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原文传递参照AUTOSAR架构的柴油车后处理集成电控系统软件设计与研究

论文题名：	参照AUTOSAR架构的柴油车后处理集成电控系统软件设计与研究
关键词：	柴油车;集成后处理系统;软件设计;汽车开放系统架构
摘要：	目前，随着排放法规的日趋严厉，对柴油机碳烟颗粒和NOX排放要求十分严格，单一的后处理系统已无法满足法规，必须集成多种后处理技术。此外，针对电控产品的开发，系统硬件开发水平相对比较成熟，开发的重点和难点在于软件，成熟的控制软件是实现控制功能和提高车辆性能的关键因素。由于国内外各汽车制造商和零部件供给商使用的汽车电控软件开发平台差异较大，为了促进电控软件代码移植和复用以便节约成本，联合建议采用统一的汽车软件系统架构。柴油机后处理控制系统开发的关键也在于其软件，需要对后处理系统及其集成电控技术做深入研究。　　本文基于满足重型柴油车国六排放法规的DOC+DPF+SCR集成后处理系统，参考AUTOSAR架构进行了面向国Ⅵ的重型柴油机后处理集成电控系统软件设计与研究。完成的主要任务如下：　　1、后处理集成控制系统搭建及硬件设计：对国内外后处理系统研究与应用的基础上对本文所需后处理系统进行了选型；基于本课题组自主设计的AdBlue计量泵，搭建了满足国六法规的后处理集成控制系统，整合柴油机DPF燃油喷射电控系统功能和SCR尿素喷射电控系统功能。在对后处理集成控制系统的功能需求分析的基础上完成硬件电路模块化设计，最后根据硬件需求制定了后处理集成电控系统软件开发需求。　　2、定制控制器底层驱动模块：针对目标MCU进行自动代码生成系统目标环境设计，借助Simulink对后处理控制系统软件底层驱动模块进行设计。先通过编写模块的S函数；再针对驱动函数的功能创建各驱动模块的TLC(Target Language Compiler)文件来定制代码生成的过程，将用户的配置信息作用于底层驱动寄存器。完成对底层驱动模块的定制化设计以及自动调用编译器，最后对底层驱动模块进行测试。　　3、策略研究以及应用层模块软件设计：参照AUTOSAR架构基于分层次、模块化设计思想将控制系统软件层划分为不同的功能模块和软件层次。利用MATLAB/Simulink/Stateflow详细设计软件应用层及其功能模块，并利用代码生成工具进行了应用层软件自动生成。应用层软件为上层策略算法的具体实现，该后处理集成控制系统软件应用层主要包括SCR控制算法以及DPF控制算法；其中SCR算法包括系统状态协调控制、尿素需求量计算以及OBD故障诊断；DPF控制算法主要包括碳载量估算以及再生过程控制。针对传统软件开发所面临的弊端，本课题在对系统理论模型算法深入研究的基础上，运用基于V模式软件开发方法，对策略的设计、模型的搭建与验证到最后自动代码程序生成等一系列问题进行研究。　　4、系统功能测试与台架试验验证：将在上述试验中生成的应用层代码和底层代码在CodeWarrior IDE中集成，并且将集成后的代码下载到开发板中进行了后续的相关试验与验证。基于课题组所搭建的实验系统平台，将所开发的集成电控软件应用于半实物系统功能实验和台架试验，进行了相关实验的验证。半实物系统功能实验表明所开发的系统控制策略可行，满足功能需求；发动机台架试验表明，所开发的系统可使某款柴油机排放达到欧六或者国六排放要求。
作者：	卞加柱
专业：	车辆工程
导师：	刘军
授予学位：	硕士
授予学位单位：	江苏大学
学位年度：	2020
正文语种：	中文