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1、上海交通大学硕士学位论文汽油机电控单元原理机的研制及控制策略研究姓名：曹阳申请学位级别：硕士专业：车辆工程指导教师：陈志恒20090201上海交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密，在 年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不保密。 （请在以上方框内打“”） 学位论文作者签名：曹阳 指导教师签名：陈志恒 日期：2009 年2月
2、2 日 日期：2009 年2月 2 日 上海交通大学硕士学位论文 第一章绪 论 第1页 汽油机电控单元原理机的研制及控制策略研究 摘要 近年来，随着我国居民生活水平提高，国家产业政策的支持，以及国际汽车厂商进行产业转移，我国汽车工业迎来了高速发展的时期，汽车已成为国民经济的支柱性产业。同时汽车年产量每年大幅提高，已经成为世界第二大汽车生产国。今年金融危机的影响，国外汽车厂家陷于危机，以目前的情况来看，汽车行业必将 “洗牌”。而作为国家大力发展的行业，我们需要努力使产业升级，以图在“洗牌”中占据自己的“制高点”。作为汽车核心的发动机，至今我们还无法完全生产，尤其是其中最主要的控制单元，我们至今都
3、还没有产业化，这已经严重制约着我们的产业发展。 本文正是基于这种状况，希望能在发动机电控部分做处点自己的贡献。论文主要内容包括：剖析国外成熟电控系统、自主设计电控单元原理机的硬软件、搭建试验平台进行模拟测试及台架试验。全文具体工作内容如下： 研究成熟系统：剖析通用赛欧轿车配套的Delphi/ITMS-6F电控系统。通过查阅资料、信号采集与测试等手段，逐一分析ITMS-6F电控系统中传感器输入信号和执行器驱动信号的特征。大致了解ECU的控制功能，并建立自己电控单元原理机的硬软件设计方案。 设计电控单元原理机的硬件电路：包括微控制器的选型、传感器信号处理电路设计、执行器功率驱动电路设计、微控制器系
4、统电路设计等，同时对ITMS-6F原配线束接口进行了改装以便与电控单元原理机连接。 设计电控单元原理机的软件程序：软件的开发采用至顶向下设计的手段，通过采集、分析台架试验相关数据，结合汽油机工作原理等知识，制定软件总体控制框架。完成的软件功能任务主要包括曲轴信号处理任务、点火驱动任务、喷油驱动任务、部分工况任务等。程序采用任务调度方法，各任务功能明确，功能间耦合小，优先等级唯一，具有较好的实时控制功能，同时有较高的可靠性和较好的移植性。 研究非怠速稳定工况的策略：主要研究非怠速稳定工况的喷油策略，点火策略以及MAP图查表。 测试电控单元原理机的软硬件并匹配479QE发动机进行台架试验。第一阶段
5、通过搭建模拟测试平台，利用模拟信号发生装置进行电控单元原理机软硬件前期开发的调试；验证自主设计的电控单元原理机的可行性及可靠性后，匹配479QE发动机进行第二阶段的台架试验，包括发动机的起动性能试验、暖机过渡性能试验和非怠速稳定性试验。 关键词：汽油机，电控单元，嵌入式系统，台架试验，非怠速稳定工况上海交通大学硕士学位论文 第一章绪 论 第2页 THE DEVELOPMENT OF ELECTRONIC CONTROL UNIT PROTOTYPE OF GASOLINE ENGINE AND CONTROL STRATEGY RESEARCH ABSTRACT In recent years
6、, the automobile industry is developping rapidly as the standard of living promoting and international automobile company transferring the industry to the lower cost region ,and now,our country has become the second biggest automobile producer in the world.As now the financial crisis attacking, the
7、foreign automobile producers are in financial trouble, someone will be out and the automobile world will step into a new situation.So, as a policy support industry, we need to do research in automobile ,upgrade industry and try hard to be in good place in the automobile world. Based on this situatio
8、n, this paper focuses on electronic control unit (ECU), the heart part of gasoline engine.The main work included: referring to the similar mature products abroad, designing hardware and developing software of ECU prototype independently, setting experimental platform for simulation testing and carry
9、ing out bench test. The details are as follows: 1. Delphi/ITMS-6F electronic control system equipped in SAIL car of SGM was completely analyzed at first. As well as the function of ECU, the characteristic of sensor output signals and actuator driving signals were obtained by referring to literature,
10、 signal sampling and testing. Then the plan of designing the principle ECU software and hardware were established. 2. Designed the hardware of ECU: micro-controller determination, sensor signal processing circuit design, actuator driving circuit design and system circuit design for micro-controller.
11、 In addition, the original harness of ITMS-6F is modified in order to fit the principle ECU. 3. Developed the software system: program was developed in top-down mode. And general structure was made, fully considering both experiment data from bench test and basic knowledge of internal combustion eng
12、ine. The completed tasks consisted of crankshaft signal processing task, spark ignition task, fuel injection task, and work condition task and so on. Program schedules tasks and every task had their own function and only priority, and had good realtime performance. 上海交通大学硕士学位论文 第一章绪 论 第3页 4. Control
13、 strategy of non-idle steady working condition: focusing on the fuel injection strategy, spark ignition strategy and calculated value from the MAP. 5. The software and hardware of ECU prptptype was tested with simulation equipments and then did bench-test on 479QE engine. At first, simulation test p
14、latform is configured to debug the software and hardware of ECU prptotype by using simulation signal generators. After the feasibility and reliability were verified, the principle ECU was matched with 479QE engine to continue bench-test. The test work consistd of start performance, warm-up performance and non-idle stability test. KEYWORDS: Gasoline Engine, Electronic Control Unit, Embedded system design, Bench Test, Non_idle Stability 上海交通大学硕士学位论文 第一章
