ECU生命周期模拟测试系统的设计与实现

论文摘要

在发达国家的汽车工业中,汽车的引擎控制单元ECU（Engine Control Unit）已经作为一项成熟的技术广泛地应用于现代汽车上,是代表汽车技术发展水平的关键技术。但就目前国内情况来看,这方面的研究与开发还处于起步阶段,在汽车电控技术上和欧美国家的差距已经严重地制约了我国汽车工业的发展水平。而为此类产品研发欧美国家目前推广使用的生命周期模拟测试系统相对于我们国家目前使用的实车测试平台不仅能大大节省产品的开发成本,还能及时的反应产品的缺陷,获取大量的第一手资料,提高产品的开发效率,加快相关产品的研发步伐。而国内能够研发生产此类产品的公司寥寥无几,基于此种原因,本课题被提出来了。本文基于本公司和德国INSYS公司合作研发的ECU生命周期模拟测试系统的项目针对汽车制动单元的核心部件——引擎控制单元（Engine Control Unit--ECU）的控制逻辑进行了研究,以工业控制计算机为主控单元,基于lab windows/CVI软件平台编写控制软件并结合嵌入式C语言对测试平台进行控制和反馈,搭建了ECU生命周期模拟测试系统,同时对于ECU的技术指标、详细硬件构成进行了说明,对于整套ECU系统的控制过程、控制逻辑进行了分析,尤其对于基于lab windows/CVI软件平台编写的控制段软件程序进行了详细的分析与探讨。并和国内其他厂商的同类产品及实车测试平台进行了比较。本文详细阐述了采用lab windows可视化编程软件,结合嵌入式C语言编制的ECU生命周期模拟测试系统测试控制程序。并结合实际的项目对ECU各项输入、输出设置了测试项目,包括控制计算机与ECU通讯的建立、轮速信号的输入测试、阀信号的输出测试等。利用车辆ECU系统的数学模型模拟不同路况下ECU控制的情况,另外还能人为制造各种故障,以考核ECU检测故障的能力。本文对ECU测试系统硬件输入、输出信号的调理箱、专用数据采集卡等也都进行了设计与制作,并最终与工控计算机、机械台架组成了一套完整的ECU测试检验设备。利用该套设备及不同的负载单元能够测试不同接口的ECU的性能,也完全可以在试验室条件下模拟各种ECU的工作条件,特别是可以在试验室条件下进行实时硬件闭环模拟。经台架进行动态和静态的全面测试后,就可以保证ECU实际装车的可靠性。它对于ECU的开发、ECU内部控制程序的研究、验证ECU控制策略的合理性及实用性都是很有效的工具。此类产品的研发取得的成果具有开拓性和重要的工程实用价值,并且已在大陆汽车电子公司的一些项目中得到具体应用,并具有很好的推广应用前景,目前此类产品也是各大汽车供应商目前所急需的系统之一,可以说是我们是国内第一家成功研发此类测试平台的公司,填补了国内技术上的空缺。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 项目背景
• 1.3 项目任务
• 1.4 本文的主要工作
• 1.5 课题创新
• 2 ECU 产品简述及相关测试
• 2.1 ECU 的测试目的
• 2.2 测试系统的要求
• 2.2.1 测试系统必须稳固
• 2.2.2 测试范围必须全面
• 2.2.3 测试系统必须具有高性价比
• 2.3 ECU 的工作方式
• 2.3.1 ECU 的功能模块与典型测试
• 2.3.2 电源
• 2.3.3 频率输入
• 2.3.4 开关输入
• 2.3.5 处理器
• 2.3.6 开关输出
• 2.4 ECU 测试系统与INSYS 平台
• 3 生命周期模拟测试系统综述
• 3.1 生命周期模拟测试系统功能综述
• 3.2 两种主要的基于LTT 系统的ECU 测试类型
• 3.2.1 单个ECU功能测试
• 3.2.2 测试ECU 网络、节点分布式功能
• 4 LTT 系统硬件设计
• 4.1 LTT 系统架构综述
• 4.2 仿真信号发生器
• 4.3 模拟执行器
• 4.4 数据采集器
• 4.5 工控计算机
• 5 LTT 系统软件设计
• 5.1 LTT 系统软件构成综述
• 5.2 主控软件设计思路
• 5.2.1 编程环境
• 5.2.2 主控软件设计的总体思想
• 5.2.3 驱动程序代码的模块化设计
• 5.2.4 主控软件界面介绍
• 5.2.5 “Test plan”模块设计介绍
• 5.2.6 实时显示图形模块
• 5.2.7 数据库技术
• 6 ECU 生命周期模拟测试系统在工程中的应用
• 6.1 项目背景介绍
• 6.2 目标
• 6.3 设计思路
• 6.4 应用实例
• 7 总结与展望
• 7.1 总结
• 7.2 展望
• 参考文献
• 附录
• 附录1
• 附录2
• 附录3
• 致谢