天然气发动机爆震检测及控制方法研究

天然气发动机爆震问题严重影响发动机的稳定性和安全性。爆震控制是天然气发动机控制系统的核心模块,相比柴油机控制系统,可参考经验非常少。相关的仿真结果显示高精度爆震控制能有效提升整机热效率;而天然气自主控制系统开发中缺乏爆震控制模块的技术,且后期台架性能试验中不具备自主标定爆震控制的能力,寻求供应商标定服务技术支持费用昂贵。综合种种因素,天然气发动机爆震控制技术研究显得非常有必要。对比分析了不同爆震信号的检测方式,爆震信号的处理、判断以及爆震控制的逻辑,简要阐述了爆震标定的流程。

SAE J1939协议开发及其在高压共轨系统中的应用

SAE J1939协议是中重型道路车辆上控制器局域网的通用标准,本文实现了SAE J1939协议中除了网络层以外的所有基本功能,并在基于Infineon C167平台上完成与高压共轨系统控制软件的集成,通过CANoe软件模拟测试和连接CAN总线汽车仪表实际测试表明,所开发的协议实现了所有预期功能。

电控系统下线管理与故障诊断功能开发

在Infineon XC167平台的电控单元上开发了基于CAN总线ISO15765协议的电控单元下线功能,以及SAE J1939协议的车辆运行数据共享和故障诊断功能。软件具有良好的模块化结构和可移植性,可以应用在不同的硬件平台上。

柴油机失火故障在线诊断策略的开发

针对失火造成发动机瞬时角速度的波动,引入瞬时相对角速度这一参量进行失火故障的在线诊断;同时提出相应的算法消除曲轴工艺误差和各缸正常燃烧时的稳态误差对失火诊断的影响。基于统计分析方法,开发了实用的标定流程。试验结果表明,所提出的方法简便实用,能够有效地进行柴油机失火故障的在线诊断。

一种共轨喷油器故障诊断策略开发

介绍了一种根据轨道内压力变化特征对共轨喷油器故障进行诊断的开发过程。提取喷油器的每次喷射动作在轨道内引起的压力变化特征,并考虑发动机转速、冷却水温度、燃油喷射模式等多个影响因素后形成诊断策略在MATALB/Simulink环境中建立模型,结合CANape/Simulink工具包优势对算法进行了快速原型台架验证和数据标定,开发过程简洁,结果能够满足喷油器在发动机运行工况下的实时检测要求。

柴油机电控单元国产化设计与测试

为提升柴油机电控单元(ECU)电路的国产化水平,开展了模块电路替代方案研究,并对替代电路进行了功能测试。根据电路特点与国产化技术现状,提出芯片定制、功能替代、离散化替代、系统替代4类替代方案,提升电路芯片的国产化率。通过工作电压适应性试验,证明国产化方案电路满足原电路功能要求。

自主共轨系统路谱统计软件开发

基于MATLAB软件开发了一套共轨系统路谱统计软件,设计了实时显示的人机交互界面,采用面向对象的编程方法实现了同电控单元的串口通信程序及定时数据处理程序;并将代码编译打包,满足了通用安装的需求;运用该软件对一辆油耗偏高的自主共轨公交车进行跟踪实验,结果显示该车柴油机运行范围多集中在较高油耗区域,经控制参数优化后平均运行油耗降低12%,效果良好。

基于转矩的柴油机高压共轨系统控制算法开发

利用标准的V型开发流程和相应开发工具,设计开发了基于转矩的柴油机高压共轨系统控制算法,重点开发了全新的以转矩为控制目标的算法架构。首先在Matlab/Simulink软件环境下进行了详细的算法设计,完成了算法快速原型验证、代码自动生成、系统集成、发动机与整车标定试验等工作,并建立了软件数据标定流程。实车测试表明:基于转矩的柴油机高压共轨系统控制算法有利于满足发动机和整车的匹配要求,缩短标定时间,同时为整车网络化集成控制打下基础。

基于TESIS DYNAware软件的高压共轨柴油机ECU硬件在环仿真

本文基于TESIS DYNAware软件搭建了高压共轨柴油机模型并进行了数据参数化,将此模型作为被控对象验证电控单元(ECU)静态和动态控制算法,仿真实验结果显示,在定转速和变转速等不同控制状态下,ECU硬件在环仿真台架的测试结果与发动机台架实验结果吻合良好,验证了ECU的静态和动态控制逻辑的正确性。

代码自动生成工具在EGR控制策略开发中的应用

介绍了自动代码生成工具Target Link在废气再循环(EGR)控制代码开发中所涉及到的数据管理、代码生成、模型在环(MIL)测试、A2L生成、软件在环(SIL)测试、代码覆盖率测试等V流程主要环节及代码的集成,在发动机台架上对EGR控制策略进行验证和数据标定,结果表明,Target Link工具能够有效支撑基于模型的V型开发流程,提高开发效率和产品质量。

喷油器压力波动补偿策略研究

以一次主喷加一次后喷为研究模型,分析了两次喷射油量、共轨油压、燃油温度和两次喷射的时间间隔对后喷油量波动规律的影响,确定了以基准油量为核心的补偿策略,总结了喷油器压力波动补偿方法和标定方法。实验表明,补偿策略能够将后喷油量波动限制在允许范围内,为多次喷射模式下油量精确性提供了保障。

基于硬件在环测试系统的DPF控制策略功能性验证

本文基于硬件在环平台(HIL)对柴油机颗粒捕集器(DPF)部分控制策略进行了功能性验证。硬件在环测试平台使用的是带有DPF的虚拟四缸虚拟发动机模型,此模型将计算出的发动机转速,油量,DPF入口温度,DPF出口温度,DPF上的碳烟(soot)加载量等信号经过信号转化作为DPF控制策略的输入,用于定性验证DPF控制策略。试验结果表明硬件在环试验测试平台能够提供有效的策略验证环境,明显缩短了策略验证周期,提前了策略开发进度。

基于MPC5534的共轨系统eTPU代码开发

为满足共轨系统对控制精度和可靠性的严格要求,以MPC5534单片机为平台,开发了eTPU齿捕获函数和执行器控制函数,实验表明,齿捕获函数具有强抗干扰能力和智能判缸逻辑,执行器控制函数以角度为单位,不需要中断参与,控制精度和效率更高,系统满足实际要求。

全通RCP平台的搭建及在自主共轨开发中的应用

在开发新的高压共轨系统电子控制单元(ECU)时,为了在原型ECU定型之前快速对控制算法进行测试,提高开发效率,将dSPACE公司的MicroAutoBox模块与RapidPro模块组成全通的快速控制原型(RCP)系统并对其进行配置,通过实时接口(RTI)将控制算法的Matlab/Simulink模型下载到RCP系统,然后在硬件在环仿真(HIL)台架对控制算法进行测试。结果表明,所搭建的快速控制原型系统能完全替代真实ECU,所开发的控制算法在发动机的各工况下的性能指标均能满足设计要求。

基于虚拟发动机模型的柴油机喷油控制策略仿真测试

在ECU开发过程中V型开发流程被广泛采用,模型在环仿真测试是V模式中的一个重要过程。为了在ECU开发早期有效避免模型错误,提高ECU开发效率,降低成本,基于六缸共轨柴油机模型建立了柴油机喷油控制策略模型在环仿真测试系统。此仿真系统主要包括2部分:柴油机喷油控制策略和六缸共轨柴油机模型。首先通过试验数据和模拟数据的对比,验证了六缸柴油机模型的正确性,再将此发动机模型应用于柴油机喷油控制策略模型在环仿真系统,以验证该控制策略的稳态和瞬态控制功能。

柴油机电控单元关键电路国产化设计研究

组成柴油机电控单元(ECU)的各类电路模块所采用的集成芯片基本由国外厂商垄断,目前国内市场缺乏采用国产集成芯片的电控单元产品。根据电控单元电路的工作特点,重点分析了电源模块电路的技术特征,并提出了一种在不降低技术参数的条件下,采用全国产芯片的电源模块的电路硬件设计方案,通过电磁兼容试验对该电路进行了硬件功能验证。

采用压电晶体技术的第二代共轨喷油系统

1 引言目前欧洲国家正在兴起一股轿车柴油机热,许多轿车柴油机选用性能优越的共轨喷油系统,但由于第一代共轨系统的喷油器采用高速电磁阀作为控制器,承受的最高喷油压力以及系统的效率受到限制.为解决这一难题,世界上有一些公司正在开发采用压电晶体技术的共轨喷油系统,其中德国FEV及西门子公司已经展示了他们的产品.BOSCH公司和电装公司也声称2002年以后推出用压电晶体的共轨喷油系统.下面主要介绍西门子公司的第二代共轨喷油系统.