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LNG发动机ECU硬件在环仿真系统研究
| 论文题名： | LNG发动机ECU硬件在环仿真系统研究 |
| 关键词： | 天然气发动机;硬件在环仿真;尾气排放;监控系统;仿真模型;CAN总线 |
| 摘要： | 随着化石能源的不断消耗以及越来越严重的汽车尾气污染，迫切需要寻找新的能源来代替传统车用燃料。LNG具有能量密度高、存储压力低、排放尾气清洁等优点，是理想的车用代替燃料。在不改变原发动机结构的基础上对燃料供给系统、点火系统和发动机ECU进行设计开发，可以将原机改造成为LNG发动机。LNG汽车具有很好的发展前景，但是LNG发动机ECU是发动机的核心部件，其软硬件的可靠性将会直接影响发动机运行的稳定性和车辆行驶的安全性。目前发动机ECU开发的成本较高，难度较大，而且随着人们对车辆性能的要求不断提高，使得发动机ECU的开发工作变得更加复杂和困难。针对以上问题，本文设计了发动机ECU硬件在环仿真系统，可以极大地节省人力、物力、财力，缩短ECU的开发周期，降低风险，是研制发动机ECU比较理想的工具。 在对国内外发动机ECU硬件在环仿真系统做了深入研究的基础上，提出了通过全新的软硬件设计来实现LNG发动机ECU的自动化测试方案。本文研发的系统采用上位PC机运行LNG发动机实时仿真模型和监控系统，仿真ECU通过CAN总线实现上位PC机和发动机ECU之间的信号传递。 (1)硬件上采用了飞思卡尔的MC9S12XEP100单片机作为仿真ECU的MCU，根据功能需求，对其外围电路进行设计。仿真ECU能够通过CAN总线接收上位PC机的传感器信号，并将其转换成适合发动机ECU正常工作的输入信号，同时采集发动机ECU的输出信号上传至上位PC机，实现系统的闭环测试。 (2)利用图形化编程软件LabVIEW2012设计上位PC机的监控系统。为了保证系统运行的实时性，采用了多线程的编程技术。可以实现发动机运行参数的实时动态显示、数据存储和运行参数在线修改等功能。 (3)在研究汽油发动机仿真模型的基础上，采用MATLAB/Simulink建立了燃气发动机的平均值仿真模型。为了提高系统运行的实时性，将发动机仿真模型封装成DLL格式文件。 (4) CAN总线通讯设计分为仿真ECU和上位PC机两部分。在仿真ECU中对MSCAN模块进行底层编程，上位PC机则通过调用USB-CAN总线适配器的标准库函数，实现与仿真ECU之间的CAN总线通信。 |
| 作者： | 霍乐乐 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 牛志刚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 太原理工大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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