一种汽车发动机电控测试电子模拟装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种汽车发动机电控测试电子模拟装置，包括：通用传感器信号单元、模拟供电电源输出单元、正时信号输出单元、特殊信号模拟输出单元以及执行器控制信号监控单元，能够实现为被测控制器提供所有对应的传感器的输入激励信号：曲轴与凸轮轴正时信号、爆震信号、氧传感器信号等，同时可以监测被测控制器输出的信号(包括：点火信号、喷油信号等)。本实用新型提出的汽车发动机电控测试电子模拟装置专用于汽车发动机控制系统信号模拟及采集。系统整体方案成熟所有硬件芯片及电子元器件均采用国内外知名品牌产品，质量可靠，性能稳定，符合ECU测试严格要求及高强度测试要求。
【专利说明】
一种汽车发动机电控测试电子模拟装置
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及发动机电控，特别是指一种汽车发动机电控测试电子模拟装置。
【背景技术】
[0002]在汽车发动机控制开发过程中，需要不断的对控制模拟装置进行反复的测试，传统的测试方法使用市面上通用的信号发生器模拟输入信号，通过示波器或万用表等硬件设备来观测输出信号，由于通用信号发生器通道数有限，每次只能模拟几路信号，需要不停的切换通道来实现所有输入信号的模拟，而且不能实现信号关联、凸轮轴/曲轴位置等特殊信号模拟及大规模集成测试的需求，测试起来很不方便，测试周期较长。
实用新型内容
[0003]有鉴于此，本实用新型的目的在于提出一种汽车发动机电控测试电子模拟装置。
[0004]基于上述目的本实用新型提供的汽车发动机电控测试电子模拟装置，包括:通用传感器信号单元、模拟供电电源输出单元、正时信号输出单元、特殊信号模拟输出单元以及执行器控制信号监控单元，
[0005]所述通用传感器信号单元包括:模拟量输出单元和数字量输出单元；
[0006]所述模拟供电电源输出单元包括待测试汽车控制器常电电源输出单元和钥匙电电源输出单元；所述常电电源输出单元与开关电源输出连接；
[0007]所述正时信号输出单元包括曲轴与凸轮轴正时信号输出单元、转速模块和模拟信号控制器，所述曲轴与凸轮轴正时信号输出单元与所述模拟信号控制器输出端口连接，根据模拟信号控制器连接的不同转速信号，输出相应的曲轴和凸轮轴信号；
[0008]所述特殊信号模拟输出单元包括:氧传感器激励信号输出单元、爆震激励信号输出单元和模拟信号控制器，所述模拟信号控制器与所述氧传感器激励信号输出单元和爆震激励信号输出单元连接，所述氧传感器激励信号输出单元分别与所述模拟信号控制器上的氧传感器浓稀信号控制端和氧传感器加热信号控制端连接，输出氧传感器浓稀信号和氧传感器加热信号；所述爆震激励信号输出单元与所述模拟信号控制器上的爆震控制开关连接；
[0009]所述执行器控制信号监控单元包括:喷油嘴控制信号采集单元、火花塞控制信号采集单元、继电器控制信号采集单元和采集输出单元，所述采集输出单元与所述喷油嘴控制信号采集单元连接，所述继电器控制信号采集单元与所述采集输出单元连接，所述继电器控制信号采集单元与所述采集输出单元连接。
[0010]在一些实施例中，所述曲轴与凸轮轴正时信号输出单元中配置多种常用的曲轴凸轮轴相位，所述曲轴与凸轮轴正时信号输出单元与选择控制单元连接，选择不同配置的相位。
[0011]在一些实施例中，所述特殊信号模拟输出单元采用增量式电位器旋钮调节方式，在上电初始化后所述特殊信号模拟输出单元中的脉冲信号输出为零。
[0012]在一些实施例中，所述喷油嘴控制信号采集单元与多个喷油驱动信号端口连接，通过模拟信号控制器监测出待测汽车控制器中喷油嘴的驱动信号。
[0013]在一些实施例中，所述火花塞控制信号采集单元与多个点火驱动信号端口连接，通过模拟信号控制器监测出待测汽车控制器中火花塞控制信号。
[0014]在一些实施例中，与面板上的显示屏和调节电位器连接，所述面板显示屏的显示接口与模拟信号控制器相连，用于显示进气温度、进气压力、机油温度、进气流量和冷却水温以及实际连接的加速踏板位置端信号和节气门位置信号；
[0015]所述调节电位器通过调节电位调节进气温度范围:140?-40摄氏度；
[0016]所述调节电位器通过调节电位调节进气压力范围:2_124kpa ；
[0017]所述调节电位器通过调节电位调节机油温度范围:140?-40摄氏度；
[0018]所述调节电位器通过调节电位调节进气流量范围:0?480kg/h ；
[0019]所述调节电位器通过调节电位调节冷却水温范围:140?-40摄氏度；
[0020]所述面板上的显示屏根据实际加速踏板位置显示加速踏板位置。
[0021]在一些实施例中，所述数字量输出单元包括刹车位置指示数字信号，模拟刹车的位置信号后通过激励信号输出；
[0022]所述模拟量输出单元包括钥匙开关模拟信号，模拟钥匙开关信号后通过激励信号输出。
[0023]在一些实施例中，所述模拟量输出单元通过输出端向外输出模拟量信号或者与所述数字量输出单元交换信号后在所述数字量输出单元上输出；所述数字量输出单元通过输出端向外输出数字量信号或者与所述模拟量输出单元换信号后在所述模拟量输出单元上输出。
[0024]在一些实施例中，所述通用传感器信号单兀、模拟供电电源输出单兀、正时信号输出单元、特殊信号模拟输出单元以及执行器控制信号监控单元均设置在PCB上，通过带插座样式固定连接。
[0025]从上面所述可以看出，本实用新型提供的汽车发动机电控测试电子模拟装置，由于I)所述正时信号输出单元包括曲轴与凸轮轴正时信号输出单元和模拟信号控制器，根据模拟信号控制器连接的不同转速信号，输出相应的曲轴和凸轮轴信号；
[0026]2)所述氧传感器激励信号输出单元分别与所述模拟信号控制器上的氧传感器浓稀信号控制端和氧传感器加热信号控制端连接，输出氧传感器浓稀信号和氧传感器加热信号；3)所述爆震激励信号输出单元与所述模拟信号控制器上的爆震控制开关连接。能够实现为被测控制器提供所有对应的传感器的输入激励信号:曲轴与凸轮轴正时信号、爆震信号、氧传感器信号等。由于所述执行器控制信号监控单元包括:喷油嘴控制信号采集单元、火花塞控制信号采集单元、继电器控制信号采集单元和采集输出单元，同时可以监测被测控制器输出的信号(包括:点火信号、喷油信号等)。
[0027]本实用新型提供的汽车发动机电控测试电子模拟装置根据汽车发动机控制器开发和测试需求，采用手动调节方式模拟发动机的各种工况，并可直接观测各输出信号的状态。在发动机电控系统控制软件开发过程中，实现针对控制策略的开环测试验证功能。操作简单，测试方便，有效解决了汽车发动机控制器的快速测试问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1为本实用新型实施例中汽车发动机电控测试电子模拟装置的结构示意图；
[0029]图2为本实用新型实施例中模拟供电电源输出单元的结构示意图；
[0030]图3为本实用新型实施例中正时信号输出单元结构示意图；
[0031]图4为本实用新型实施例中特殊信号模拟输出单元结构示意图；
[0032]图5为本实用新型实施例中执行器控制信号监控单元结构示意图；
[0033]图6为本实用新型实施例中面板示意图；
[0034]图7为本实用新型实施例中面板电路结构示意图。
【具体实施方式】
[0035]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。
[0036]请参考图1?图5，在本实施例中的汽车发动机电控测试电子模拟装置，包括:通用传感器信号单元104、模拟供电电源输出单元103、正时信号输出单元107、特殊信号模拟输出单元108以及执行器控制信号监控单元109，所述通用传感器信号单元104包括:模拟量输出单兀105和数字量输出单兀106 ;所述模拟量输出单兀105与所述数字量输出单兀106连接；所述汽车发动机电控测试电子模拟装置能够输出模拟量、数字量等通用传感器信号。所述模拟供电电源输出单元103包括待测试汽车控制器常电电源输出单元201和开关电源输出单元202 ;所述常电电源输出单元与220V交流电源连接；所述汽车发动机电控测试电子模拟装置能够模拟输出发动机ECU常电、钥匙电等供电电源，一端与开关电源输出单元202连接后转化为发动机ECU常电。电源具有自我保护功能，电源回路具备40A的保险，保证系统安全运行。
[0037]所述正时信号输出单元107包括曲轴与凸轮轴正时信号输出单元301、转速模块303和模拟信号控制器302，所述转速模块303与所述模拟信号控制器302输入端口连接；所述曲轴与凸轮轴正时信号输出单元与所述模拟信号控制器输出端口 302连接，根据模拟信号控制器连接的不同转速信号，输出相应的曲轴和凸轮轴信号。通过上述曲轴与凸轮轴正时信号输出单元301所述汽车发动机电控测试电子模拟装置能够输出发动机曲轴、凸轮轴等正时信号。
[0038]所述特殊信号模拟输出单元108包括:氧传感器激励信号输出单元401、爆震激励信号输出单元403和模拟信号控制器402，所述模拟信号控制器402与所述氧传感器激励信号输出单元401和爆震激励信号输出单元402连接，所述氧传感器激励信号输出单元401分别与所述模拟信号控制器102上的氧传感器浓稀信号控制端和氧传感器加热信号控制端连接，输出氧传感器浓稀信号和氧传感器加热信号；所述爆震激励信号输出单元403与所述模拟信号控制器102上的爆震控制开关端连接；通过氧传感器激励信号输出单元401和爆震激励信号输出单元403所述汽车发动机电控测试电子模拟装置可实现氧传感器、爆震等特殊信号模拟。
[0039]所述执行器控制信号监控单元109包括:喷油嘴控制信号采集单元501、火花塞控制信号采集单元502、继电器控制信号采集单元503和采集输出单元504，所述采集输出单元504与所述喷油嘴控制信号采集单元501连接，所述继电器控制信号采集单元503与所述采集输出单元504连接，所述继电器控制信号采集单元503与所述采集输出单元504连接。通过喷油嘴控制信号采集单元501、火花塞控制信号采集单元502和继电器控制信号采集单元503所述汽车发动机电控测试电子模拟装置能够采集喷油器、火花塞、继电器等执行器控制信号，通过采集输出单元504采集后转发输出，并在设备面板直观显示控制状态。
[0040]请参考图1?图6，在本实施例中，可选的，所述曲轴与凸轮轴正时信号输出单元301中配置多种常用的曲轴凸轮轴相位，所述曲轴与凸轮轴正时信号输出单元与选择控制单元连接，选择不同配置的相位。本领域技术人员公知的，常用的曲轴凸轮轴相位可以进行选择并预先配置到曲轴与凸轮轴正时信号输出单元301中。
[0041]在本实施例中，可选的，所述特殊信号模拟输出单元108采用增量式电位器旋钮调节方式，在上电初始化后所述特殊信号模拟输出单元中的脉冲信号输出为零。在所述汽车发动机电控测试电子模拟装置中脉冲信号采用增量式电位器旋钮调节方式(可参考图6)，确保设备初始化上电后设备脉冲输出为零。
[0042]可参考表1，在本实施例中，可选的，所述喷油嘴控制信号采集单元501与多个喷油驱动信号端口连接，通过模拟信号控制器402监测出待测汽车控制器中喷油嘴的信号。在本实施例中，可选的，所述火花塞控制信号采集单元502与多个点火驱动信号端口连接，通过模拟信号控制器402监测出待测汽车控制器中火花塞控制信号。本实施例中的汽车发动机电控测试电子模拟装置能够监测被测控制器输出的信号(包括:点火信号、喷油信号坐^
寸/ ο
[0043]可参考表I和图6，在本实施例中，可选的，与面板上的显示屏和调节电位器连接，与模拟信号控制器相连，用于显示进气温度、进气压力、机油温度、进气流量和冷却水温以及实际连接的加速踏板位置端信号和节气门位置信号；
[0044]所述调节电位器通过调节电位调节进气温度范围:140?-40摄氏度；
[0045]所述调节电位器通过调节电位调节进气压力范围:2_124kpa ；
[0046]所述调节电位器通过调节电位调节机油温度范围:140?-40摄氏度；
[0047]所述调节电位器通过调节电位调节进气流量范围:0?480kg/h ；
[0048]所述调节电位器通过调节电位调节冷却水温范围:140?-40摄氏度；
[0049]所述面板上的显示屏根据实际加速踏板位置显示踏板位置。
[0050]在本实施例中，可选的，所述数字量输出单元106包括踏板开度指示数字信号，模拟踏板的开度信号后通过激励信号输出；
[0051]所述模拟量输出单元106包括钥匙开关模拟信号，模拟钥匙开关信号后通过激励信号输出。
[0052]上述参数的显示可以结合表I和图6、图7中示意图。
[0053]m ImI功能描述
IPWR上电之后的电源指示灯(红色)
~2 Engine Speed(r/min)^ 发动机转速(范围:O?9803)
3I ETC Posit1nETC踏扳丌度指示(范围?妁9%。)
4inj.Pulse Width啧油脉冲宽度(范围 0.0Oms?9.99ms)
5ign.Angle点火提前角(Odegree?99degree)
6AirTemp进气温度调节电位器(O?5V，温度范围140?一40，两端分别为正负无穷)
7AirPreR进气压力调节电位器(O?5V, 11力范围2?124kPa)
进气流量调节电位器(O?5V,流量范围O?480kg/h电压低于IV，卨于4.344V都为超S Air Flow范围)
9OilTemp机油温度调节电位器〔O?5V，温度范围140~40，两端分别为正负无穷)
10WaterTemp冷却水温调节电位器〔O?5V，温度范围140?一40，两端分别为正负无穷)
IIign (1 2 3 4) 指示具体的点火线圈号
12inj (I 2 3 4) 指示具体的喷油缸号
1302 Sensor Control 氧传感器浓稀信号指示(红色表示浓，绿色表示稀)
1402 Sensor Heater氧传感器加热信号(红色表示加热)
15Fuel Pump燃油泵工作指示
16Switch I__预留的数字信号幵关，对应上方有绿色的指示灯表示开关量的高低，高为绿色)
17Switch 2预留的数字信号幵关，对应卜I方有绿色的指示灯表示开关量的高低，高为绿色)
18Switch 3预留的数字信号开关，对应上方有绿色的指示灯表示开关量的高低，高为绿色)
19Switch 4预留的数宇信号幵关，对应上方有绿色的指示幻表示开关量的卨低，卨为绿色)
20OLED指示信息展
tans 进气温度(O?5V，温度范围140?一40，两端分别为正负允穷)
pu 进气压力￠0?5V，力范围2?124kPa)
toel 机油温度(O?5V,温度范围140?一40，W端分别为正负尤穷)
rash 进气流量(O?5V，流量范围O?480kg/h电)玉低于IV，高于4.344V都为超范围>
tmot冷却水温〔O?5V，温度范围140--40，两端分别为正负无穷)
[0054]
wped踏板位置(屮实际的脚踏板位置决定)
21Engine Speed Control 转速控制旋钮
22PedaVETC Posit1n input 脚踏板和 ETC1 传感器接 UI(DB15>
DB15 接U说明
1，4 Powerref ECU输入给各传感器的丄作电压
3, 6 Refgnd丄作电压的共地
2 PPSlW踏板位置信号
5 PPS2脚踏板位置信号
7TPSlETC 位置传感器 f 1-M-; 4-M+; 2-1PM;5-1P2;3-UIP；6-1Pl)
8TPS2￡TC位置传感器
9，10 m+ ETC电机驱动
11, 12 m- ETC电机驱动
23CANl与后面板的信号CAN Π相同
24CAN2独立的 CAN 口
Ignit1n Key
25ON/OFF模拟钥匙开关
[0055]表I
[0056]在本实施例中，可选的,所述模拟量输出单兀105通过输出端向外输出模拟量信号或者与所述数字量输出单元106交换信号后在所述数字量输出单元106上输出；所述数字量输出单元106通过输出端向外输出数字量信号或者与所述模拟量输出单元105换信号后在所述模拟量输出单元105上输出。本领域技术人员公知的，模拟量和数字量之间可以进行数模转换，具体可由设计需要将不用的传感器信号设置为不同的数字或模型信号。
[0057]在本实施例中，可选的，通用传感器信号单元104、模拟供电电源输出单元103、正时信号输出单元107、特殊信号模拟输出单元108以及执行器控制信号监控单元109均设置在PCB上，通过带插座样式固定连接。这样设备基于集成式PCB电路板信号发生平台，内部布线及标识清楚合理，便于后期检查维护；同时，重要元器件布局设计充分考虑了后期更换及维护的方便性，采用带插座样式，维护时只需打开后板拆换即可，不需要任何焊接等操作。
[0058]综上，本实施例中的汽车发动机电控测试电子模拟装置，专用于汽车发动机控制系统信号模拟及采集。质量可靠，性能稳定，符合ECU测试严格要求及高强度测试要求。
[0059]同时在测试时，本实施例中的汽车发动机电控测试电子模拟装置采用手动控制输出，灵活方便，适用于发动机控制器开环测试验证、ECU输出高低端选择实现完全定制化。
[0060]在另一方面，本实施例中的汽车发动机电控测试电子模拟装置设备结构紧凑，夕卜观美观大方，适合用于试验台面和办公桌面放置使用，系统操作简单，满足手动测试信号独立及信号关联的功能操作要求。
[0061]所属领域的普通技术人员应当理解:以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种汽车发动机电控测试电子模拟装置，其特征在于，包括:通用传感器信号单元、模拟供电电源输出单元、正时信号输出单元、特殊信号模拟输出单元以及执行器控制信号监控单元， 所述通用传感器信号单元包括:模拟量输出单元和数字量输出单元； 所述模拟供电电源输出单元包括待测试汽车控制器常电电源输出单元和开关电源输出单元；所述常电电源输出单元与开关电源输出单元连接； 所述正时信号输出单元包括曲轴与凸轮轴正时信号输出单元、转速模块和模拟信号控制器，所述曲轴与凸轮轴正时信号输出单元与模拟信号控制器输出端口连接，所述转速模块与所述模拟信号控制器输入端口连接； 所述特殊信号模拟输出单元包括:氧传感器激励信号输出单元、爆震激励信号输出单元和模拟信号控制器，所述模拟信号控制器与所述氧传感器激励信号输出单元和爆震激励信号输出单元连接，所述氧传感器激励信号输出单元分别与所述模拟信号控制器上的氧传感器浓稀信号控制端和氧传感器加热信号控制端连接，输出氧传感器浓稀信号和氧传感器加热信号；所述爆震激励信号输出单元与所述模拟信号控制器上的爆震控制开关连接；所述执行器控制信号监控单元包括:喷油嘴控制信号采集单元、火花塞控制信号采集单元、继电器控制信号采集单元和采集输出单元，所述采集输出单元与所述喷油嘴控制信号采集单元连接，所述继电器控制信号采集单元与所述采集输出单元连接，所述继电器控制信号采集单元与所述采集输出单元连接。
2.根据权利要求1所述的汽车发动机电控测试电子模拟装置，其特征在于，所述曲轴与凸轮轴正时信号输出单元中配置多种常用的曲轴凸轮轴相位，所述曲轴与凸轮轴正时信号输出单元与选择控制单元连接，选择不同配置的相位。
3.根据权利要求1所述的汽车发动机电控测试电子模拟装置，其特征在于，所述特殊信号模拟输出单元采用增量式电位器旋钮调节方式，在上电初始化后所述特殊信号模拟输出单元中的脉冲信号输出为零。
4.根据权利要求1所述的汽车发动机电控测试电子模拟装置，其特征在于，所述喷油嘴控制信号采集单元与多个喷油驱动信号端口连接，通过模拟信号控制器监测出待测汽车控制器中喷油嘴的信号。
5.根据权利要求1所述的汽车发动机电控测试电子模拟装置，其特征在于，所述火花塞控制信号采集单元与多个点火驱动信号端口连接，通过模拟信号控制器监测出待测汽车控制器中火花塞控制信号。
6.根据权利要求1所述的汽车发动机电控测试电子模拟装置，其特征在于，与面板上的显示屏和调节电位器连接，与模拟信号控制器相连，用于显示进气温度、进气压力、机油温度、进气流量和冷却水温以及实际连接的加速踏板位置端信号； 所述调节电位器通过调节电位调节进气温度范围:140?-40摄氏度； 所述调节电位器通过调节电位调节进气压力范围:2-124kpa ； 所述调节电位器通过调节电位调节机油温度范围:140?-40摄氏度； 所述调节电位器通过调节电位调节进气流量范围:0?480kg/h ； 所述调节电位器通过调节电位调节冷却水温范围:140?-40摄氏度； 所述面板上的显示屏根据实际加速踏板位置显示踏板位置。
7.根据权利要求1所述的汽车发动机电控测试电子模拟装置，其特征在于，所述数字量输出单元包括踏板开度指示数字信号，模拟踏板的开度信号后通过激励信号输出； 所述模拟量输出单元包括钥匙开关模拟信号，模拟钥匙开关信号后通过激励信号输出。
8.根据权利要求1所述的汽车发动机电控测试电子模拟装置，其特征在于，所述模拟量输出单元通过输出端向外输出模拟量信号或者与所述数字量输出单元交换信号后在所述数字量输出单元上输出；所述数字量输出单元通过输出端向外输出数字量信号或者与所述模拟量输出单元换信号后在所述模拟量输出单元上输出。
9.根据权利要求1至8任意一项所述的汽车发动机电控测试电子模拟装置，其特征在于，所述通用传感器信号单元、模拟供电电源输出单元、正时信号输出单元、特殊信号模拟输出单元以及执行器控制信号监控单元均设置在PCB上，通过带插座样式固定连接。
【文档编号】G09B25/02GK203966444SQ201420396740
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年7月17日 优先权日:2014年7月17日
【发明者】史国军, 郑国勇, 林文尧, 刁克铭 申请人:意昂神州（北京）科技有限公司