电控喷油系统喷油特性测试和油量线性化自动标定系统开发

摘要

随着人们对环境与能源问题的深入关注，节能和环保已成为永恒的课题。由于汽车保有量的不断增加，汽车排放已成为环境污染的主要源头之一，各国因此而制定和执行越来越严格的汽车排放法规。随着柴油机电控技术的日趋成熟，柴油机电控燃油喷射系统越来越多的被采用。为了开发出更好的电控喷射系统，对其进行标定和喷油特性测试是个十分必要的手段。本文所开发的柴油机电控喷油系统喷油特性采集和油量线性化自动标定系统，可以分别测得更加完整准确的喷油特性数据、液力延迟脉谱和不包含延迟的油量线性化脉谱(以下称油量线性化脉谱)，可为优化柴油机电控燃油喷射系统的性能，为加快柴油机电控燃油喷射系统及其控制器的开发进程提供精确的数据。本文完成的主要工作有：系统构架设计：针对柴油机电控单体泵系统和电控高压共轨系统对喷油特性测试的要求，设计了喷油特性测试子系统；针对电控单体泵系统对油量线性化的需求，设计了油量线性化自动标定子系统，标定其液力延迟脉谱和油量线性化脉谱。两个子系统既可独立运行，功能上又可互补。硬件系统设计：本系统的硬件由油泵试验台、传感器、EFS单次喷射测试仪、电控喷油系统、相位同步模块、数据采集卡、ECU、USBCAN和PC机组成。EFS单次喷射测量仪是测量核心，实时地为整个系统提供测量数据。软件系统研发：本系统以LabVIEW和VC++为开发平台，分别完成了软件界面、数据通讯、数据分析、脉谱标定和文件保存等程序设计工作。整个软件系统具有操作简便，界面友好，人机交互的特点。系统应用试验：本文完成了喷油特性测试子系统对PDD_YC电控单体泵系统和GD-1电控共轨系统的喷油特性测试，得到了完整精确的喷油特性数据；本文也对PDD_YC电控单体泵系统进行了自动标定实验，得到了液力延迟和油量线性化脉谱。实验表明，本文设计的系统是准确可靠的。

目录

摘要

ABSTRACT

第1章 绪论

1.1 课题的背景及意义

1.1.1 汽车排放法规越加严格

1.1.2 车辆动力系统的柴油化趋势

1.1.3 柴油电控喷射系统

1.1.4 改善喷油规律的主要措施

1.1.5 喷油特性测试的意义和方法

1.1.6 喷油特性标定的意义和方法

1.2 本课题的主要难点和创新点

1.2.1 喷油特性测试子系统

1.2.2 自动标定子系统

1.3 研究的主要内容及方法

1.3.1 研究的主要内容

1.3.2 研究的主要方法

1.4 本章小结

第2章 测试和标定系统原理及结构设计

2.1 系统的总体方案设计

2.2 子系统及其功能

2.3 EFS8246 与PC 机的通信方式

2.4 喷油特性测试子系统设计及工作原理

2.4.1 喷油量的测试原理

2.4.2 喷油率的测试原理

2.4.3 启喷延迟的测试原理

2.4.4 喷油起始角

2.4.5 喷油一致性的测试原理

2.4.6 喷油压力的测试原理

2.5 数据采集分析原理

2.5.1 数据采集的基本概念

2.5.2 采样定律

2.5.3 直接存储器存取技术

2.6 油量线性化自动标定子系统设计及工作原理

2.6.1 自动标定子系统结构设计与工作原理

2.6.2 CAN 总线简介

2.6.3 标定系统和CCP 协议简介

2.6.4 CCP 消息体的定义

2.6.5 CCP 的主要命令和功能

2.7 本章小结

第3章 系统硬件的设计与集成

3.1 系统的硬件构成

3.2 喷油特性测试子系统的硬件组成

3.2.1 油泵试验台

3.2.2 传感器

3.2.3 喷油测量模块

3.2.4 相位同步模块研发

3.2.5 信号处理和采集模块研发

3.3 油量线性化自动标定子系统的组成

3.3.1 油量线性化自动标定子系统的构成

3.3.2 USBCAN 选型

3.4 本章小结

第4章 测试和标定系统软件设计

4.1 软件功能和结构

4.2 虚拟仪器概况

4.3 软件的开发工具

4.3.1 LabVIEW 简介

4.3.2 VC++开发环境

4.3.3 LabVIEW 和C 语言的接口设计

4.4 喷油特性测试子系统软件设计

4.4.1 串口通讯程序设计

4.5 PC与EFS8246 通讯程序设计

4.5.1 测试模式程序设计

4.5.2 数据采集和分析算法设计

4.6 油量线性化自动标定程序设计

4.6.1 标定的基本功能和特点

4.6.2 标定子系统的程序设计

4.7 EXCLE 报表保存程序设计

4.8 本章小结

第5章 测试和标定系统的应用试验

5.1 喷油特性测试子系统的应用

5.1.1 在电控单体泵系统开发中的应用

5.1.2 在电控高压共轨系统开发中的应用

5.2 油量线性化自动标定子系统的应用

5.2.1 液力延迟脉谱标定实验

5.2.2 油量线性化脉谱标定实验

5.2.3 标定结果的检验

5.3 本章小结

第6章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢

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