汽車發(fā)動機ecu軟硬件原理教學(xué)設(shè)備的制作方法
【專利摘要】一種汽車發(fā)動機ECU軟硬件原理教學(xué)設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備包括ECU功能模塊、信號發(fā)生器、傳感器模擬模塊、執(zhí)行器模擬模塊以及信號輸出模塊，其中信號發(fā)生器、傳感器模擬模塊、執(zhí)行器模擬模塊的信號輸出端分別連接到ECU功能模塊的信號采集端，而ECU的輸出端通過信號輸出模塊將信號進行輸出。本實用新型完成一個真實可運行的汽車發(fā)動機ECU軟硬件原理教學(xué)系統(tǒng)，可選配套的模擬信號連接，無需實車外設(shè)可以正常運行，便于課堂上做原理教學(xué)?？梢灾苯优c實車發(fā)動機系統(tǒng)連接，完成原車ECU相同的控制效果，可以控制發(fā)動機起動運行等。該教學(xué)設(shè)備既可用于培養(yǎng)學(xué)生盡快掌握ECU原理，也可用于實車的檢測、診斷。
【專利說明】汽車發(fā)動機ECU軟硬件原理教學(xué)設(shè)備
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本實用新型涉及汽車發(fā)動機EOT基礎(chǔ)上的模擬教學(xué)設(shè)備。
【【背景技術(shù)】】
[0002]現(xiàn)代汽車都米用電子控制燃油噴射式發(fā)動機，而電子控制燃油噴射系統(tǒng)的核心7Π件就是發(fā)動機電腦，簡稱 ECU (electronic control unit)或者 ECM (electronic controlmodule)。
[0003]汽車發(fā)動機電子控制單元(ECU)是汽車發(fā)動機控制系統(tǒng)的核心，它可以根據(jù)發(fā)動機的不同工況，向發(fā)動機提供最佳空燃比的混合氣和最佳點火時間，使發(fā)動機始終處在最佳工作狀態(tài)，發(fā)動機的性能(動力性、經(jīng)濟型、排放性)達到最佳。電子E⑶是一個微型計算機，內(nèi)有集成電路以及其它精密的電子組件，作用相當(dāng)于一個“中樞神經(jīng)”，里面儲存了大量對應(yīng)不同天氣環(huán)境與發(fā)動機工況下理想的燃油供應(yīng)值和點火正時值組合。“中樞神經(jīng)”通過對來自眾多傳感器如:進氣管空氣流量、溫度、節(jié)氣門的開啟角度、曲軸轉(zhuǎn)速等數(shù)據(jù)進行匯集、分析和計算，在千分之幾秒內(nèi)調(diào)整油量來配合實時的環(huán)境和工況，再在形成理想比例的混合氣進入氣缸后發(fā)出點火指令，保證氣缸內(nèi)的燃料完全燃燒，減少了廢氣排放物和燃油消耗之余亦提高了進氣效率，增強了發(fā)動機的功率和扭矩。經(jīng)計算機監(jiān)控的發(fā)動機，基本上在全時間都能控制發(fā)揮最佳效率的空燃比和點火時間，達到了在化油器和機械點火系統(tǒng)時代不可想象的省油和大功率的理想效果。
[0004]汽車發(fā)動機ECU的運算規(guī)則主要是內(nèi)部儲存的大量對應(yīng)不同天氣環(huán)境與發(fā)動機工況下理想燃油供應(yīng)值和點火正時值組合一脈譜圖。要精確繪制一臺發(fā)動機的脈譜圖，就必須對發(fā)動機作詳細準(zhǔn)確的工況標(biāo)定。發(fā)動機ECU標(biāo)定需要合適的標(biāo)定方法以及先進的開發(fā)工具和標(biāo)定工具。國內(nèi)能自主準(zhǔn)確做發(fā)動機ECU標(biāo)定的廠家或科研單位寥寥無幾，大部分都是國外聯(lián)合或參與標(biāo)定。這些都是制約我國自主研發(fā)汽車發(fā)動機ECU的關(guān)鍵技術(shù)。
[0005]為了提高對研宄汽車發(fā)動機ECU技術(shù)，也為了培養(yǎng)我國汽車研宄人員對汽車發(fā)動機ECU原理的理解，以及充分開展對汽車發(fā)動機ECU的研發(fā)，都需要有一款能夠在實驗室環(huán)境下，真實模擬發(fā)動機ECU采集、分析、工作的仿真設(shè)備。該設(shè)備不僅能夠提供對比、分析、研宄所用，而且能夠提供可用于實車的檢測和診斷。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0006]本實用新型針對以上問題提出了能夠進行對汽車發(fā)動機ECU原理進行解析，模擬汽車發(fā)動機ECU處理信號的過程，并可以對接計算機和真車的教學(xué)設(shè)備。
[0007]本實用新型所述涉及汽車發(fā)動機ECU軟硬件原理教學(xué)設(shè)備，該設(shè)備包括ECU功能模塊、信號發(fā)生器、傳感器模擬模塊、執(zhí)行器模擬模塊以及信號輸出模塊，其中信號發(fā)生器、傳感器模擬模塊、執(zhí)行器模擬模塊的信號輸出端分別連接到ECU功能模塊的信號采集端，而ECU的輸出端通過信號輸出模塊將信號進行輸出。
[0008]該信號輸出模塊包括硬件數(shù)據(jù)采集模塊、發(fā)動機控制輸出口、計算機交互接口以及OBI診斷座(on Board Diagnostics車載診斷系統(tǒng)接口 )。
[0009]該信號輸出模塊通過硬件數(shù)據(jù)采集模塊與檢測儀器連接。
[0010]該信號輸出模塊通過發(fā)動機控制輸出口控制連接實車發(fā)動機。
[0011]該信號輸出模塊通過計算機交互接口連接計算機輸入信號。
[0012]該信號輸出模塊的0BI診斷座對接診斷儀器。
[0013]在E⑶功能模塊的信號采集端內(nèi)置一個三通道信號發(fā)生器模塊，三通信號發(fā)生器模塊對接信號發(fā)生器、傳感器模擬模塊、執(zhí)行器模擬模塊的輸出端。
[0014]本實用新型完成一個真實可運行的汽車發(fā)動機EOT軟硬件原理教學(xué)系統(tǒng)，可選配套的模擬信號連接，無需實車外設(shè)可以正常運行，便于課堂上做原理教學(xué)。可以直接與實車發(fā)動機系統(tǒng)連接，完成原車ECU相同的控制效果，可以控制發(fā)動機起動運行等。該教學(xué)設(shè)備既可用于培養(yǎng)學(xué)生盡快掌握ECU原理，也可用于實車的檢測、診斷。
【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0015]圖1是本實用新型汽車發(fā)動機EOT軟硬件原理教學(xué)設(shè)備的示意圖；(
【【具體實施方式】】
[0016]下面將結(jié)合附圖及實施例對本實用新型汽車發(fā)動機ECU軟硬件原理教學(xué)設(shè)備進行詳細說明。
[0017]請參考附圖1，汽車發(fā)動機ECU軟硬件原理教學(xué)設(shè)備，該設(shè)備包括ECU功能模塊、信號發(fā)生器、傳感器模擬模塊、執(zhí)行器模擬模塊以及信號輸出模塊，其中信號發(fā)生器、傳感器模擬模塊、執(zhí)行器模擬模塊的信號輸出端分別連接到ECU功能模塊的信號采集端，而ECU的輸出端通過信號輸出模塊將信號進行輸出。
[0018]該信號輸出模塊包括硬件數(shù)據(jù)采集模塊、發(fā)動機控制輸出口、計算機交互接口以及0BD診斷座(on Board Diagnostics車載診斷系統(tǒng)接口 )。
[0019]該信號輸出模塊通過硬件數(shù)據(jù)采集模塊與檢測儀器連接。
[0020]該信號輸出模塊通過發(fā)動機控制輸出口控制連接實車發(fā)動機。
[0021]該信號輸出模塊通過計算機交互接口連接計算機輸入信號。
[0022]該信號輸出模塊的0BD診斷座對接診斷儀器。
[0023]在E⑶功能模塊的信號采集端內(nèi)置一個三通道信號發(fā)生器模塊，三通信號發(fā)生器模塊對接信號發(fā)生器、傳感器模擬模塊、執(zhí)行器模擬模塊的輸出端。
[0024]三個通道可分別輸出波形，也可以互相協(xié)調(diào)輸出波形。儲存常見汽車EOT的波形文件?？赡M曲軸傳感器、霍爾傳感器波形信號。
[0025]本設(shè)備是要完成一個真實可運行的汽車發(fā)動機ECU軟硬件原理教學(xué)系統(tǒng)，可選配套的模擬信號連接，無需實車外設(shè)可以正常運行，便于課堂上做原理教學(xué)。可以直接與實車發(fā)動機系統(tǒng)連接，完成原車ECU相同的控制效果，可以控制發(fā)動機起動運行等。
[0026](1)根據(jù)教學(xué)需要，將系統(tǒng)分為相關(guān)功能模塊，并把原電路板放大，直觀清晰體現(xiàn)整個E⑶的結(jié)構(gòu)，便于學(xué)生理解E⑶的內(nèi)部組成及各組成的作用原理、功能。電路板上將提供各個信號的采集點，便于學(xué)生利用測試儀器測量各個參數(shù)。可清晰完整地演示ECU輸入信號經(jīng)過轉(zhuǎn)換濾波整形、CPU處理、調(diào)制、隔離、驅(qū)動的全過程。
[0027](2)波形輸出:通過USB 口連接電腦，可測量EOT系統(tǒng)各種波形，方便課堂教學(xué)復(fù)雜的汽車波形信號的分析。
[0028](3)信號輸入:內(nèi)置一個三通道信號發(fā)生器模塊，三個通道可分別輸出波形，也可以互相協(xié)調(diào)輸出波形。儲存常見汽車ECU的波形文件?？赡M曲軸傳感器、霍爾傳感器波形信號。
[0029](4)信號采集:信號采集端將采集主控單元的數(shù)據(jù)如:電瓶電壓、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、空氣流量傳感器信號、節(jié)氣門位置、噴油脈寬、水溫、氣溫、點火提前角、點火提前角延遲狀態(tài)等等，并與PC上位機軟件通信，用戶可通過該軟件實時了解ECU的主要運行參數(shù)。
[0030](5)發(fā)動機外設(shè)(傳感器、執(zhí)行器)信號模擬:配有1路0-10K可調(diào)電阻(模擬各種采用電阻信號的傳感器如水溫可以模擬0-150度的水溫傳感器溫度信號)，4路噴油嘴模擬器(模擬噴油嘴的工作)，2路繼電器模擬器(模擬主繼電器-油泵繼電器的工作)，2路正控點火，2路負控點火模擬器(模擬點火信號)，可調(diào)的0-10V電壓信號(模擬各種采用電壓信號的傳感器，如-節(jié)氣門位置傳感器-進氣壓力傳感器)，1路5V電源輸出等信號與器件模擬功能，讓主控單元無需實際的外設(shè)而可以正常運行。
[0031](6)信號檢測端子:ECU硬件電路板各輸出相關(guān)電路設(shè)有信號檢測端子，可以方便地取得信號用于儀器檢測，以便結(jié)合相關(guān)車型的維修手冊安排實用性的教學(xué)內(nèi)容。
[0032](7)診斷功能:E⑶硬件電路板上設(shè)有OBD診斷座，可方便連接汽車專用解碼器，對ECU系統(tǒng)適時診斷和讀取數(shù)據(jù)流。
[0033]該教學(xué)設(shè)備可培養(yǎng)學(xué)生盡快掌握E⑶原理，也可用于實車的檢測、診斷。目前，尚無此類產(chǎn)品出現(xiàn)。完善的成型產(chǎn)品必將得到大力發(fā)展和推廣應(yīng)用。
[0034]該設(shè)備可作為發(fā)動機ECU標(biāo)定的輔助系統(tǒng)，為消化國外發(fā)動機先進控制技術(shù)，進行發(fā)動機控制系統(tǒng)研發(fā)提供幫助?？蓱?yīng)用在研宄型大學(xué)和科研院所的教學(xué)和可科研開發(fā)工作中。
[0035]以上所述，僅是本實用新型較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制，雖然本實用新型以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本實用新型，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本實用新型技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許變更或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本實用新型技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本實用新型技術(shù)是指對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均屬于本實用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種汽車發(fā)動機軟硬件原理教學(xué)設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備包括功能模塊、信號發(fā)生器、傳感器模擬模塊、執(zhí)行器模擬模塊以及信號輸出模塊，其中信號發(fā)生器、傳感器模擬模塊、執(zhí)行器模擬模塊的信號輸出端分別連接到功能模塊的信號采集端，而的輸出端通過信號輸出模塊將信號進行輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述汽車發(fā)動機軟硬件原理教學(xué)設(shè)備，其特征在于，該信號輸出模塊包括硬件數(shù)據(jù)采集模塊、發(fā)動機控制輸出口、計算機交互接口以及081診斷座(如0081-(1 01叫11081:1。8車載診斷系統(tǒng)接口 ) 0
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述汽車發(fā)動機軟硬件原理教學(xué)設(shè)備，其特征在于，該信號輸出模塊通過硬件數(shù)據(jù)采集模塊與檢測儀器連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述汽車發(fā)動機軟硬件原理教學(xué)設(shè)備，其特征在于，該信號輸出模塊通過發(fā)動機控制輸出口控制連接實車發(fā)動機。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述汽車發(fā)動機軟硬件原理教學(xué)設(shè)備，其特征在于，該信號輸出模塊通過計算機交互接口連接計算機輸入信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述汽車發(fā)動機軟硬件原理教學(xué)設(shè)備，其特征在于，該信號輸出模塊的081診斷座對接診斷儀器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述汽車發(fā)動機軟硬件原理教學(xué)設(shè)備，其特征在于，在功能模塊的信號采集端內(nèi)置一個三通道信號發(fā)生器模塊，三通信號發(fā)生器模塊對接信號發(fā)生器、傳感器模擬模塊、執(zhí)行器模擬模塊的輸出端。
【文檔編號】G09B25/02GK204229738SQ201420670109
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月11日
【發(fā)明者】王兆海, 鄧志君 申請人:深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院