專(zhuān)利名稱(chēng)：便攜式柴油機(jī)及后處理電控系統(tǒng)信號(hào)發(fā)生裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種便攜式柴油機(jī)及后處理電控系統(tǒng)信號(hào)發(fā)生裝置，屬于柴油機(jī)電控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、試驗(yàn)領(lǐng)域，尤其適用于國(guó)IV排放標(biāo)準(zhǔn)的柴油機(jī)及后處理電子控制單元(ECU)。
背景技術(shù)：
目前，更加嚴(yán)格的國(guó)IV排放法規(guī)即將在中國(guó)實(shí)施，后處理子系統(tǒng)開(kāi)始被加入到柴油機(jī)電控系統(tǒng)之中，柴油機(jī)電子控制技術(shù)變得越來(lái)越復(fù)雜，更多的傳感器被加入到柴油機(jī)電控系統(tǒng)中，柴油機(jī)電控系統(tǒng)電子信號(hào)種類(lèi)更多、更加復(fù)雜，系統(tǒng)軟硬件開(kāi)發(fā)、試驗(yàn)難度越來(lái)越大，搭建一個(gè)完整、低成本的ECU試驗(yàn)環(huán)境較為困難，因此柴油機(jī)電控系統(tǒng)絕大部分市場(chǎng)份額被國(guó)外廠商壟斷，針對(duì)這種現(xiàn)狀，國(guó)內(nèi)提出并實(shí)現(xiàn)了一些柴油機(jī)電控系 統(tǒng)信號(hào)模擬裝置，如專(zhuān)利 CN200910246668. 3、CN03150487. 6、CN03150486. 8 等，但專(zhuān)利CN200910246668. 3所屬裝置配備有電爐、氣泵等大型設(shè)備，并非純電子電路，無(wú)法做到小型化；而專(zhuān)利CN03150487. 6、CN03150486. 8僅能模擬軸系正時(shí)信號(hào)，且為使用分立門(mén)電路搭建而成，而非微處理器控制輸出信號(hào)，因此僅能輸出均勻方波，而無(wú)法輸出目前廣泛采用的“多齒型”或“缺齒型”正時(shí)信號(hào)。另外，目前柴油機(jī)電控系統(tǒng)信號(hào)模擬裝置均無(wú)法收發(fā)由用戶定制的CAN報(bào)文，這對(duì)于目前應(yīng)用越來(lái)越廣泛的智能總線傳感器，尤其是氮氧化物傳感器來(lái)說(shuō)是不足的。硬件在回路設(shè)備(HIL)雖能夠?qū)崿F(xiàn)完善的信號(hào)模擬功能，但由于使用了大型的工作站計(jì)算機(jī)、專(zhuān)用輸入輸出板卡以及平臺(tái)軟件，其價(jià)格十分昂貴，且一般為大型、大功率固定設(shè)備，無(wú)法滿足現(xiàn)場(chǎng)、車(chē)載試驗(yàn)的需求。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種便攜式柴油機(jī)及后處理電控系統(tǒng)信號(hào)發(fā)生裝置，其通過(guò)一個(gè)或多個(gè)微處理器配合外圍電路，產(chǎn)生典型高壓共軌柴油機(jī)及其配套SCR或EGR后處理系統(tǒng)電子控制單元所需的全部輸入信號(hào)，較為真實(shí)地模擬實(shí)際柴油機(jī)運(yùn)行環(huán)境，解決國(guó)IV柴油機(jī)電控系統(tǒng)軟硬件低成本開(kāi)發(fā)、試驗(yàn)、標(biāo)定環(huán)境搭建困難的問(wèn)題。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的便攜式柴油機(jī)及后處理電控系統(tǒng)信號(hào)發(fā)生裝置，其特征在于主控微處理器通過(guò)內(nèi)部CAN總線分別連接控制通信子系統(tǒng)、輸出子系統(tǒng)、人機(jī)界面、輔助子系統(tǒng)；主控微處理器控制外圍功率放大及隔離保護(hù)電路，在相對(duì)于柴油機(jī)轉(zhuǎn)速在0至3500轉(zhuǎn)/分范圍內(nèi)調(diào)整；主控微處理器通過(guò)SPI內(nèi)部總線控制數(shù)模轉(zhuǎn)換器ADC輸出OV至5V的模擬電壓信號(hào)，經(jīng)功率放大器放大后輸出，單路最大輸出電流為IA ;主控微處理器經(jīng)功率開(kāi)關(guān)管進(jìn)行電流放大，驅(qū)動(dòng)繼電器吸合、斷開(kāi)，輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)，主控微處理器經(jīng)功率開(kāi)關(guān)管進(jìn)行電流放大，直接輸出方波頻率信號(hào)，單路最大輸出電流100mA，可調(diào)整信號(hào)輸出的周期、占空比；主控微處理器經(jīng)CAN或串行接口電路接收、發(fā)送符合智能總線型傳感器通信協(xié)議的數(shù)據(jù)報(bào)文，其報(bào)文中的數(shù)據(jù)可由用戶調(diào)整；輔助子系統(tǒng)控制電源，采用DC-DC變換供電技術(shù)，實(shí)現(xiàn)從9V至35V的寬電壓范圍供電。[0005]所述的通信子系統(tǒng)與上位計(jì)算機(jī)或其他設(shè)備通信的接口，可以通過(guò)USB、CAN、RS-232、RS-485、無(wú)線2. 4G接口或方式與上位機(jī)或其他設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。所述的輸出子系統(tǒng)包括正時(shí)信號(hào)輸出電路、頻率信號(hào)輸出電路、模擬信號(hào)輸出電路、開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出電路；通過(guò)輸出控制微處理器控制正時(shí)傳感器信號(hào)、電壓輸出型傳感器信號(hào)、開(kāi)關(guān)輸出型傳感器信號(hào)、頻率輸出型傳感器信號(hào)、智能總線型傳感器信號(hào)五類(lèi)柴油機(jī)電控系統(tǒng)信號(hào)的傳輸。所述的人機(jī)界面，包括0LED/IXD控制電路、按鍵及指示燈電路，通過(guò)人機(jī)界面微處理器控制，通過(guò)控制界面調(diào)整裝置發(fā)生電子信號(hào)的開(kāi)關(guān)、幅值、頻率、邏輯等參數(shù)。本實(shí)用新型的積極效果是微處理器控制的信號(hào)發(fā)生方式更加靈活、完善，實(shí)現(xiàn)了完全可控地生成國(guó)IV柴油機(jī)及后處理系統(tǒng)ECU所需全部電子信號(hào)，能夠適應(yīng)國(guó)IV柴油機(jī)臺(tái)架、整車(chē)等現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，達(dá)到了搭建輕量化、低成本的國(guó)IV柴油機(jī)電控系統(tǒng)軟硬件開(kāi)發(fā)、試 驗(yàn)、標(biāo)定環(huán)境的目的。

圖I為本實(shí)用新型的功能模塊圖。圖2為本實(shí)用新型的實(shí)施例圖。圖3為本實(shí)用新型的內(nèi)部預(yù)置的正時(shí)波形。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明如圖I所示，便攜式柴油機(jī)及后處理電控系統(tǒng)信號(hào)發(fā)生裝置，其特征在于主控微處理器通過(guò)內(nèi)部CAN總線分別連接控制通信子系統(tǒng)、輸出子系統(tǒng)、人機(jī)界面、輔助子系統(tǒng)；微處理器控制外圍功率放大及隔離保護(hù)電路，通過(guò)正時(shí)軟件產(chǎn)生正時(shí)信號(hào)，可控制產(chǎn)生頻率，可在相對(duì)于柴油機(jī)轉(zhuǎn)速在0至3500轉(zhuǎn)/分范圍內(nèi)調(diào)整；正時(shí)軟件可根據(jù)外部用戶操作調(diào)整正時(shí)電子信號(hào)相位關(guān)系或關(guān)閉信號(hào)，以模擬柴油機(jī)正時(shí)傳感器故障狀態(tài)；主控微處理器通過(guò)SPI內(nèi)部總線控制數(shù)模轉(zhuǎn)換器(ADC)輸出OV至5V的模擬電壓信號(hào)，經(jīng)功率放大器放大后輸出，單路最大輸出電流為IA ;主控微處理器經(jīng)功率開(kāi)關(guān)管進(jìn)行電流放大，驅(qū)動(dòng)繼電器吸合、斷開(kāi)，輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)，單路最大輸出電流為3A，可通過(guò)跳線配置的方式?jīng)Q定開(kāi)關(guān)閉合時(shí)的輸出狀態(tài)；主控微處理器經(jīng)功率開(kāi)關(guān)管進(jìn)行電流放大，直接輸出方波頻率信號(hào)，單路最大輸出電流100mA，可調(diào)整信號(hào)輸出的周期、占空比；主控微處理器經(jīng)CAN或串行接口電路接收、發(fā)送符合智能總線型傳感器通信協(xié)議的數(shù)據(jù)報(bào)文，其報(bào)文中的數(shù)據(jù)可由用戶調(diào)整；通過(guò)CAN或串行接口仿真輸出可靈活調(diào)整的智能總線型傳感器信號(hào)；輔助子系統(tǒng)控制電源，采用DC-DC變換供電技術(shù)，實(shí)現(xiàn)從9V至35V的寬電壓范圍供電。所述的通信子系統(tǒng)與上位計(jì)算機(jī)或其他設(shè)備通信的接口，可以通過(guò)USB、CAN、RS-232、RS-485、無(wú)線2. 4G等接口或方式與上位機(jī)或其他設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。所述的輸出子系統(tǒng)包括正時(shí)信號(hào)輸出電路、頻率信號(hào)輸出電路、模擬信號(hào)輸出電路、開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出電路；通過(guò)輸出控制微處理器控制正時(shí)傳感器信號(hào)、電壓輸出型傳感器信號(hào)、開(kāi)關(guān)輸出型傳感器信號(hào)、頻率輸出型傳感器信號(hào)、智能總線型傳感器信號(hào)五類(lèi)柴油機(jī)電控系統(tǒng)信號(hào)的傳輸。[0015]所述的人機(jī)界面包括0LED/LCD控制電路、按鍵及指示燈電路，通過(guò)人機(jī)界面微處理器控制，通過(guò)控制界面調(diào)整裝置發(fā)生電子信號(hào)的開(kāi)關(guān)、幅值、頻率、邏輯等參數(shù)。
實(shí)施例圖2、3所示，裝置各信號(hào)輸出線路根據(jù)柴油機(jī)ECU管腳及線束定義與ECU各類(lèi)型信號(hào)輸入線路一一連接；裝置可與ECU共享24V或12V供電電源，或另接9V至35V直流電源；裝置通過(guò)USB或RS-232串行接口與上位計(jì)算機(jī)連接，使之可以通過(guò)上位計(jì)算機(jī)軟件控制，若不連接上位機(jī)，也可由用戶直接通過(guò)人機(jī)界面上的顯示器、按鈕、指示燈等交互設(shè)備進(jìn)行控制；若有其他特殊設(shè)備，如計(jì)算機(jī)、控制器、記錄儀、顯示器等，也可選擇使用USB、RS-232、RS-485、CAN、無(wú)線2. 4G等接口方式進(jìn)行連接；標(biāo)定計(jì)算機(jī)可通過(guò)標(biāo)定工具與E⑶直接連接。完成連接后，即可使用本實(shí)用新型所述裝置產(chǎn)生國(guó)IV柴油機(jī)及后處理電控系統(tǒng)所需輸入信號(hào)進(jìn)行軟硬件開(kāi)發(fā)、測(cè)試、標(biāo)定操作，用戶可使用上位機(jī)軟件界面或裝置人機(jī)界 面，對(duì)所有輸出信號(hào)的參數(shù)、特征進(jìn)行設(shè)定和更改。正時(shí)軟件預(yù)置5種長(zhǎng)用的正時(shí)波形。
權(quán)利要求1.便攜式柴油機(jī)及后處理電控系統(tǒng)信號(hào)發(fā)生裝置，其特征在于主控微處理器通過(guò)內(nèi)部CAN總線分別連接控制通信子系統(tǒng)、輸出子系統(tǒng)、人機(jī)界面、輔助子系統(tǒng)；主控微處理器控制外圍功率放大及隔離保護(hù)電路，在相對(duì)于柴油機(jī)轉(zhuǎn)速在O至3500轉(zhuǎn)/分范圍內(nèi)調(diào)整；主控微處理器通過(guò)SPI內(nèi)部總線控制數(shù)模轉(zhuǎn)換器ADC輸出OV至5V的模擬電壓信號(hào)，經(jīng)功率放大器放大后輸出，單路最大輸出電流為IA ;主控微處理器經(jīng)功率開(kāi)關(guān)管進(jìn)行電流放大，驅(qū)動(dòng)繼電器吸合、斷開(kāi)，輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)，主控微處理器經(jīng)功率開(kāi)關(guān)管進(jìn)行電流放大，直接輸出方波頻率信號(hào)，單路最大輸出電流IOOmA ;輔助子系統(tǒng)控制電源，采用DC-DC變換供電技術(shù)，實(shí)現(xiàn)從9V至35V的寬電壓范圍供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的便攜式柴油機(jī)及后處理電控系統(tǒng)信號(hào)發(fā)生裝置，其特征在于所述的通信子系統(tǒng)與上位計(jì)算機(jī)通信的接口，可以通過(guò)USB、CAN、RS-232、RS-485、無(wú)線2.4G接口或方式與上位機(jī)或其他設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的便攜式柴油機(jī)及后處理電控系統(tǒng)信號(hào)發(fā)生裝置，其特征在于所述的輸出子系統(tǒng)包括正時(shí)信號(hào)輸出電路、頻率信號(hào)輸出電路、模擬信號(hào)輸出電路、開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出電路；通過(guò)輸出控制微處理器控制正時(shí)傳感器信號(hào)、電壓輸出型傳感器信號(hào)、開(kāi)關(guān)輸出型傳感器信號(hào)、頻率輸出型傳感器信號(hào)、智能總線型傳感器信號(hào)五類(lèi)柴油機(jī)電控系統(tǒng)信號(hào)的傳輸。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的便攜式柴油機(jī)及后處理電控系統(tǒng)信號(hào)發(fā)生裝置，其特征在于所述的人機(jī)界面包括OLED/LCD控制電路、按鍵及指示燈電路，通過(guò)人機(jī)界面微處理器控制，通過(guò)控制界面調(diào)整裝置發(fā)生電子信號(hào)的開(kāi)關(guān)、幅值、頻率、邏輯參數(shù)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種便攜式柴油機(jī)及后處理電控系統(tǒng)信號(hào)發(fā)生裝置，其特征在于主控微處理器通過(guò)內(nèi)部CAN總線分別連接控制通信子系統(tǒng)、輸出子系統(tǒng)、人機(jī)界面、輔助子系統(tǒng)；微處理器控制外圍功率放大及隔離保護(hù)電路，主控微處理器經(jīng)功率開(kāi)關(guān)管進(jìn)行電流放大，驅(qū)動(dòng)繼電器吸合、斷開(kāi)，輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)；主控微處理器經(jīng)CAN或串行接口電路接收、發(fā)送符合智能總線型傳感器通信協(xié)議的數(shù)據(jù)報(bào)文。其通過(guò)一個(gè)或多個(gè)微處理器配合外圍電路，產(chǎn)生典型高壓共軌柴油機(jī)及其配套SCR或EGR后處理系統(tǒng)電子控制單元所需的全部輸入信號(hào)，較為真實(shí)地模擬實(shí)際柴油機(jī)運(yùn)行環(huán)境，解決國(guó)IV柴油機(jī)電控系統(tǒng)軟硬件低成本開(kāi)發(fā)、試驗(yàn)、標(biāo)定環(huán)境搭建困難的問(wèn)題。
文檔編號(hào)F02D43/00GK202520422SQ201120521549
公開(kāi)日2012年11月7日 申請(qǐng)日期2011年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月14日
發(fā)明者任靈童, 呂穎, 周海早, 張鵬, 李強(qiáng), 王明卿 申請(qǐng)人:中國(guó)第一汽車(chē)股份有限公司