高性能ECU平臺的開發(fā)及其應(yīng)用研究.pdf

1、現(xiàn)代內(nèi)燃機技術(shù)的發(fā)展離不開電控技術(shù),內(nèi)燃機的科研更離不開電控技術(shù),而且對電控系統(tǒng)具有很高的特殊性和隨意性要求,但目前國內(nèi)外市場上還沒有高性能且代碼完全開放的ECU平臺,來滿足科研的特殊性和隨意性需求。鑒于此,本文采用32位多核TC1767單片機開發(fā)了一個通用化、標準化的高性能ECU平臺,包括實時操作系統(tǒng)和通用型ECU標定系統(tǒng),并利用ECU平臺開展高壓縮比甲醇發(fā)動機和對置式液壓自由活塞發(fā)動機(OPHFPE)控制系統(tǒng)的研究。
　　在操

2、作系統(tǒng)方面,本文提出了一種能完全滿足OSEK標準的任務(wù)調(diào)度實時內(nèi)核,在此基礎(chǔ)上設(shè)計完成了一個完全符合OSEK標準的嵌入式實時操作系統(tǒng),并實現(xiàn)了在TC1767單片機上的穩(wěn)定運行。在TC1767上運行(120 MHz)時測得,實時內(nèi)核僅需約4.8 KB ROM和2.7 KB RAM,操作系統(tǒng)啟動時間為31.5μs、任務(wù)切換時間為2.7μs、中斷響應(yīng)時間為0.7μs。
　　在標定系統(tǒng)方面,本文設(shè)計開發(fā)了一個通用型ECU標定系統(tǒng),包括上位

3、機標定軟件和標定ECU中CCP驅(qū)動程序。為了實現(xiàn)通用化,通訊采用CCP協(xié)議,標定數(shù)據(jù)庫遵循ASAP2標準,并且設(shè)計了靈活可配置的多窗口標定軟件界面。標定軟件采用VC++6.0開發(fā),整個軟件基于MFC的單文檔多視圖結(jié)構(gòu),且采用多線程的工作方式。標定軟件設(shè)計了監(jiān)測、標定和消息提示三大類功能窗口,能夠進行MAP的在線和離線標定,并且設(shè)計了在線程序刷寫功能。
　　利用開發(fā)的ECU平臺,本文在其之上設(shè)計了一個發(fā)動機管理系統(tǒng)(EMS),其控制

4、對象為一個柴油機改裝的高壓縮比甲醇發(fā)動機,并對其進行了實驗研究。實驗表明,高壓縮比甲醇機在高速工況時,可以獲得更大的功率輸出和更高的熱效率,而在中低轉(zhuǎn)速時,功率略小于原機,熱效率也低于原機。
　　針對OPHFPE的特點,本文提出了一種預(yù)測前饋加PI反饋的適用于OPHFPE控制系統(tǒng)的算法原理,據(jù)此原理采用Matlab/Simulink建立了控制系統(tǒng)模型,并通過Matlab/Real-Time Workshop將控制系統(tǒng)模型自動生成C