基于模型的高压共轨柴油机扭矩算法研究

发布时间：2017-06-02 05:07

  本文关键词：基于模型的高压共轨柴油机扭矩算法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 环保法规的日益严格和激烈的市场竞争迫使汽车厂商及其供应商们在更短的时间内开发出新的发动机控制算法。传统的软件开发方式已不能满足人们对发动机软件开发的需求，因此需要引入基于模型的V字型开发流程。采用基于SimulinkdSPACE的开发工具能够完成基于模型的整个开发流程。 本文采用基于模型的V字型开发模式设计了高压共轨柴油机的控制软件。首先我们在Simulink环境下建立了基于扭矩的柴油机控制算法。论文采用了dSPACE公司的MicroAutoBox快速原型系统和制作的驱动电路实现了对一台装配有FCRS共轨系统柴油机的控制，这样可以快速验证在Simulink下建立的控制算法。dSPACE公司提供的RTI1401提供发动机控制软件底层算法的模块库，这样在快速原型阶段我们不用考虑目标ECU硬件和底层算法，可以将精力集中于控制算法的建立和改进。当建立了整个高压共轨柴油机的控制算法后，论文使用Real-time Workshop生成ECU软件应用层代码，在自动代码生成的过程中采用了S函数来实现自动生成代码和手工代码的集成。 论文采用AUTOSAR软件规范建立结构化的软件架构，，该架构的建立有助于未来系统的升级和平台的移植。针对XC167单片机我们对软件的底层算法进行了优化，该底层算法能够实现快速判缸、齿任务划分、电磁阀驱动信号输出等功能，同时还大大减轻软件负荷。 论文建立了高压共轨柴油机基于扭矩的控制算法，该算法能够使发动机按照需求扭矩准确输出。论文对基于扭矩控制算法的关键MAP图进行了标定，总结出一套有效的基于扭矩控制算法的标定方法。实验结果表明该控制算法能够满足发动机各种工况(怠速、起动、正常)的控制需求。发动机启动过程迅速，在怠速时发动机转速稳定，并能根据环境情况和发动机的当前扭矩需求自动调节目标怠速。在正常工作状态下，发动机能够较准确输出驾驶员或其它附件对发动机的需求扭矩，这就为该控制算法用于整车控制提供了基础。
【关键词】：dSPACE 基于模型的开发模式 快速控制原型 XC167 高压共轨 基于扭矩控
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TK421
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-5
• 目录5-7
• 第一章 引言7-16
• 1.1 汽车ECU开发面临的问题7-9
• 1.1.1 现代电控柴油机解决方案7-8
• 1.1.2 高压共轨系统的原理8-9
• 1.1.3 共轨系统国内外的发展状况9
• 1.2 基于扭矩的柴油机控制算法9-12
• 1.2.1 柴油机控制算法的发展9-11
• 1.2.2 基于扭矩控制算法的概念11-12
• 1.2.3 国内外研究现状12
• 1.3 基于模型的嵌入式系统软件开发模式12-15
• 1.3.1 基于模型的嵌入式系统软件开发概念12-13
• 1.3.2 建模语言13-14
• 1.3.3 代码生成技术14
• 1.3.4 国外研究现状14
• 1.3.5 国内研究现状14-15
• 1.4 论文研究方案及各章节内容15-16
• 第二章 基于模型的发动机ECU开发流程16-27
• 2.1 开发流程工具介绍17-22
• 2.1.1 Simulink原理17-19
• 2.1.2 S函数的概念19-20
• 2.1.3 Stateflow介绍20-21
• 2.1.4 MicroAutoBox及dSPACE RTI库函数21-22
• 2.2 开发流程介绍22-26
• 2.2.1 控制功能定义及建模22
• 2.2.2 快速控制原型22-24
• 2.2.3 目标ECU自动代码生成24
• 2.2.4 硬件在环仿真24-26
• 2.2.5 系统标定26
• 2.3 国内外开发实例26-27
• 第三章 基于扭矩的高压共轨柴油机控制算法建模27-43
• 3.1 传感器信号处理28-31
• 3.1.1 转速信号的处理28-30
• 3.1.2 模拟量信号的处理30-31
• 3.2 发动机工作状态判断31-32
• 3.3 轨压控制算法32-34
• 3.4 扭矩控制算法34-38
• 3.4.1 指示扭矩计算34-37
• 3.4.2 扭矩油量转化37-38
• 3.5 喷油正时控制38
• 3.6 喷射脉宽和泵油脉宽信号输出38-39
• 3.7 模型验证39-43
• 第四章 目标ECU代码集成43-56
• 4.1 ECU软件分层44-46
• 4.2 基于XC167单片机的底层算法设计46-49
• 4.2.1 XC167单片机介绍46-47
• 4.2.2 高速输入输出模块的处理47-48
• 4.2.3 任务调度48-49
• 4.3 应用层软件代码生成49-55
• 4.3.1 Real-Time Workshop介绍49-51
• 4.3.2 手工编写MAP图查表函数51-52
• 4.3.3 MAP图查表S函数调和TLC文件的编写52-53
• 4.3.4 怠速扭矩控制算法代码生成53-55
• 4.4 代码集成与编译55-56
• 第五章 关键MAP图标定及实验结果56-68
• 5.1 关键MAP图标定方法56-64
• 5.1.1 驾驶员需求扭矩MAP图标定57-58
• 5.1.2 油量脉宽转化MAP图58-61
• 5.1.3 发动机摩擦损失MAP图标定61-62
• 5.1.4 扭矩油量转化MAP图标定62-64
• 5.2 实验结果64-68
• 5.2.1 启动及怠速控制64-65
• 5.2.2 需求扭矩与输出扭矩比较65-68
• 第六章 总结与展望68-69
• 参考文献69-71
• 致谢71

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 邓经纬;陈星宁;李少鹤;陈昭稳;;高压共轨柴油机电控系统的标定与测试[J];科技视界;2012年32期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 黄铁雄;开放式发动机管理系统体系结构及其虚拟原型技术研究[D];华中科技大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 王书庆;柴油机欧IV控制策略的研究[D];大连海事大学;2010年

2 郭修其;高压共轨ECU硬件系统及关键控制策略开发[D];浙江大学;2011年

3 李晶晶;柴油机电控高压共轨燃油喷射系统控制策略及仿真研究[D];北京交通大学;2011年

4 周志国;基于AUTOSAR的柴油机电控软件模块化研究[D];浙江大学;2008年

5 华海德;高压共轨柴油机控制策略研究[D];上海交通大学;2009年

6 程文志;高压共轨柴油机控制策略研究[D];上海交通大学;2010年

7 边晓婷;高压共轨柴油机控制策略的研究[D];山东大学;2012年

8 潘玉平;船用柴油机输出扭矩影响因素及优化[D];集美大学;2012年

9 陈军;多自由度机械臂实时仿真系统研究[D];哈尔滨工程大学;2012年

10 张安伟;基于扭矩的发动机怠速控制研究[D];华南理工大学;2012年

  本文关键词：基于模型的高压共轨柴油机扭矩算法研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：414287