电控发动机在线故障诊断技术研究与测试平台开发

论文摘要

随着人们对于汽车舒适性和安全性要求的不断提高,以及国家关于汽车性能和排放法规日趋严格,电控发动机在线故障诊断技术在发动机电子控制单元中所起的作用来越来越明显和和重要。控制局域网(Control Area Network,缩写为(CAN)急线协议自从上世纪80年代初问世以来,发展迅速,广泛地被世界各大汽车公司所采用,在对比了基于CAN和基于K线的两类KWP2000诊断协议优缺点的基础上,本文首先在实验室已开发的基于Freescale公司MC9S12XEP100的4缸汽油机电子控制器硬件平台上实现了基于CAN总线的KWP2000诊断协议的网络层与部分应用层诊断服务。在此基础上,对在线故障诊断功能开发做了进一步的研究和探索，参照KWP2000诊断协议中的相关描述,开发了故障诊断管理模块。同时以电子气门的相关故障诊断功能模块的开发为例描述了基于模型的现代汽车电子控制器开发方法。为汽车发动机电子控制单元开发一套功能完善成熟、性能良好稳定的在线故障诊断系统,需要大量、各类环境下的故障试验测试，通过对系统不断改进和完善才能确保系统的可靠性。本文开发了一套快速仿真模拟各类故障用于测试在线故障诊断功能的测试平台,在实际使用过程中,该平台生产开发诊断协议以及诊断算法的过程中提供测试。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.1.1 汽车发动机电子控制
• 1.1.2 汽车发动机在线故障诊断技术
• 1.2 国内外研究与现状
• 1.2.1 国外汽车在线故障诊断技术发展
• 1.2.2 国内汽车在线故障诊断技术发展
• 1.3 课题研究的意义及主要内容
• 1.4 本章小结
• 第2章 基于CAN总线的KWP2000协议实现
• 2.1 CAN总线与KWP2000协议简介
• 2.1.1 CAN总线
• 2.1.2 KWP2000协议
• 2.2 网络层软件设计与实现
• 2.2.1 网络层协议
• 2.2.2 数据结构
• 2.2.3 网络层服务重要接口模块设计与实现
• 2.3 应用层软件设计与实现
• 2.3.1 应用层服务总体描述
• 2.3.2 应用层服务功能单元描述
• 2.3.3 应用层服务重要接口模块设计与实现
• 2.4 本章小结
• 第3章 在线故障诊断功能开发
• 3.1 故障管理
• 3.1.1 故障状态参数描述
• 3.1.2 故障状态变迁
• 3.2 基于模型的故障诊断功能开发
• 3.2.1 电子节气门控制系统
• 3.2.2 电子节气门机械故障诊断
• 3.2.3 电子节气门传感器故障诊断
• 3.2.4 电子节气门体直流电机诊断
• 3.2.5 电子节气门故障码配置
• 3.3 本章小结
• 第4章 测试平台开发
• 4.1 基于xPC Target的ECU硬件在环测试平台
• 4.2 基于FPGA的硬件加速方法
• 4.3 模型故障模拟方法
• 4.4 硬件故障模拟方法
• 4.4.1 硬件设计与实现
• 4.4.2 软件设计与实现
• 4.5 本章小结
• 第5章 试验与验证
• 5.1 试验环境搭建
• 5.2 诊断协议与诊断功能验证
• 5.2.1 诊断协议验证
• 5.2.2 诊断功能验证
• 5.3 本章小结
• 第6章 总结与展望
• 6.1 工作总结
• 6.2 工作展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间主要的研究成果
• 致谢