專利名稱：一種燃氣發(fā)動機電控系統(tǒng)的標定裝置及控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種燃氣發(fā)動機電控系統(tǒng)的標定裝置及控制方法，屬于燃氣發(fā)動機電控系統(tǒng)優(yōu)化標定技術，涉及到電控發(fā)動機性能優(yōu)化領域，適合于采用電子控制的燃氣車用發(fā)動機類型。
背景技術：
隨著汽車排放法規(guī)的不斷嚴格，以及石油能源的日益緊缺，為了達到減少車用發(fā)動機廢氣排放、降低燃料消耗的目的，一方面，傳統(tǒng)發(fā)動機技術與現(xiàn)代電子控制技術相結(jié)合成為發(fā)動機技術發(fā)展的必然；另一方面，采用CNG、LPG等氣體燃料的燃氣發(fā)動機成為汽車發(fā)動機的發(fā)展趨勢。
開展發(fā)動機電子控制系統(tǒng)標定的研究，使電控單元的控制參數(shù)達到最佳，以最大限度地發(fā)揮燃氣發(fā)動機性能，是發(fā)動機電控技術的核心任務，而標定系統(tǒng)則是完成這一任務的基礎。因而標定系統(tǒng)的研究開發(fā)受到廣泛重視。
近幾年，國外大的汽車公司和發(fā)動機咨詢公司都相繼開發(fā)了各自的全自動標定系統(tǒng)，可自動組織實驗、測量、優(yōu)化，具有在線修改、實時優(yōu)化、自動控制等功能。國內(nèi)標定系統(tǒng)的開發(fā)目前尚處于起步階段，隨著電控技術在發(fā)動機領域應用的不斷成熟以及燃氣發(fā)動機的廣泛應用，對能夠提高控制參數(shù)標定精度、縮短開發(fā)周期的燃氣發(fā)動機標定裝置的開發(fā)必將成為研究熱點。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術結(jié)構(gòu)的不足，本發(fā)明提供一種燃氣發(fā)動機電控系統(tǒng)的標定裝置及控制方法。
本發(fā)明所解決的技術問題是實現(xiàn)電控燃氣發(fā)動機控制參數(shù)的優(yōu)化，保證電控單元的控制策略有效，充分發(fā)揮電控燃氣發(fā)動機的性能優(yōu)勢，而設計的用于電控燃氣發(fā)動機性能優(yōu)化的標定裝置，以提高控制參數(shù)的標定精度、縮短標定周期、提高標定效率為目的。
本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是用于燃氣發(fā)動機電控系統(tǒng)性能優(yōu)化的標定裝置，包括硬件和軟件。在硬件結(jié)構(gòu)上，由標定控制計算機、標定用電控單元、數(shù)據(jù)采集與處理模塊、串口通訊控制模塊等部分組成。
以MC68HC12單片機作為標定用電控單元的核心，標定控制計算機通過串口通訊模塊與標定用電控單元連接，對電控單元的控制參數(shù)進行讀取和修改，通過串行通訊實現(xiàn)與標定控制計算機的通訊，串行通訊的采用增強了系統(tǒng)的抗干擾能力。
參數(shù)采集與處理模塊完成信號的處理與轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集與存儲功能。
一種燃氣發(fā)動機電控系統(tǒng)的標定裝置控制方法，含有以下步驟；有標定控制計算機通過串口通訊模塊修改標定用電控單元的MAP和各種內(nèi)部參數(shù)的步驟；有通過標定用電控單元控制燃氣發(fā)動機執(zhí)行器動作，完成電控系統(tǒng)的標定的步驟；有標定控制計算機通過串口通訊模塊與標定用電控單元連接，對電控單元的控制參數(shù)進行讀取和修改的步驟；有通過串行通訊實現(xiàn)與標定控制計算機的通訊的步驟；有參數(shù)采集與處理模塊完成信號的處理與轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集與存儲的步驟。
標定控制計算機使用高級語言Visual C++開發(fā)。串行通訊的采用增強了系統(tǒng)的抗干擾能力。
本發(fā)明的有益效果由于采用了上述技術方案，用于電控燃氣發(fā)動機性能優(yōu)化的標定裝置性能可靠，能夠?qū)崿F(xiàn)電控燃氣發(fā)動機控制參數(shù)的優(yōu)化，保證電控單元的控制策略有效，充分發(fā)揮電控燃氣發(fā)動機的性能優(yōu)勢。


圖1燃氣發(fā)動機電控系統(tǒng)的標定裝置硬件結(jié)構(gòu)框圖；圖2燃氣發(fā)動機電控系統(tǒng)標定裝置軟件結(jié)構(gòu)框圖；圖3燃氣發(fā)動機電控系統(tǒng)標定裝置軟件結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施進行進一步描述如下實施例1如圖1所示，標定控制計算機與標定用電控單元之間的通訊通過RS-232標準串口實現(xiàn)，選用串口連接的優(yōu)點是接線簡單，通訊距離長，不易受干擾，適合在臺架試驗的條件下使用。在數(shù)據(jù)傳輸中考慮軟件握手，通信協(xié)議規(guī)定接收到的數(shù)據(jù)頭和數(shù)據(jù)尾必須是指定值，若有不符則判定該次接收的數(shù)據(jù)無效。在設計中將波特率設定為19200bps，每次傳輸一幀數(shù)據(jù)由起始字、命令類型、數(shù)據(jù)和結(jié)束字組成，數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)由命令類型確定。對MAP和曲線以及常量這些重要的標定數(shù)據(jù)進行奇偶校驗，保證數(shù)據(jù)傳輸準確。
MC9S12DP256微控制器的異步串行通信接口SCI在應用中非常方便，CPU簡單地把數(shù)據(jù)寫入并行數(shù)據(jù)寄存器即可實現(xiàn)發(fā)送一個格式化串行字符，SCI系統(tǒng)完成發(fā)送數(shù)據(jù)的所有細節(jié)工作，包括附加起始位和停止位以符合串行格式。SCI的接收器自動探測一個字節(jié)的起始位，并通過采樣接收數(shù)據(jù)。接收串行數(shù)據(jù)并變換成并行數(shù)據(jù)的所有工作均由SCI完成，不需要CPU的干預。接收到數(shù)據(jù)后，CPU簡單地從數(shù)據(jù)接收寄存器讀取數(shù)據(jù)即可。
異步串行通信既可采用查詢方式也可采用中斷方式，由于采用查詢方式簡單但浪費CPU的工作時間，而采用中斷方式效率高但比較復雜，所以本發(fā)明中串口發(fā)送采用了查詢方式，而串口接收采用了中斷方式。通訊程序采用C語言進行編制。
標定控制計算機通過向標定用電控單元發(fā)出不同的命令實現(xiàn)其不同的操作要求。
由于標定控制計算機采用的是RS-232電平，而標定用電控單元的微控制器采用的是TTL電平，所以在通訊中必須進行電平轉(zhuǎn)換，將TTL電平轉(zhuǎn)換成RS-232電平，以達到通訊的目的，并提高抗干擾能力和增加傳輸距離。在設計中采用ICL232進行電平轉(zhuǎn)換。
實施例2如圖2所示，對于串口接收程序，串行通信采用中斷方式。首先進入串口接收中斷入口，接收一個字節(jié)至暫存單元。然后判斷寄存器是否為空，如是，則繼續(xù)進行并判斷全部數(shù)據(jù)是否接收完；如否，則跳轉(zhuǎn)回上一步。如果判斷全部數(shù)據(jù)已接收完畢，則判斷數(shù)據(jù)頭是否正確，如正確，則進一步判斷數(shù)據(jù)尾是否正確；如否，則返回。如數(shù)據(jù)尾正確，則將接收的數(shù)據(jù)賦給相應變量并返回，如否，則直接返回。
實施例3如圖3所示，對于串口發(fā)送程序，串行通信采用查詢方式。首先進入串口發(fā)送子程序入口，首先判斷是否發(fā)送，如是，則發(fā)送一個字節(jié)；如否，則直接返回。發(fā)送一字節(jié)后繼續(xù)判斷本字節(jié)是否發(fā)送完，如是，則繼續(xù)發(fā)送直至判斷全部數(shù)據(jù)是否發(fā)送完；如否，則繼續(xù)發(fā)送。判斷全部數(shù)據(jù)是否發(fā)送完，如是，則返回；如否，則跳轉(zhuǎn)至發(fā)送一字節(jié)處，繼續(xù)進行，直至全部數(shù)據(jù)發(fā)送完并返回。
權(quán)利要求
1.用于燃氣發(fā)動機電控系統(tǒng)性能優(yōu)化的標定裝置，其特征在于由標定控制計算機、標定用電控單元、數(shù)據(jù)采集與處理模塊、串口通訊控制模塊等部分組成；以MC68HC12單片機作為標定用電控單元的核心，標定控制計算機通過串口通訊模塊與標定用電控單元連接，對電控單元的控制參數(shù)進行讀取和修改；參數(shù)采集與處理模塊完成信號的處理與轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集與存儲功能。
2.一種燃氣發(fā)動機電控系統(tǒng)的標定裝置控制方法，其特征在于含有以下步驟；有標定控制計算機通過串口通訊模塊修改標定用電控單元的MAP和各種內(nèi)部參數(shù)的步驟；有通過標定用電控單元控制燃氣發(fā)動機執(zhí)行器動作，完成電控系統(tǒng)的標定的步驟；有標定控制計算機通過串口通訊模塊與標定用電控單元連接，對電控單元的控制參數(shù)進行讀取和修改的步驟；有通過串行通訊實現(xiàn)與標定控制計算機的通訊的步驟；有參數(shù)采集與處理模塊完成信號的處理與轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集與存儲的步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制方法，其特征在于采用標定控制計算機根據(jù)標定工作需要，向標定用電控單元發(fā)出各種指令，使燃氣發(fā)動機執(zhí)行相應操作。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制方法，其特征在于有標定控制計算機和標定用電控單元的通訊步驟。
全文摘要
燃氣發(fā)動機電控系統(tǒng)標定裝置，本發(fā)明屬于發(fā)動機電控系統(tǒng)標定技術，涉及到發(fā)動機電控系統(tǒng)優(yōu)化標定領域，適合于采用電子控制的LPG以及CNG等燃氣車用發(fā)動機類型。用于燃氣發(fā)動機電控系統(tǒng)性能優(yōu)化的標定裝置包括硬件和軟件兩部分，其特征在于標定裝置硬件結(jié)構(gòu)由標定控制計算機、標定用電控單元、串口通訊控制模塊、參數(shù)采集與處理模塊等部分組成；軟件系統(tǒng)則主要包括標定控制部分、標定軟件界面、數(shù)據(jù)采集存儲部分、串口通訊控制部分等。系統(tǒng)靈活性好，易于擴展，能夠高效開展燃氣發(fā)動機電控系統(tǒng)的標定工作，使燃氣發(fā)動機電控系統(tǒng)的控制參數(shù)達到最佳，以最大限度地發(fā)揮電控燃氣發(fā)動機性能。
文檔編號F02M21/02GK101063428SQ20071009911
公開日2007年10月31日 申請日期2007年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月11日
發(fā)明者李國岫, 張欣, 李彩芬 申請人:北京交通大學