汽車工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)增長中發(fā)揮著越來越重要的作用。近幾年,雖然我國的汽車工業(yè)已經(jīng)得到了飛速的發(fā)展,但汽車ECU(Electronic Control Unit)的設(shè)計(jì)制造一直無法實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化,嚴(yán)重制約了汽車工業(yè)的發(fā)展。針對這個(gè)現(xiàn)狀,本課題對于ECU的設(shè)計(jì)進(jìn)行了初步研究。首次嘗試了基于SOPC技術(shù)的ECU系統(tǒng)設(shè)計(jì),并利用dSPACE實(shí)時(shí)仿真發(fā)動機(jī),完成了ECU的硬件在回路仿真,對控制效果進(jìn)行了測試和分析。 目前,市場上的ECU系統(tǒng)都是基于專用單片機(jī)的。本文首先對現(xiàn)有的汽車發(fā)動機(jī)控制器結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析比較,總結(jié)出ECU的主要組成部件;而后通過各類方案的對比,確定了本課題采用基于FPGA的嵌入NIOS Ⅱ軟核的SOPC技術(shù)方案。 之后,進(jìn)行了汽車發(fā)動機(jī)模型搭建和控制算法的設(shè)計(jì)。發(fā)動機(jī)模型以Hendricks提出的均值模型為基礎(chǔ),參考mathworks公司的發(fā)動機(jī)建模方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。并在該模型基礎(chǔ)上,參考Fekete提出的針對多缸發(fā)動機(jī)的基于模型的空燃比控制策略和mathworks發(fā)動機(jī)控制方案,建立了以控制空燃比為核心的發(fā)動機(jī)噴油控制算法。并通過simulink的仿真,驗(yàn)證了模型和算法的合理有效性。 基于系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體方案,完成了ECU硬件電路設(shè)計(jì),并在該系統(tǒng)中完成了上述算法的移植和優(yōu)化。最后,利用dSPACE實(shí)時(shí)仿真發(fā)動機(jī),進(jìn)行ECU的硬件在回路仿真,對本文設(shè)計(jì)的ECU系統(tǒng)進(jìn)行了測試。證實(shí)了該ECU方案在空燃比控制方面取得了較好的效果。 本論文以大量的圖示形式介紹了發(fā)動機(jī)模型和系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì),使得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和軟件流程等一目了然,淺顯易懂。同時(shí)論文中采用的基于SOPC技術(shù)的ECU設(shè)計(jì)具有一定創(chuàng)新性,對于其他ECU系統(tǒng)的開發(fā)和設(shè)計(jì)具有一定指導(dǎo)意義。
標(biāo)簽:
FPGA
汽車發(fā)動機(jī)
控制器
上傳時(shí)間:
2013-07-11
上傳用戶:小眼睛LSL