高压共轨柴油机ECU硬件在环实时仿真测试平台

摘要

为了提高电控柴油机ECU的开发效率，降低其开发成本，本文结合商用的软硬件工具，尝试提出了一种快速建立ECU硬件在环实时仿真测试平台的思路。
　　 本文根据高压共轨柴油机的结构，利用仿真软件AMESim及Simulink建立了共轨柴油机的模型，其中发动机的机械部分模型在AMESim中完成，而共轨系统部分模型在Simulink中实现，并给出了建模的理论依据。通过二者的耦合接口将两部分模型耦合，仿真分析了耦合模型的仿真精度与效果。
　　 在建立了共轨柴油机仿真模型的基础上，通过RTW和RTI将实时仿真模型下载到dSPACE处理器中，并通过输入输出接口将实际的一款BOSCH共轨ECU及高压油泵、加速踏板等接入dSPACE系统中，建立了数字模拟信号、喷油脉冲信号、高压泵电磁阀信号等信号的输入输出采集模块，并使用ControlDesk编制了仿真系统的监控及数据记录界面，进行了硬件在环仿真，用成熟的商用柴油机ECU对仿真平台验证控制算法的效果进行检验。分别进行了启动、怠速、突加速、突减速、超速保护等几种工况的硬件在环仿真测试，并同时用标定软件对ECU进行监控。喷油正时和脉宽两个参数是柴油机控制的核心，直接反映了柴油机的控制策略。通过对比仿真平台的显示值与ECU的标定值，二者误差较小，实时性也较高。结果表明仿真平台能准确、及时地反映ECU的控制策略，实现了设计目标。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1柴油机电控技术的发展与现状

1.2硬件在环仿真及其发展

1.2.1硬件在环仿真的概念

1.2.2硬件在环仿真的作用及意义

1.2.3硬件在环仿真的主要形式

1.3 dSPACE实时仿真系统介绍

1.4本文的工作

第二章高压共轨柴油机实时仿真模型的搭建

2.1 AMESim仿真工具简介

2.1.1 AMESim软件介绍

2.1.2 AMESim实时仿真的优势

2.2 AMESim与MATLAB的联合仿真

2.2.1联合仿真的意义

2.2.2 AMESim和MATLAB／Simulink的接口设置

2.2.3联合仿真中需要注意的问题

2.3柴油机AMESim建模

2.3.1模型原型机参数配置

2.3.2发动机系统模型中的关键部件介绍

2.3.3柴油机的AMESim模型

2.3.4模型参数校准与仿真结果

2.4共轨系统的Simulink建模

2.4.1共轨系统结构介绍

2.4.2输油泵与高压油泵

2.4.3燃油共轨管及压力控制阀模型

2.4.4共轨系统仿真效果测试

2.5喷油部分模块

2.6 AMESim模型与Simulink模型的耦合

2.7本章小结

第三章硬件在环仿真系统dSPACE平台的搭建

3.1 dSPACE硬件组成

3.2 dSPACE软件环境

3.2.1代码生成下载软件RTI

3.2.2实验和测试软件ControlDesk

3.3仿真平台测试所用ECU介绍

3.4.1 DAC与ADC模块

3.4.2曲轴凸轮轴角标信号产生模块

3.4.3喷油信号采集模块的建立

3.4.4高压泵电磁阀信号采集模块

3.5实时仿真系统的整体结构

3.6本章小结

第四章仿真实验与结果分析

4.1测试方法

4.2测试过程及结果

4.2.1启动及怠速工况测试及结果分析

4.2.2突加速工况测试及结果分析

4.2.3突减速工况测试及结果分析

4.2.4超速保护工况测试与结果分析

4.3本章小结

第五章全文总结

附图

参考文献

致谢