柴油發(fā)動(dòng)機(jī)電控教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及其模擬方法
【專利摘要】一種柴油發(fā)動(dòng)機(jī)電控教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及其模擬方法，使得相關(guān)單位能夠以較低的成本展開柴油機(jī)電控技術(shù)的教學(xué)和研究，提高學(xué)生的動(dòng)手能力，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)柴油機(jī)電控技術(shù)的認(rèn)識(shí)。使用本發(fā)明提供的設(shè)備與方法，可以不啟動(dòng)真正的發(fā)動(dòng)機(jī)、不消耗燃油，由此降低了成本來教授學(xué)生柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)、原理以及電控技術(shù)。
【專利說明】柴油發(fā)動(dòng)機(jī)電控教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及其模擬方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于教學(xué)模擬【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種柴油發(fā)動(dòng)機(jī)電控教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及其模擬方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，電控技術(shù)已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外汽車發(fā)動(dòng)機(jī)控制技術(shù)的主流，許多該領(lǐng)域的專家認(rèn)為大專院校應(yīng)該增設(shè)柴油機(jī)電控教學(xué)的內(nèi)容。要開展這些內(nèi)容的教學(xué)，學(xué)校需要花費(fèi)大量的財(cái)力購(gòu)買柴油機(jī)及其燃油系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)臺(tái)、發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架和測(cè)功器等昂貴的設(shè)備。這樣導(dǎo)致了由于成本居高不下的原因，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)電控教學(xué)的實(shí)驗(yàn)課程基本無法展開，學(xué)生也不能真正掌握柴油發(fā)動(dòng)機(jī)電控技術(shù)的特點(diǎn)、控制原理與調(diào)優(yōu)方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的提供一種柴油發(fā)動(dòng)機(jī)電控教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及其模擬方法，包括上位機(jī)，所述上位機(jī)同模擬信號(hào)發(fā)生器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、ECU以及微處理器芯片相連接，所述的微處理器芯片中帶有控制信號(hào)分析模塊，所述的上位機(jī)內(nèi)部設(shè)置有模擬信號(hào)調(diào)節(jié)軟件、模擬柴油發(fā)動(dòng)機(jī)功能的模塊以及發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)量標(biāo)定軟件；所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)相連接，所述的電機(jī)的電機(jī)軸同柴油發(fā)動(dòng)機(jī)物理模型相連接，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)物理模型中包括相對(duì)于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)物中的曲軸來按比例縮小的曲軸，所述的電機(jī)的電機(jī)軸即同按比例縮小的曲軸相連接，所述的按比例縮小的曲軸上設(shè)置有轉(zhuǎn)速傳感器，所述的轉(zhuǎn)速傳感器同ECU相連接，所述的模擬信號(hào)發(fā)生器同ECU、模擬信號(hào)調(diào)節(jié)軟件相連接，所述的ECU還同柴油發(fā)動(dòng)機(jī)物理模型中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連接，所述的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)物理模型的執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括柴油噴油器、渦輪增壓器、加熱塞、風(fēng)扇、油泵以及EGR閥門，所述的ECU中設(shè)置有信號(hào)處理模塊。使得相關(guān)單位能夠以較低的成本展開柴油機(jī)電控技術(shù)的教學(xué)和研究，提高學(xué)生的動(dòng)手能力，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)柴油機(jī)電控技術(shù)的認(rèn)識(shí)。使用本發(fā)明提供的設(shè)備與方法，可以不啟動(dòng)真正的發(fā)動(dòng)機(jī)、不消耗燃油，由此降低了成本來教授學(xué)生柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)、原理以及電控技術(shù)。
[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供了一種柴油發(fā)動(dòng)機(jī)電控教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及其模擬方法的解決方案，具體如下:
[0005]—種柴油發(fā)動(dòng)機(jī)電控教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括上位機(jī)1，所述上位機(jī)I同模擬信號(hào)發(fā)生器2、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器3、E⑶6以及微處理器芯片4相連接，所述的微處理器芯片4中帶有控制信號(hào)分析模塊5，所述的上位機(jī)I內(nèi)部設(shè)置有模擬信號(hào)調(diào)節(jié)軟件7、模擬柴油發(fā)動(dòng)機(jī)功能的模塊8以及發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)量標(biāo)定軟件9 ;所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器3和電機(jī)10相連接，所述的電機(jī)10的電機(jī)軸同柴油發(fā)動(dòng)機(jī)物理模型12相連接，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)物理模型12中包括相對(duì)于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)物中的曲軸來按比例縮小的曲軸11，所述的電機(jī)10的電機(jī)軸即同按比例縮小的曲軸11相連接，所述的按比例縮小的曲軸11上設(shè)置有轉(zhuǎn)速傳感器13，所述的轉(zhuǎn)速傳感器13同E⑶6相連接，所述的模擬信號(hào)發(fā)生器2同E⑶6、模擬信號(hào)調(diào)節(jié)軟件7相連接，所述的E⑶6還同柴油發(fā)動(dòng)機(jī)物理模型12中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)14相連接，所述的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)物理模型12的執(zhí)行機(jī)構(gòu)14包括柴油噴油器15、渦輪增壓器16、加熱塞17、風(fēng)扇18、油泵19以及EGR閥門20，所述的E⑶6中設(shè)置有信號(hào)處理模塊22。
[0006]所述的E⑶6通過CAN總線21同上位機(jī)I相連接。
[0007]所述的模擬信號(hào)調(diào)節(jié)軟件能夠同步發(fā)送包括有進(jìn)氣溫度的數(shù)字信號(hào)、進(jìn)氣壓力的數(shù)字信號(hào)、汽車排氣管道中的氧氣濃度的數(shù)字信號(hào)以及油門的踏板的開度的數(shù)字信號(hào)到模擬信號(hào)發(fā)生器和上位機(jī)中；
[0008]所述的信號(hào)處理模塊能夠根據(jù)所接收到的對(duì)應(yīng)的模擬信號(hào)，并結(jié)合按比例縮小的曲軸上設(shè)置的轉(zhuǎn)速傳感器所采集并傳輸?shù)紼CU中的轉(zhuǎn)速值，按照設(shè)定的算法來發(fā)出設(shè)定的控制信號(hào)到柴油發(fā)動(dòng)機(jī)物理模型中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和微處理器芯片內(nèi)；
[0009]所述的控制信號(hào)分析模塊能夠解析出控制柴油噴油器的信號(hào)中的柴油噴油器的脈寬和噴油時(shí)刻、控制渦輪增壓器的信號(hào)中的渦輪增壓器的開度、控制加熱塞的信號(hào)中的加熱開關(guān)、控制風(fēng)扇的信號(hào)中的風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速、控制油泵的信號(hào)中的油泵的壓力以及控制EGR閥門的信號(hào)中的EGR閥門的開度，并且把解析出的柴油噴油器的脈寬和噴油時(shí)刻、渦輪增壓器的開度、加熱開關(guān)、風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速、油泵的壓力以及EGR閥門的開度發(fā)送到上位機(jī)中；能夠解析出控制柴油噴油器的信號(hào)中的柴油噴油器的脈寬和噴油時(shí)刻、控制渦輪增壓器的信號(hào)中的渦輪增壓器的開度、控制加熱塞的信號(hào)中的加熱開關(guān)、控制風(fēng)扇的信號(hào)中的風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速、控制油泵的信號(hào)中的油泵的壓力以及控制EGR閥門的信號(hào)中的EGR閥門的開度，并且把解析出的柴油噴油器的脈寬和噴油時(shí)刻、渦輪增壓器的開度、加熱開關(guān)、風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速、油泵的壓力以及EGR閥門的開度發(fā)送到上位機(jī)中。
[0010]所述的模擬柴油發(fā)動(dòng)機(jī)功能的模塊能夠根據(jù)接收到的柴油噴油器的脈寬和噴油時(shí)刻、渦輪增壓器的開度、加熱開關(guān)、風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速、油泵的壓力、EGR閥門的開度以及步驟I中接收到的進(jìn)氣溫度的數(shù)字信號(hào)、進(jìn)氣壓力的數(shù)字信號(hào)、汽車排氣管道中的氧氣濃度的數(shù)字信號(hào)以及油門的踏板的開度的數(shù)字信號(hào)，利用設(shè)定的算法計(jì)算出電機(jī)的轉(zhuǎn)速，然后把計(jì)算出的電機(jī)的轉(zhuǎn)速發(fā)送到電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器根據(jù)計(jì)算出的電機(jī)的轉(zhuǎn)速來發(fā)送出對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)信號(hào)來操縱電機(jī)按照對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速來帶動(dòng)曲軸運(yùn)行。
[0011]所述的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)電控教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的模擬方法，步驟如下:
[0012]步驟1:所述的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)電控教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的模擬進(jìn)行模擬操作時(shí)，首先是通過上位機(jī)I啟動(dòng)模擬信號(hào)調(diào)節(jié)軟件7，所述的模擬信號(hào)調(diào)節(jié)軟件7同步發(fā)送包括有進(jìn)氣溫度的數(shù)字信號(hào)、進(jìn)氣壓力的數(shù)字信號(hào)、汽車排氣管道中的氧氣濃度的數(shù)字信號(hào)以及油門的踏板的開度的數(shù)字信號(hào)到模擬信號(hào)發(fā)生器2和上位機(jī)I中；
[0013]步驟2:所述的模擬信號(hào)發(fā)生器2把接收到的進(jìn)氣溫度的數(shù)字信號(hào)、進(jìn)氣壓力的數(shù)字信號(hào)、汽車排氣管道中的氧氣濃度的數(shù)字信號(hào)以及油門的踏板的開度的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的模擬信號(hào)，再把所述的對(duì)應(yīng)的模擬信號(hào)發(fā)送到ECU6中；
[0014]步驟3:然后ECU6運(yùn)行信號(hào)處理模塊22來根據(jù)所接收到的對(duì)應(yīng)的模擬信號(hào)，并結(jié)合按比例縮小的曲軸11上設(shè)置的轉(zhuǎn)速傳感器13所采集并傳輸?shù)紼CU6中的轉(zhuǎn)速值，按照設(shè)定的算法來發(fā)出設(shè)定的控制信號(hào)到柴油發(fā)動(dòng)機(jī)物理模型12中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)14和微處理器芯片4內(nèi)，所述的設(shè)定的控制信號(hào)包括控制柴油噴油器15的信號(hào)、控制渦輪增壓器16的信號(hào)、控制加熱塞17的信號(hào)、控制風(fēng)扇18的信號(hào)、控制油泵19的信號(hào)以及控制EGR閥門20的信號(hào)；
[0015]步驟4:然后柴油發(fā)動(dòng)機(jī)物理模型12中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)14內(nèi)的柴油噴油器15、渦輪增壓器16、加熱塞17、風(fēng)扇18、油泵19以及EGR閥門20分別根據(jù)接收到的控制柴油噴油器15的信號(hào)、控制渦輪增壓器16的信號(hào)、控制加熱塞17的信號(hào)、控制風(fēng)扇18的信號(hào)、控制油泵19的信號(hào)以及EGR閥門20的信號(hào)進(jìn)行對(duì)應(yīng)的動(dòng)作；
[0016]步驟5:而微處理器芯片4接收到控制柴油噴油器15的信號(hào)、控制渦輪增壓器16的信號(hào)、控制加熱塞17的信號(hào)、控制風(fēng)扇18的信號(hào)、控制油泵19的信號(hào)以及控制EGR閥門20的信號(hào)以后，微處理器芯片4運(yùn)行控制信號(hào)分析模塊5解析出控制柴油噴油器15的信號(hào)中的柴油噴油器的脈寬和噴油時(shí)刻、控制渦輪增壓器16的信號(hào)中的渦輪增壓器的開度、控制加熱塞17的信號(hào)中的加熱開關(guān)、控制風(fēng)扇18的信號(hào)中的風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速、控制油泵19的信號(hào)中的油泵的壓力以及控制EGR閥門20的信號(hào)中的EGR閥門的開度，并且把解析出的柴油噴油器的脈寬和噴油時(shí)刻、潤(rùn)輪增壓器的開度、加熱開關(guān)、風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速、油泵的壓力以及EGR閥門的開度發(fā)送到上位機(jī)I中；
[0017]步驟6:所述的上位機(jī)I啟動(dòng)模擬柴油發(fā)動(dòng)機(jī)功能的模塊8，所述的模擬柴油發(fā)動(dòng)機(jī)功能的模塊8根據(jù)接收到的柴油噴油器的脈寬和噴油時(shí)刻、渦輪增壓器的開度、加熱開關(guān)、風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速、油泵的壓力、EGR閥門的開度以及步驟I中接收到的進(jìn)氣溫度的數(shù)字信號(hào)、進(jìn)氣壓力的數(shù)字信號(hào)、汽車排氣管道中的氧氣濃度的數(shù)字信號(hào)以及油門的踏板的開度的數(shù)字信號(hào)，利用設(shè)定的算法計(jì)算出電機(jī)的轉(zhuǎn)速，然后把計(jì)算出的電機(jī)的轉(zhuǎn)速發(fā)送到電機(jī)驅(qū)動(dòng)器3，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器3根據(jù)計(jì)算出的電機(jī)的轉(zhuǎn)速來發(fā)送出對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)信號(hào)來操縱電機(jī)10按照對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速來帶動(dòng)曲軸運(yùn)行。
[0018]所述的發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)量標(biāo)定軟件9能夠采集ECU6的信號(hào)來進(jìn)行測(cè)量和標(biāo)定。
[0019]由這些技術(shù)特征，使用本發(fā)明可用于發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)單位，進(jìn)行柴油發(fā)動(dòng)機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)，通過觀察各工況下發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力運(yùn)轉(zhuǎn)和排放情況，調(diào)優(yōu)發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和控制性能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明的一種柴油發(fā)動(dòng)機(jī)電控教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的連接結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021]本發(fā)明的目的是研制自動(dòng)化的高效的一種柴油發(fā)動(dòng)機(jī)電控教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及其模擬方法，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)電控教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括上位機(jī)1，所述上位機(jī)I同模擬信號(hào)發(fā)生器2、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器3、E⑶6以及微處理器芯片4相連接，所述的微處理器芯片4中帶有控制信號(hào)分析模塊5，所述的上位機(jī)I內(nèi)部設(shè)置有模擬信號(hào)調(diào)節(jié)軟件7、模擬柴油發(fā)動(dòng)機(jī)功能的模塊8以及發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)量標(biāo)定軟件9 ;所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器3和電機(jī)10相連接，所述的電機(jī)10的電機(jī)軸同柴油發(fā)動(dòng)機(jī)物理模型12相連接，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)物理模型12中包括相對(duì)于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)物中的曲軸來按比例縮小的曲軸11，所述的電機(jī)10的電機(jī)軸即同按比例縮小的曲軸11相連接，所述的按比例縮小的曲軸11上設(shè)置有轉(zhuǎn)速傳感器13，所述的轉(zhuǎn)速傳感器13同E⑶6相連接，所述的模擬信號(hào)發(fā)生器2同E⑶6、模擬信號(hào)調(diào)節(jié)軟件7相連接，所述的E⑶6還同柴油發(fā)動(dòng)機(jī)物理模型12中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)14相連接，所述的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)物理模型12的執(zhí)行機(jī)構(gòu)14包括柴油噴油器15、渦輪增壓器16、加熱塞17、風(fēng)扇18、油泵19以及EGR閥門20，所述的E⑶6中設(shè)置有信號(hào)處理模塊22。所述的E⑶6通過CAN總線21同上位機(jī)I相連接。所述的模擬信號(hào)調(diào)節(jié)軟件能夠同步發(fā)送包括有進(jìn)氣溫度的數(shù)字信號(hào)、進(jìn)氣壓力的數(shù)字信號(hào)、汽車排氣管道中的氧氣濃度的數(shù)字信號(hào)以及油門的踏板的開度的數(shù)字信號(hào)到模擬信號(hào)發(fā)生器和上位機(jī)中；所述的信號(hào)處理模塊能夠根據(jù)所接收到的對(duì)應(yīng)的模擬信號(hào)，并結(jié)合按比例縮小的曲軸上設(shè)置的轉(zhuǎn)速傳感器所采集并傳輸?shù)紼CU中的轉(zhuǎn)速值，按照設(shè)定的算法來發(fā)出設(shè)定的控制信號(hào)到柴油發(fā)動(dòng)機(jī)物理模型中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和微處理器芯片內(nèi)；所述的控制信號(hào)分析模塊能夠解析出控制柴油噴油器的信號(hào)中的柴油噴油器的脈寬和噴油時(shí)刻、控制渦輪增壓器的信號(hào)中的渦輪增壓器的開度、控制加熱塞的信號(hào)中的加熱開關(guān)、控制風(fēng)扇的信號(hào)中的風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速、控制油泵的信號(hào)中的油泵的壓力以及控制EGR閥門的信號(hào)中的EGR閥門的開度，并且把解析出的柴油噴油器的脈寬和噴油時(shí)刻、渦輪增壓器的開度、加熱開關(guān)、風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速、油泵的壓力以及EGR閥門的開度發(fā)送到上位機(jī)中。所述的模擬柴油發(fā)動(dòng)機(jī)功能的模塊能夠根據(jù)接收到的柴油噴油器的脈寬和噴油時(shí)刻、渦輪增壓器的開度、加熱開關(guān)、風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速、油泵的壓力、EGR閥門的開度以及步驟I中接收到的進(jìn)氣溫度的數(shù)字信號(hào)、進(jìn)氣壓力的數(shù)字信號(hào)、汽車排氣管道中的氧氣濃度的數(shù)字信號(hào)以及油門的踏板的開度的數(shù)字信號(hào)，利用設(shè)定的算法計(jì)算出電機(jī)的轉(zhuǎn)速，然后把計(jì)算出的電機(jī)的轉(zhuǎn)速發(fā)送到電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器根據(jù)計(jì)算出的電機(jī)的轉(zhuǎn)速來發(fā)送出對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)信號(hào)來操縱電機(jī)按照對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速來帶動(dòng)曲軸運(yùn)行。
[0022]所述的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)電控教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的模擬方法，步驟如下:
[0023]步驟1:所述的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)電控教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的模擬進(jìn)行模擬操作時(shí)，首先是通過上位機(jī)I啟動(dòng)模擬信號(hào)調(diào)節(jié)軟件7，所述的模擬信號(hào)調(diào)節(jié)軟件7同步發(fā)送包括有進(jìn)氣溫度的數(shù)字信號(hào)、進(jìn)氣壓力的數(shù)字信號(hào)、汽車排氣管道中的氧氣濃度的數(shù)字信號(hào)以及油門的踏板的開度的數(shù)字信號(hào)到模擬信號(hào)發(fā)生器2和上位機(jī)I中；
[0024]步驟2:所述的模擬信號(hào)發(fā)生器2把接收到的進(jìn)氣溫度的數(shù)字信號(hào)、進(jìn)氣壓力的數(shù)字信號(hào)、汽車排氣管道中的氧氣濃度的數(shù)字信號(hào)以及油門的踏板的開度的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的模擬信號(hào)，再把所述的對(duì)應(yīng)的模擬信號(hào)發(fā)送到ECU6中；
[0025]步驟3:然后ECU6運(yùn)行信號(hào)處理模塊22來根據(jù)所接收到的對(duì)應(yīng)的模擬信號(hào)，并結(jié)合按比例縮小的曲軸11上設(shè)置的轉(zhuǎn)速傳感器13所采集并傳輸?shù)紼CU6中的轉(zhuǎn)速值，按照設(shè)定的算法來發(fā)出設(shè)定的控制信號(hào)到柴油發(fā)動(dòng)機(jī)物理模型12中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)14和微處理器芯片4內(nèi)，所述的設(shè)定的控制信號(hào)包括控制柴油噴油器15的信號(hào)、控制渦輪增壓器16的信號(hào)、控制加熱塞17的信號(hào)、控制風(fēng)扇18的信號(hào)、控制油泵19的信號(hào)以及控制EGR閥門20的信號(hào)；
[0026]步驟4:然后柴油發(fā)動(dòng)機(jī)物理模型12中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)14內(nèi)的柴油噴油器15、渦輪增壓器16、加熱塞17、風(fēng)扇18、油泵19以及EGR閥門20分別根據(jù)接收到的控制柴油噴油器15的信號(hào)、控制渦輪增壓器16的信號(hào)、控制加熱塞17的信號(hào)、控制風(fēng)扇18的信號(hào)、控制油泵19的信號(hào)以及EGR閥門20的信號(hào)進(jìn)行對(duì)應(yīng)的動(dòng)作；
[0027]步驟5:而微處理器芯片4接收到控制柴油噴油器15的信號(hào)、控制渦輪增壓器16的信號(hào)、控制加熱塞17的信號(hào)、控制風(fēng)扇18的信號(hào)、控制油泵19的信號(hào)以及控制EGR閥門20的信號(hào)以后，微處理器芯片4運(yùn)行控制信號(hào)分析模塊5解析出控制柴油噴油器15的信號(hào)中的柴油噴油器的脈寬和噴油時(shí)刻、控制渦輪增壓器16的信號(hào)中的渦輪增壓器的開度、控制加熱塞17的信號(hào)中的加熱開關(guān)、控制風(fēng)扇18的信號(hào)中的風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速、控制油泵19的信號(hào)中的油泵的壓力以及控制EGR閥門20的信號(hào)中的EGR閥門的開度，并且把解析出的柴油噴油器的脈寬和噴油時(shí)刻、潤(rùn)輪增壓器的開度、加熱開關(guān)、風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速、油泵的壓力以及EGR閥門的開度發(fā)送到上位機(jī)I中；
[0028]步驟6:所述的上位機(jī)I啟動(dòng)模擬柴油發(fā)動(dòng)機(jī)功能的模塊8，所述的模擬柴油發(fā)動(dòng)機(jī)功能的模塊8根據(jù)接收到的柴油噴油器的脈寬和噴油時(shí)刻、渦輪增壓器的開度、加熱開關(guān)、風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速、油泵的壓力、EGR閥門的開度以及步驟I中接收到的進(jìn)氣溫度的數(shù)字信號(hào)、進(jìn)氣壓力的數(shù)字信號(hào)、汽車排氣管道中的氧氣濃度的數(shù)字信號(hào)以及油門的踏板的開度的數(shù)字信號(hào)，利用設(shè)定的算法計(jì)算出電機(jī)的轉(zhuǎn)速，然后把計(jì)算出的電機(jī)的轉(zhuǎn)速發(fā)送到電機(jī)驅(qū)動(dòng)器3，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器3根據(jù)計(jì)算出的電機(jī)的轉(zhuǎn)速來發(fā)送出對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)信號(hào)來操縱電機(jī)10按照對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速來帶動(dòng)曲軸運(yùn)行。所述的發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)量標(biāo)定軟件9能夠采集ECU6的信號(hào)來進(jìn)行測(cè)量和標(biāo)定，可以實(shí)時(shí)的觀察ECU6的運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)可以標(biāo)定ECU6的性能進(jìn)行優(yōu)化處理。使用本發(fā)明專利可以代替大型、昂貴的發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架等設(shè)備和實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的各工況如啟動(dòng)、怠速、常規(guī)、加速以及排放的模擬實(shí)驗(yàn)，經(jīng)濟(jì)安全，同時(shí)加強(qiáng)了學(xué)生的動(dòng)手能力，將課堂上發(fā)動(dòng)機(jī)電控的理論與實(shí)際相結(jié)合。
[0029]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)，在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單的修改、等同替換與改進(jìn)等，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種柴油發(fā)動(dòng)機(jī)電控教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于包括上位機(jī)，所述上位機(jī)同模擬信號(hào)發(fā)生器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、E⑶以及微處理器芯片相連接，所述的微處理器芯片中帶有控制信號(hào)分析模塊，所述的上位機(jī)內(nèi)部設(shè)置有模擬信號(hào)調(diào)節(jié)軟件、模擬柴油發(fā)動(dòng)機(jī)功能的模塊以及發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)量標(biāo)定軟件；所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)相連接，所述的電機(jī)的電機(jī)軸同柴油發(fā)動(dòng)機(jī)物理模型相連接，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)物理模型中包括相對(duì)于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)物中的曲軸來按比例縮小的曲軸，所述的電機(jī)的電機(jī)軸即同按比例縮小的曲軸相連接，所述的按比例縮小的曲軸上設(shè)置有轉(zhuǎn)速傳感器，所述的轉(zhuǎn)速傳感器同ECU相連接，所述的模擬信號(hào)發(fā)生器同ECU、模擬信號(hào)調(diào)節(jié)軟件相連接，所述的ECU還同柴油發(fā)動(dòng)機(jī)物理模型中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連接，所述的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)物理模型的執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括柴油噴油器、渦輪增壓器、加熱塞、風(fēng)扇、油泵以及EGR閥門，所述的E⑶中設(shè)置有信號(hào)處理模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)電控教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于所述的ECU通過CAN總線同上位機(jī)相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)電控教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于所述的模擬信號(hào)調(diào)節(jié)軟件能夠同步發(fā)送包括有進(jìn)氣溫度的數(shù)字信號(hào)、進(jìn)氣壓力的數(shù)字信號(hào)、汽車排氣管道中的氧氣濃度的數(shù)字信號(hào)以及油門的踏板的開度的數(shù)字信號(hào)到模擬信號(hào)發(fā)生器和上位機(jī)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)電控教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于所述的信號(hào)處理模塊能夠根據(jù)所接收到的對(duì)應(yīng)的模擬信號(hào)，并結(jié)合按比例縮小的曲軸上設(shè)置的轉(zhuǎn)速傳感器所采集并傳輸?shù)紼CU中的轉(zhuǎn)速值，按照設(shè)定的算法來發(fā)出設(shè)定的控制信號(hào)到柴油發(fā)動(dòng)機(jī)物理模型中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和微處理器芯片內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)電控教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于所述的控制信號(hào)分析模塊能夠解析出控制柴油噴油器的信號(hào)中的柴油噴油器的脈寬和噴油時(shí)刻、控制渦輪增壓器的信號(hào)中的渦輪增壓器的開度、控制加熱塞的信號(hào)中加熱開關(guān)、控制風(fēng)扇的信號(hào)中的風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速、控制油泵的信號(hào)中的油泵的壓力以及控制EGR閥門的信號(hào)中的EGR閥門的開度，并且把解析出的柴油噴油器的脈寬和噴油時(shí)刻、渦輪增壓器的開度、加熱開關(guān)、風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速、油泵的壓力以及EGR閥門的開度發(fā)送到上位機(jī)中。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)電控教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于所述的模擬柴油發(fā)動(dòng)機(jī)功能的模塊能夠根據(jù)接收到的柴油噴油器的脈寬和噴油時(shí)刻、渦輪增壓器的開度、加熱開關(guān)、風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速、油泵的壓力、EGR閥門的開度以及步驟I中接收到的進(jìn)氣溫度的數(shù)字信號(hào)、進(jìn)氣壓力的數(shù)字信號(hào)、汽車排氣管道中的氧氣濃度的數(shù)字信號(hào)以及油門的踏板的開度的數(shù)字信號(hào)，利用設(shè)定的算法計(jì)算出電機(jī)的轉(zhuǎn)速，然后把計(jì)算出的電機(jī)的轉(zhuǎn)速發(fā)送到電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器根據(jù)計(jì)算出的電機(jī)的轉(zhuǎn)速來發(fā)送出對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)信號(hào)來操縱電機(jī)按照對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速來帶動(dòng)曲軸運(yùn)行。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)電控教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的模擬方法，其特征在于，步驟如下: 步驟1:所述的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)電控教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的模擬進(jìn)行模擬操作時(shí)，首先是通過上位機(jī)啟動(dòng)模擬信號(hào)調(diào)節(jié)軟件，所述的模擬信號(hào)調(diào)節(jié)軟件同步發(fā)送包括有進(jìn)氣溫度的數(shù)字信號(hào)、進(jìn)氣壓力的數(shù)字信號(hào)、汽車排氣管道中的氧氣濃度的數(shù)字信號(hào)以及油門的踏板的開度的數(shù)字信號(hào)到模擬信號(hào)發(fā)生器和上位機(jī)中； 步驟2:所述的模擬信號(hào)發(fā)生器把接收到的進(jìn)氣溫度的數(shù)字信號(hào)、進(jìn)氣壓力的數(shù)字信號(hào)、汽車排氣管道中的氧氣濃度的數(shù)字信號(hào)以及油門的踏板的開度的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的模擬信號(hào)，再把所述的對(duì)應(yīng)的模擬信號(hào)發(fā)送到ECU中； 步驟3:然后ECU運(yùn)行信號(hào)處理模塊來根據(jù)所接收到的對(duì)應(yīng)的模擬信號(hào)，并結(jié)合按比例縮小的曲軸上設(shè)置的轉(zhuǎn)速傳感器所采集并傳輸?shù)紼CU中的轉(zhuǎn)速值，按照設(shè)定的算法來發(fā)出設(shè)定的控制信號(hào)到柴油發(fā)動(dòng)機(jī)物理模型中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和微處理器芯片內(nèi)，所述的設(shè)定的控制信號(hào)包括控制柴油噴油器的信號(hào)、控制渦輪增壓器的信號(hào)、控制加熱塞的信號(hào)、控制風(fēng)扇的信號(hào)、控制油泵的信號(hào)以及控制EGR閥門的信號(hào)； 步驟4:然后柴油發(fā)動(dòng)機(jī)物理模型中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)的柴油噴油器、渦輪增壓器、加熱塞、風(fēng)扇、油泵以及EGR閥門分別根據(jù)接收到的控制柴油噴油器的信號(hào)、控制渦輪增壓器的信號(hào)、控制加熱塞的信號(hào)、控制風(fēng)扇的信號(hào)、控制油泵的信號(hào)以及EGR閥門的信號(hào)進(jìn)行對(duì)應(yīng)的動(dòng)作； 步驟5:而微處理器芯片接收到控制柴油噴油器的信號(hào)、控制渦輪增壓器的信號(hào)、控制加熱塞的信號(hào)、控制風(fēng)扇的信號(hào)、控制油泵的信號(hào)以及控制EGR閥門的信號(hào)以后，微處理器芯片運(yùn)行控制信號(hào)分析模塊解析出控制柴油噴油器的信號(hào)中的柴油噴油器的脈寬和噴油時(shí)刻、控制渦輪增壓器的信號(hào)中的渦輪增壓器的開度、控制加熱塞的信號(hào)中的加熱開關(guān)、控制風(fēng)扇的信號(hào)中的風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速、控制油泵的信號(hào)中的油泵的壓力以及控制EGR閥門的信號(hào)中的EGR閥門的開度，并且把解析出的柴油噴油器的脈寬和噴油時(shí)刻、渦輪增壓器的開度、加熱開關(guān)、風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速、油泵的壓力以及EGR閥門的開度發(fā)送到上位機(jī)中； 步驟6:所述的上位機(jī)啟動(dòng)模擬柴油發(fā)動(dòng)機(jī)功能的模塊,所述的模擬柴油發(fā)動(dòng)機(jī)功能的模塊根據(jù)接收到的柴油噴油器的脈寬和噴油時(shí)刻、渦輪增壓器的開度、加熱開關(guān)、風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速、油泵的壓力、EGR閥門的開度以及步驟I中接收到的進(jìn)氣溫度的數(shù)字信號(hào)、進(jìn)氣壓力的數(shù)字信號(hào)、汽車排氣管道中的氧氣濃度的數(shù)字信號(hào)以及油門的踏板的開度的數(shù)字信號(hào)，利用設(shè)定的算法計(jì)算出電機(jī)的轉(zhuǎn)速，然后把計(jì)算出的電機(jī)的轉(zhuǎn)速發(fā)送到電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器根據(jù)計(jì)算出的電機(jī)的轉(zhuǎn)速來發(fā)送出對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)信號(hào)來操縱電機(jī)按照對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速來帶動(dòng)曲軸運(yùn)行。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)電控教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的模擬方法，其特征在于所述的發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)量標(biāo)定軟件能夠采集ECU的信號(hào)來進(jìn)行測(cè)量和標(biāo)定。
【文檔編號(hào)】G09B25/02GK104361818SQ201410643342
【公開日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月13日
【發(fā)明者】張旻, 周振超, 朱文禮 申請(qǐng)人:南京富士通南大軟件技術(shù)有限公司