汽车发动机电控单元的测试系统及其测试方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201010185413.3

申请日:

2010.05.21

公开号:

CN101833331A

公开日:

2010.09.15

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G05B 23/02申请日:20100521|||公开

IPC分类号:

G05B23/02; G01M15/04

主分类号:

G05B23/02

申请人:

北京理工大学

发明人:

刘兴华; 樊志强; 刘福水

地址:

100081 北京市海淀区中关村南大街5号

优先权:

专利代理机构:

北京理工大学专利中心 11120

代理人:

杨志兵;高燕燕

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内容摘要

本发明公开了一种汽车发动机电控单元的测试方法和系统,包括:所述信号模拟单元通过发动机线束与所述电控单元连接,用于根据外部输入的转速,模拟发动机运转时产生的曲轴信号和凸轮信号并发送给电控单元;电控单元根据曲轴信号、凸轮信号和控制参数获取负载运行控制信号发送给负载单元;负载单元为实际的发动机部件,通过发动机线束与电控单元连接,用于按照所述电控单元发来的负载运行控制信号执行动作;监控单元,用于监控电控单元和负载单元的状态,并在标定状态下将用户输入的控制参数发送给电控单元。本发明在离车测试ECU同时又使用了实际发动机部件来弥补传统离车测试的真实度不足的问题,达到可靠、低成本地测试ECU的目的。

权利要求书

权利要求书
1.  一种汽车发动机电控单元的测试系统,其特征在于,该测试系统包括信号模拟单元、电控单元、监控单元和负载单元;
所述信号模拟单元通过发动机线束与所述电控单元连接,用于根据外部输入的转速,模拟发动机运转时产生的曲轴信号和凸轮信号并发送给电控单元;
所述电控单元与所述负载单元、监控单元和信号模拟单元连接,在行车状态下,根据曲轴信号、凸轮信号和预先确定的控制参数获取负载运行控制信号并将其发送给负载单元;在标定状态下,根据曲轴信号、凸轮信号和用户通过监控单元输入的控制参数获取负载运行控制信号并将其发送给负载单元;
所述负载单元为实际的发动机部件,通过发动机线束与电控单元连接,用于按照所述电控单元发来的负载运行控制信号执行动作;
所述监控单元,用于监控电控单元和负载单元的状态;在标定状态下将用户输入的控制参数发送给电控单元。

2.  如权利要求1所述的汽车发动机电控单元测试系统,其特征在于,所述负载单元包括燃料喷射装置、点火线圈、火花塞和电子节气门;
所述负载运行控制信号包括燃料喷射信号、点火信号;在标定状态下,该负载运行控制信号进一步包括节气门开度信号。

3.  如权利要求1所述的汽车发动机电控单元测试系统,其特征在于,所述监控单元由示波器、个人计算机及针对本测试系统编制的电控单元监控程序组成,监控程序用于监视和控制电控单元的运行状态;示波器通过电流卡钳连接到电控单元和负载单元之间的发动机线束;个人计算机通过通信线路与电控单元相连。

4.  一种汽车发动机电控单元的测试方法,其特征在于,该测试方法应用于包括如权利要求1至3任意一项所述的测试系统;该方法包括以下步骤:
信号模拟单元模拟发动机运转时产生的曲轴信号和凸轮信号;
按测试需要将监控单元设定在行车状态或标定状态;
监控单元处于行车状态时,电控单元根据所述信号模拟单元产生的曲轴信号、凸轮信号和预先确定的控制参数,获取负载运行控制信号;负载单元按所述负载运行控制信号执行动作;监控单元显示所述凸轮信号和所述负载运行控制信号;
监控单元处于标定状态时,电控单元根据所述信号模拟单元产生的曲轴信号、凸轮信号和用户通过监控单元输入的控制参数,获取负载运行控制信号;负载单元按所述负载运行控制信号执行动作;监控单元显示所述凸轮信号、控制参数和所述负载运行控制信号;
根据监控单元中显示的数据判断电控单元是否正常工作。

5.  如权利要求4所述的一种汽车发动机电控单元的测试方法,其特征在于,所述监控单元处于行车状态时,电控单元根据所述信号模拟单元产生的曲轴信号、凸轮信号和预先确定的控制参数,获取负载运行控制信号,包括:
①电控单元根据信号模拟单元模拟的曲轴信号计算当前发动机转速;
②根据计算得到的当前发动机转速和预先设置的节气门开度查表得到相应的燃料喷射脉宽和点火提前角;
③根据接收的凸轮信号和点火提前角确定点火开始时刻,根据接收的凸轮信号和预先设置的燃料喷射提前角确定燃料喷射开始时刻;
④根据点火开始时刻生成点火信号,根据燃料喷射开始时刻和燃料喷射脉宽生成燃料喷射信号,将燃料喷射信号和点火信号作为负载运行控制信号;
所述监控单元处于标定状态时,电控单元根据所述信号模拟单元产生的曲轴信号、凸轮信号和用户通过监控单元输入的控制参数,获取负载运行控制信号,包括:
①电控单元根据用户通过监控单元输入的点火提前角和信号模拟单元模拟的凸轮信号确定点火开始时刻,根据预先设置的燃料喷射提前角和所述凸轮信号确定燃料喷射开始时刻;
②根据点火开始时刻生成点火信号,根据燃料喷射开始时刻和用户通过监控单元控制的燃料喷射脉宽生成燃料喷射信号,将生成的燃料喷射信号、生成的点火信号和用户通过监控单元控制的节气门开度信号作为负载运行控制信号。

6.  如权利要求4所述的一种汽车发动机电控单元的测试方法,其特征在于,采用该测试方法对发动机电控单元进行点火提前角测试时,进行如下4个测试:
测试1、将监控单元设置为行车状态;所述信号模拟单元向电控单元输出转速200rpm对应的曲轴信号和凸轮信号;电控单元根据曲轴信号、凸轮信号以及预设的控制参数获取负载运行控制信号并控制负载单元运行;
监控单元显示所述信号模拟单元输出的凸轮信号和负载运行控制信号中各气缸的点火信号;如果每一气缸的点火信号上升沿和凸轮信号中相应下降沿处于同一时刻,则确定电控单元运行正常;
测试2、将监控单元设置为行车状态;所述信号模拟单元将转速从200rpm提升至800rpm,向电控单元输出转速800rpm对应的曲轴信号和凸轮信号;电控单元根据曲轴信号、凸轮信号以及预设的控制参数获取负载运行控制信号并控制负载单元运行;
监控单元显示所述信号模拟单元输出的凸轮信号和负载运行控制信号中各气缸的点火信号;如果每一气缸的点火信号上升沿和凸轮信号中相应下降沿处于同一时刻,则确定电控单元运行正常;
测试3、将监控单元设置为标定状态;所述信号模拟单元将转速从高于800rpm降至800rpm,向电控单元输出转速800rpm对应的曲轴信号和凸轮信号;用户通过监控单元在点火提前角的允许范围内调节点火提前角;电控单元根据曲轴信号、凸轮信号以及用户调节的控制参数获取负载运行控制信号并控制负载单元运行;
监控单元显示所述信号模拟单元输出的凸轮信号和负载运行控制信号中各气缸的点火信号;针对每一个调节的点火提前角,如果每一气缸的点火信号下降沿和凸轮信号中相应下降沿的间隔为用户调节的点火提前角,则确定电控单元运行正常;
测试4、将监控单元设置为标定状态;所述信号模拟单元依次向电控单元输出1000~6000rpm中间一个或多个转速档对应的曲轴信号和凸轮信号;
在每个转速档上,用户通过监控单元在点火提前角的允许范围内调节点火提前角;电控单元根据曲轴信号、凸轮信号以及用户调节的控制参数获取负载运行控制信号并控制负载单元运行;
监控单元显示所述信号模拟单元输出的凸轮信号和负载运行控制信号中各气缸的点火信号;针对每个转速档内的每个调节的点火提前角,如果每一气缸的点火信号下降沿和凸轮信号中相应下降沿的间隔为用户调节的点火提前角,则确定电控单元运行正常。

7.  如权利要求4所述的一种汽车发动机电控单元的测试方法,其特征在于,采用该测试方法对发动机电控单元进行燃料喷射脉宽测试;
将监控单元设置为标定状态;所述信号模拟单元依次向电控单元输出800~6000rpm中间一个或多个转速档对应的曲轴信号和凸轮信号;在每个转速档上,用户通过监控单元在允许范围内调节燃料喷射脉宽;电控单元根据曲轴信号、凸轮信号以及用户调节的控制参数获取负载运行控制信号并控制负载单元运行;
监控单元显示电控单元发送给负载单元的各气缸的燃料喷射信号;针对每个转速档内的每一个调节的燃料喷射脉宽,如果每一气缸的燃料喷射脉宽与用户调节的燃料喷射脉宽相同,则确定电控单元运行正常。

8.  如权利要求4所述的一种汽车发动机电控单元的测试方法,其特征在于,采用该测试方法对发动机电控单元进行喷射提前角测试时,进行如下4个测试:
测试1、将监控单元设置为行车状态;所述信号模拟单元向电控单元输出转速200rpm对应的曲轴信号和凸轮信号;电控单元根据曲轴信号、凸轮信号以及预设的控制参数获取负载运行控制信号并控制负载单元运行;其中,控制参数中的喷射提前角为360°;
监控单元显示所述信号模拟单元输出的凸轮信号和负载运行控制信号中各气缸的燃料喷射信号;如果每一气缸的燃料喷射信号上升沿与凸轮信号中相应下降沿的间隔为360°,则确定电控单元运行正常;
测试2、将监控单元设置为行车状态;所述信号模拟单元将转速从200rpm提升至800rpm,向电控单元输出转速800rpm对应的曲轴信号和凸轮信号;电控单元根据曲轴信号、凸轮信号以及预设的控制参数获取负载运行控制信号并控制负载单元运行;其中,控制参数中的喷射提前角为360°;
监控单元显示所述信号模拟单元输出的凸轮信号和负载运行控制信号中各气缸的燃料喷射信号;如果每一气缸的燃料喷射信号上升沿与凸轮信号中相应下降沿的间隔为360°,则确定电控单元运行正常;
测试3、将监控单元设置为标定状态;所述信号模拟单元将转速从高于800rpm降至800rpm,向电控单元输出转速800rpm对应的曲轴信号和凸轮信号;用户通过监控单元将喷射提前角设置为330°;电控单元根据曲轴信号、凸轮信号以及用户调节的控制参数获取负载运行控制信号并控制负载单元运行;
监控单元显示所述信号模拟单元输出的凸轮信号和负载运行控制信号中各气缸的燃料喷射信号;如果每一气缸的燃料喷射信号上升沿与凸轮信号中相应下降沿的间隔为330°,则确定电控单元运行正常;
测试4、将监控单元设置为标定状态;所述信号模拟单元依次向电控单元输出1000~6000rpm中间一个或多个转速档对应的曲轴信号和凸轮信号;在每个转速档上,用户通过监控单元将喷射提前角设置为330°,电控单元根据曲轴信号、凸轮信号以及用户调节的控制参数获取负载运行控制信号并控制负载单元运行;
监控单元显示所述信号模拟单元输出的凸轮信号和负载运行控制信号中各气缸的燃料喷射信号;针对每一转速档,如果每一气缸的燃料喷射信号上升沿与凸轮信号中相应下降沿的间隔为330°,则确定电控单元运行正常。

9.  如权利要求4所述的一种汽车发动机电控单元的测试方法,其特征在于,采用该测试方法对发动机电控单元进行发动机转速测试时,将监控单元设定在标定状态;
所述信号模拟单元向电控单元输出一预设发动机转速值对应的曲轴信号和凸轮信号;电控单元根据曲轴信号计算转速值并发送给监控单元显示;观察监控单元中显示的转速值与所述预设发动机转速值之差是否小于预设门限,如果是,则确定电控单元运行正常。

10.  如权利要求4所述的一种汽车发动机电控单元的测试方法,其特征在于,采用该测试方法对发动机电控单元进行节气门开度测试时,将监控单元设定在标定状态;
信号模拟单元依次向电控单元输出800~6000rpm之间的多个转速档对应的曲轴信号和凸轮信号;在每个转速档上,用户通过监控单元在允许的范围内调节节气门开度;针对每个调节的节气门开度,如果负载单元的实际节气门开度与用户调节的节气门开度一致,则确定电控单元运行正常。

说明书

说明书汽车发动机电控单元的测试系统及其测试方法
技术领域
本发明涉及汽车发动机技术领域,尤其涉及一种汽车发动机电控单元的测试系统及其测试方法。
背景技术
对汽车发动机电控单元(ECU)的测试主要有两种方式,一种是将ECU置于实际的发动机上,以台架或整车试验进行测试,一种是完全使用计算机进行虚拟测试。
前者要求ECU必须置于实际的发动机上,ECU所有的输入输出都直接与汽车相连接,所有的数据都是实测数据。这样就会造成测试成本极高,而且在进行台架实验时,存在很多对系统设备损坏、甚至于威胁到实验人员安全的不确定因素。同时,在实际发动机上测试时,受机械设备、传感器等多种因素影响,也不能很好的判断ECU的好坏。
如果完全使用计算机进行虚拟测试又会造成真实度的不足,即便在保证真实度的情况下进行完全的虚拟测试,其所开发的系统和技术成本又过高。
发明内容
本发明的目的在于提出一种汽车发动机电控单元的测试方法和系统,能够在离车测试ECU同时又使用了实际发动机部件来弥补传统离车测试的真实度不足的问题,达到可靠、低成本地测试ECU的目的。
为了实现本发明的目的,本发明采用如下技术方案:
一种汽车发动机电控单元的测试系统,该测试系统包括信号模拟单元、电控单元、监控单元和负载单元;
所述信号模拟单元通过发动机线束与所述电控单元连接,用于根据外部输入的转速,模拟发动机运转时产生的曲轴信号和凸轮信号并发送给电控单元;
所述电控单元与所述负载单元、监控单元和信号模拟单元连接,在行车状态下,根据曲轴信号、凸轮信号和预先确定的控制参数获取负载运行控制信号并将其发送给负载单元;在标定状态下,根据曲轴信号、凸轮信号和用户通过监控单元输入的控制参数获取负载运行控制信号并将其发送给负载单元;
所述负载单元为实际的发动机部件,通过发动机线束与电控单元连接,用于按照所述电控单元发来的负载运行控制信号执行动作;
所述监控单元,用于监控电控单元和负载单元的状态;在标定状态下将用户输入的控制参数发送给电控单元。
较佳地,所述负载单元包括燃料喷射装置、点火线圈、火花塞和电子节气门;
所述负载运行控制信号包括燃料喷射信号、点火信号;在标定状态下,该负载运行控制信号进一步包括节气门开度信号。
较佳地,所述监控单元由示波器、个人计算机及针对本测试系统编制的电控单元监控程序组成,监控程序用于监视和控制电控单元的运行状态;示波器通过电流卡钳连接到电控单元和负载单元之间的发动机线束;个人计算机通过通信线路与电控单元相连。
本发明还公开了一种汽车发动机电控单元的测试方法,该测试方法应用于包括前述任意一种测试系统;该方法包括以下步骤:
信号模拟单元模拟发动机运转时产生的曲轴信号和凸轮信号;
按测试需要将监控单元设定在行车状态或标定状态;
监控单元处于行车状态时,电控单元根据所述信号模拟单元产生的曲轴信号、凸轮信号和预先确定的控制参数,获取负载运行控制信号;负载单元按所述负载运行控制信号执行动作;监控单元显示所述凸轮信号和所述负载运行控制信号;
监控单元处于标定状态时,电控单元根据所述信号模拟单元产生的曲轴信号、凸轮信号和用户通过监控单元输入的控制参数,获取负载运行控制信号;负载单元按所述负载运行控制信号执行动作;监控单元显示所述凸轮信号、控制参数和所述负载运行控制信号;
根据监控单元中显示的数据判断电控单元是否正常工作。
其中,所述监控单元处于行车状态时,电控单元根据所述信号模拟单元产生的曲轴信号、凸轮信号和预先确定的控制参数,获取负载运行控制信号,包括:
①电控单元根据信号模拟单元模拟的曲轴信号计算当前发动机转速;
②根据计算得到的当前发动机转速和预先设置的节气门开度查表得到相应的燃料喷射脉宽和点火提前角;
③根据接收的凸轮信号和点火提前角确定点火开始时刻,根据接收的凸轮信号和预先设置的燃料喷射提前角确定燃料喷射开始时刻;
④根据点火开始时刻生成点火信号,根据燃料喷射开始时刻和燃料喷射脉宽生成燃料喷射信号,将燃料喷射信号和点火信号作为负载运行控制信号;
所述监控单元处于标定状态时,电控单元根据所述信号模拟单元产生的曲轴信号、凸轮信号和用户通过监控单元输入的控制参数,获取负载运行控制信号,包括:
①电控单元根据用户通过监控单元输入的点火提前角和信号模拟单元模拟的凸轮信号确定点火开始时刻,根据预先设置的燃料喷射提前角和所述凸轮信号确定燃料喷射开始时刻;
②根据点火开始时刻生成点火信号,根据燃料喷射开始时刻和用户通过监控单元控制的燃料喷射脉宽生成燃料喷射信号,将生成的燃料喷射信号、生成的点火信号和用户通过监控单元控制的节气门开度信号作为负载运行控制信号。
上述技术方案仅是本发明的一个优选技术方案。本发明通过利用软硬件相结合的方法模拟ECU的运行环境,利用监控器对ECU的运行状态进行监控,从而对ECU进行测试、判断ECU是否出现故障。本发明结构简单,采用本发明的技术方案能够高效、低成本、安全地测试电控单元。
附图说明
图1为是本发明实施例的一种汽车发动机电控单元测试系统的连接示意图。
图2是本发明实施例的一种汽车发动机电控单元测试方法的流程图。
具体实施方式
图1为本发明发动机电控单元测试系统的连接示意图,如图1所示,该测试系统包含:监控单元1、电控单元(ECU)2、负载单元3和信号模拟单元4。其中,电控单元2处于整个系统的核心位置。
信号模拟单元4,通过发动机线束与电控单元2连接,用于根据用户输入的转速,模拟发动机运转时产生的转速对应的曲轴信号和凸轮信号,并发送给电控单元2。其中,信号模拟单元4预存了转速与相应曲轴信号、凸轮信号的数据,在接收到用户输入的转速后查找数据得到相应曲轴信号和凸轮信号。
电控单元2与所述负载单元、监控单元和信号模拟单元连接,在标定状态下,根据曲轴信号、凸轮信号和预先确定的控制参数获取负载运行控制信号发送给负载单元;在行车状态下根据曲轴信号、凸轮信号和用户通过监控单元1输入的控制参数获取负载运行控制信号发送给负载单元3。
负载单元3为实际的发动机部件,通过发动机线束与电控单元2连接,按照电控单元2发来的负载运行控制信号执行动作。
监控单元1,用于监控电控单元2和负载单元3的状态;在标定状态下将用户输入的控制参数发送给电控单元2。
由以上技术方案可见,本发明由于使用了实际的发动机部件,从而弥补了传统离车检测在实际器件及数据上的真实度不足。
下面结合实施例,对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
在本实施例中,负载单元3包括燃料喷射阀、点火线圈、火花塞和节气门,该四个部件直接用发动机线束上相应的燃料喷射信号、点火信号、节气门开度信号等驱动工作。在这种情况下,电控单元需要发送给负载单元的负载运行控制信号包括燃料喷射信号、点火信号和节前门开度信号,其中,节前门开度信号只在标定状态下接受监控单元1的控制。
在本实施例中,监控单元1包括个人计算机(PC)、示波器及针对本测试系统编制的监控程序。监控程序用于监视和控制电控单元的运行状态,示波器通过电流卡钳连接电控单元2和负载单元3之间的发动机线束,从而采集电控单元发送给负载单元的点火信号和燃料喷射信号。PC机通过RS232通信接口与电控单元2相连,从电控单元2获取一些信息,例如从燃料箱采集的温度和压力信号。当然,也可以充分利用示波器各个通道,那么示波器通过其表笔采集信号模拟单元4发给电控单元2的凸轮信号、曲轴信号。那么,在后续比较信号的过程中,各种信号可以同时显示在示波器中,有利于上升沿、下降沿之间的对比。
信号模拟单元4由软件和硬件两部分组成,软件包括用Labview编制的控制软件,其用于控制信号模拟单元4的输出;硬件包括模拟量输出卡,其用于将数字量转换为模拟量,以准确模拟实际的曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器的输出信号。
下面结合图2说明本实施例所述测试系统的测试过程。在测试前,依照ECU的线束定义将信号模拟单元正确的连接到电控单元上,并将电控单元正确地与负载单元相连。监控单元中的示波器通过电流卡钳连接相应线束,以获取点火信号和燃料喷射信号。
图2是本发明实施例发动机电控单元测试方法的流程图,参见图2,具体步骤如下:
步骤1、将监控程序设定在行车状态或标定状态。若整体、连贯测试ECU的运行状况将监控程序设定在行车状态;若分别测试发动机各个运行参数在ECU中的执行情况,将监控程序设定在标定状态。
若监控程序设定在行车状态,则执行步骤2a至5a,具体如下:
2a、信号模拟单元根据用户输入的转速,模拟发动机正常运转所必不可少的曲轴信号和凸轮信号的电信号,并将电信号通过发动机线束输出到ECU。
3a、ECU检测到电信号后,根据当前曲轴信号计算当前发动机转速,根据计算得到的当前发动机转速和预先设置的节气门开度,查MAP参数表得到相应的燃料喷射脉宽和点火提前角,根据凸轮信号和点火提前角确定点火开始时刻,根据凸轮信号和预先设置的燃料喷射提前角确定燃料喷射开始时刻。根据点火开始时刻生成点火信号,根据燃料喷射开始时刻和燃料喷射脉宽生成燃料喷射信号,然后将燃料喷射信号和点火信号作为负载运行控制信号,发送给负载单元执行。燃料喷射信号输出给负载单元之前还需要将方波的燃料喷射信号转换为负载单元可以识别的大电流开启小电流保持的波形信号。
其中,预先设置的节气门开度可以是用户在节气门上手动设置的,也可以在节气门上连接踏板,通过踏板角度设置节气门开度。
本步骤所述的预先设置的喷射提前角通常固定为330°,但在发动机启动过程中喷射提前角设为360°。
本步骤所述的MAP参数表为三维表,燃料喷射脉宽信号的MAP参数表记载了:不同的转速和节气门开度对应的燃料喷射脉宽;点火提前角信号的MAP参数表记载了:不同的转速和节气门开度对应的点火提前角。
需要说明的是,凸轮信号包括两大两小的PWM信号,每个PWM对应一个气缸,因此根据凸轮信号得到的燃料喷射信号和点火信号均为各气缸的燃料喷射信号和点火信号,本文所述的燃料喷射信号和点火信号均是各气缸的信号,下文不再特殊说明。
4a、监控单元显示ECU的控制情况和负载单元的执行情况。
其中,ECU的控制情况包括凸轮信号;负载单元的执行情况为ECU发送给负载单元的负载运行控制信号。监控单元获取负载运行控制信号可以通过RS232从ECU获取数值形式的负载运行控制信号并显示在PC机上,或者较佳地直接通过示波器的电流卡钳从ECU与负载单元连接的发动机线束上获取点火和燃料喷射的波形信号并显示在示波器。
较佳地,ECU还可以通过传感器从燃料箱获取燃料箱温度和压力信息并发送给监控单元进行显示。
5a、比较监视窗口中显示的凸轮信号和负载运行控制信号,确定ECU是否正常工作,测试结束。
若监控程序设定在标定状态,则执行步骤2b至5b,具体步骤如下:
2b、信号模拟单元根据用户输入的转速,模拟发动机正常运转所必不可少的曲轴信号、凸轮信号的电信号,并将电信号通过发动机线束输出到ECU。
3b、在监控程序的可视化窗口中,手动控制发动机的一个或多个控制参数,该被控的控制参数通常包括点火提前角、燃料喷射脉宽和节气门开度,当然也可以包括燃料喷射提前角,但本实施例中,燃料喷射提前角采用330°和360°并固定在ECU中,在发动机启动阶段采用360°。燃料喷射脉宽信号、点火提前角信号、节气门开度信号在行车状态下不能由ECU控制。
4b、ECU检测到受控的控制参数和信号模拟单元模拟的曲轴信号、凸轮信号后,根据用户控制的点火提前角和信号模拟单元模拟的凸轮信号确定点火开始时刻,根据点火开始时刻生成点火信号,根据预先设置在ECU的燃料喷射提前角和所述凸轮信号确定燃料喷射开始时刻,根据燃料喷射开始时刻和用户控制的燃料喷射脉宽生成燃料喷射信号,将生成的燃料喷射信号、生成的点火信号和用户控制的节气门开度信号作为负载运行控制信号,发送给负载单元执行。
5b、监控单元显示ECU的控制情况和负载单元的执行情况。
其中,ECU的控制情况包括凸轮信号以及通过监控单元修改的控制参数;负载单元的执行情况为ECU发送给负载单元的负载运行控制信号。同样,ECU还可以从燃料箱获取燃料箱温度和压力信息并发送给监控单元进行显示。
6b、比较监视窗口中显示的凸轮信号、控制参数和负载运行控制信号,确定ECU是否正常工作,测试结束。
下面结合氢发动机ECU的测试过程,进一步说明本发明的实施过程。氢发动机ECU的测试是氢发动机ECU开发中必不可少的组成部分。全面、可靠的测试可以极大地降低ECU的开发成本,ECU的测试成为ECU开发过程中非常重要的一环。
通过这些典型的测试可以更好地说明本发明的应用。本实施例的测试流程包括:发动机转速测试、点火提前角测试、喷氢脉宽测试、喷氢提前角测试、节气门开度测试。以下多个实验过程仅仅是以氢发动机为例,对于其他发动机,例如天然气发动机,测试过程相同。
(a)发动机转速测试
测试前,将监控程序设定在标定状态,并启动信号模拟单元控制软件。调节信号模拟单元控制软件中的发动机转速设置项目,将发动机转速设定到某一预设的发动机转速值,根据该转速值生成相应的曲轴信号和凸轮信号,并发送给ECU,ECU根据曲轴信号计算转速值并发送给监控单元显示。观察监控程序中显示的转速值是否与信号模拟单元控制软件中设置的转速数值之差小于预设门限,如果是,确定ECU的这个模块运行正常;反之,检查ECU的这个模块。
本发动机转速测试中,不需要负载运行,目的是测试ECU是否能根据曲轴信号正确计算出转速值。
(b)点火提前角测试
本点火提前角测试包括如下4个测试项目:
测试1、将监控程序设置为行车状态;将信号模拟单元控制软件中的转速设置为200rpm(转/分),向ECU输出转速200rpm对应的曲轴信号和凸轮信号。
ECU根据所接收的曲轴信号和凸轮信号以及预设的控制参数计算生成负载运行控制信号,并控制负载单元运行;
监控单元显示信号模拟单元输出的凸轮信号和负载运行控制信号中各气缸的点火信号(即负载单元的运行情况);较佳地,本实施例将各气缸的点火信号和信号模拟单元输出的凸轮信号引入示波器显示。针对每一气缸,测量点火信号上升沿和凸轮信号中相应下降沿(相应下降沿是指凸轮信号中对应相应气缸的方波下降沿)之间的间隔,若每一气缸的点火信号上升沿和凸轮信号相应下降沿处于同一时刻,说明ECU运行正常。
测试2、将监控程序设置为行车状态,令信号模拟单元控制软件将转速从200rpm提升至800rpm,向ECU输出转速800rpm对应的曲轴信号和凸轮信号。
ECU根据曲轴信号、凸轮信号以及预先设置的控制参数获取负载运行控制信号并控制负载单元运行。
将负载运行控制信号中各缸点火信号和信号模拟单元输出凸轮信号引入示波器显示,针对每一气缸,测量点火信号上升沿和凸轮信号中相应下降沿之间的间隔,如果每一气缸的点火信号上升沿和凸轮信号相应下降沿处于同一时刻说明ECU运行正常。反之,说明ECU运行异常。
测试3、将监控程序设置为标定状态,令信号模拟单元控制软件将转速从高于800rpm降至800rpm,向ECU输出转速800rpm对应的曲轴信号和凸轮信号。用户通过监控单元在点火提前角的允许范围内调节点火提前角,令外两个参数的值可以随意设置,本测试并不关心。该调节点火提前角的范围例如为0-180度。
ECU根据曲轴信号、凸轮信号以及用户调节的控制参数获取负载运行控制信号并控制负载单元运行。
将各气缸点火信号和信号模拟单元输出凸轮信号引入示波器。针对每一个调节的当前点火提前角,如果每一气缸的点火信号上升沿和凸轮信号中相应下降沿之间的间隔为用户设定的当前点火提前角,说明ECU运行正常。反之,说明ECU运行异常。
其中,点火信号上升沿和凸轮信号中相应下降沿的间隔与点火提前角比较时,需要将间隔换算为角度后再与点火提前角比较。
测试4、将监控程序设置为标定状态,并将信号模拟单元控制软件设置为1000~6000rpm中间的一个或多个转速档,在每个转速档上向ECU输出相应的曲轴信号和凸轮信号。用户通过监控单元在点火提前角的允许范围内调节点火提前角。
ECU根据曲轴信号、凸轮信号以及用户调节的控制参数获取负载运行控制信号并控制负载单元运行。
将各气缸点火信号和信号模拟单元输出凸轮信号引入示波器。针对每一个调节的当前点火提前角,针对每一气缸,测量点火信号下降沿和凸轮信号中相应下降沿之间的间隔。点火信号下降沿和凸轮信号相应下降沿之间的间隔换算为角度后与设定的当前点火提前角相同,则说明ECU运行正常。
(c)喷氢脉宽测试
将监控程序设定在标定状态,依次将信号模拟单元控制软件设定在800~6000转/分之间的多个转速档,在每个转速档上向ECU输出相应的曲轴信号和凸轮信号。在监控程序上,用户在允许的范围内对燃料喷氢脉宽进行调节,该允许范围例如为2ms到十几ms。另外两个参数可以随意设置。
ECU根据曲轴信号、凸轮信号以及用户设置的控制参数获取负载运行控制信号并控制负载单元运行。
将各气缸喷氢信号引入示波器。针对每一个调节的当前喷氢脉宽,测量每一气缸的喷氢信号上升沿与下降沿的间隔即为喷氢脉宽测量值,将该测量值与当前喷氢脉宽进行对比,如果二者一致说明ECU运行正常。
进行某一路喷氢信号测试时,刚接入喷氢阀时,阀可能不喷。这可能是阀的问题,也可能是ECU的问题。这时,应给喷氢阀很大的喷氢脉宽,激活喷氢阀。如果阀还不喷,将阀接入其他路喷氢信号,如果喷氢阀正常喷射,说明ECU有问题。
(d)喷氢提前角测试
点火提前角测试包括如下4个测试项目:
测试1、将监控程序设置为行车状态,并将信号模拟单元控制软件设置为200rpm,信号模拟单元向ECU输出转速200rpm对应的曲轴信号和凸轮信号。
ECU根据曲轴信号、凸轮信号以及预设的控制参数获取负载运行控制信号并控制负载单元运行;其中,控制参数中的喷射提前角为360°。
将各气缸的喷氢信号和信号模拟单元输出的凸轮信号引入示波器。引入示波器的喷氢信号可以是转换前的信号也可以是转换后的信号。如果每一气缸的喷氢信号上升沿与凸轮信号中相应下降沿的间隔为360°,则确定ECU运行正常。
测试2、将监控程序设置为行车状态,令信号模拟单元控制软件将转速从200rpm提升至800rpm,信号模拟单元向ECU输出转速800rpm对应的曲轴信号和凸轮信号。
ECU根据曲轴信号、凸轮信号以及预设的控制参数获取负载运行控制信号并控制负载单元运行。其中,控制参数中的喷射提前角为360°。
将各气缸的喷氢信号和信号模拟单元输出的凸轮信号引入示波器。如果每一气缸的喷氢信号上升沿与凸轮信号中相应下降沿的间隔为360°,则确定ECU运行正常。
测试3、将监控程序设置为标定状态,令信号模拟单元控制软件将转速从高于800rpm降至800rpm,信号模拟单元向ECU输出转速800rpm对应的曲轴信号和凸轮信号。
用户通过监控单元将喷氢提前角设置为330°。另外两个参数可以随意设置。ECU根据曲轴信号、凸轮信号以及用户设置的控制参数获取负载运行控制信号并控制负载单元运行。
将各气缸的喷氢信号和信号模拟单元输出的凸轮信号引入示波器。如果每一气缸的喷氢信号上升沿与凸轮信号中相应下降沿的间隔为330°,则确定ECU运行正常。
测试4、将监控程序设置为标定状态,并将信号模拟单元控制软件设置为1000~6000rpm中间的一个或多个档位,在每个转速档上向ECU输出相应的曲轴信号和凸轮信号。
用户通过监控单元将喷氢提前角设置为330°。另外两个参数可以随意设置。ECU根据曲轴信号、凸轮信号以及用户设置的控制参数获取负载运行控制信号并控制负载单元运行。
将各气缸的喷氢信号和信号模拟单元输出的凸轮信号引入示波器。针对每一转速档,如果每一气缸的喷氢信号上升沿与凸轮信号中相应下降沿的间隔为330°,则确定ECU运行正常。
(e)节气门开度测试
将监控程序设置为标定状态,依次将信号模拟单元控制软件设定在800~6000转/分之间的多个转速档,则信号模拟单元依次向ECU输出800~6000rpm之间的多个转速档对应的曲轴信号和凸轮信号。
针对每个档位,用户通过监控单元在允许范围内(0-100%)设置节气门开度。针对每个节气门开度值,观察负载单元的实际节气门开度与设定值是否一致。若设定值与节气门开度一致,说明ECU运行正常。
综上所述,以上仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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本发明公开了一种汽车发动机电控单元的测试方法和系统,包括:所述信号模拟单元通过发动机线束与所述电控单元连接,用于根据外部输入的转速,模拟发动机运转时产生的曲轴信号和凸轮信号并发送给电控单元;电控单元根据曲轴信号、凸轮信号和控制参数获取负载运行控制信号发送给负载单元;负载单元为实际的发动机部件,通过发动机线束与电控单元连接,用于按照所述电控单元发来的负载运行控制信号执行动作;监控单元,用于监控电控单。

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