应用范围已不再局限于汽车行业,而向自动控制、航空航天、航海、过程工业、机械工业、纺织机械、农用机械、机qi人、数控机床、医疗qi械及传感qi等领域发展。