汽车发动机ecu软硬件原理教学设备的制作方法
【专利摘要】一种汽车发动机ECU软硬件原理教学设备，其特征在于，该设备包括ECU功能模块、信号发生器、传感器模拟模块、执行器模拟模块以及信号输出模块，其中信号发生器、传感器模拟模块、执行器模拟模块的信号输出端分别连接到ECU功能模块的信号采集端，而ECU的输出端通过信号输出模块将信号进行输出。本实用新型完成一个真实可运行的汽车发动机ECU软硬件原理教学系统，可选配套的模拟信号连接，无需实车外设可以正常运行，便于课堂上做原理教学。可以直接与实车发动机系统连接，完成原车ECU相同的控制效果，可以控制发动机起动运行等。该教学设备既可用于培养学生尽快掌握ECU原理，也可用于实车的检测、诊断。
【专利说明】汽车发动机ECU软硬件原理教学设备
【【技术领域】】
[0001]本实用新型涉及汽车发动机EOT基础上的模拟教学设备。
【【背景技术】】
[0002]现代汽车都米用电子控制燃油喷射式发动机，而电子控制燃油喷射系统的核心7Π件就是发动机电脑，简称 ECU (electronic control unit)或者 ECM (electronic controlmodule)。
[0003]汽车发动机电子控制单元(ECU)是汽车发动机控制系统的核心，它可以根据发动机的不同工况，向发动机提供最佳空燃比的混合气和最佳点火时间，使发动机始终处在最佳工作状态，发动机的性能(动力性、经济型、排放性)达到最佳。电子E⑶是一个微型计算机，内有集成电路以及其它精密的电子组件，作用相当于一个“中枢神经”，里面储存了大量对应不同天气环境与发动机工况下理想的燃油供应值和点火正时值组合。“中枢神经”通过对来自众多传感器如:进气管空气流量、温度、节气门的开启角度、曲轴转速等数据进行汇集、分析和计算，在千分之几秒内调整油量来配合实时的环境和工况，再在形成理想比例的混合气进入气缸后发出点火指令，保证气缸内的燃料完全燃烧，减少了废气排放物和燃油消耗之余亦提高了进气效率，增强了发动机的功率和扭矩。经计算机监控的发动机，基本上在全时间都能控制发挥最佳效率的空燃比和点火时间，达到了在化油器和机械点火系统时代不可想象的省油和大功率的理想效果。
[0004]汽车发动机ECU的运算规则主要是内部储存的大量对应不同天气环境与发动机工况下理想燃油供应值和点火正时值组合一脉谱图。要精确绘制一台发动机的脉谱图，就必须对发动机作详细准确的工况标定。发动机ECU标定需要合适的标定方法以及先进的开发工具和标定工具。国内能自主准确做发动机ECU标定的厂家或科研单位寥寥无几，大部分都是国外联合或参与标定。这些都是制约我国自主研发汽车发动机ECU的关键技术。
[0005]为了提高对研宄汽车发动机ECU技术，也为了培养我国汽车研宄人员对汽车发动机ECU原理的理解，以及充分开展对汽车发动机ECU的研发，都需要有一款能够在实验室环境下，真实模拟发动机ECU采集、分析、工作的仿真设备。该设备不仅能够提供对比、分析、研宄所用，而且能够提供可用于实车的检测和诊断。
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【发明内容】
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[0006]本实用新型针对以上问题提出了能够进行对汽车发动机ECU原理进行解析，模拟汽车发动机ECU处理信号的过程，并可以对接计算机和真车的教学设备。
[0007]本实用新型所述涉及汽车发动机ECU软硬件原理教学设备，该设备包括ECU功能模块、信号发生器、传感器模拟模块、执行器模拟模块以及信号输出模块，其中信号发生器、传感器模拟模块、执行器模拟模块的信号输出端分别连接到ECU功能模块的信号采集端，而ECU的输出端通过信号输出模块将信号进行输出。
[0008]该信号输出模块包括硬件数据采集模块、发动机控制输出口、计算机交互接口以及OBI诊断座(on Board Diagnostics车载诊断系统接口 )。
[0009]该信号输出模块通过硬件数据采集模块与检测仪器连接。
[0010]该信号输出模块通过发动机控制输出口控制连接实车发动机。
[0011]该信号输出模块通过计算机交互接口连接计算机输入信号。
[0012]该信号输出模块的0BI诊断座对接诊断仪器。
[0013]在E⑶功能模块的信号采集端内置一个三通道信号发生器模块，三通信号发生器模块对接信号发生器、传感器模拟模块、执行器模拟模块的输出端。
[0014]本实用新型完成一个真实可运行的汽车发动机EOT软硬件原理教学系统，可选配套的模拟信号连接，无需实车外设可以正常运行，便于课堂上做原理教学。可以直接与实车发动机系统连接，完成原车ECU相同的控制效果，可以控制发动机起动运行等。该教学设备既可用于培养学生尽快掌握ECU原理，也可用于实车的检测、诊断。
【【专利附图】
【附图说明】】
[0015]图1是本实用新型汽车发动机EOT软硬件原理教学设备的示意图；(
【【具体实施方式】】
[0016]下面将结合附图及实施例对本实用新型汽车发动机ECU软硬件原理教学设备进行详细说明。
[0017]请参考附图1，汽车发动机ECU软硬件原理教学设备，该设备包括ECU功能模块、信号发生器、传感器模拟模块、执行器模拟模块以及信号输出模块，其中信号发生器、传感器模拟模块、执行器模拟模块的信号输出端分别连接到ECU功能模块的信号采集端，而ECU的输出端通过信号输出模块将信号进行输出。
[0018]该信号输出模块包括硬件数据采集模块、发动机控制输出口、计算机交互接口以及0BD诊断座(on Board Diagnostics车载诊断系统接口 )。
[0019]该信号输出模块通过硬件数据采集模块与检测仪器连接。
[0020]该信号输出模块通过发动机控制输出口控制连接实车发动机。
[0021]该信号输出模块通过计算机交互接口连接计算机输入信号。
[0022]该信号输出模块的0BD诊断座对接诊断仪器。
[0023]在E⑶功能模块的信号采集端内置一个三通道信号发生器模块，三通信号发生器模块对接信号发生器、传感器模拟模块、执行器模拟模块的输出端。
[0024]三个通道可分别输出波形，也可以互相协调输出波形。储存常见汽车EOT的波形文件。可模拟曲轴传感器、霍尔传感器波形信号。
[0025]本设备是要完成一个真实可运行的汽车发动机ECU软硬件原理教学系统，可选配套的模拟信号连接，无需实车外设可以正常运行，便于课堂上做原理教学。可以直接与实车发动机系统连接，完成原车ECU相同的控制效果，可以控制发动机起动运行等。
[0026](1)根据教学需要，将系统分为相关功能模块，并把原电路板放大，直观清晰体现整个E⑶的结构，便于学生理解E⑶的内部组成及各组成的作用原理、功能。电路板上将提供各个信号的采集点，便于学生利用测试仪器测量各个参数。可清晰完整地演示ECU输入信号经过转换滤波整形、CPU处理、调制、隔离、驱动的全过程。
[0027](2)波形输出:通过USB 口连接电脑，可测量EOT系统各种波形，方便课堂教学复杂的汽车波形信号的分析。
[0028](3)信号输入:内置一个三通道信号发生器模块，三个通道可分别输出波形，也可以互相协调输出波形。储存常见汽车ECU的波形文件。可模拟曲轴传感器、霍尔传感器波形信号。
[0029](4)信号采集:信号采集端将采集主控单元的数据如:电瓶电压、发动机转速、空气流量传感器信号、节气门位置、喷油脉宽、水温、气温、点火提前角、点火提前角延迟状态等等，并与PC上位机软件通信，用户可通过该软件实时了解ECU的主要运行参数。
[0030](5)发动机外设(传感器、执行器)信号模拟:配有1路0-10K可调电阻(模拟各种采用电阻信号的传感器如水温可以模拟0-150度的水温传感器温度信号)，4路喷油嘴模拟器(模拟喷油嘴的工作)，2路继电器模拟器(模拟主继电器-油泵继电器的工作)，2路正控点火，2路负控点火模拟器(模拟点火信号)，可调的0-10V电压信号(模拟各种采用电压信号的传感器，如-节气门位置传感器-进气压力传感器)，1路5V电源输出等信号与器件模拟功能，让主控单元无需实际的外设而可以正常运行。
[0031](6)信号检测端子:ECU硬件电路板各输出相关电路设有信号检测端子，可以方便地取得信号用于仪器检测，以便结合相关车型的维修手册安排实用性的教学内容。
[0032](7)诊断功能:E⑶硬件电路板上设有OBD诊断座，可方便连接汽车专用解码器，对ECU系统适时诊断和读取数据流。
[0033]该教学设备可培养学生尽快掌握E⑶原理，也可用于实车的检测、诊断。目前，尚无此类产品出现。完善的成型产品必将得到大力发展和推广应用。
[0034]该设备可作为发动机ECU标定的辅助系统，为消化国外发动机先进控制技术，进行发动机控制系统研发提供帮助。可应用在研宄型大学和科研院所的教学和可科研开发工作中。
[0035]以上所述，仅是本实用新型较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当利用上述揭示的技术内容作出些许变更或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型技术是指对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。
【权利要求】
1.一种汽车发动机软硬件原理教学设备，其特征在于，该设备包括功能模块、信号发生器、传感器模拟模块、执行器模拟模块以及信号输出模块，其中信号发生器、传感器模拟模块、执行器模拟模块的信号输出端分别连接到功能模块的信号采集端，而的输出端通过信号输出模块将信号进行输出。
2.根据权利要求1所述汽车发动机软硬件原理教学设备，其特征在于，该信号输出模块包括硬件数据采集模块、发动机控制输出口、计算机交互接口以及081诊断座(如0081-(1 01叫11081:1。8车载诊断系统接口 ) 0
3.根据权利要求2所述汽车发动机软硬件原理教学设备，其特征在于，该信号输出模块通过硬件数据采集模块与检测仪器连接。
4.根据权利要求2所述汽车发动机软硬件原理教学设备，其特征在于，该信号输出模块通过发动机控制输出口控制连接实车发动机。
5.根据权利要求2所述汽车发动机软硬件原理教学设备，其特征在于，该信号输出模块通过计算机交互接口连接计算机输入信号。
6.根据权利要求2所述汽车发动机软硬件原理教学设备，其特征在于，该信号输出模块的081诊断座对接诊断仪器。
7.根据权利要求1所述汽车发动机软硬件原理教学设备，其特征在于，在功能模块的信号采集端内置一个三通道信号发生器模块，三通信号发生器模块对接信号发生器、传感器模拟模块、执行器模拟模块的输出端。
【文档编号】G09B25/02GK204229738SQ201420670109
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月11日 优先权日:2014年11月11日
【发明者】王兆海, 邓志君 申请人:深圳职业技术学院