一种发动机信号模拟仿真测试台及其测试ecu的方法
【专利摘要】本发明公开了一种发动机信号模拟仿真测试台及其测试ECU的方法，所述仿真测试台包括上位机和下位机；下位机包括MCU以及数模转换电路和模数转换电路；数模转换电路包括模拟信号发生器、曲轴和凸轮信号发生器和开关信号发生器；模数转换电路用于捕捉ECU反馈的喷油信号。所述方法通过上位机控制下位机发出信号至ECU，下位机捕捉ECU反馈的喷油信号，获得喷油脉宽，并计算出凸轮和曲轴转速及其他发动机实时状态数据，这些数据被发送至上位机显示，同时被下位机再次发送给ECU。本发明的仿真测试台可靠性高、简单通用、试验成本低，可方便快捷的测试ECU的控制策略能否有效控制燃油系统的喷射油量，提高ECU策略验证的效率。
【专利说明】一种发动机信号模拟仿真测试台及其测试ECU的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种发动机信号模拟仿真测试台及其测试ECU的方法。
【背景技术】
[0002]柴油机电控技术是提高柴油机经济性、动力性和排放性能的有效技术途径之一。柴油机电控单元(ECU)是柴油机电控系统的核心。ECU在工作过程中，通过采集发动机水温、发动机转速等各个传感器的信号，从而计算当前的控制量，并控制相应的驱动器来完成对发动机的控制。
[0003]在ECU的开发过程中，需要有必要提供这样的设备，对ECU内部的控制策略进行验证，并通过上位机的操作界面提供给试验人员，使其直观而准确的判定策略是否存在问题，从而修改标定数据。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种发动机信号模拟仿真测试台及其测试ECU的方法，所述发动机信号模拟仿真测试台可靠性高、简单通用、试验成本低，可以方便快捷的测试ECU的控制策略是否可以有效控制燃油系统的喷射油量。
[0005]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0006]一种发动机信号模拟仿真测试台，包括用于与需要测试的ECU分别连接的上位机和下位机；所述下位机包括与上位机连接的MCU以及分别与MCU连接的数模转换电路和模数转换电路；所述数模转换电路包括用于与ECU连接的模拟信号发生器、曲轴和凸轮信号发生器和开关信号发生器；所述模数转换电路为用于与ECU连接的喷油脉宽信号捕捉电路。
[0007]进一步地，所述上位机与下位机之间通过串口连接。
[0008]进一步地，所述MCU采用STM32。
[0009]应用上述的发动机信号模拟仿真测试台测试ECU的方法，包括以下步骤:(1)在上位机内输入发动机油温、水温、曲轴和凸轮转速及其他状态数据发送给下位机，下位机通过模拟信号发生器、曲轴和凸轮信号发生器和开关信号发生器将这些数据转换成模拟信号及开关信号并发送至ECU ；(2) ECU反馈输出喷油信号，下位机通过模数转换电路获取喷油脉宽，并进一步计算出曲轴和凸轮转速以及其他发动机实时状态数据，所述曲轴和凸轮转速以及其他发动机实时状态数据发送至上位机，同时被下位机再次转换成模拟信号及开关信号发送给ECU ; (3)重复步骤(2) ; (4)判断所述曲轴和凸轮转速以及其他发动机实时状态数据是否稳定。
[0010]由于采用上述技术方案，本发明至少具有以下优点:
[0011]本发明的发动机信号模拟仿真测试台可模拟开关信号、模拟信号，具备可靠性高、操作简单、试验成本低等特点，通过修改标定数据就可适应各种不同的柴油机ECU控制策略的验证，是一款通用性很强的电喷系统测试台，不仅可用于单体泵系统，也可用于高压共轨系统。应用本发明的发动机信号模拟仿真测试台可以方便快捷的测试ECU的控制策略是否可以有效控制燃油系统的喷射油量，提高ECU策略验证的效率，有助于ECU策略开发人员分析E⑶的工作状况。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与【具体实施方式】对本发明作进一步的详细说明。
[0013]图1是本发明的发动机信号模拟仿真测试台结构示意图。
[0014]图2是本发明的发动机信号模拟仿真测试台功能示意图。
[0015]图3是本发明的发动机信号模拟仿真测试台测试示意图。
【具体实施方式】
[0016]本发明的一种发动机信号模拟仿真测试台是一款通用性很强的电喷系统测试台，不仅可用于单体泵系统，也可用于高压共轨系统。该测试台通过修改标定数据就可适应各种不同的柴油机ECU控制策略的验证。
[0017]如图1-3所示，一种发动机信号模拟仿真测试台，包括用于与需要测试的ECU分别连接的上位机和下位机；所述下位机包括与上位机连接的MCU以及分别与MCU连接的数模转换电路和模数转换电路；所述数模转换电路包括用于与ECU连接的模拟信号发生器、曲轴和凸轮信号发生器和开关信号发生器；所述模数转换电路为用于与ECU连接的喷油脉宽信号捕捉电路。
[0018]上位机与下位机进行通信，通信方式可以选择串口连接，因为串口易于开发且成本低，通过串口协议就可以实现上位机和下位机之间的通信，进行数据的交换。
[0019]下位机上的设备主要可以分成两类，一类是输入设备，一类是输出设备，都是直接连接在多点控制单元MCU的IO 口上，输入设备把采集到的信号直接反馈到MCU，由MCU进行处理。输出设备是对MCU生成的PWM波进行转换，产生输出信号。此外，下位机上还设有LCD模块。MCU可以采用STM32，通过对发动机信号模拟仿真测试台的系统功能、使用范围进行分析，确定实际应用时该测试台所要实现的功能，根据测试台的主要功能调整使用STM32和C语目编程的技术方案。
[0020]本实施例的发动机信号模拟仿真测试台至少具有如下主要功能:
[0021]I)输出开关信号。
[0022]2)输出模拟信号量。
[0023]3)对燃油系统的喷油脉宽进行捕捉，计算曲轴与凸轮的转速。
[0024]4)与PC上位机进行联机，通过串口通信协议进行通信和数据交换。
[0025]5)通过上位机上的操作界面对下位机进行设置，控制油温水温等信号。
[0026]应用发动机信号模拟仿真测试台测试ECU的方法，包括以下步骤:(1)在上位机内输入发动机油温、水温、曲轴和凸轮转速及其他状态数据发送给下位机，下位机通过模拟信号发生器、曲轴和凸轮信号发生器和开关信号发生器将这些数据转换成模拟信号及开关信号并发送至ECU ；(2)ECU反馈输出喷油信号，下位机通过模数转换电路获取喷油脉宽，并进一步计算出曲轴和凸轮转速以及其他发动机实时状态数据，所述曲轴和凸轮转速以及其他发动机实时状态数据发送至上位机，同时被下位机再次转换成模拟信号及开关信号发送给ECU ; (3)重复步骤(2); (4)判断所述曲轴和凸轮转速以及其他发动机实时状态数据是否稳定。
[0027]如图3所示，应用本发明的发动机信号模拟仿真测试台，将其与需要测试的ECU连接，即组成发动机信号模拟仿真测试系统。发动机信号模拟仿真测试台通过上位机上的操作界面手动设置发动机相关数据，下位机根据这些数据模拟多路传感器信号输出(包括油温、水温、曲轴和凸轮信号)，E⑶连接下位机进行测试，测试系统模拟发动机的运行状况，下位机通过信号捕捉电路即模数转换电路，捕捉燃油喷射系统的喷油脉宽，下位机根据喷油脉宽计算曲轴和凸轮转速，同时根据发动机的配置参数和发动机的试验数据，对应获得油温及水温等数据，这些数据一方面要通过串口发送到上位机，在上位机界面上显示，一方面要发送到E⑶中，E⑶获得这些数据后，生成一个喷油脉宽，这形成一个控制的闭环，如果系统是稳定的，喷油脉宽将稳定在一个数值。
[0028]测试时，上位机通过串口控制下位机输出的模拟信号，打开车钥匙开关，调节油门踏板信号和轨压信号，例如保持轨压的恒定，不断改变油门踏板信号的数值，ECU反馈输出喷油信号，发动机信号模拟仿真测试台捕捉喷油脉宽，计算出曲轴和凸轮转速，在上位机界面显示。
[0029]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。
【权利要求】
1.一种发动机信号模拟仿真测试台，其特征在于，包括用于与需要测试的E⑶分别连接的上位机和下位机； 所述下位机包括与上位机连接的MCU以及分别与MCU连接的数模转换电路和模数转换电路； 所述数模转换电路包括用于与ECU连接的模拟信号发生器、曲轴和凸轮信号发生器和开关信号发生器； 所述模数转换电路为用于与ECU连接的喷油脉宽信号捕捉电路。
2.根据权利要求1所述的发动机信号模拟仿真测试台，其特征在于，所述上位机与下位机之间通过串口连接。
3.根据权利要求1所述的发动机信号模拟仿真测试台，其特征在于，所述MCU采用STM32。
4.应用权利要求1-3任一项所述的发动机信号模拟仿真测试台测试ECU的方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)在上位机内输入发动机油温、水温、曲轴和凸轮转速及其他状态数据发送给下位机，下位机通过模拟信号发生器、曲轴和凸轮信号发生器和开关信号发生器将这些数据转换成模拟信号及开关信号并发送至E⑶； (2)ECU反馈输出喷油信号，下位机通过模数转换电路获取喷油脉宽，并进一步计算出曲轴和凸轮转速以及其他发动机实时状态数据，所述曲轴和凸轮转速以及其他发动机实时状态数据发送至上位机，同时被下位机再次转换成模拟信号及开关信号发送给E⑶； (3)重复步骤(2)； (4)判断所述曲轴和凸轮转速以及其他发动机实时状态数据是否稳定。
【文档编号】G05B23/02GK103631256SQ201310644160
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年12月3日 优先权日:2013年12月3日
【发明者】何川, 熊健, 张学龙, 刘君 申请人:北京亚新科天纬油泵油嘴股份有限公司