基于嵌入式系統(tǒng)的高壓共軌控制軟件研究.pdf

1、高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)是一種高度柔性的燃油系統(tǒng),為柴油機和車輛的性能優(yōu)化提供了非常大的自由空間,高壓共軌電控燃油噴射技術已成為國外各大柴油機制造商研究的熱點和未來柴油機技術的發(fā)展方向,GD-1高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)為國內正在自主研發(fā)的系統(tǒng)之一。本文將嵌入式實時操作系統(tǒng)引入到高壓共軌系統(tǒng)控制軟件的研究中,在控制軟件的總體設計、多任務設計、控制軟件程序設計、標定監(jiān)測系統(tǒng)設計和硬件在環(huán)仿真系統(tǒng)設計等方面開展了具體的工作。
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2、.基于嵌入式實時操作系統(tǒng)對GD-1高壓共軌系統(tǒng)的控制軟件進行深入研究,采用分層式的模塊化思想設計了控制策略,并對控制算法進行設計。將嵌入式實時操作系統(tǒng)引入到GD-1高壓共軌系統(tǒng)控制軟件研究中,對GD-1控制軟件進行了總體設計,整個控制軟件分成多個功能模塊進行設計,每個控制模塊執(zhí)行相對簡單和獨立的功能；將控制策略的各模塊進行組合,劃分為12個任務并確定了各任務的優(yōu)先級；對任務進行了詳細設計,設計了基于任務優(yōu)先級的調度策略和任務流,保證了各

3、任務基于優(yōu)先級占用CPU,充分利用軟硬件資源。
　　 2.利用Matlab/Simulink工具對控制軟件進行編程,利用Targetlink工具自動生成程序代碼,縮短了調試階段；利用該工具的仿真分析功能,在PC機上及時發(fā)現(xiàn)、分析和解決控制模型存在的問題。編寫了makefile文件,利用make命令對控制軟件進行編譯,縮短了編譯時間,使得控制軟件的編譯連接過程簡單高效。最終完成了基于嵌入式實時操作系統(tǒng)的控制軟件編制。
　　

4、 3.基于嵌入式實時操作系統(tǒng)設計了標定監(jiān)測系統(tǒng)。設計了基于CAN通信的硬件電路和通信信息碼；采用定時方式調度監(jiān)測任務,采用中斷方式產(chǎn)生事件來控制標定任務的起停,并將兩者的任務優(yōu)先級和總線優(yōu)先級設為較低,以滿足柴油機控制的實時性、精確性要求；設計了在線標定存儲區(qū),直接對標定RAM區(qū)的控制參數(shù)進行在線更改,實現(xiàn)了真正的在線標定；設計了控制器信息數(shù)據(jù)文件,形成了FLASH標定數(shù)據(jù)區(qū)、標定RAM區(qū)和鏡像內存區(qū)的映射關系,大大減少了讀寫ECU的次

5、數(shù)。
　　 4.基于CAN總線和多線程技術設計了用于高壓共軌系統(tǒng)的硬件在環(huán)仿真系統(tǒng)。硬件方面,設計了仿真ECU,成功實現(xiàn)了轉速信號的輸出、D/A轉換和目標ECU輸出信號的準確測量。軟件方面,采用了多線程技術,監(jiān)控界面作為主線程,采用Labview完成,實現(xiàn)了監(jiān)控數(shù)據(jù)顯示、參數(shù)設定、工況調整及數(shù)據(jù)保存等功能；模型線程和通訊線程采用VisualC++開發(fā),作為子線程。通訊方面,分別對仿真ECU和PC機進行CAN通訊編程,通過USBC

6、AN轉換卡,實現(xiàn)了兩者之間準確可靠的數(shù)據(jù)通訊,通訊速率達500Kps。
　　 5.形成了自主開發(fā)的基于嵌入式實時操作系統(tǒng)的Ⅴ型控制軟件開發(fā)平臺,大大改善了電控發(fā)動機控制軟件的開發(fā)環(huán)境。用控制框圖實現(xiàn)控制策略,降低了文字說明的不準確性；自動生成程序代碼,縮短了調試階段；硬件在環(huán)仿真系統(tǒng)對ECU軟硬件測試和驗證,降低了發(fā)動機控制軟件的開發(fā)費用及周期；高效的標定監(jiān)測系統(tǒng)提高了控制器的優(yōu)化效率；控制軟件劃分為多個任務,由實時操作系統(tǒng)調度