1 项目介绍近年来，汽车电子化程度的高低已成为衡量汽车综合性能和现代化技术水平的重要标志。自上世纪 80 年代以来，制动系统电控水平不断提高，出现了以 ABS、 EBD、 ESP 为代表的若干主动安全电子控制系统，广泛装配在各种类型的道路车辆上。这些电子系统最重要的特征是：技术附加值高性能评价标准苛刻可靠性要求严格以往由于开发过程具有较高的资金和技术门槛，此类产品的市场仅由少数几家欧美大型零部件商分割占据。在中国汽车工业飞速发展的今天，已有多家本土零部件厂商涉足这一巨大市场，推出了初期产品，获得了少量市场份额，但面临技术门槛、性能瓶颈和资金压力，迟迟不能取得有效突破。 目前商用车气压制动领域及乘用车液压制动领域均面临着普通 ABS 产品全面普及， ESP 等高端产品利润丰厚的良好市场态势，把握技术机遇、提升产品市场竞争力要从以下两方面入手： （ 1） 降低开发成本：缩短样机研发时间，争取市场主动权；降低测试（ 包括室内及道路实验） 费用，节约直接开销。 （ 2） 提高产品品质：保证产品在复杂行车状态下的控制性能，及实车环境条件下的电气性能及电磁兼容性能。 清华大学追踪汽车电子行业技术发展最新趋势，总结形成了一整套能够支撑 ABS、 ESP 等复杂电控单元（ ECU）开发的配套技术，涵盖产品开发——室内测试——道路匹配的各个阶段，尤其是硬件在环仿真（ Hardware-In-Loop Simulation——HIL 仿真）测试及 EMC 电磁兼容性测试两个关键技术领域取得了阶段性成果，有效缩短了产品开发周期并极大节省了测试费用。HIL 仿真测试技术： HIL 仿真测试是一种将全套 ECU+执行器硬件植入软件环境，通过软硬件协同工作实现运行工况逼真模拟的工程应用技术，被 Bosch 等著名厂商广泛采用，是业内公认的提高开发效率，降低开发费用的有效途径。我处开发的 HIL 测试设备可实现如下功能： （ 1） 测量制动系部件性能，指导 ECU 控制原理开发； （ 2） 构建室内车辆运行模拟环境，衔接道路测试； （ 3） 构建标准测试工况，实现同类产品同等条件横向对比； （ 4） 安全模拟极限道路运行工况，确定道路实验安全边界； （ 5） 安全模拟部件故障运行模式，评估部件失效对行驶安全的风险。 实际运用中， HIL 设备实现了 ECU 控制逻辑实现——室内 HIL 测试——道路定型三阶段的顺利衔接，大量 ECU 控制功能的验证及深入改进可在室内完成，不断丰富的仿真运行工况还有效的降低了产品开发对于道路试验的依赖，缩短了控制功能改进周期，降低了路试强度，控制了技术风险和成本膨胀。EMC 电磁兼容性测试技术： ECU 等电子部件在实车环境下的可靠性是产品品质的重要体现。制动相关电子产品在外界干扰下的故障运行将带来极严重的安全隐患。我处除有能力按照 ISO16750《道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验》等标准完成产品可靠性的一般性检验，还在汽车电子的电磁兼容性方向开展了着重以下两方面工作： （ 1） ISO7637-2： 2004《道路车辆由传导和耦合引起的电骚扰》标准测试环境建设引进瑞士 EM Test 公司 LD200、 UCS200、 VDS200 等测试设备，构建完成了能够进行较全面的车辆零部件 EMC 瞬态传导试验的正规化电子实验室，能够有效的模拟通过线缆传递的干扰甚至破环信号，是控制器 ECU 电气可靠性品质的有效保证手段。 （ 2） 特殊功能电路的专业化测试 针对电控制动系统的专门应用，对轮速调理、电磁阀智能驱动、电机控制单元等特定功能电路进行了针对性研究，提出了缩减成本、提升性能的若干备选技术方案。 现有大型设备： 经过多年实际使用及改进，已有能力设计制造适合多种车辆类型（客车、半挂列车、轻型乘用车等）、多种电控系统（气制动及液压制动 ABS、 ESP 等）的 HIL 仿真测试系统，运行中设备包括： （ 1） 商用车气压制动仿真测试系统 最大支持三轴商用车（可变形适合 6×6、 6×4、 6×2、 4×2 等配置）气制动系统的 ABS、 ASR、EBS 等控制器开发。 （ 2） 乘用车液压制动仿真测试系统 支持中小型乘用车液压制动系统 ABS/EBD(4S/4M 或 4S/3M)、 TCS、 ESP 等控制器开发。2 应用说明经过多年校企合作，在前述各种配套技术支持下， 已经实现了多款控制器 ECU 的开发并已向市场推广，除在研产品外，主要的产业化成果如下：商用车气制动 4S/4M ABS 控制系统商用车气制动 ABS/ASR 控制系统挂车/半挂车气制动 2S/2M ABS 控制系统乘用车液压制动 4S/4M、 4S/3M ABS 控制系统

为打破重载组合列车制动系统维修瓶颈，本成果对电控空气制动系统进行了安全监测与故障诊断技术研究，并研制出相应故障诊断测试装置、在线安全装置；提出车地一体化实时数据联动安全保障技术。主要创新如下： 1.研制了CCBII制动机成套检测设备、法维莱制动机成套检测设备、DK-2制动机成套检测设备，打破了国外制动机厂商Knorr-Bremse的技术封锁，所提出的故障诊断技术已完成湖东电力机务段500台CCBII制动机和360台法维莱制动机的快速检修工作，人工材料成本降低了50%-67%。 2.提出了兼容多机车网络的重载组合列车在线安全监控及检测技术，解决了重载组合列车从同步操控级到部件级的多级通信网络传输一致性、实时性和可靠性问题。研制出紧急制动和惩罚制动记录分析装置、制动阀切除记录分析装置。 3.提出了车地一体化实时数据联动安全保障技术，对列车运行时的在线检测数据和地面检修数据进行联动分析，实现列车状态数据的及时上传，应急指令的自动下发和迅速响应，提高列车状态的自诊断能力和重载列车检修的自动化水平。

依托南京工程学院江苏省先进结构材料与应用技术重点实验室，面向轨道交通、汽车、建筑及航空等工业领域对层状复合材料及夹层结构的技术需求，长期开展纤维-金属混杂层板（管）、蜂窝及中空复合材料夹层结构的轻量化设计、真空导流及热压罐等各种复合工艺、加工、连接、综合性能评价及预测关键技术研究，其应用领域包括高速列车车体、汽车内外饰结构、飞机蒙皮、拆装式营房等。在该领域出版专著1部，起草国家标准3项，授权发明专利10余项，与中国中车、中航工业、中材科技、福特汽车等多家单位建立了较为紧密的合作关系。

本成果已经成熟，可进行大规模转化。

本成果是一款应用于供水系统运行管理的软件，通过建立供水管网的水力与水质模 型，实时地仿真供水系统的运行状态，为供水系统的运行调度与管理提供全面、准确和 及时的信息服务。主要特性： 1.涵盖以 ArcGIS 为平台的全面 GIS 功能，对供水系统构造信息与模型参数实现综 合管理，且提供历史版本管理和模型验证功能； 2.与基于 GPRS 的 SCADA 系统无缝集成，实现模型动态修正； 3.实时跟踪系统运行工况，预测用水量，仿真流量、水压、浊度、余氯量等各水力 与水质参数变化，分析水压或水质超标区域，计算供水系统各项技术经济指标，并用灵 活定制与控制的文字、图形、表格、曲线等丰富多彩的形式表达，或及时提醒与报警； 提供 GPS 定位、设备维护管理、阀门状态管理、管网改造仿真、调度方案仿真、供 水能量分析等多项应用功能。

一、建模和仿真 针对国内机车柴油机运用现状，本项目确定了基于电控单体泵喷油系统的机车柴油机作为研究对象，对柴油机和控制策略进行建模，并通过大量的仿真进行验证。在该模型中，可以通过调整模拟平台的各个功能算法中的控制参数，使系统的性能达到最佳，为电控单元的硬件开发提供理论依据，能够在最大程度上加快电控柴油机ECU开发进程。 二、硬件开发 依据电控单元的建模仿真所得出的最佳控制参数，我们开发研制了该套电喷控制系统。 它可以精确地控制电喷柴油机各种喷油系统的各个缸的喷油，泵喷嘴系统(Pump Nozzle Unit--PNU)和泵管嘴系统(Pump PipeNozzle---PPN)。它除了可以用于电喷柴油机的转速控制外。同时，由于使用了功能强大的处理芯片，它还能完成如输出功率控制等其他的功能和任务。 在电喷控制系统中还有故障检测功能，并可以通过网络上传给司机室显示屏，一旦发生故障时可以给司机更直观的显示。同时我们也开发了标定系统。 目前，对机车柴油机采用电子控制技术成为当前提高柴油机乃至整车性能的一种有效方法。我们开发研制的电喷控制系统已经成功应用到我国内燃机车牵引用的柴油机中，对于提高柴油机和整车性能起到很大的作用。   应用范围： 该项目所建立的柴油机和电喷控制系统的模型能够应用在应用基于电控单体泵喷油系统的机车柴油机的电控系统开发中。我们所开发的电喷控制系统能够应用在国内内燃机车牵引用的柴油机中。