专利名称：车用发动机电控单元测试系统及其可变电阻组合调节方法
技术领域：
本发明涉及一种车用发动机，具体涉及一种适用于在模拟环境下测试、检验发动机控制�？榈目刂菩阅艿某涤梅⒍缈氐ピ馐韵低臣捌淇杀涞缱枳楹系鹘诜椒�。
背景技术：
车用发动机电控技术是集计算机技术、电子技术、测试技术、精密制造技术、发动 机技术于一体的综合性技术，它以发动机喷油控制、点火控制为核心，是发动机降低排放、 节约能耗、提高功率的基本途径，是提升发动机运行动力性能与安全性能的最佳手段，也是 车辆电子技术底层的、核心的技术。随着车辆行业的发展，车用发动机电控技术在不但发 展。尤其在中国国内，车用发动机控制管理系统开发、测试已经成为车用动力技术研究的一 个重要内容。开发车用动力控制管理系统时，测试是必不可缺的环节。测试过程依据发动 机电子控制单元所处的环境分为实车测试和仿真测试。实车测试是将电控单元与真实的发动机及车辆的传感器、执行器连接，启动车辆 进行电控单元的控制能力测试。实车测试由于成本高、风险大、过程繁琐、操作不便等原因， 一股只在发动机管理系统开发或标定的最后阶段才进行，开发过程中则往往使用仿真测试 (即模拟测试环境下的测试)。仿真测试有基于专门的实时仿真器的仿真测试，这种仿真测试需要设计、开发或 者购置复杂、昂贵的机动车及发动机的仿真器；仿真测试也有基于信号发生器和示波器的 简单测试方式，利用信号发生器生成激励源信号，激励发动机电子控制单元，再通过示波器 来检测发动机控制系统的输出信号，这类测试通过信号发生器、示波器或逻辑分析仪等通 用的电控产品开发设备来完成，设备简单，但测试不便。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种通过对其控制面板上布置的可变电阻旋 钮和按键开关的调节与控制，模拟生成发动机及车辆运行的传感器仿真信号，激励发动机 控制单元ECU，然后，同时检测发动机控制单元(ECU)的输入、输出信号，达到测试发动机控 制单元ECU目的的车用发动机电控单元测试系统及其可变电阻组合调节方法。本发明所采用的技术方案是一种车用发动机电控单元测试系统及其可变电阻组 合调节方法，车用发动机电控单元测试系统，包括控制面板；频率信号发生器�？椋籈CU输 入信号检测�？椋坏缭垂芾砟？椋籈CU输出信号检测�？椋恍藕糯砟？椋幌允究刂颇？椋� 显示面板和测试系统通讯接口�？椋渲校龅男藕糯砟？椋删哂心Ｊ还δ艿哪Ｊ坏ピ痛惺淙氩蹲焦δ� 的微控制单元构成；所述的信号处理�？椋ü鼸CU输入信号检测�？榧觳饪刂泼姘搴推德市藕欧⑸� 器�？樯傻哪Ｄ獬盗炯胺⒍诵械拇衅鞣抡嫘藕牛凰龅男藕糯砟？椋ü鼸CU输出信号检测�？椋觳夥⒍刂频ピ涑龅姆⒍芾硐低车闹葱衅骺刂菩藕牛凰龅男藕糯砟？椋ü允究刂颇？椋馐宰刺�、条件参数与测试到的发动 机控制单元性能数据在显示面板上显示；所述的信号处理�？椋ü馐韵低惩ㄑ督涌谀？椋馐宰刺�、条件参数与测试 到的发动机控制单元性能数据传送给开发分析用计算机；所述的电源管理�？槲馐韵低澈头⒍刂频ピ峁└髦直曜嫉缭�。所述的控制面板包括有15组可变电阻旋钮和5组按键开关。其中，所述的15组 可变电阻旋钮中有10组分别用于模拟发动机进气温度、发动机冷却水温、机油温度、车载 空调温度、节气门开度、进气歧管压力、进气空气流量、蓄电池电压、发动机排气系统上游氧 传感器值和发动机排气系统下游氧传感器值的第一至第十可变电阻旋钮，有5组用于控制 发动机曲轴转角位置及转速、活塞相位辨识凸轮轴转速、车速、爆震4种频率信号的仿真生 成的第十一至第十五可变电阻旋钮；所述的5组按键开关是分别用于模拟机动车起动开关 信号、点火钥匙信号、空调请求信号、助力转向信号、空档开关信号的第一至第五按键开关。所述的频率信号发生器�？榘ㄓ芯哂心Ｊ还δ艿哪Ｊ坏ピ臀⒖刂� 单元，所述的模数转换单元将由控制面板中5组用于控制发动机曲轴转角位置及转速、活 塞相位辨识凸轮轴转速、车速、爆震4种频率信号的仿真生成的可变电阻旋钮所生成的信 号进行数模转换，经微控制单元生成代表发动机曲轴转角位置及转速、活塞相位辨识凸轮 轴转速、车速的方波信号到发动机控制单元。所述的E⑶输入信号检测�？榘ㄓ新瞬ǖ缏泛陀敫寐瞬ǖ缏废嗔姆盅沟缏罚� 构成控制面板和频率信号发生器到测试系统信号处理�？橹涞牧油ǖ溃凰龅腅⑶输 入信号检测模块布置有万用表、示波器的探针测点。所述的ECU输出信号检测�？榘ㄓ辛槭淙攵擞敕⒍刂频ピ嗔涑龆� 与信号处理�？橄嗔呐缬推骺刂菩藕偶觳獾缏罚蝗槭淙攵擞敕⒍刂频ピ嗔� 出端与信号处理�？橄嗔牡慊鹣呷刂菩藕偶觳獾缏罚蝗槭淙攵擞敕⒍刂频ピ� 连，输出端与信号处理�？橄嗔募痰缙骺刂菩藕偶觳獾缏罚蝗槭淙攵擞敕⒍刂频� 元相连，输出端与信号处理模块相连的电磁阀控制电路；所述的ECU输出信号检测�？楣� 成了发动机控制单元到测试系统信号处理�？橹涞牧油ǖ溃凰龅腅CU输出信号检测 �？椋贾糜型蛴帽�、示波器的探针测点。车用发动机电控单元测试系统中的可变电阻组合调节方法，由控制面板中的第 十一可变电阻旋钮调节发动机曲轴转速，再由第十二可变电阻旋钮调节发动机曲轴每转生 成的方波数，同时由第十二可变电阻旋钮调节决定发动机曲轴与凸轮轴活塞相位的差值； 由第十三可变电阻旋钮调节车辆的发动机曲轴到车轮轴的传动比，从而根据第十一可变电 阻旋钮调节的发动机曲轴转速计算得到车速；通过控制面板中的第十四和第十五可变电阻 旋钮组合调节，然后再经过频率信号发生器的模数转换单元进行数模转换，最后由频率信 号发生器的微控制单元生成代表发动机爆震的方波信号，所述的第十四可变电阻旋钮调节 发动机爆震的方波信号的频率，所述的第十五可变电阻旋钮调节发动机爆震的方波信号的 幅值。本发明的车用发动机电控单元测试系统及其可变电阻组合调节方法，通过实时生 成发动机管理系统的传感器仿真信号，激励发动机控制单元，然后，同时检测该仿真信号和ECU输出的执行器控制信号，并进行数据的传递、分析、处理、显示、通讯，达到实时测试ECU 的目的。利用本发明涉及的发动机电控单元测试系统测试ECU，既能完成ECU仿真环境下的 测试工作，又不需要造价昂贵、系统复杂的实时仿真器，而且，本发明涉及的发动机电控单 元测试系统，其测试过程，路线清晰、操作方便，降低了 ECU仿真测试的技术门限，从而有利 于ECU开发工作的开展与发动机管理系统技术的普及。
图1是本发明发动机控制单元(ECU)测试系统架构图；图2是控制面板布局图；图3是控制面板电路结构图之一；图4是控制面板电路结构图之二 ；图5是控制面板电路结构图之三；图6是控制面板电路结构图之四；图7是频率信号发生器电路结构图；图8是E⑶输入信号检测�？榈缏方峁雇迹煌�9是E⑶输出信号检测�？榈缏方峁雇贾唬煌�10是E⑶输出信号检测�？榈缏方峁雇贾� ；图11是E⑶输出信号检测�？榈缏方峁雇贾煌�12是E⑶输出信号检测模块电路结构图之四；图13是测试系统信号处理�？榈缏方峁雇迹煌�14是测试系统显示控制�？榈缏方峁雇迹煌�15是测试系统通讯接口�？榈缏方峁雇�。其中1 控制面板2 频率信号发生器�？�3 :E⑶输入信号检测�？�4 电源管理�？�5 :E⑶输出信号检测�？�6 信号处理�？�7 显示控制�？�8 显示面板9:测试系统通讯接口�？� 10:计算机11 :E⑶通讯接口�？�12:发动机控制单元
具体实施例方式下面结合实施例和附图对本发明的车用发动机电控单元测试系统及其可变电阻组合调节方法做出详细说明。如图1所示，本发明的车用发动机电控单元测试系统，包括控制面板1 ；频率信号 发生器�？�2 ;ECU输入信号检测�？�3 ；电源管理�？�4 ;ECU输出信号检测�？�5 ；信号处 理�？�6 ；显示控制�？�7 ；显示面板8和测试系统通讯接口�？�9。其中，所述的信号处理 �？�6，通过ECU输入信号检测�？�3检测控制面板1和频率信号发生器�？�2生成的模 拟车辆及发动机运行的传感器仿真信号；所述的信号处理�？�6，通过ECU输出信号检测模 块5，检测发动机控制单元12输出的发动机管理系统的执行器控制信号；所述的信号处理模块6，通过显示控制�？�7，将测试状态、条件参数与测试到的发动机控制单元12性能数 据在显示面板8上显示；所述的信号处理�？�6，通过测试系统通讯接口模块9，将测试状 态、条件参数与测试到的发动机控制单元12性能数据传送给开发分析用计算机10，开发分 析用计算机10用于分析、显示测试数据；所述的被检测的发动机控制单元12的信号输出端 通过E⑶通讯接口�？�11与开发测试计算机10进行通讯。所述的电源管理�？�4为测试 系统和发动机控制单元12提供各种标准电源。本发明的车用发动机电控单元测试系统，通过其控制面板1，频率信号发生器�？�2生成各种传感器的仿真信号，激励发动机电控单元12，发动机电控单元12采集到传感器 仿真信号后，经相应的控制策略的处理，输出发动机管理系统的执行器控制信号，然后，本 发明涉及的测试系统通过其ECU输入信号检测�？�3、ECU输出信号检测�？�5、信号处理 模块6检测输入ECU的各个信号和ECU输出的各个信号，经计算、分析后传给显示控制�？� 7然后供显示面板8显示；同时，通过测试系统通讯接口模块9传送给开发测试计算机10。 电源管理�？�4为本发明涉及的发动机电控单元测试系统的各个�？榧按馐缘姆⒍� 电控单元12提供+IV、+3. 5V、+5V、+12V、+24V等标准电源。如图2所示，所述的控制面板1包括有15组可变电阻旋钮和5组按键开关，其中， 所述的15组可变电阻旋钮中有10组分别用于模拟发动机进气温度、发动机冷却水温、机油 温度、车载空调温度、节气门开度、进气歧管压力、进气空气流量、蓄电池电压、发动机排气 系统上游氧传感器值和发动机排气系统下游氧传感器值的第一至第十可变电阻旋钮Tair、 Tcw、Toil、Tac、TPS、MAP、AFM、Vbat、0Sl、0S2，有5组用于控制发动机曲轴转角位置及转速、 活塞相位辨识凸轮轴转速、车速、爆震4种频率(方波)信号的仿真生成的第十一至第十五 可变电阻旋钮CAS、PIS、VSS、KSa、KSf ；所述的5组按键开关是分别用于模拟机动车起动开 关信号、点火钥匙信号、空调请求信号、助力转向信号、空档开关信号的第一至第五按键开 关 Sta、Key、ACS、EPS、NGS。如图2、图3所示，控制面板1中标记Tair、Tcw、Toil、Tac、TPS、MAP、AFM的7组 可变电阻旋钮分别用于模拟发动机进气温度、发动机冷却水温、机油温度、车载空调温度、 节气门开度、进气歧管压力、进气空气流量等7组传感器生成的信号。此7组电路由发动机 控制单元12提供参考电源，通过可变电阻Rl、R4、R5、R8、R9、R12、R13的调节，得到不同的 输出电压，分别提供给发动机控制单元12和输入ECU的信号检测�？�3，调节可变电阻旋钮 得到的不同输出电压用于模拟实际发动机传感器不同的采样值。如图2、图4所示，控制面板1中标记Vbat、0Sl、0S2的3组可变电阻旋钮分别用于 模拟蓄电池电压、发动机排气系统上游氧传感器、发动机排气系统下游氧传感器等3组传 感器生成的信号。此3组电路由测试系统的电源管理�？�4提供参考电源，依据测试任务 的要求其参考电源电压可分别为+IV (提供给OSl、0S2)、+5V(提供给OSl、0S2)、+12V (提 供给Vbat)、+24V(提供给Vbat)等规格。调节可变电阻旋钮得到的不同输出电压用于模拟 实际发动机排气氧传感器不同的采样值和蓄电池不同的电压值，即通过可变电阻R35、R37、 R39的调节，得到不同的输出电压，同时供给发动机控制单元(ECU)和ECU输入信号检测模 块3采集。如图2、图5所示，控制面板1中标记CAS、PIS、VSS、KSa、KSf的5组可变电阻旋 钮分别用于对发动机曲轴转角位置及转速、活塞相位辨识凸轮轴转速、车速、爆震等4组传感器信号生成的模拟控制。此5组电路由发动机控制单元12提供参考电源，通过可变电阻 R34、R36、R38、R40、R41的调节，得到不同的输出电压，控制频率信号发生器2，再由频率信 号发生器2生成各个传感器的模拟值。如图2、图6所示，控制面板1中标记Sta、Key、ACS、EPS、NGS的5组按键开关电路分别用于机动车起动开关、点火钥匙信号、空调请求信号、助力转向信号、空档开关信号等5 组开关生成的信号。此5组电路由测试系统的电源管理�？�4提供参考电源，其参考电源 电压依据测试任务的要求可分别为+5V、+12V、+24V等规格。通过开关Sl S5的控制，得 到OV或+5V/12V/24V的输出电压，分别提供给发动机控制单元(ECU)和输入ECU的信号检 测�？�3，用于模拟实际发动机运行时的开关信号。如图7所示，所述的频率信号发生器�？�2包括有具有模数转换功能的模数转换单元ADCl和微控制单元MCUl，所述的模数转换单元ADCl将由控制面板1中5组用于控制 发动机曲轴转角位置及转速、活塞相位辨识凸轮轴转速、车速、爆震4种频率(方波)信号 的仿真生成的可变电阻旋钮〔43、？13、￥33、1 &、1(3￡所生成的信号进行数模转换，经微控制 单元MCUl生成代表发动机曲轴转角位置及转速、活塞相位辨识凸轮轴转速、车速的方波信 号到发动机控制单元12。如图8所示，所述的ECU输入信号检测�？�3包括有滤波电路和与该滤波电路相连的分压电路，构成控制面板1和频率信号发生器2到测试系统信号处理�？�6之间的连 接通道，所述的ECU输入信号检测�？�3布置有万用表、示波器的探针测点。 如图9-12所示，所述的E⑶输出信号检测�？�5，用于检测E⑶输出的发动机管理 系统执行器控制信号。包括有六组输入端与发动机控制单元12相连，输出端与信号处理模 块6相连的喷油器控制信号检测电路，电路中有六组喷油器控制信号，标记为INJl INJ6 ； 三组输入端与发动机控制单元12相连，输出端与信号处理�？�6相连的点火线圈控制信号 检测电路，电路中有三组点火线圈控制信号，标记为IGNl IGN3 ；三组输入端与发动机控 制单元12相连，输出端与信号处理�？�6相连的继电器控制信号检测电路，电路中有三组 继电器控制信号，标记为Rlyl Rly3 ；三组输入端与发动机控制单元12相连，输出端与信 号处理�？�6相连的电磁阀控制电路，电路中有三组电磁阀控制信号，标记为Vall Val3 ； 所述的ECU输出信号检测�？�5构成了发动机控制单元12到测试系统信号处理�？�6之 间的连接通道。所述的ECU输出信号检测�？�5，布置有万用表、示波器的探针测点。
如图13所示，所述的信号处理模块6，由具有模数转换功能的模数转换单元ADC2 和带有输入捕捉功能的微控制单元MCU2构成；所述的模数转换单元ADC2采样通过控制面 板 1 上的第一至第十可变电阻旋钮 Tair、Tcw、Toil、Tac、TPS、MAP、AFM、Vbat、0Sl、0S2 这 10组可变电阻旋钮调节的电压模拟信号，将转换成微控制单元MCU2接收的数字信号，经微 控制单元MCU2处理后输出，即，微控制单元MCU2接收到模数转换模块组ADC2传送的数值 后，计算对应的发动机进气温度、发动机冷却水温、机油温度、车载空调温度、节气门开度、 进气歧管压力、进气空气流量、蓄电池电压、发动机排气系统上游氧传感器电压值、发动机 排气系统下游氧传感器电压值等10组传感器仿真值；所述的微控制单元MCU2还直接接收 通过控制面板1上的第一至第五按键开关Sta、Key、ACS、EPS、NGS这5组开关旋钮调节的 机动车起动开关、点火钥匙开关、空调请求开关、助力转向开关、空档开关的按键开关闭合 状态信号；直接接收通过控制面板1上的第十一至第十五可变电阻旋钮CAS、PIS、VSS、KSa、KSf调节的发动机曲轴转角位置及转速、活塞相位辨识凸轮轴转速、车速、爆震信号波的上 下沿时间间隔信息信号；以及直接接收ECU输出信号检测�？�5所输出的信号，即直接捕捉 计数INJl INJ6、IGNl IGN3、Rlyl Rly3、Vall Val3等15组喷油动作、点火线圈 动作、继电器动作、阀动作控制信号波的上下沿时间间隔信息，并进一步计算各组喷油器的 喷油量、各组点火线圈动作时间和点火提前角、各组阀和继电器动作时间；所述的微控制单 元(MCU2)将上述各信号处理后传送给显示控制�？�7和测试系统通讯接口模块9。信号处 理�？�6中的微控制单元MCU2还用于根据发动机曲轴转角位置及转速信号中的同步角标 信号计算各个开关信号、频率信号、执行器动作控制信号的相位。如图14所示，所述的显示控制�？�7是信号处理�？�6与显示面板8之间的连接 通道。显示面板8主要由液晶显示器及相应的集成控制电路组成，液晶控制电路带有自身 的微控制单元3MCU3。附图14所示的显示控制�？�7为微控制单元3MCU3提供待显示数据 和控制参数，同时，显示控制�？�7为显示面板8的液晶显示器和显示器控制电路提供相应 的电源。如图15所示，所述的测试系统通讯接口�？�9为USB接口通讯模块，测试系统通 讯接口�？�9包括有控制USB通讯的微控制单元MCU4及其相应的电源处理电路组成，测试 系统通讯接口�？�9用于连接开发测试计算机10。本发明的车用发动机电控单元测试系统中，所述的微控制单元MCU1、MCU2和MCU4 中的微控制器的型号均为Freescale的9sl2XEP100。本发明的用于上述车用发动机电控单元测试系统中的可变电阻组合调节方法，是 由如图2所示的控制面板1中的第十一可变电阻旋钮CAS调节发动机曲轴转速，再由第 十二可变电阻旋钮PIS调节发动机曲轴每转生成的方波数，同时由第十二可变电阻旋钮 PIS调节决定发动机曲轴与凸轮轴活塞相位的差值；由第十三可变电阻旋钮VSS调节车辆 的发动机曲轴到车轮轴的传动比，从而根据第十一变电阻旋钮CAS调节的发动机曲轴转速 计算得到车速；通过控制面板1中的第十四和第十五可变电阻旋钮KSf、KSa组合调节，然后 再经过频率信号发生器2的模数转换单元ADCl的第四、第五通道进行数模转换，最后由频 率信号发生器2的微控制单元MCUl生成代表发动机爆震的方波信号；所述的第十四可变电 阻旋钮KSf调节发动机爆震的方波信号的频率，所述的第十五可变电阻旋钮KSa调节发动 机爆震的方波信号的幅值；所述的频率信号发生器�？�2连接相应的三角波生成电路后进 一步仿真生成代表发动机爆震的三角波信号；所述的频率信号发生器�？�2连接相应的正 弦波生成电路后进一步仿真生成代表发动机爆震的正弦波信号。频率信号发生器�？�2中的模数转换单元ADCl采样第十一至第十五5组可变电 阻旋钮CAS、PIS、VSS、KSa, KSf调节的电压模拟信号，将其转换成微控制单元MCUl能够接 收的数字信号。微控制单元MCUl接受可变电阻旋钮调节控制，生成发动机曲轴转角位置及 转速信号、活塞相位辨识凸轮轴转速信号、车速信号、爆震信号等4组仿真信号。各个频率信号具体组合调节方法如下 调节控制面板1中标记CAS的第十一可变电阻旋钮的阻值从零到最大，使其输出 端电压从零变到参考电源供给电压，即OV +5V，经频率信号发生器�？�2的模数转换单元 ADCl的第一通道进行数模转换，将其转换成微控制单元MCUl能够接收的数字信号。模数转 换单元ADCl为14bit的ADC时，转换数值为0 16383，微控制单元MCUl生成转速Orpm 16383rpm，精度为lrpm。微控制单元MCUl接收到模数转换单元ADCl第一通道传送的转换数值后生相应的代表发动机曲轴转角位置及转速的方波信号，发动机曲轴每一转输出的方 波数还需由第十二可变电阻旋钮PIS决定。调节控制面板1中标记PIS的第十二可变电阻旋钮的阻值从零到最大，使其输出 端电压从零变到参考电源供给电压，即OV +5V，经频率信号发生器�？�2的模数转换单元 ADCl的第二通道进行数模转换，将其转换成微控制单元MCUl能够接收的数字信号。模数转 换单元ADCl为14bit的ADC时，转换数值为0 16383。不同数值代表发动机曲轴每转的 方波不同数排列和活塞相位辨识凸轮轴与发动机曲轴之间的不同相位差。数值1 800、
801 1600、1601 2400、......、15201 16000 分别代表 9-2、10-2、12-2、15-2、18_2、20_2、
24-2、30-2、36-2、45-2、60-2，2-1、3-1、4-1、6-1、9-1、10-1、12-1、15-1、18-1等 20 种发动机 曲轴每转常用的方波数排列(此处，符号9-2表示发动机曲轴每转为9个均布方波，其中有 2个方波位置为空缺，即代表9齿缺2齿的发动机转速及曲轴转角位置传感器生成的信号， 其它符号含义与此类似)。数值1 800中1 718分别代表活塞相位辨识凸轮轴与发动 机曲轴之间的相位差为1度 359度，数值1 800中719 800都代表活塞相位辨识凸 轮轴与发动机曲轴之间的相位差为0度，其它组数值表示的相位差以此类推；数值16001 16383和0都代表发动机曲轴每转的方波数排列60-2，且活塞相位辨识凸轮轴与发动机曲 轴之间的相位差为0度。微控制单元MCUl接收到模数转换单元ADCl第二通道传送的转换 数值后生相应的代表活塞相位辨识凸轮轴转速的方波信号。调节控制面板1中标记VSS的第十三可变电阻旋钮的阻值从零到最大，使其输出 端电压从零变到参考电源供给电压，即OV +5V，经频率信号发生器�？�2的模数转换单 元ADCl的第三通道进行数模转换，将其转换成微控制单元MCUl能够接收的数字信号。模 数转换单元ADCl为14bit的ADC时，转换数值为0 16383。数值代表发动机曲轴到车轮 之间的总的传动比、车轮半径、曲轴转速的乘积值。数值0 2000、2001 4000、4001 6000、……、14001 16383分别代表空档、1档、2档、3档、4档、5档、6档、倒档等8种挡 位。数值0 1000代表空档、且车速为零；数值1001 2000代表空档、且车速为任意随机 值；其它数值代表相应的挡位下不同的总传动比和车轮半径、发动机曲轴转角位置及转速 三者的乘积所得到的车速。微控制单元MCUl接收到模数转换单元ADCl第三通道传送的数 值后生相应的代表车速的方波信号。通过上述控制面板1中标记CAS、PIS、VSS第i^一至第十三可变电阻旋钮组合调 节，然后再经过频率信号发生器�？�2的模数转换单元ADCl的第一、第二、第三通道进行数 模转换，最后由频率信号发生器模块2的微控制单元MCUl生成代表发动机曲轴转角位置及 转速、活塞相位辨识凸轮轴转速、车速的方波信号。上述组合调节方法是指由第十一可变电阻旋钮CAS调节发动机曲轴转速，再由第 十二可变电阻旋钮PIS调节发动机曲轴每转生成的方波数，同时由第十二可变电阻旋钮 Pis调节决定发动机曲轴与凸轮轴的活塞相位差值；可第十三变电阻旋钮VSS调节车辆的 传动比，从而根据发动机曲轴转速计算得到车速。调节控制面板1中标记KSa、KSf的第十四、第十五两组可变电阻旋钮的阻值从零 到最大，使其输出端电压从零变到参考电源供给电压，即OV +5V，经频率信号发生器�？� 2的模数转换单元ADCl的第四、第五通道进行数模转换，将其转换成微控制单元MCUl能够接收的数字信号。模数转换单元ADCl为14bit的ADC时，转换数值为O 16383。KSa旋 钮用于调节模拟生成爆震传感器信号的幅值从零到5V ；KSf旋钮用于调节模拟生成爆震传 感器信号的频率从OHz 16383Hz。微控制单元MCUl接收到模数转换单元ADCl第四、第五 通道传送的数值后生成相应的代表爆震的方波信号。爆震传感器仿真信号也可经相应的硬 件电路处理成频率和幅值可调的正弦波或三角波信号。 模数转换单元ADCl也可选择其它精度的ADC，比如ADCl为12bit的ADC时，转换数值为0 4095，ADCl为16bit的ADC时，转换数值为0 65535。每组数值具体应用到 第i^一至第十五5组可变电阻旋钮CAS、PIS、VSS、KSa、KSf时其含义有所不同——例如，应 用到生成发动机曲轴转角位置及转速信号，ADCl第一通道为12bit时，输出数值指示MCUl 生成转速为Orpm 12285rpm，精度为3rpm ；ADCl第一通道为16bit时，输出数值指示MCUl 生成转速Orpm 13107rpm，精度为0. 2rpm。
权利要求
一种车用发动机电控单元测试系统，其特征在于，包括控制面板(1)；频率信号发生器�？�(2)；ECU输入信号检测�？�(3)；电源管理�？�(4)；ECU输出信号检测�？�(5)；信号处理�？�(6)；显示控制�？�(7)；显示面板(8)和测试系统通讯接口�？�(9)，其中，所述的信号处理�？�(6)，由具有模数转换功能的模数转换单元(ADC2)和带有输入捕捉功能的微控制单元(MCU2)构成；所述的信号处理�？�(6)，通过ECU输入信号检测�？�(3)检测控制面板(1)和频率信号发生器�？�(2)生成的模拟车辆及发动机运行的传感器仿真信号；所述的信号处理�？�(6)，通过ECU输出信号检测�？�(5)，检测发动机控制单元(12)输出的发动机管理系统的执行器控制信号；所述的信号处理�？�(6)，通过显示控制�？�(7)，将测试状态、条件参数与测试到的发动机控制单元(12)性能数据在显示面板(8)上显示；所述的信号处理�？�(6)，通过测试系统通讯接口模块(9)，将测试状态、条件参数与测试到的发动机控制单元(12)性能数据传送给开发分析用计算机(10)；所述的电源管理�？�(4)为测试系统和发动机控制单元(12)提供各种标准电源。
2.根据权利要求1所述的车用发动机电控单元测试系统，其特征在于，所述的控制面 板(1)包括有15组可变电阻旋钮和5组按键开关。其中，所述的15组可变电阻旋钮中有 10组分别用于模拟发动机进气温度、发动机冷却水温、机油温度、车载空调温度、节气门开 度、进气歧管压力、进气空气流量、蓄电池电压、发动机排气系统上游氧传感器值和发动机 排气系统下游氧传感器值的第一至第十可变电阻旋钮(Tair、TCW、Toil、Tac、TPS、MAP、AFM、 Vbat, OSU 0S2)，有5组用于控制发动机曲轴转角位置及转速、活塞相位辨识凸轮轴转速、 车速、爆震4种频率信号的仿真生成的第十一至第十五可变电阻旋钮(CAS、PIS、VSS、KSa, KSf)；所述的5组按键开关是分别用于模拟机动车起动开关信号、点火钥匙信号、空调请求 信号、助力转向信号、空档开关信号的第一至第五按键开关(Sta、Key、ACS、EPS、NGS)。
3.根据权利要求1所述的车用发动机电控单元测试系统，其特征在于，所述的频率信 号发生器�？�(2)包括有具有模数转换功能的模数转换单元(ADCl)和微控制单元(MCUl)， 所述的模数转换单元(ADCl)将由控制面板(1)中5组用于控制发动机曲轴转角位置及转 速、活塞相位辨识凸轮轴转速、车速、爆震4种频率信号的仿真生成的可变电阻旋钮(CAS、 PIS、VSS、KSa、KSf)所生成的信号进行数模转换，经微控制单元(MCUl)生成代表发动机曲 轴转角位置及转速、活塞相位辨识凸轮轴转速、车速的方波信号到发动机控制单元(12)。
4.根据权利要求1所述的车用发动机电控单元测试系统，其特征在于，所述的ECU输入 信号检测�？�(3)包括有滤波电路和与该滤波电路相连的分压电路，构成控制面板(1)和 频率信号发生器(2)到测试系统信号处理�？�(6)之间的连接通道；所述的ECU输入信号 检测�？�(3)布置有万用表、示波器的探针测点。
5.根据权利要求1所述的车用发动机电控单元测试系统，其特征在于，所述的ECU输出 信号检测�？�(5)包括有六组输入端与发动机控制单元(12)相连，输出端与信号处理模块 (6)相连的喷油器控制信号检测电路；三组输入端与发动机控制单元(12)相连，输出端与 信号处理模块(6)相连的点火线圈控制信号检测电路；三组输入端与发动机控制单元(12) 相连，输出端与信号处理�？�(6)相连的继电器控制信号检测电路；三组输入端与发动机 控制单元(12)相连，输出端与信号处理�？�(6)相连的电磁阀控制电路；所述的ECU输出信号检测�？�(5)构成了发动机控制单元(12)到测试系统信号处理�？�(6)之间的连接 通道；所述的ECU输出信号检测�？�(5)，布置有万用表、示波器的探针测点。
6. 一种用于权利要求1所述的车用发动机电控单元测试系统中的可变电阻组合调节 方法，其特征在于，由控制面板(1)中的第十一可变电阻旋钮(CAS)调节发动机曲轴转速， 再由第十二可变电阻旋钮(PIS)调节发动机曲轴每转生成的方波数，同时由第十二可变 电阻旋钮(PIS)调节决定发动机曲轴与凸轮轴活塞相位的差值；由第十三可变电阻旋钮 (VSS)调节车辆的发动机曲轴到车轮轴的传动比，从而根据第十一可变电阻旋钮(CAS)调 节的发动机曲轴转速计算得到车速；通过控制面板(1)中的第十四和第十五可变电阻旋钮 (KSf、KSa)组合调节，然后再经过频率信号发生器(2)的模数转换单元(ADCl)进行数模转 换，最后由频率信号发生器(2)的微控制单元(MCUl)生成代表发动机爆震的方波信号，所 述的第十四可变电阻旋钮(KSf)调节发动机爆震的方波信号的频率，所述的第十五可变电 阻旋钮(KSa)调节发动机爆震的方波信号的幅值。
全文摘要
一种车用发动机电控单元测试系统及其可变电阻组合调节方法，有信号处理�？橥ü鼸CU输入信号检测�？榧觳饪刂泼姘搴推德市藕欧⑸髂？樯傻哪Ｄ獬盗炯胺⒍诵械拇衅鞣抡嫘藕牛煌ü鼸CU输出信号检测模块，检测发动机控制单元输出的发动机管理系统的执行器控制信号；通过显示控制�？椋馐宰刺�、条件参数与测试到的发动机控制单元性能数据在显示面板上显示；通过测试系统通讯接口�？椋馐宰刺�、条件参数与测试到的发动机控制单元性能数据传送给开发分析用计算机。本发明通过实时生成发动机管理系统的传感器仿真信号，激励发动机控制单元，同时检测该仿真信号和ECU输出的执行器控制信号，并进行数据的传递、分析、处理、显示、通讯。
文档编号G01M17/007GK101799363SQ20101011786
公开日2010年8月11日 申请日期2010年3月4日 优先权日2010年3月4日
发明者于镒隆, 刘昌文, 张俊红, 张宝欢, 王爽, 王韬 申请人:天津大学
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