基于硬件在环的发动机控制单元评价测试系统研究

摘要

目前，国内生产的发动机其控制单元均是由国外几大供应商提供，为检验供应商所提供发动机控制单元的功能与其功能规范中的功能是否一致，同时也防止在新车上市后因发动机控制单元功能缺陷召回的问题，国内的汽车企业在新车开发过程中都需要对发动机控制单元进行硬件在环测试。这就需要建立一套发动机硬件在环评价测试系统，对汽车企业发动机硬件在环测试提供技术支持。 本文对发动机控制单元的常用控制功能和故障诊断功能进行深入的研究，提出了发动机控制单元评价测试系统的总体框架。基于总体框架搭建发动机控制单元硬件在环硬件测试平台和软件测试平台。其中硬件平台的主要工作是对dSPACE实时仿真系统的分析和硬件在环硬件平台的搭建；软件方面的主要工作为ASM汽油机模型的二次开发、传感器模型的开发设计及实验管理界面的设计开发。 对所搭建的发动机控制单元硬件在环测试平台进行验证，具体工作为提出了发动机控制单元硬件在环测试平台验证的总体方案，将测试验证分为发动机仿真模型验证、传感器信号测试验证、执行器信号测试验证、CAN通信信号测试验证及开关类信号测试验证。 通过对发动机控制单元硬件在环评价测试系统进行深入的研究，分别确立了发动机控制单元控制功能测试系统和故障诊断功能测试系统两套评价测试方法，并基于所搭建的发动机控制单元硬件在环测试平台分别对发动机控制单元的控制功能及故障诊断功能进行评价测试，测试结果表明，本文所建立的发动机控制单元硬件在环评价测试体系是有效的，同时也验证了发动机控制单元硬件在环测试平台的有效性。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内、外研究进展

1.2.1 发动机控制单元的发展状况

1.2.2 发动机控制单元硬件在环（HIL）仿真技术研究进展

1.3 目前存在的主要问题

1.4 本课题研究的内容

第二章 ECU功能分析及评价测试系统的构建

2.1 发动机控制单元功能分析

2.1.1 ECU控制功能的分析

2.1.2 ECU故障诊断功能的分析

2.2 发动机控制单元评价测试系统构建

2.3 本章小结

第三章 发动机控制单元硬件在环测试系统的搭建

3.1 发动机控制单元硬件在环测试平台硬件平台设计

3.1.1 dSPACE硬件在环实时仿真系统简介

3.1.2 dSPACE实时仿真系统硬件构成

3.1.3 发动机控制单元实时仿真系统硬件平台的搭建

3.2 发动机控制单元硬件在环测试平台软件平台设计

3.2.1 Matlab/Simulink软件环境

3.2.2 ASM模型分析

3.2.3 ASM汽油机模型的建模机理及二次开发

3.2.4 传感器模型开发设计

3.2.4 IO接口模型

3.2.6 实时接口RTI

3.2.7 实验管理界面的设计开发

3.3 本章小结

第四章 发动机控制单元硬件在环测试平台验证

4.1 发动机控制单元硬件在环测试平台验证总体方案

4.2 发动机模型仿真验证

4.3 传感器信号测试验证

4.3.1 爆震传感器信号测试

4.3.2 曲轴、凸轮轴位置传感器信号测试

4.3.3 冷却液温度、增压温度传感器信号测试

4.3.4 电子油门踏板位置传感器信号测试

4.3.5 压力传感器信号测试

4.3.6 节气门位置传感器信号测试

4.3.7 氧传感器信号测试

4.4 执行器信号测试验证

4.4.1 发动机喷油、点火信号测试

4.4.2 节气门电机信号测试

4.4.3 进气VVT电磁阀信号测试

4.5 CAN通信测试验证

4.6 开关类信号测试验证

4.7 本章小结

第五章 发动机控制单元硬件在环评价测试

5.1 发动机控制单元硬件在环评价测试方法的研究

5.1.1 发动机控制单元硬件在环控制功能评价测试研究

5.1.2 发动机控制单元诊断功能评价测试研究

5.2 发动机控制单元硬件在环评价测试

5.2.1 发动机控制单元硬件在环控制功能评价测试

5.2.2 发动机控制单元硬件在环故障诊断功能评价测试

5.3 本章小结

第六章 结论

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

攻读学位期间所取得的相关科研成果

致谢