基于CAN总线的电控柴油机控油标定系统研究

摘要

能源紧缺已经成为现代社会的焦点问题，随着市场供应不足和国际原油价格不断上涨，逐渐演变成世界性的能源危机。与此同时世界各国对柴油机排放要求越来越严格，迫使柴油机向低油耗、低排放及高功率方向发展。柴油机电控系统具有响应快速、控制算法灵活、控制精度高等优点，在改善柴油机动力性、经济性和排放性方面取得显著效果，柴油机电控技术已经成为当今内燃机行业发展的重点之一。柴油机电控系统在应用和开发过程中，为了获得柴油机良好的工作性能，必须对其进行大量的标定试验，随着柴油机电控系统技术的不断成熟，灵活方便且功能完善的标定系统对改善柴油机性能具有非常重要的意义。
　　 本文在对国内外标定系统深入分析的基础上，设计出一套基于CAN总线的电控柴油机在线标定系统。标定系统软件以CAN Driver的设计依据，应用CCP协议且对其进行扩展，并集成CAN卡的部分控制软件。
　　 标定软件的设计采用模块化设计思路，每个软件模块具有独立的功能，都可以进行相应扩展，在互不干涉的基础上实现软件功能的最大化。标定系统软件开发主要在Visual C++6.0环境下完成，软件的功能在基本标定软件的基础之上进行优化。标定软件通讯控制模块经由USB-CAN接口实现主控PC机与CAN总线之间的通讯，配置文件实现数据之间的转换，CAN Driver实现与CAN总线的连接，最后设计了底层应用模块。此外，设计了友好的人机交互标定平台界面，整个标定软件在CodeWarrior环境下进行调试和编译。
　　 为了验证设计的标定软件具有可用性及实用性，对标定软件进行测试。测试分为两部分:在柴油机电控模拟平台上验证了标定软件可用性，实现标定数据的上传、下载及在线修改等标定功能;进行台架试验验证了标定软件具有实用性，在柴油机台架上分别标定了柴油机的起动工况、怠速工况及控制参数等。试验结果表明，设计的标定软件达到了预期效果。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 柴油机电控系统及标定技术简介

1．2．1 柴油机电控系统

1．2．2 柴油机标定技术

1．3 标定系统发展现状和发展趋势

1．3．1 国外标定系统研究

1．3．2 国内标定系统研究

1．4 论文主要工作

第二章 基于CAN总线的电控柴油机标定系统总体设计

2．1 CAN总线

2．1．1 CAN总线概述

2．1．2 CAN基本概念分析

2．1．2 CAN总线分层结构及功能

2．1．3 CAN总线位数值表示

2．1．4 CAN物理层

2．1．5 CAN数据链路层

2．1．6 CAN总线的帧格式

2．1．7 基于CAN总线CCP标定协议

2．2 标定系统功能设计方案

2．3 标定软件数据传递路径设计方案

2．4 标定系统软件设计方案

2．4．1 标定软件开发平台

2．4．2 标定软件结构设计

2．5 标定系统硬件平台设计方案

2．5．1 通讯硬件模块

2．5．2 ECU硬件模块

2．6 本章小结

第三章 标定系统软件设计

3．1 标定软件功能设计

3．1．1 标定软件基本功能设计

3．1．2 标定软件优化功能设计

3．2 通讯控制模块

3．2．1 通讯模块的初始化模块

3．2．2 CAN数据发送与接收模块

3．2．3 CAN发送和接收中断模块

3．3 ASAP配置模块

3．3．1 ASAP简述

3．3．2 ASAP配置

3．4 数据管理模块

3．4．1 监测模块

3．4．2 标定模块

3．5 CAN Driver

3．6 底层应用软件改进设计

3．6．1 喷油脉宽控制模块

3．6．2 供油提前角控制模块

3．7 本章小结

第四章 柴油机标定试验及结果分析

4．1 标定试验方法研究

4．1．1 标定试验基本方法

4．1．2 标定试验方法选择

4．2 试验方案

4．3 试验设备

4．3．1 标定软件测试试验设备

4．3．2 台架试验设备

4．4 试验过程及结果分析

4．4．1 标定软件测试试验

4．4．2 起动工况试验

4．4．3 急速工况试验

4．4．4 外特性试验

4．4．5 喷油脉宽和供油提前角标定

4．5 本章小结

第五章 总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文