GT-POWER案例分享：汽车低油耗/低排放控制设计

使用CAE对发动机性能进行较高精度的预测，是发动机性能前期开发的重要工具，因此应把握好CAE的定位。目前工程师对CAE利用价值的认识有了很大的改变。CAE由于使用目的的不同，对精度的要求也不同。

在我们所进行的设计控制方面，目标动作的趋势比其绝对值更重要。如果趋势已知，那么当前要处理的是对现象的理解，获得对发动机控制设计的对策。充分使用CAE对控制对象进行仿真来分析动作趋势是非常重要的，CAE对于我们设计分析来说也是必不可少的工具。

我们主要进行发动机整体的控制设计及整车性能评价，发动机的控制，由搭载发动机控制单元（ECU）实现，目的是实现低油耗及低排放。例如，发动机节气门、涡轮、EGR阀等执行器的控制，达到缸内的目标进气量。MATLAB/Simulink与GT-POWER集成应用如图1。

MATLAB/Simulink建立控制部分，GT-POWER建立虚拟发动机/整车，各执行器的控制研究结果如图2。发动机搭载完成后， ECU样件中搭载MATLAB/Simulink的控制部分，进行实车的控制（图3）。

图1 MATLAB/Simulink与GT-POWER集成仿真环境

图2 发动机模型的控制设计对象（GT-POWER模型）

图3 MATLAB/Simulink与ECU样机的实机测试环境

选择GT-POWER的原因：

1）GT-POWER可实现高速计算，可以达到实时的控制，即HiL的应用

2）GT-POWER与其他软件相比，GUI易操作，控制设计人员也能很快掌握对发动机模型的建立。

3）GT-POWER与MATLAB/Simulink的集成十分方便

4）GT-POWER除了可以进行稳态分析，还可以进行瞬态的计算，错误时的信息也很容易理解并修改模型

5）IDAJ的GT支持团队技术水平高，支持体制非常好。

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