一種發(fā)動(dòng)機(jī)信號(hào)模擬仿真測(cè)試臺(tái)及其測(cè)試ecu的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種發(fā)動(dòng)機(jī)信號(hào)模擬仿真測(cè)試臺(tái)及其測(cè)試ECU的方法，所述仿真測(cè)試臺(tái)包括上位機(jī)和下位機(jī)；下位機(jī)包括MCU以及數(shù)模轉(zhuǎn)換電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路；數(shù)模轉(zhuǎn)換電路包括模擬信號(hào)發(fā)生器、曲軸和凸輪信號(hào)發(fā)生器和開關(guān)信號(hào)發(fā)生器；模數(shù)轉(zhuǎn)換電路用于捕捉ECU反饋的噴油信號(hào)。所述方法通過上位機(jī)控制下位機(jī)發(fā)出信號(hào)至ECU，下位機(jī)捕捉ECU反饋的噴油信號(hào)，獲得噴油脈寬，并計(jì)算出凸輪和曲軸轉(zhuǎn)速及其他發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)被發(fā)送至上位機(jī)顯示，同時(shí)被下位機(jī)再次發(fā)送給ECU。本發(fā)明的仿真測(cè)試臺(tái)可靠性高、簡(jiǎn)單通用、試驗(yàn)成本低，可方便快捷的測(cè)試ECU的控制策略能否有效控制燃油系統(tǒng)的噴射油量，提高ECU策略驗(yàn)證的效率。
【專利說明】一種發(fā)動(dòng)機(jī)信號(hào)模擬仿真測(cè)試臺(tái)及其測(cè)試ECU的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)信號(hào)模擬仿真測(cè)試臺(tái)及其測(cè)試ECU的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]柴油機(jī)電控技術(shù)是提高柴油機(jī)經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性和排放性能的有效技術(shù)途徑之一。柴油機(jī)電控單元(ECU)是柴油機(jī)電控系統(tǒng)的核心。ECU在工作過程中，通過采集發(fā)動(dòng)機(jī)水溫、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等各個(gè)傳感器的信號(hào)，從而計(jì)算當(dāng)前的控制量，并控制相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)器來完成對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的控制。
[0003]在ECU的開發(fā)過程中，需要有必要提供這樣的設(shè)備，對(duì)ECU內(nèi)部的控制策略進(jìn)行驗(yàn)證，并通過上位機(jī)的操作界面提供給試驗(yàn)人員，使其直觀而準(zhǔn)確的判定策略是否存在問題，從而修改標(biāo)定數(shù)據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)信號(hào)模擬仿真測(cè)試臺(tái)及其測(cè)試ECU的方法，所述發(fā)動(dòng)機(jī)信號(hào)模擬仿真測(cè)試臺(tái)可靠性高、簡(jiǎn)單通用、試驗(yàn)成本低，可以方便快捷的測(cè)試ECU的控制策略是否可以有效控制燃油系統(tǒng)的噴射油量。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種發(fā)動(dòng)機(jī)信號(hào)模擬仿真測(cè)試臺(tái)，包括用于與需要測(cè)試的ECU分別連接的上位機(jī)和下位機(jī)；所述下位機(jī)包括與上位機(jī)連接的MCU以及分別與MCU連接的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路；所述數(shù)模轉(zhuǎn)換電路包括用于與ECU連接的模擬信號(hào)發(fā)生器、曲軸和凸輪信號(hào)發(fā)生器和開關(guān)信號(hào)發(fā)生器；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路為用于與ECU連接的噴油脈寬信號(hào)捕捉電路。
[0007]進(jìn)一步地，所述上位機(jī)與下位機(jī)之間通過串口連接。
[0008]進(jìn)一步地，所述MCU采用STM32。
[0009]應(yīng)用上述的發(fā)動(dòng)機(jī)信號(hào)模擬仿真測(cè)試臺(tái)測(cè)試ECU的方法，包括以下步驟:(1)在上位機(jī)內(nèi)輸入發(fā)動(dòng)機(jī)油溫、水溫、曲軸和凸輪轉(zhuǎn)速及其他狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送給下位機(jī)，下位機(jī)通過模擬信號(hào)發(fā)生器、曲軸和凸輪信號(hào)發(fā)生器和開關(guān)信號(hào)發(fā)生器將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)及開關(guān)信號(hào)并發(fā)送至ECU ；(2) ECU反饋輸出噴油信號(hào)，下位機(jī)通過模數(shù)轉(zhuǎn)換電路獲取噴油脈寬，并進(jìn)一步計(jì)算出曲軸和凸輪轉(zhuǎn)速以及其他發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)，所述曲軸和凸輪轉(zhuǎn)速以及其他發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送至上位機(jī)，同時(shí)被下位機(jī)再次轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)及開關(guān)信號(hào)發(fā)送給ECU ; (3)重復(fù)步驟(2) ; (4)判斷所述曲軸和凸輪轉(zhuǎn)速以及其他發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)是否穩(wěn)定。
[0010]由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0011]本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)信號(hào)模擬仿真測(cè)試臺(tái)可模擬開關(guān)信號(hào)、模擬信號(hào)，具備可靠性高、操作簡(jiǎn)單、試驗(yàn)成本低等特點(diǎn)，通過修改標(biāo)定數(shù)據(jù)就可適應(yīng)各種不同的柴油機(jī)ECU控制策略的驗(yàn)證，是一款通用性很強(qiáng)的電噴系統(tǒng)測(cè)試臺(tái)，不僅可用于單體泵系統(tǒng)，也可用于高壓共軌系統(tǒng)。應(yīng)用本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)信號(hào)模擬仿真測(cè)試臺(tái)可以方便快捷的測(cè)試ECU的控制策略是否可以有效控制燃油系統(tǒng)的噴射油量，提高ECU策略驗(yàn)證的效率，有助于ECU策略開發(fā)人員分析E⑶的工作狀況。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]上述僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，以下結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0013]圖1是本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)信號(hào)模擬仿真測(cè)試臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2是本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)信號(hào)模擬仿真測(cè)試臺(tái)功能示意圖。
[0015]圖3是本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)信號(hào)模擬仿真測(cè)試臺(tái)測(cè)試示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]本發(fā)明的一種發(fā)動(dòng)機(jī)信號(hào)模擬仿真測(cè)試臺(tái)是一款通用性很強(qiáng)的電噴系統(tǒng)測(cè)試臺(tái)，不僅可用于單體泵系統(tǒng)，也可用于高壓共軌系統(tǒng)。該測(cè)試臺(tái)通過修改標(biāo)定數(shù)據(jù)就可適應(yīng)各種不同的柴油機(jī)ECU控制策略的驗(yàn)證。
[0017]如圖1-3所示，一種發(fā)動(dòng)機(jī)信號(hào)模擬仿真測(cè)試臺(tái)，包括用于與需要測(cè)試的ECU分別連接的上位機(jī)和下位機(jī)；所述下位機(jī)包括與上位機(jī)連接的MCU以及分別與MCU連接的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路；所述數(shù)模轉(zhuǎn)換電路包括用于與ECU連接的模擬信號(hào)發(fā)生器、曲軸和凸輪信號(hào)發(fā)生器和開關(guān)信號(hào)發(fā)生器；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路為用于與ECU連接的噴油脈寬信號(hào)捕捉電路。
[0018]上位機(jī)與下位機(jī)進(jìn)行通信，通信方式可以選擇串口連接，因?yàn)榇谝子陂_發(fā)且成本低，通過串口協(xié)議就可以實(shí)現(xiàn)上位機(jī)和下位機(jī)之間的通信，進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換。
[0019]下位機(jī)上的設(shè)備主要可以分成兩類，一類是輸入設(shè)備，一類是輸出設(shè)備，都是直接連接在多點(diǎn)控制單元MCU的IO 口上，輸入設(shè)備把采集到的信號(hào)直接反饋到MCU，由MCU進(jìn)行處理。輸出設(shè)備是對(duì)MCU生成的PWM波進(jìn)行轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生輸出信號(hào)。此外，下位機(jī)上還設(shè)有LCD模塊。MCU可以采用STM32，通過對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)信號(hào)模擬仿真測(cè)試臺(tái)的系統(tǒng)功能、使用范圍進(jìn)行分析，確定實(shí)際應(yīng)用時(shí)該測(cè)試臺(tái)所要實(shí)現(xiàn)的功能，根據(jù)測(cè)試臺(tái)的主要功能調(diào)整使用STM32和C語(yǔ)目編程的技術(shù)方案。
[0020]本實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)信號(hào)模擬仿真測(cè)試臺(tái)至少具有如下主要功能:
[0021]I)輸出開關(guān)信號(hào)。
[0022]2)輸出模擬信號(hào)量。
[0023]3)對(duì)燃油系統(tǒng)的噴油脈寬進(jìn)行捕捉，計(jì)算曲軸與凸輪的轉(zhuǎn)速。
[0024]4)與PC上位機(jī)進(jìn)行聯(lián)機(jī)，通過串口通信協(xié)議進(jìn)行通信和數(shù)據(jù)交換。
[0025]5)通過上位機(jī)上的操作界面對(duì)下位機(jī)進(jìn)行設(shè)置，控制油溫水溫等信號(hào)。
[0026]應(yīng)用發(fā)動(dòng)機(jī)信號(hào)模擬仿真測(cè)試臺(tái)測(cè)試ECU的方法，包括以下步驟:(1)在上位機(jī)內(nèi)輸入發(fā)動(dòng)機(jī)油溫、水溫、曲軸和凸輪轉(zhuǎn)速及其他狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送給下位機(jī)，下位機(jī)通過模擬信號(hào)發(fā)生器、曲軸和凸輪信號(hào)發(fā)生器和開關(guān)信號(hào)發(fā)生器將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)及開關(guān)信號(hào)并發(fā)送至ECU ；(2)ECU反饋輸出噴油信號(hào)，下位機(jī)通過模數(shù)轉(zhuǎn)換電路獲取噴油脈寬，并進(jìn)一步計(jì)算出曲軸和凸輪轉(zhuǎn)速以及其他發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)，所述曲軸和凸輪轉(zhuǎn)速以及其他發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送至上位機(jī)，同時(shí)被下位機(jī)再次轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)及開關(guān)信號(hào)發(fā)送給ECU ; (3)重復(fù)步驟(2); (4)判斷所述曲軸和凸輪轉(zhuǎn)速以及其他發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)是否穩(wěn)定。
[0027]如圖3所示，應(yīng)用本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)信號(hào)模擬仿真測(cè)試臺(tái)，將其與需要測(cè)試的ECU連接，即組成發(fā)動(dòng)機(jī)信號(hào)模擬仿真測(cè)試系統(tǒng)。發(fā)動(dòng)機(jī)信號(hào)模擬仿真測(cè)試臺(tái)通過上位機(jī)上的操作界面手動(dòng)設(shè)置發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)數(shù)據(jù)，下位機(jī)根據(jù)這些數(shù)據(jù)模擬多路傳感器信號(hào)輸出(包括油溫、水溫、曲軸和凸輪信號(hào))，E⑶連接下位機(jī)進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試系統(tǒng)模擬發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀況，下位機(jī)通過信號(hào)捕捉電路即模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，捕捉燃油噴射系統(tǒng)的噴油脈寬，下位機(jī)根據(jù)噴油脈寬計(jì)算曲軸和凸輪轉(zhuǎn)速，同時(shí)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的配置參數(shù)和發(fā)動(dòng)機(jī)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)應(yīng)獲得油溫及水溫等數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)一方面要通過串口發(fā)送到上位機(jī)，在上位機(jī)界面上顯示，一方面要發(fā)送到E⑶中，E⑶獲得這些數(shù)據(jù)后，生成一個(gè)噴油脈寬，這形成一個(gè)控制的閉環(huán)，如果系統(tǒng)是穩(wěn)定的，噴油脈寬將穩(wěn)定在一個(gè)數(shù)值。
[0028]測(cè)試時(shí)，上位機(jī)通過串口控制下位機(jī)輸出的模擬信號(hào)，打開車鑰匙開關(guān)，調(diào)節(jié)油門踏板信號(hào)和軌壓信號(hào)，例如保持軌壓的恒定，不斷改變油門踏板信號(hào)的數(shù)值，ECU反饋輸出噴油信號(hào)，發(fā)動(dòng)機(jī)信號(hào)模擬仿真測(cè)試臺(tái)捕捉噴油脈寬，計(jì)算出曲軸和凸輪轉(zhuǎn)速，在上位機(jī)界面顯示。
[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，本領(lǐng)域技術(shù)人員利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許簡(jiǎn)單修改、等同變化或修飾，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)信號(hào)模擬仿真測(cè)試臺(tái)，其特征在于，包括用于與需要測(cè)試的E⑶分別連接的上位機(jī)和下位機(jī)； 所述下位機(jī)包括與上位機(jī)連接的MCU以及分別與MCU連接的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路； 所述數(shù)模轉(zhuǎn)換電路包括用于與ECU連接的模擬信號(hào)發(fā)生器、曲軸和凸輪信號(hào)發(fā)生器和開關(guān)信號(hào)發(fā)生器； 所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路為用于與ECU連接的噴油脈寬信號(hào)捕捉電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)信號(hào)模擬仿真測(cè)試臺(tái)，其特征在于，所述上位機(jī)與下位機(jī)之間通過串口連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)信號(hào)模擬仿真測(cè)試臺(tái)，其特征在于，所述MCU采用STM32。
4.應(yīng)用權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的發(fā)動(dòng)機(jī)信號(hào)模擬仿真測(cè)試臺(tái)測(cè)試ECU的方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)在上位機(jī)內(nèi)輸入發(fā)動(dòng)機(jī)油溫、水溫、曲軸和凸輪轉(zhuǎn)速及其他狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送給下位機(jī)，下位機(jī)通過模擬信號(hào)發(fā)生器、曲軸和凸輪信號(hào)發(fā)生器和開關(guān)信號(hào)發(fā)生器將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)及開關(guān)信號(hào)并發(fā)送至E⑶； (2)ECU反饋輸出噴油信號(hào)，下位機(jī)通過模數(shù)轉(zhuǎn)換電路獲取噴油脈寬，并進(jìn)一步計(jì)算出曲軸和凸輪轉(zhuǎn)速以及其他發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)，所述曲軸和凸輪轉(zhuǎn)速以及其他發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送至上位機(jī)，同時(shí)被下位機(jī)再次轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)及開關(guān)信號(hào)發(fā)送給E⑶； (3)重復(fù)步驟(2)； (4)判斷所述曲軸和凸輪轉(zhuǎn)速以及其他發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)是否穩(wěn)定。
【文檔編號(hào)】G05B23/02GK103631256SQ201310644160
【公開日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月3日
【發(fā)明者】何川, 熊健, 張學(xué)龍, 劉君 申請(qǐng)人:北京亞新科天緯油泵油嘴股份有限公司