汽车发动机管理系统硬件在环仿真测试系统开发

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1、分类号：U467.5密级：公开UDC：621.3编号：201331204003河北工业大学硕士学位论文汽车发动机管理系统硬件在环仿真测试系统开发论文作者：申明铉学生类别：全日制专业学位类别：工程硕士领域名称：机械工程指导教师：刘瑞素职称：教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyForTheMasterDegreeofMechanicalengineeringResearchofEngineManagementSystemHILSimulationSyst

2、emDevelopmentbyShenMingxuanSupervisor:Prof.LiuRuisuMay2016摘要当今汽车种类繁多、产业庞大，人们又对汽车的各方面性能提出更高的要求，使得电控式发动机管理系统（EMS）的功能越来越多，其核心部件——电子控制单元（ECU）的控制功能也越来越复杂，采用传统的工程试验方法对发动机管理系统进行开发的弊端也逐渐显露出来。硬件在环仿真测试技术的出现，极大程度地改善了EMS的开发和测试手段，为EMS控制功能的开发和发动机性能测试提供了一种方便快捷的途径。目前，EMS的开发测试工

3、作主要基于实车道路试验，同时借助于硬件在环（HIL）仿真测试完成。然而实车测试存在高成本、长周期、易受外部条件影响的弊端，盲目地开展实车测试，还容易诱发安全事故。EMSHIL仿真测试几乎可以模拟所有的实车测试所需的工况情形，既保证了实车道路测试的顺利进行，又可以降低实车测试的频率，达到缩短开发周期，降低开发成本目的。本文针对实际的EMSHIL测试项目，在对EMS测试现状分析的前提下，提出了发动机管理系统硬件在环仿真测试方法，并进行了发动机系统建模、搭建了仿真测试系统硬件平台以及仿真测试监控系统，最后运用所搭建的仿真测

4、试系统对实际的EMS进行了仿真测试，验证了该仿真测试系统的准确性和可行性。本论文主要就以下几个方面展开工作：（1）在对EMS发展背景和国内外研究现状的深入研究和分析的基础上，对EMS的仿真测试形式进行了总结，提出了EMS硬件在环仿真测试方法。（2）分析EMS仿真测试系统的设计的需求，规划系统的总体结构，并基于SPACE平台建立EMS硬件在环仿真测试系统的总体设计框架。（3）运用MATLAB/Simulink软件工具建立了发动机系统仿真模型，包括发动机各组成部分模型以及传感器模型，并将前述所建模型融合，通过离线仿真的方

5、式对发动机特性进行初步验证。（4）运用dSPACE软硬件工具，建立EMS硬件在环仿真测试系统的硬件平台和监控系统。（5）对EMS硬件在环仿真测试系统从整体上进行实时在线实验，结果表明所建立的EMS仿真测试系统具有较好的准确性和可行性。关键词：发动机管理系统硬件在环仿真测试发动机仿真模型dSPACEIABSTRACTAsthefunctionofenginemanagementsystem(EMS)beingimproved,enginecontroltechnologyisalsobecomingmoreandmor

6、ecomplex.ThedisadvantagesoftraditionaltestmethodoftheEMSarebeinggraduallyrevealed.Thehardware-in-the-loop(HIL)simulationtechnologyhaschangedthetraditionaldevelopmentmethodsofEMS,andhasprovidedaconvenientwayforthedevelopmentandtestingofenginecontrolsystem.Curren

7、tly,theEMSdevelopmentandtestingismainlybasedontherealvehicletest.However,therealvehicletesthashighcostandlongcycle,andisvulnerabletoexternalconditions.Blindlyrealvehicletestsmayalsocausesecurityproblems.EMSHILtestcansimulatealmostalltheconditionsrequiredforther

8、ealvehicletestscenarios.Thepre-testinthesesimulatedconditionscannotonlyensurethesmoothofroadtest,butalsoreducetherealvehicletestsfrequency,achievingshorterdevelopmentcyclean