基于TC1782的GDI發(fā)動機(jī)ECU軟件設(shè)計.pdf

1、與傳統(tǒng)的進(jìn)氣道噴射汽油機(jī)相比，缸內(nèi)直噴(GDI)汽油機(jī)可以大幅度提高汽車的動力性、駕駛性、燃汕經(jīng)濟(jì)性，尤其是排放性能更加出色。而對日益嚴(yán)格的排放法規(guī)和日趨激烈的市場競爭，GDI發(fā)動機(jī)得到了國內(nèi)外汽車廠商的一致青睞。隨著GDI發(fā)動機(jī)控制功能的不斷強(qiáng)化，電控單元(ECU)軟件的規(guī)模和復(fù)雜度不斷加大，傳統(tǒng)的基于前后臺模式的軟件架構(gòu)已經(jīng)難以滿足多任務(wù)和高實(shí)時性的發(fā)動機(jī)控制要求。同時，為了確保發(fā)動機(jī)工作的安全性和避免零部件的損壞，故障診斷保護(hù)已成

2、為控制軟件的重要組成部分，并且占整個控制軟件的比例已經(jīng)超過60％。本文基于前期開發(fā)的、以Infineon TC1782微控制器為核心的GDI發(fā)動機(jī)試驗(yàn)用ECU硬件系統(tǒng)和底層驅(qū)動軟件，結(jié)合成熟完整的嵌入式系統(tǒng)軟件架構(gòu)體系標(biāo)準(zhǔn)，對ECU軟件部分進(jìn)行改進(jìn)和完善。主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)部分傳感器的故障診斷與保護(hù)研究。針對冷卻液溫度傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、油門踏板位置傳感器和軌壓傳感器，構(gòu)建了信號范圍檢查和合理性診斷

3、策略，結(jié)合傳感器特性確定參數(shù)的閾值范圍，對故障模式下的傳感器采取相應(yīng)的保護(hù)處理策略。編寫了C語言故障診斷軟件函數(shù)，并進(jìn)行了故障狀態(tài)下的軟件測試。
　　(2)基于FreeRTOS的嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)移植。引入嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)，建立了開放的ECU分層軟件體系架構(gòu)。編寫了與TC1782內(nèi)核相關(guān)的上下文切換、臨界區(qū)進(jìn)入與退出、堆棧等函數(shù)，將FreeRTOS移植到基于TC1782的ECU上。結(jié)合實(shí)際工程需要，按照優(yōu)先級對ECU軟件任務(wù)體系

4、進(jìn)行合理劃分，以實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)的合理調(diào)度，確保了ECU軟件的復(fù)用性和可移植性。
　　(3)電子節(jié)氣門模糊PID控制研究。針對節(jié)氣門小開度時控制精度要求高和在氣流沖擊下節(jié)氣門的抖動問題，采用模糊PID控制算法來控制電子節(jié)氣門，以提高控制的魯棒性。在增量式PID的基礎(chǔ)上采用模糊PID控制算法，以目標(biāo)位置和實(shí)際位置的偏差、偏差變化率作為模糊控制器的輸入，制定了相應(yīng)的模糊控制規(guī)則，實(shí)現(xiàn)了PID參數(shù)的自動整定，提高了節(jié)氣門位置控制精度和穩(wěn)定性