发动机控制单元硬件在环仿真系统的研究

论文摘要

随着社会对车辆环保性能、节能、可靠性的要求日益严格,使得人们对发动机电子控制单元（ECU）的功能和复杂程度要求不断提高,这使发动机ECU的开发难度越来越大、周期越来越长,成本越来越高。为了提高ECU开发工作的效率和降低成本,本文进行了ECU硬件在环仿真系统的研究。本文针对发动机电子控制单元（ECU）的特点和控制原理,以及发动机工作性能情况提出了发动机ECU硬件在环仿真系统的设计思路和方法。本文设计的ECU硬件在环仿真系统由上位机和下位机两大部分组成,其中上位机包含监控软件和发动机平均值模型,下位机为ECU提供工作所需的传感或执行信号的连接和采集。本文主要研究内容分为三个部分。第一部分,通过对发动机原理和性能的研究分析,建立了一套适合本系统的发动机平均值模型,并用SIMULINK对该模型进行仿真验证和完善。第二部分,采用面向对象的编程方法和Windows操作系统的32位编程技术,用Visual Basic实现用户与开发系统的友好交互界面—主控平台,Visual C++实现与下位机的数据通讯,Microsoft Access实现试验数据的处理、存储及分析等,开发了硬件在环仿真系统的监控软件。可以从监控软件的主控平台通过MATLAB接口调用发动机平均值模型得到发动机整体性能参数等。第三部分,利用系统进行实验研究,调试系统性能,证实该系统能够较好的模拟发动机实际工作状况,以减少实车试验时间。试验结果表明,发动机ECU硬件在环仿真系统在ECU开发过程中是行之有效的,本文建立的发动机模型能够较好的模拟发动机工作过程,准确快速检验ECU控制策略和工作状况。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 发动机电控技术的发展及现状
• 1.3 仿真技术
• 1.4 国内外硬件在环仿真系统的研究状况
• 1.4.1 国外硬件在环仿真系统的研究状况
• 1.4.2 国内硬件在环仿真系统的研究状况
• 1.5 本课题的意义和主要工作
• 1.5.1 本课题的意义
• 1.5.2 本课题的主要工作
• 第二章 硬件在环仿真系统总体设计
• 2.1 系统总体设计
• 2.1.1 控制系统设计的一般步骤
• 2.1.2 控制系统设计的基本要求
• 2.1.3 系统运行可靠性技术
• 2.2 硬件在环仿真系统的构成
• 2.3 仿真系统的硬件部分
• 2.4 仿真系统的软件总体设计
• 2.4.1 面向对象软件设计方法
• 2.4.2 软件开发工具
• 2.4.3 功能框架介绍
• 第三章 发动机模型
• 3.1 发动机模型分析
• 3.1.1 燃油蒸发与燃油流动子模型
• 3.1.2 进气歧管空气流量子模型
• 3.1.3 燃烧放热模型
• 3.1.4 动力输出子模型
• 3.2 使用Simulink 搭建发动机仿真模型
• 第四章 上位机软件详细介绍
• 4.1 用户界面设计
• 4.2 软件系统各模块介绍
• 4.2.1 参数设置模块
• 4.2.2 监控模块
• 4.2.3 查询模块
• 4.2.4 通信模块
• 第五章 系统调试与应用
• 5.1 发动机模型的验证
• 5.2 软件系统应用
• 第六章 总结与展望
• 6.1 工作总结
• 6.2 工作展望
• 参考文献
• 致谢