电控系统HIL测试平台关键技术研究

项目单位

上海交通大学

技术成熟度: 已有样品,处于小试阶段,已应用于工业领域。

适用推广的地区: 教育科研机构、发动机厂等。

关键字 :

对合作单位的基本要求: 教育科研机构、发动机研发等行业。

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项目联系人

成果概况

为满足日益严格的排放法规,发动机和整车动力总成电控系统的功能和复杂程度不断提高,相应的开发难度也不断加大,通过台架试验来逐步调试电控系统硬件和软件的传统方法由于耗费大量的人力物力,开发周期长,另外还有调试环境不稳定,可重复性差等缺点,已难以适应电控系统快速开发的需要,对此可采用硬件在环仿真系统(HIL)予以解决。本平台采用全新的方案设计硬件在环仿真系统,利用PC机作为发动机机模型的运行平台,采用基于32位的单片机开发仿真ECU,上位PC机和仿真ECU通过USBCAN转换卡实现了CAN通信,PC机、仿真ECU和目标ECU组成闭环的开发测试系统。 本系统不仅能够对天然气发动机进行模拟,而且能够模拟天然气发动机电控系统相关零部件的特性,包括点火系统、喷射系统、空气管理系统、转速和相位、模拟信号、开关信号、驱动信号、CAN总线通讯等,通过它能够对电控系统故障件如节气门、火花塞、氧传感器等进行判定和验证。远程监控平台的使用,对控制系统的测试和验证带来更多的便利和灵活性。

专利情况

暂没申请专利和软件著作权,后期若申请归交大。

市场前景与领域运用

1)实用性强,能够模拟天然气发动机的运行,模拟发动机电控系统相关零部件的运行,模拟各种模拟信号、开关信号、驱动信号等的故障,通过他能够实现对天然气电控系统特性参数测试、电控系统软件和功能可靠性测试、控系统故障件判定和验证; 2)通用性好,通过选择发动机模型,可以非常方便地应用于高压共轨柴油机和电控单体泵柴油机等系统; 3)I/O接口丰富,可以方便增加或删除部分输入和输出; 4)远程监控,使工作者在非实验室位置也可以对验证和测试进行管理。

技术创新点

技术创新点 1)本HIL系统具有很好实用性、通用性,具有丰富I/O接口,而且具有远程监控功能,对企业的技术能力有了很大的提升,极大的利于企业新产品开发。发动机控制系统的新产品和新功能不断增加,通过台架试验来逐步调试控制器软硬件的方法需耗费大量的人力物力,开发周期也长,已难以适应电控系统快速开发的需求,通过本HIL系统可以解决上述问题,在实验室环境下完成产品ECU的测试和开发,远程监控也给测试带来非常多的便利。 2)利用本HIL系统企业形成完整的V型发动机电控系统开发模式,为新产品的创新型开发提供了良好的开发平台。V型平台包括功能设计Matlab/Simulink工具、代码生成Targelink工具和相应的编译开发环境,再加上标定监测系统和本HIL系统。新产品控制软件经过了功能设计阶段的Simulink仿真和代码生成阶段的Targetlink仿真,但真实环境毕竟不同,新产品控制系统在研制出来以后,需要进行综合测试,特别是故障情况和极限条件下的测试。利用硬件在环仿真系统,可以进行ECU软硬件测试和验证,进行在实际环境中不可能或不易进行的试验,如极限测试和故障测试,大大降低了发动机控制系统的开发费用及周期。利用在线标定监测系统,方便的对控制参数进行监测,并实时地对控制参数进行优化。 3)通过这种安全的、没有排放的测试,不仅降低了开发测试费用,而且减少了对环境的污染。 4)该HIL平台的高性价比使企业具备了先进的开发手段,让企业众多的开发和测试工程师甚至生产人员在较短的时间内很方便的掌握使用方法。
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