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发动机管理系统开发的测试技术与平台研究

于镒隆  
【摘要】: 发动机管理系统(EMS)的研发对整个车辆及动力行业具有深远的影响,然而,其研发过程是复杂的,研发中的测试过程是重要的。本文研究EMS开发过程中的测试技术,分析了EMS研究的历史与现状,分析了EMS开发平台研究的历史与现状,分析了EMS常用配置的功能组成和器件组成,提出了EMS测试要求,建立了EMS开发测试平台。 该测试平台可对EMS常用配置的器件组成包括温度类传感器、压力类传感器、节气门位置类传感器、转速与角度位置类传感器、氧传感器、爆震传感器、控制器、螺线管类执行器、电机类执行器等进行测试。该测试平台可在实车环境下,也可在仿真环境下对EMS进气管理功能、燃油管理功能、点火管理功能、怠速管理功能、故障管理功能等进行测试。 该测试平台的仿真测试环境由基于平均值模型的发动机实时模型和基于能量平衡的车辆实时模型相互衔接而成。发动机实时模型是采用修正的平均值模型,包括喷油脉宽与相位计算模型、燃油飞行模型、燃油雾化挥发模型,基于节气门开度、进气压力、进气空气流量的多种进气模型,缸内混合气空燃比计算模型,着火与爆震判断及爆震传感器信号仿真生成模型,排气氧计算及氧传感器信号仿真生成模型,燃烧功和功率生成模型等子模型;车辆实时模型是基于车辆动能守恒的模型,包括路面功计算模型,制动功计算模型,车速和发动机转速计算模型。 基于CG125发动机进行了虚拟发动机模型参数的确定,详细分析了单缸机转速波动和CAS仿真问题,进行了FAI实际的ECU测试实验,并给出了QJ125摩托车仿真运行的部分实验结果,结果表明虚拟CG125发动机模型能达到EMS开发实时测试要求。应用本文虚拟发动机及其车辆模型的参数确定方法,还可以确定出其它型号的车辆及发动机实时模型以用于其相应的EMS的开发测试。本文研究开发的EMS开发测试平台能够测试得到任意1~4缸机在各种工况(发动机温度、转速、负荷、蓄电池电压、大气温度、大气压力)下,实际的喷油相位、脉宽、点火相位等数据表,并可以进一步计算得到数据表的蓄电池电压、大气温度、大气压力的修正量,可以进行EMS控制策略研究和评估。


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