一種發動機信號模擬仿真測試臺及其測試ecu的方法
2023-09-21 15:23:55 3
一種發動機信號模擬仿真測試臺及其測試ecu的方法
【專利摘要】本發明公開了一種發動機信號模擬仿真測試臺及其測試ECU的方法，所述仿真測試臺包括上位機和下位機；下位機包括MCU以及數模轉換電路和模數轉換電路；數模轉換電路包括模擬信號發生器、曲軸和凸輪信號發生器和開關信號發生器；模數轉換電路用於捕捉ECU反饋的噴油信號。所述方法通過上位機控制下位機發出信號至ECU，下位機捕捉ECU反饋的噴油信號，獲得噴油脈寬，並計算出凸輪和曲軸轉速及其他發動機實時狀態數據，這些數據被發送至上位機顯示，同時被下位機再次發送給ECU。本發明的仿真測試臺可靠性高、簡單通用、試驗成本低，可方便快捷的測試ECU的控制策略能否有效控制燃油系統的噴射油量，提高ECU策略驗證的效率。
【專利說明】一種發動機信號模擬仿真測試臺及其測試ECU的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種發動機信號模擬仿真測試臺及其測試ECU的方法。
【背景技術】
[0002]柴油機電控技術是提高柴油機經濟性、動力性和排放性能的有效技術途徑之一。柴油機電控單元(ECU)是柴油機電控系統的核心。ECU在工作過程中，通過採集發動機水溫、發動機轉速等各個傳感器的信號，從而計算當前的控制量，並控制相應的驅動器來完成對發動機的控制。
[0003]在ECU的開發過程中，需要有必要提供這樣的設備，對ECU內部的控制策略進行驗證，並通過上位機的操作界面提供給試驗人員，使其直觀而準確的判定策略是否存在問題，從而修改標定數據。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供一種發動機信號模擬仿真測試臺及其測試ECU的方法，所述發動機信號模擬仿真測試臺可靠性高、簡單通用、試驗成本低，可以方便快捷的測試ECU的控制策略是否可以有效控制燃油系統的噴射油量。
[0005]為實現上述目的，本發明採用如下技術方案:
[0006]一種發動機信號模擬仿真測試臺，包括用於與需要測試的ECU分別連接的上位機和下位機；所述下位機包括與上位機連接的MCU以及分別與MCU連接的數模轉換電路和模數轉換電路；所述數模轉換電路包括用於與ECU連接的模擬信號發生器、曲軸和凸輪信號發生器和開關信號發生器；所述模數轉換電路為用於與ECU連接的噴油脈寬信號捕捉電路。
[0007]進一步地，所述上位機與下位機之間通過串口連接。
[0008]進一步地，所述MCU採用STM32。
[0009]應用上述的發動機信號模擬仿真測試臺測試ECU的方法，包括以下步驟:(1)在上位機內輸入發動機油溫、水溫、曲軸和凸輪轉速及其他狀態數據發送給下位機，下位機通過模擬信號發生器、曲軸和凸輪信號發生器和開關信號發生器將這些數據轉換成模擬信號及開關信號並發送至ECU ；(2) ECU反饋輸出噴油信號，下位機通過模數轉換電路獲取噴油脈寬，並進一步計算出曲軸和凸輪轉速以及其他發動機實時狀態數據，所述曲軸和凸輪轉速以及其他發動機實時狀態數據發送至上位機，同時被下位機再次轉換成模擬信號及開關信號發送給ECU ; (3)重複步驟(2) ; (4)判斷所述曲軸和凸輪轉速以及其他發動機實時狀態數據是否穩定。
[0010]由於採用上述技術方案，本發明至少具有以下優點:
[0011]本發明的發動機信號模擬仿真測試臺可模擬開關信號、模擬信號，具備可靠性高、操作簡單、試驗成本低等特點，通過修改標定數據就可適應各種不同的柴油機ECU控制策略的驗證，是一款通用性很強的電噴系統測試臺，不僅可用於單體泵系統，也可用於高壓共軌系統。應用本發明的發動機信號模擬仿真測試臺可以方便快捷的測試ECU的控制策略是否可以有效控制燃油系統的噴射油量，提高ECU策略驗證的效率，有助於ECU策略開發人員分析E⑶的工作狀況。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]上述僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，以下結合附圖與【具體實施方式】對本發明作進一步的詳細說明。
[0013]圖1是本發明的發動機信號模擬仿真測試臺結構示意圖。
[0014]圖2是本發明的發動機信號模擬仿真測試臺功能示意圖。
[0015]圖3是本發明的發動機信號模擬仿真測試臺測試示意圖。
【具體實施方式】
[0016]本發明的一種發動機信號模擬仿真測試臺是一款通用性很強的電噴系統測試臺，不僅可用於單體泵系統，也可用於高壓共軌系統。該測試臺通過修改標定數據就可適應各種不同的柴油機ECU控制策略的驗證。
[0017]如圖1-3所示，一種發動機信號模擬仿真測試臺，包括用於與需要測試的ECU分別連接的上位機和下位機；所述下位機包括與上位機連接的MCU以及分別與MCU連接的數模轉換電路和模數轉換電路；所述數模轉換電路包括用於與ECU連接的模擬信號發生器、曲軸和凸輪信號發生器和開關信號發生器；所述模數轉換電路為用於與ECU連接的噴油脈寬信號捕捉電路。
[0018]上位機與下位機進行通信，通信方式可以選擇串口連接，因為串口易於開發且成本低，通過串口協議就可以實現上位機和下位機之間的通信，進行數據的交換。
[0019]下位機上的設備主要可以分成兩類，一類是輸入設備，一類是輸出設備，都是直接連接在多點控制單元MCU的IO 口上，輸入設備把採集到的信號直接反饋到MCU，由MCU進行處理。輸出設備是對MCU生成的PWM波進行轉換，產生輸出信號。此外，下位機上還設有LCD模塊。MCU可以採用STM32，通過對發動機信號模擬仿真測試臺的系統功能、使用範圍進行分析，確定實際應用時該測試臺所要實現的功能，根據測試臺的主要功能調整使用STM32和C語目編程的技術方案。
[0020]本實施例的發動機信號模擬仿真測試臺至少具有如下主要功能:
[0021]I)輸出開關信號。
[0022]2)輸出模擬信號量。
[0023]3)對燃油系統的噴油脈寬進行捕捉，計算曲軸與凸輪的轉速。
[0024]4)與PC上位機進行聯機，通過串口通信協議進行通信和數據交換。
[0025]5)通過上位機上的操作界面對下位機進行設置，控制油溫水溫等信號。
[0026]應用發動機信號模擬仿真測試臺測試ECU的方法，包括以下步驟:(1)在上位機內輸入發動機油溫、水溫、曲軸和凸輪轉速及其他狀態數據發送給下位機，下位機通過模擬信號發生器、曲軸和凸輪信號發生器和開關信號發生器將這些數據轉換成模擬信號及開關信號並發送至ECU ；(2)ECU反饋輸出噴油信號，下位機通過模數轉換電路獲取噴油脈寬，並進一步計算出曲軸和凸輪轉速以及其他發動機實時狀態數據，所述曲軸和凸輪轉速以及其他發動機實時狀態數據發送至上位機，同時被下位機再次轉換成模擬信號及開關信號發送給ECU ; (3)重複步驟(2); (4)判斷所述曲軸和凸輪轉速以及其他發動機實時狀態數據是否穩定。
[0027]如圖3所示，應用本發明的發動機信號模擬仿真測試臺，將其與需要測試的ECU連接，即組成發動機信號模擬仿真測試系統。發動機信號模擬仿真測試臺通過上位機上的操作界面手動設置發動機相關數據，下位機根據這些數據模擬多路傳感器信號輸出(包括油溫、水溫、曲軸和凸輪信號)，E⑶連接下位機進行測試，測試系統模擬發動機的運行狀況，下位機通過信號捕捉電路即模數轉換電路，捕捉燃油噴射系統的噴油脈寬，下位機根據噴油脈寬計算曲軸和凸輪轉速，同時根據發動機的配置參數和發動機的試驗數據，對應獲得油溫及水溫等數據，這些數據一方面要通過串口發送到上位機，在上位機界面上顯示，一方面要發送到E⑶中，E⑶獲得這些數據後，生成一個噴油脈寬，這形成一個控制的閉環，如果系統是穩定的，噴油脈寬將穩定在一個數值。
[0028]測試時，上位機通過串口控制下位機輸出的模擬信號，打開車鑰匙開關，調節油門踏板信號和軌壓信號，例如保持軌壓的恆定，不斷改變油門踏板信號的數值，ECU反饋輸出噴油信號，發動機信號模擬仿真測試臺捕捉噴油脈寬，計算出曲軸和凸輪轉速，在上位機界面顯示。
[0029]以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式上的限制，本領域技術人員利用上述揭示的技術內容做出些許簡單修改、等同變化或修飾，均落在本發明的保護範圍內。
【權利要求】
1.一種發動機信號模擬仿真測試臺，其特徵在於，包括用於與需要測試的E⑶分別連接的上位機和下位機； 所述下位機包括與上位機連接的MCU以及分別與MCU連接的數模轉換電路和模數轉換電路； 所述數模轉換電路包括用於與ECU連接的模擬信號發生器、曲軸和凸輪信號發生器和開關信號發生器； 所述模數轉換電路為用於與ECU連接的噴油脈寬信號捕捉電路。
2.根據權利要求1所述的發動機信號模擬仿真測試臺，其特徵在於，所述上位機與下位機之間通過串口連接。
3.根據權利要求1所述的發動機信號模擬仿真測試臺，其特徵在於，所述MCU採用STM32。
4.應用權利要求1-3任一項所述的發動機信號模擬仿真測試臺測試ECU的方法，其特徵在於，包括以下步驟: (1)在上位機內輸入發動機油溫、水溫、曲軸和凸輪轉速及其他狀態數據發送給下位機，下位機通過模擬信號發生器、曲軸和凸輪信號發生器和開關信號發生器將這些數據轉換成模擬信號及開關信號並發送至E⑶； (2)ECU反饋輸出噴油信號，下位機通過模數轉換電路獲取噴油脈寬，並進一步計算出曲軸和凸輪轉速以及其他發動機實時狀態數據，所述曲軸和凸輪轉速以及其他發動機實時狀態數據發送至上位機，同時被下位機再次轉換成模擬信號及開關信號發送給E⑶； (3)重複步驟(2)； (4)判斷所述曲軸和凸輪轉速以及其他發動機實時狀態數據是否穩定。
【文檔編號】G05B23/02GK103631256SQ201310644160
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年12月3日 優先權日:2013年12月3日
【發明者】何川, 熊健, 張學龍, 劉君 申請人:北京亞新科天緯油泵油嘴股份有限公司