基于HIL的GDI發(fā)動機閉環(huán)仿真分析與試驗驗證

王炟 王盈 唐海亮 魏占勝

摘 要：發(fā)動機電控系統(tǒng)的控制邏輯變得日趨復(fù)雜，電控系統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)也面臨著更新?lián)Q代的需求與開發(fā)周期的矛盾，本文設(shè)計的是基于HIL的GDI發(fā)動機硬件在環(huán)仿真系統(tǒng)。為實現(xiàn)車輛在實際工況下，真實再現(xiàn)虛擬仿真。以GDI硬件在環(huán)仿真系統(tǒng)搭建整個電控系統(tǒng)的試驗臺。從而事先逐步檢驗電控設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計的實際度和可靠度，最終提高研制質(zhì)量，提升ECU的開發(fā)進度，降低ECU反復(fù)調(diào)試對臺架試驗的依賴性。

關(guān)鍵詞：閉環(huán)仿真;HIL;GDI發(fā)動機

0 引言

為適應(yīng)高品質(zhì)、智能化公路建設(shè)需求，通信、收費、監(jiān)控等機電系統(tǒng)發(fā)展越來越快，作為高速公路現(xiàn)代化管理的支撐系統(tǒng)，機電系統(tǒng)具有分布廣、穩(wěn)定性高、可靠性強等工作特點，為了保證機電系統(tǒng)始終處于正常的工作狀態(tài)，堅持日常巡檢至關(guān)重要。巡檢是早期發(fā)現(xiàn)故障隱患的關(guān)鍵性方法，但是在具體實踐中，往往會存在各種各樣的問題，比如，巡檢質(zhì)量不達標，巡檢標準不一，設(shè)備運行狀態(tài)不佳等等，這些問題的出現(xiàn)，均會影響巡檢的效果，甚至?xí)l(fā)更大的危害。為此，必須積極采用機電智能巡檢系統(tǒng)，全面提升巡檢效率和質(zhì)量。

1 高速公路機電管理中機電智能巡檢系統(tǒng)的應(yīng)用要點

面對高速機電系統(tǒng)運維巡檢現(xiàn)狀，采用“互聯(lián)網(wǎng)+巡檢”的智能化巡檢系統(tǒng)，可以實現(xiàn)一體化在線監(jiān)控和指令巡檢的作用，有效提升機電設(shè)備維護管理水平。在高速公里機電管理中，機電智能巡檢系統(tǒng)的應(yīng)用要點如下：

1.1 監(jiān)控方面

高速公路不同于其他工程，具有面廣、線路長、機電設(shè)備分散等特點。機電智能巡檢系統(tǒng)多采用樹狀管理功能，能夠以區(qū)域、節(jié)點、設(shè)備等構(gòu)建一個一體化操作設(shè)備模式，便于數(shù)據(jù)查詢。利用智能終端，巡檢系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)控每一個巡檢工作環(huán)節(jié)，形成多區(qū)域同步實時監(jiān)控，并自動篩選異常數(shù)據(jù)，找出故障點，第一時間形成報告進行及時反饋，便于提高巡檢質(zhì)量和檢修效率。

1.2 考核方面

信息化是當(dāng)今時代的發(fā)展的主旋律，在信息化時代，層出不窮的新鮮事物讓人目不暇接。伴隨信息化的不斷深入，大量先進的信息技術(shù)得以推廣，比如，云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等，已被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。機電智能巡檢系統(tǒng)便是基于信息化技術(shù)建立而來，通過與地圖Map CIS技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的充分融合，能夠建立一個強大的數(shù)據(jù)信息儲存庫，為及時了解整個區(qū)域內(nèi)維護人員的工作情況和做好機電設(shè)備維護管理工作提供數(shù)據(jù)依據(jù)。換言之，通過機電智能巡檢系統(tǒng)可以實時考核巡檢人員工作是否到位，掌握機電設(shè)備的運行狀態(tài)。

1.3 操作方面

智能化技術(shù)的應(yīng)用，可以讓機電巡檢工作更加方便、迅速，能夠進一步提升高速公路機電設(shè)備的智能化水平，特別是在終端設(shè)備操作方面，操作更便捷、顯示更清晰。比如，超高頻手持機的應(yīng)用，是一款集多功能于一體的RFID手持終端設(shè)備，外型時尚、簡潔，操作方便、實用，在機電信息采集、讀取等方面應(yīng)用效果良好。

2 高速公路機電管理中機電智能巡檢系統(tǒng)的應(yīng)用策略

2.1 強化巡檢管理水平

自2019年交通運輸部《數(shù)字交通發(fā)展規(guī)劃綱要》的出臺，要求以“數(shù)據(jù)鏈”為主線，加快交通運輸信息化向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展，為交通強國建設(shè)提供支撐。高速公路是交通智能化建設(shè)的重點工程，為進一步加快高速公路智能化建設(shè)水平，完善機電智能巡檢系統(tǒng)至關(guān)重要。通過機電智能巡檢系統(tǒng)，可以大幅降低機電設(shè)備故障率，運用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)有效監(jiān)督巡檢工作，用于監(jiān)督和指導(dǎo)巡檢人員的工作情況，進而提升機電設(shè)備巡檢管理水平，加大巡檢作業(yè)規(guī)范化、標準化、科學(xué)化，減少失誤。

2.2 實現(xiàn)動態(tài)跟蹤管理

高速公路機電設(shè)備一旦出現(xiàn)故障，無法正常運行，通過手持終端設(shè)備機電維修人員便可準確、迅速讀取設(shè)備的所有信息，比如，以往維修保養(yǎng)記錄、設(shè)備型號、生產(chǎn)廠家等等，此外，還能快速發(fā)現(xiàn)故障點，做好精確分析，找出故障原因，便于維修處理。通過智能巡檢系統(tǒng)的運用，能夠進一步提高機電故障處理效率。除此之外，機電智能巡檢系統(tǒng)還具備定位的作用，通過與GPRS技術(shù)、無線局域網(wǎng)定位等技術(shù)的全面結(jié)合，可以實現(xiàn)現(xiàn)場動態(tài)跟蹤管理，保證檢驗質(zhì)量，保障巡檢頻次，提高巡檢效果。

2.3 加強巡檢報告管理

高速公路機電巡檢工作需對設(shè)備進行巡視和檢查，并準確、及時記錄數(shù)據(jù)。隨著公路建設(shè)里程的不斷增加，機電設(shè)備也越來越大。高速公路機電設(shè)備布設(shè)不同于其他工程，具有線長、面廣、分散性強等特點，基于這些特點，巡檢工作越來越繁重。隨著機電智能巡檢系統(tǒng)的應(yīng)用，克服了這些問題，達到縮短工作時間，提高巡檢效率的目的。在高速公路機電巡檢系統(tǒng)當(dāng)中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是一項關(guān)鍵性技術(shù)，通過設(shè)置射頻芯片，可以為全部機電設(shè)備設(shè)置一個“身份證編碼”，即身份代碼，通過這個代碼可以將機電系統(tǒng)和關(guān)于該設(shè)備的所有報告緊密相連。換言之，在機電設(shè)備巡檢前，可結(jié)合相關(guān)巡檢項目、內(nèi)容，自動生成一個報告，且每一個報告都可以存儲，且具有一個唯一的編號，便于下載、查詢。在機電設(shè)備巡檢時，通過編碼輸入，便可調(diào)取相關(guān)報告，便于巡檢人員填寫巡檢結(jié)果。

2.4 做好日常維護智能化管理

高速公路機電設(shè)備日常維護工作中，同樣可以運用智能巡檢系統(tǒng)，比如，通過手持終端的傳輸功能，當(dāng)掃描機電設(shè)備標簽后，便可實現(xiàn)巡檢確認、故障確認、設(shè)備維修記錄查詢等功能，這些數(shù)據(jù)信息還能與數(shù)據(jù)庫實時鏈接，便于實時更新。

此外，通過智能巡檢系統(tǒng)，還能克服故障上報時效性的不足，當(dāng)巡檢人員發(fā)現(xiàn)故障后，僅需在智能軟件上簡單操作，馬上便會把故障情況上報給后臺，在極短時間內(nèi)便可生成維修單，或以短信的形式第一時間通知維修人員，大大縮短了巡檢和維修之間的時間，提高了維修效率。

3 結(jié)束語

綜上所述，利用PDA強大移動辦公平臺，通過RFID （無線射頻識別技術(shù)）技術(shù)及計算機通訊技術(shù)等集成的智能巡檢系統(tǒng)，將其合理運用到高速公路機電管理，將全面提升巡檢質(zhì)量，實現(xiàn)規(guī)范化、標準化管理，進一步提升高速公路機電管理水平。

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