一种车辆发动机控制单元基础标定装置的制作方法

本发明涉及汽车电子控制技术领域，尤其涉及一种车辆发动机控制单元基础标定装置。

背景技术：
车辆发动机控制单元(EngineControlUnit，简称ECU)采集发动机运行时各种参数，通过存储器中的程序和标定数据计算当前工作状态下的最佳进气量、点火提前角和喷油量，控制发动机发挥最佳动力性、燃油经济性和排放性能。车辆为了获得最佳的性能，必须对发动机装配车辆后的工作参数进行实际匹配标定，使ECU存储器计算的标定数据能够正确反映该车辆发动机各工况下的实际情况。由于发动机运行过程中需要大量的标定数据，如：各工况气缸的充气效率，基础点火角，爆震强度和限制，催化器高温保护，稳态排放特性等。这些数据都需要在整车上进行标定，随着发动机新技术不断运用需要标定的数据量也越来越多，整车基础标定的劳动强度和工作量都不断增大。现有技术中车辆ECU基础标定的过程中，使用下述方法控制发动机的稳态工况并进行标定，使性能指标符合要求：(1)利用整车转毂控制车辆速度，通过车辆传动系速比控制发动机转速；(2)驾驶员操控油门与工程师操作标定软件配合控制发动机负荷；通过上述两步操作，使发动机工作在稳定工况下，对各参数进行标定使其达到目标要求。(3)通过ECE+EUDC排放循环标定尾气排放符合法规要求。现有技术的缺陷在于：(1)现有的技术方案需要驾驶员和工程师同时操作才能够实现稳态工况点设定，在标定过程中驾驶员和工程师的工作强度大，易疲劳且效率不高。(2)现有的技术方案中未涉及针对车辆进行安全监控的车辆安全监控系统，不能对一些不利于车辆ECU基础标定过程的因素(例如，发动机内部温度、发动机爆震、车辆摆震、尾气浓度等)进行实时监控，从而直接影响车辆ECU基础标定过程。

技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种车辆发动机控制单元基础标定装置。为实现上述目的，所述车辆发动机控制单元基础标定装置，包括用于控制发动机转速的整车转毂，用于控制所述整车转毂运行的转毂控制模块，与所述发动机电连接的发动机控制单元，以及与所述发动机控制单元电连接的且用于对发动机控制单元进行标定的标定计算机；其特点是，所述车辆发动机控制单元基础标定装置还包括与所述发动机电连接的电子油门模拟装置，所述电子油门模拟装置包括电子油门踏板，以及与所述电子油门踏板电连接的电子油门控制模块。优选的是，所述电子油门控制模块包括主控模块、第一分压电阻、第二分压电阻和线性电位器；其中，所述第一分压电阻的一端连接参考电源，所述第一分压电阻的另一端顺次经过所述线性电位器和第二分压电阻接地，所述主控模块的第一信号输入端连接所述线性电位器与第二分压电阻的公共端；并且，所述主控模块还包括第二信号输入端、第一信号输出端和第二信号输出端；其中，所述第二信号输入端用于接收使电子油门踏板停止工作的急停信号；所述主控模块通过所述第一信号输出端和第二信号输出端与所述电子油门踏板电连接，以控制所述电子油门踏板动作。优选的是，所述参考电源为+5V电源。优选的是，所述车辆发动机控制单元基础标定装置还包括车辆安全监 控系统，所述车辆安全监控系统包括，监控控制模块；以及均与所述监控控制模块电连接的，车辆尾气浓度监控模块，用于检测车辆的尾气浓度；以及用于当所述尾气浓度超过尾气浓度限值时向所述监控控制模块发送报警信号；车辆温度监控模块，用于检测发动机的排气歧管温度、进气歧管温度、线束温度、冷却水温度和机油温度；以及用于当上述温度中的任意一项超过其对应的温度限值时向所述监控控制模块发送报警信号；车辆防摆震与脱滑监控模块，用于监控车辆是否出现摆震和脱滑；以及用于当车辆出现摆震或脱滑时向所述监控控制模块发送报警信号；车辆安全信号监控模块，用于检测发动机转速、车速和节气门开度；以及用于当上述参量中的任意一项超过其对应的限值时向所述监控控制模块发送报警信号；以及，车辆爆震监控模块，用于监控发动机是否出现爆震；以及当发动机出现爆震时向所述监控控制模块发送报警信号；并且，所述监控控制模块接收到所述报警信号设定的时间段后，如果该报警信号未消除，则所述监控控制模块分别向所述主控模块和转毂控制模块发送所述急停信号，以使所述主控模块控制所述电子油门踏板停止工作，所述转毂控制模块控制所述整车转毂停止工作。优选的是，所述车辆防摆震与脱滑监控模块包括用于检测车辆是否出现摆震或脱滑的四个限位开关，所述四个限位开关分别设置在车辆底盘的四角处。优选的是，所述车辆爆震监控模块包括用于检测发动机爆震信号的发动机爆震传感器。优选的是，所述车辆爆震监控模块还包括用于将所述发动机爆震信号放大输出的音响模块。优选的是，所述排气歧管温度的温度限值为950℃；所述进气歧管温度的温度限值为80℃；所述线束温度的温度限值为120℃；所述冷却水温度的温度限值为110℃；所述机油温度的温度限值为130℃。优选的是，所述设定的时间段为15s。本发明的有益效果在于，(1)在标定工作中引用了电子油门模拟装置，由其代替驾驶员，提高了操作精度和效率，减少了标定过程中的劳动强度，降低了人工成本；(2)在标定工作中引入了车辆安全监控系统，可以有效监测不利于车辆ECU基础标定过程的因素(例如，发动机内部温度、发动机爆震、车辆摆震、尾气浓度等)，增加了安全性的同时增高了标定的准确性。附图说明图1示出了本发明所述的车辆发动机控制单元基础标定装置的原理方框图。图2示出了图1所示的电子油门模拟装置的电子油门控制模块的原理方框图。图3示出了稳态工况下车辆发动机控制单元基础标定装置的基础标定方法的流程示意图。图4示出了稳态工况下车辆发动机控制单元基础标定装置的尾气排放标定方法的流程示意图。具体实施方式下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。图1示出了本发明所述的车辆发动机控制单元基础标定装置的原理方框图，如图1所示，所述车辆发动机控制单元基础标定装置包括用于带动车辆的发动机3运行的整车转毂5，用于控制所述整车转毂5运行的转毂控制模块12，与所述发动机3电连接的发动机控制单元6，以及与所述发动机控制单元6电连接的且用于对发动机控制单元6进行标定的标定计算机15。特别地，为了使驾驶员从车辆标定过程中解放出来，本发明采用电子 油门模拟的方式，即所述车辆发动机控制单元基础标定装置还包括与所述发动机3电连接的电子油门模拟装置14。参照图2，所述电子油门模拟装置14包括电子油门踏板，以及与所述电子油门踏板电连接的电子油门控制模块。其中，所述电子油门踏板的结构为本领域技术人员所熟知的技术，故在本文中不再赘述。所述电子油门控制模块包括主控模块141、第一分压电阻、第二分压电阻和线性电位器142。其中：所述第一分压电阻的一端连接参考电源，所述参考电源优选为+5V电源，所述第一分压电阻的另一端顺次经过所述线性电位器142和第二分压电阻接地，所述主控模块141的第一信号输入端C连接所述线性电位器142与第二分压电阻的公共端。并且，所述主控模块141还包括第二信号输入端C、第一信号输出端A1和第二信号输出端A2；其中，所述第二信号输入端C用于接收使电子油门踏板停止工作的急停信号；所述主控模块141通过所述第一信号输出端A1和第二信号输出端A2与所述电子油门踏板电连接，以控制所述电子油门踏板动作。上述线性电位器142为高精度的线性电位计，其最大电阻值为Rmax，当前位置的电阻值为R，第一分压电阻的阻值为R1，所述第二分压电阻的阻值为R2。所述电子油门控制模块的工作原理在于：所述主控模块141利用车辆ECU输出的+5V参考电压作为电源，利用线性电位器142的作为输入，根据输入计算输出两路电压信号模拟所述电子油门踏板的控制信号。具体地，利用高精度线性电位器142转化为电子油门踏板的控制信号的主要逻辑如下：(1)高精度的线性电位器的当前相对位置为：(2)所述第一信号输出端A1输出的电压为：(3)所述第二信号输出端A2输出的电压为：利用单片机编程实现以上逻辑，即可完成控制电子油门踏板的功能，而且ECU不会报电子油门踏板的传感器故障，从而不会影响基础标定工作。进一步地，为了有效地监测不利于车辆ECU基础标定过程的因素，使该些因素不会影响到标定的准确性和效率，本发明引用了车辆安全监控系统17。此车辆安全监控系统17也避免了无驾驶员操纵的车辆的安全性。具体地，参照图1，所述车辆安全监控系统17包括监控控制模块，以及均与所述的监控控制模块电连接的车辆尾气浓度监控模块16，车辆温度监控模块7，车辆防摆震与脱滑监控模块8，车辆安全信号监控模块和车辆爆震监控模块13。其中：车辆尾气浓度监控模块16，用于检测车辆的尾气浓度；以及用于当所述尾气浓度超过尾气浓度限值时向所述监控控制模块发送报警信号。这里，所述车辆尾气浓度监控模块16包括尾气浓度传感器9。车辆温度监控模块7，用于检测发动机3的排气歧管温度、进气歧管温度、线束温度、冷却水温度和机油温度；以及用于当上述温度中的任意一项超过其对应的温度限值时向所述监控控制模块发送报警信号。这里，所述排气歧管温度的温度限值优选为950℃；所述进气歧管温度的温度限值优选为80℃；所述线束温度的温度限值优选为120℃；所述冷却水温度的温度限值优选为110℃；所述机油温度的温度限值优选为130℃。车辆防摆震与脱滑监控模块8，用于监控车辆是否出现摆震和脱滑；以及用于当车辆出现摆震或脱滑时向所述监控控制模块发送报警信号。这里，所述车辆防摆震与脱滑监控模块8包括用于检测车辆是否出现摆震或脱滑的四个限位开关，所述四个限位开关分别设置在车辆底盘的四角处。车辆安全信号监控模块，用于检测发动机转速、车速和节气门开度；以及用于当上述参量中的任意一项超过其对应的限值时向所述监控控制模块发送报警信号。车辆爆震监控模块13，用于监控发动机3是否出现爆震；以及当发动机3出现爆震时向所述监控控制模块发送报警信号。这里，所述车辆爆震 监控模块13包括用于检测发动机3的爆震信号的发动机爆震传感器。进一步地，为了使工程师实时了解发动机3的爆震情况，所述车辆爆震监控模块13优选地还包括用于将所述发动机的爆震信号放大输出的音响模块。所述监控控制模块接收到所述报警信号15s后，如果该报警信号未消除，则所述监控控制模块分别向所述主控模块141和所述转毂控制模块12发送所述急停信号，以使所述主控模块141控制所述电子油门踏板停止工作，同时所述转毂控制模块12控制整车转毂5停止工作。以下详细说明本发明所述的车辆发动机控制单元基础标定装置的基础标定方法：车辆发动机控制单元基础标定的主要目的是标定发动机转速为800转/分钟、1200转/分钟、1600转/分钟……6400转/分钟，发动机3负荷(依据标定参数不同，负荷可以是缸内压力、节气门开度、进气压力与排气压力比等表示)为5％、10％、15％……100％负荷下15*20＝300个稳态工况点的工况下，对发动机控制单元6的各个运行及控制参数进行标定，使得整车的各种性能指标(例如车辆的动力性、经济性、排放及辅助性能)符合要求。对于VVT发动机3来说还要标定不同VVT角度下各参数性能。值得说明的是，所述车辆发动机控制单元基础标定装置中，执行模块(例如发动机3、整车转毂5、发动机控制单元6、车辆温度监控模块7、排放分析仪2等)都位于环境仓19；控制模块(例如转毂控制模块12、标定计算机15、分析仪计算机等)都位于控制室18。图3示出了稳态工况下车辆发动机控制单元基础标定装置的基础标定方法的流程示意图，如图3所示，所述基础标定方法包括以下步骤：(1)车辆固定在整车转毂5上，连接爆震传感器信号至音响模块；将电子油门控制模块的线束接插件与电子油门踏板相连，并确认初始信号为0；更换车辆发动机3的发动机控制单元6为开发型ECU，并使之与标定计算机15相连；使车辆温度监控模块7与标定计算机15相连，并配置好标定参数与变量；(2)将整车转毂5设置为恒速模式；(3)运行车辆，通过转毂控制模块12控制整车转毂5的运转速度， 进而通过车辆传动系控制发动机3的转速，以使发动机3的转速达到期望的发动机转速；(4)调整电子油门模拟装置14，使发动机3负荷到期望标定参数需要的负荷值；(5)标定该工况下，发动机控制单元6的运行及控制参数；(6)判定当前工况点的发动机控制单元6的运行及控制参数是否全部标定完成，如果标定完成，则调节电子油门模拟装置14改变发动机3的负荷，从而在上述期望的发动机转速下对其他负荷点对应的运行及控制参数进行标定；(7)判定在当前的所述期望的发动机转速下各运行及控制参数是否标定完成，如果标定完成，则调节转毂控制模块12，使发动机转速达到下一个需要标定的转速点；(8)判断所有发动机转速和负荷点的各个标定参数是否都完成，如果完成，则整车ECU基础标定完成。以下详细说明本发明所述的车辆发动机控制单元基础标定装置的尾气排放标定方法：在环境保护大背景下车辆尾气排放要求变的越来越重要，根据GB18352-2005法规规定排放曲线工况，标定参数使车辆15km/h、32km/h、50km/h、70km/h、100km/h和120km/h稳态行驶工况下车辆的尾气排放，使催化器转化效率达到最高，CO、HC和NOX污染物排放量最小。图4示出了稳态工况下车辆发动机控制单元基础标定装置的尾气排放标定方法的流程示意图，如图4所示，所述车辆发动机控制单元基础标定装置的尾气排放标定方法包括以下步骤：(1)车辆固定在整车转毂5上，连接排放分析仪2，采集催化器前和催化器后的尾气，利用分析仪计算机11分析这两处的尾气成分；同时，将电子油门控制模块的线束接插件与电子油门踏板相连，并确认初始信号为0；更换车辆发动机3的发动机控制单元6为开发型ECU，并使之与标定计算机15相连；使车辆温度监控模块7与标定计算机15相连，并配置好标定参数与变量；(2)将整车转毂5设置为道路加载模式，要求加载阻力系数；(3)按照GB18352-2005法规要求的档位设置档位，运行车辆；(4)利用电子油门模拟装置14精确设置车辆的车速；(5)通过查看排放分析仪2实时测量的分析结果并计算转化效率，调整发动机3的标定数据，使催化器的转化效率最高；(6)如果在该车速点下车辆的尾气排放符合要求，利用电子油门模拟装置14设置其他的车辆的车速；(7)采用步骤(4)～(6)中上述方法，标定完成15km/h、32km/h、50km/h、70km/h、100km/h和120km/h车速点的车辆尾气排放，使车辆的尾气排放最低。以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。