发动机控制模块的低成本化设计与实现

论文摘要

由于近年来中国汽车市场发展变化十分迅速,市场竞争日益激烈,顾客对产品的要求日益增高,各零部件配套厂商在致力于在提高质量的同时,降低产品的成本成为了各汽车厂商的首要任务。发动机控制模块（Engine Control Module,以下简称ECM）作为汽车控制系统中最为核心的部分,在汽车电子控制系统中起到了举足轻重的作用,ECM的质量优劣直接影响到了汽车的一些关键性能,例如,动力性能、安全性能、驾驶性能、油耗大小等等。因此,必须在不降低性能的前提下降低材料成本和制造成本,也就是说要采用更智能的方式以更低的成本来实现原有的功能。本文重点考虑两种降低ECM成本的途径:1)取消外部待机电源（Stand-by Power）;2)取消加速度传感器。ECM系统中有部分变量必须存放在非掉电易失性内存（Non Volatile RAM）中,非掉电易失性内存需要有外部电源供电。如果取消外部待机电源,则需要通过在其它存储区域中模拟非掉电易失性内存,保证ECM停止工作后,系统功能所需的变量仍能够被保存。针对这一问题,本文提出了一种基于FlashROM的发动机参数记忆的方法,即利用ECM核心单片机的FlashROM来模拟非掉电易失性内存。通过对ECM内存的重新分配,利用ECM中FlashROM可反复擦写的特性,创建了FlashROM擦写模块,并配合新的下电保存（After-Run）机制以及上电校验机制,实现了发动机参数在FlashROM中的记忆。加速度传感器在坏路面诊断、车载诊断OBD（On-Board Diagnostics）方面都起到了关键性的作用。为了降低成本取消加速度传感器,本文提出了一种基于发动机运转粗糙度的坏路面检测方法。通过分析车辆在坏路面行驶以及不同类型的失火发生的工况下发动机运转粗糙度的特征,有效地排除了由失火引起的误检测。软件仿真和实车测试结果证明,该方法能够代替加速度传感器准确地识别出坏路面,具有较强的实用价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景的介绍
• 1.2 汽车发动机控制模块（ECM）概述
• 1.2.1 发动机控制模块的工作原理
• 1.2.2 发动机控制模块的发展历史
• 1.2.3 发动机控制模块的分类
• 1.2.4 发动机控制模块功能简介
• 1.3 本文的研究意义和主要内容
• 第二章 汽车发动机控制模块低成本实现方法
• 2.1 引言
• 2.2 取消外部待机电源
• 2.2.1 非掉电易失性内存简介
• 2.2.2 利用FlashROM 模拟Non Volatile RAM
• 2.3 取消加速度传感器
• 2.3.1 坏路面监测与EOBD 的关系
• 2.3.2 利用软件方法代替加速传感器
• 2.4 其他可行的降成本方法
• 2.4.1 取消喷射系统相位传感器
• 2.4.2 取消爆震传感器
• 2.5 本章小结
• 第三章 基于FlashROM 的发动机参数记忆
• 3.1 引言
• 3.2 FlashROM 的地址分配与控制
• 3.2.1 FlashROM 的地址分配
• 3.2.2 Flash 控制寄存器
• 3.3 下电保存机制以及上电拷贝机制
• 3.3.1 下电保存（After-run）机制
• 3.3.2 上电拷贝机制
• 3.4 实验结果与分析
• 3.4.1 测试方法
• 3.4.2 测试结果与分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 基于发动机运转粗糙度的坏路面检测
• 4.1 引言
• 4.2 基于发动机运转粗糙度的坏路面检测的原理
• 4.2.1 发动机运转粗糙度
• 4.2.2 发动机失火
• 4.3 基于发动机运转粗糙度的坏路面检测建模
• 4.3.1 坏路面检测模型框架
• 4.3.2 坏路面检测模型激活条件
• 4.4 基于发动机运转粗糙度的坏路面检测模型验证
• 4.4.1 排除多缸失火
• 4.4.2 排除单缸连续失火
• 4.4.3 识别发动机运转粗糙度显著负值
• 4.5 实验的结果与分析
• 4.6 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 本文创新点
• 5.3 下一步工作的展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文