Siemens VDO应用LMS Imagine.Lab加速发动机控制单元的开发与验证

发动机控制系统已经发展到采用智能嵌入式单元来进行控制，它在提高驾驶乐趣与舒适性及降低排放与油耗等方面扮演非常重要的角色。随着不断增加的控制系统的技术复杂性使得制定一个合适的发动机控制规则变得尤其困难。Siemens VDO动力总成部门采用LMS Imagine.Lab发动机控制解决方案，在基于硬件在环的技术上验证发动机控制单元（ECU），从而大大降低成本，并缩短ECU测试和标定的时间。

发动机和整车物理样机数量的减少，导致发动机控制单元（ECU）供应商可用的样机数量随之减少。这个最初的不利条件却给ECU供应商带来了机遇：不断提高基于硬件在环技术的实时仿真的应用。HIL技术的功能在发动机控制算法标定阶段尤为重要。

            
为了进一步提升以上手段，Siemens VDO 动力总成部门需要一个系统仿真软件平台用以支撑其设计流程，并且能够生成发动机标定阶段的硬件在环模型。而且，Siemens VDO想在开发初期开始这些试验，以便尽早消除问题。

在全球排放法规驱使下，发动机系统不断复杂化，这包括物理样机建立的复杂程度和控制系统开发难度的增加。为了降低成本及减少对OEM客户及时提供物理样机的依赖程度，Siemens VDO制定了新的目标：用仿真过程替代物理样机试验。

Siemens VDO的产品线非常全面，包括：动力总成、发动机电控、燃油喷射。这些系统对发动机性能及排放产生重要影响。Siemens VDO动力总成部门采用LMS Imagine.Lab发动机控制解决方案进行发动机控制、ECU测试与标定研究。

LMS Imagine.Lab 下的IFP－Engine库可以模拟任何发动机结构（汽油机、柴油机、涡轮增压），并且能够处理高频发动机模型及平均发动机模型。利用LMS Imagine.Lab热库、气动库、机械库、IFP－Drive库及液压库，Siemens VDO可以建立精确的多领域发动机模型。
高频发动机模型需要考虑燃烧室的动态特性，包括热平衡、热力学过程、运动机构等，Engine库能够无缝的模拟这些物理过程，并能模拟发动机稳态和动态特性。

通过Matlab/Simulink接口，可以在ECU设计阶段实现AMESim与Simulink的共仿真。LMS Imagine.Lab 的实时接口，能够直接将模型导出到实时模拟器，这避免了转换代码的时间和可能引起的错误。Siemens VDO依靠LMS Imagine.Lab开发其所需要的发动机模型，这些模型包含了现有的所有的发动机技术。

Siemens VDO部门Thierry Bourdon称，LMS Imagine.Lab发动机解决方案在设计和集成ECU功能时扮演了必不可少的角色，能够模拟曲轴转角时间范围内发动机及其运动机构的动态特性。

“LMS Imagine.Lab可以应用于ECU开发周期中的每一个阶段”，Thierry Bourdon说。 “在整个开发阶段都可以采用同一个发动机模型，从功能设计，测试到标定。这样，我们可以逐渐扩展模型信息和积累经验，并很容易的用于将进行设计的高频发动机模型转换为控制算法测试阶段所要求的实时仿真平均发动机模型。”

LMS Imagine.Lab发动机解决方案提供的大量工具和应用库帮助Siemens VDO在不增加额外的成本的前提下非常容易地进行模型改进。Siemens VDO可以很快建立一系列测试并且这些测试易于重复，来研究不同参数的影响。LMS Imagine.Lab解决方案也帮助Siemens VDO消除了对用户所提供的发动机物理样机的依赖度，并可以辅助进行额外的发动机控制研究，比如排放、油耗等。
LMS Imagine.Lab发动机控制解决方案也帮助Siemens VDO满足了剩下的13％的需求，这些需求在以往没有仿真帮助下是无法实现的。LMS Imagine.Lab发动机解决方案在没有或只有少量发动机数据时显得更加有价值。