汽油發(fā)動機(jī)電控教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及其模擬方法
【專利摘要】一種汽油發(fā)動機(jī)電控教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及其模擬方法，使得相關(guān)單位能夠以較低的成本展開汽油機(jī)電控技術(shù)的教學(xué)和研究，提高學(xué)生的動手能力，加強(qiáng)學(xué)生對汽油機(jī)電控技術(shù)的認(rèn)識。使用本發(fā)明提供的設(shè)備與方法，可以不啟動真正的發(fā)動機(jī)、不消耗燃油，由此降低了成本來教授學(xué)生汽油機(jī)的結(jié)構(gòu)、原理以及電控技術(shù)。
【專利說明】汽油發(fā)動機(jī)電控教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及其模擬方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于教學(xué)模擬【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種汽油發(fā)動機(jī)電控教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及其模擬方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，電控技術(shù)已經(jīng)成為國內(nèi)外汽車發(fā)動機(jī)控制技術(shù)的主流，許多該領(lǐng)域的專家認(rèn)為大專院校應(yīng)該增設(shè)汽油機(jī)電控教學(xué)的內(nèi)容。要開展這些內(nèi)容的教學(xué)，學(xué)校需要花費(fèi)大量的財(cái)力購買汽油機(jī)及其燃油系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)臺、發(fā)動機(jī)臺架和測功器等昂貴的設(shè)備。這樣導(dǎo)致了由于成本居高不下的原因，汽油發(fā)動機(jī)電控教學(xué)的實(shí)驗(yàn)課程基本無法展開，學(xué)生也不能真正掌握汽油發(fā)動機(jī)電控技術(shù)的特點(diǎn)、控制原理與調(diào)優(yōu)方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的提供一種汽油發(fā)動機(jī)電控教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及其模擬方法，包括上位機(jī)，所述上位機(jī)同模擬信號發(fā)生器、電機(jī)驅(qū)動器、ECU以及微處理器芯片相連接，所述的微處理器芯片中帶有控制信號分析模塊，所述的上位機(jī)內(nèi)部設(shè)置有模擬信號調(diào)節(jié)軟件、模擬汽油發(fā)動機(jī)功能的模塊以及發(fā)動機(jī)測量標(biāo)定軟件；所述的電機(jī)驅(qū)動器和電機(jī)相連接，所述的電機(jī)的電機(jī)軸同汽油發(fā)動機(jī)物理模型相連接，汽油發(fā)動機(jī)物理模型中包括相對于汽油發(fā)動機(jī)實(shí)物中的曲軸來按比例縮小的曲軸，所述的電機(jī)的電機(jī)軸即同按比例縮小的曲軸相連接，所述的按比例縮小的曲軸上設(shè)置有轉(zhuǎn)速傳感器，所述的轉(zhuǎn)速傳感器同ECU相連接，所述的模擬信號發(fā)生器同ECU模擬信號調(diào)節(jié)軟件相連接，所述的ECU還同汽油發(fā)動機(jī)物理模型中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連接，所述的汽油發(fā)動機(jī)物理模型的執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括汽油噴油器、節(jié)氣門、點(diǎn)火器、風(fēng)扇、油泵以及EGR閥門，所述的ECU中設(shè)置有信號處理模塊。使得相關(guān)單位能夠以較低的成本展開汽油機(jī)電控技術(shù)的教學(xué)和研究，提高學(xué)生的動手能力，加強(qiáng)學(xué)生對汽油機(jī)電控技術(shù)的認(rèn)識。使用本發(fā)明提供的設(shè)備與方法，可以不啟動真正的發(fā)動機(jī)、不消耗燃油，由此降低了成本來教授學(xué)生汽油機(jī)的結(jié)構(gòu)、原理以及電控技術(shù)。
[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供了一種汽油發(fā)動機(jī)電控教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及其模擬方法的解決方案，具體如下:
[0005]—種汽油發(fā)動機(jī)電控教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括上位機(jī)1，所述上位機(jī)I同模擬信號發(fā)生器2、電機(jī)驅(qū)動器3、E⑶6以及微處理器芯片4相連接，所述的微處理器芯片4中帶有控制信號分析模塊5，所述的上位機(jī)I內(nèi)部設(shè)置有模擬信號調(diào)節(jié)軟件7、模擬汽油發(fā)動機(jī)功能的模塊8以及發(fā)動機(jī)測量標(biāo)定軟件9 ;所述的電機(jī)驅(qū)動器3和電機(jī)10相連接，所述的電機(jī)10的電機(jī)軸同汽油發(fā)動機(jī)物理模型12相連接，汽油發(fā)動機(jī)物理模型12中包括相對于汽油發(fā)動機(jī)實(shí)物中的曲軸來按比例縮小的曲軸11，所述的電機(jī)10的電機(jī)軸即同按比例縮小的曲軸11相連接，所述的按比例縮小的曲軸11上設(shè)置有轉(zhuǎn)速傳感器13，所述的轉(zhuǎn)速傳感器13同E⑶6相連接，所述的模擬信號發(fā)生器2同E⑶6和模擬信號調(diào)節(jié)軟件7相連接，所述的E⑶6還同汽油發(fā)動機(jī)物理模型12中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)14相連接，所述的汽油發(fā)動機(jī)物理模型12的執(zhí)行機(jī)構(gòu)14包括汽油噴油器15、節(jié)氣門16、點(diǎn)火器17、風(fēng)扇18、油泵19以及EGR閥門20，所述的E⑶6中設(shè)置有信號處理模塊22。
[0006]所述的E⑶6通過CAN總線21同上位機(jī)I相連接。
[0007]所述的模擬信號調(diào)節(jié)軟件能夠同步發(fā)送包括有進(jìn)氣溫度的數(shù)字信號、進(jìn)氣壓力的數(shù)字信號、汽車排氣管道中的氧氣濃度的數(shù)字信號以及油門的踏板的開度的數(shù)字信號到模擬信號發(fā)生器和上位機(jī)中；
[0008]所述的信號處理模塊能夠根據(jù)所接收到的對應(yīng)的模擬信號，并結(jié)合按比例縮小的曲軸上設(shè)置的轉(zhuǎn)速傳感器所采集并傳輸?shù)紼CU中的轉(zhuǎn)速值，按照設(shè)定的算法來發(fā)出設(shè)定的控制信號到汽油發(fā)動機(jī)物理模型中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和微處理器芯片內(nèi)；
[0009]所述的控制信號分析模塊能夠解析出控制汽油噴油器的信號中的汽油噴油器的脈寬和噴油時(shí)刻、控制節(jié)氣門的信號中的節(jié)氣門的開度、控制點(diǎn)火器的信號中的點(diǎn)火時(shí)刻、控制風(fēng)扇的信號中的風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速、控制油泵的信號中的油泵的壓力以及控制EGR閥門的信號中的EGR閥門的開度，并且把解析出的汽油噴油器的脈寬和噴油時(shí)刻、節(jié)氣門的開度、點(diǎn)火時(shí)刻、風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速、油泵的壓力以及EGR閥門的開度發(fā)送到上位機(jī)中；能夠解析出控制汽油噴油器的信號中的汽油噴油器的脈寬和噴油時(shí)亥IJ、控制節(jié)氣門的信號中的節(jié)氣門的開度、控制點(diǎn)火器的信號中的點(diǎn)火時(shí)刻、控制風(fēng)扇的信號中的風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速、控制油泵的信號中的油泵的壓力以及控制EGR閥門的信號中的EGR閥門的開度，并且把解析出的汽油噴油器的脈寬和噴油時(shí)刻、節(jié)氣門的開度、點(diǎn)火時(shí)刻、風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速、油泵的壓力以及EGR閥門的開度發(fā)送到上位機(jī)中。
[0010]所述的模擬汽油發(fā)動機(jī)功能的模塊能夠根據(jù)接收到的汽油噴油器的脈寬和噴油時(shí)刻、節(jié)氣門的開度、點(diǎn)火時(shí)刻、風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速、油泵的壓力、EGR閥門的開度以及步驟I中接收到的進(jìn)氣溫度的數(shù)字信號、進(jìn)氣壓力的數(shù)字信號、汽車排氣管道中的氧氣濃度的數(shù)字信號以及油門的踏板的開度的數(shù)字信號，利用設(shè)定的算法計(jì)算出電機(jī)的轉(zhuǎn)速，然后把計(jì)算出的電機(jī)的轉(zhuǎn)速發(fā)送到電機(jī)驅(qū)動器，電機(jī)驅(qū)動器根據(jù)計(jì)算出的電機(jī)的轉(zhuǎn)速來發(fā)送出對應(yīng)的轉(zhuǎn)速驅(qū)動信號來操縱電機(jī)按照對應(yīng)的轉(zhuǎn)速來帶動曲軸運(yùn)行。
[0011]所述的汽油發(fā)動機(jī)電控教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的模擬方法，步驟如下:
[0012]步驟1:所述的汽油發(fā)動機(jī)電控教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的模擬進(jìn)行模擬操作時(shí)，首先是通過上位機(jī)I啟動模擬信號調(diào)節(jié)軟件7，所述的模擬信號調(diào)節(jié)軟件7同步發(fā)送包括有進(jìn)氣溫度的數(shù)字信號、進(jìn)氣壓力的數(shù)字信號、汽車排氣管道中的氧氣濃度的數(shù)字信號以及油門的踏板的開度的數(shù)字信號到模擬信號發(fā)生器2和上位機(jī)I中；
[0013]步驟2:所述的模擬信號發(fā)生器2把接收到的進(jìn)氣溫度的數(shù)字信號、進(jìn)氣壓力的數(shù)字信號、汽車排氣管道中的氧氣濃度的數(shù)字信號以及油門的踏板的開度的數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的模擬信號，再把所述的對應(yīng)的模擬信號發(fā)送到ECU6中；
[0014]步驟3:然后ECU6運(yùn)行信號處理模塊22來根據(jù)所接收到的對應(yīng)的模擬信號，并結(jié)合按比例縮小的曲軸11上設(shè)置的轉(zhuǎn)速傳感器13所采集并傳輸?shù)紼CU6中的轉(zhuǎn)速值，按照設(shè)定的算法來發(fā)出設(shè)定的控制信號到汽油發(fā)動機(jī)物理模型12中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)14和微處理器芯片4內(nèi)，所述的設(shè)定的控制信號包括控制汽油噴油器15的信號、控制節(jié)氣門16的信號、控制點(diǎn)火器17的信號、控制風(fēng)扇18的信號、控制油泵19的信號以及控制EGR閥門20的信號;
[0015]步驟4:然后汽油發(fā)動機(jī)物理模型12中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)14內(nèi)的汽油噴油器15、節(jié)氣門16、點(diǎn)火器17、風(fēng)扇18、油泵19以及EGR閥門20分別根據(jù)接收到的控制汽油噴油器15的信號、控制節(jié)氣門16的信號、控制點(diǎn)火器17的信號、控制風(fēng)扇18的信號、控制油泵19的信號以及EGR閥門20的信號進(jìn)行對應(yīng)的動作；
[0016]步驟5:而微處理器芯片4接收到控制汽油噴油器15的信號、控制節(jié)氣門16的信號、控制點(diǎn)火器17的信號、控制風(fēng)扇18的信號、控制油泵19的信號以及控制EGR閥門20的信號以后，微處理器芯片4運(yùn)行控制信號分析模塊5解析出控制汽油噴油器15的信號中的汽油噴油器的脈寬和噴油時(shí)亥IJ、控制節(jié)氣門16的信號中的節(jié)氣門的開度、控制點(diǎn)火器17的信號中的點(diǎn)火時(shí)刻、控制風(fēng)扇18的信號中的風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速、控制油泵19的信號中的油泵的壓力以及控制EGR閥門20的信號中的EGR閥門的開度，并且把解析出的汽油噴油器的脈寬和噴油時(shí)亥IJ、節(jié)氣門的開度、點(diǎn)火時(shí)亥IJ、風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速、油泵的壓力以及EGR閥門的開度發(fā)送到上位機(jī)I中；
[0017]步驟6:所述的上位機(jī)I啟動模擬汽油發(fā)動機(jī)功能的模塊8，所述的模擬汽油發(fā)動機(jī)功能的模塊8根據(jù)接收到的汽油噴油器的脈寬和噴油時(shí)刻、節(jié)氣門的開度、點(diǎn)火時(shí)刻、風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速、油泵的壓力、EGR閥門的開度以及步驟I中接收到的進(jìn)氣溫度的數(shù)字信號、進(jìn)氣壓力的數(shù)字信號、汽車排氣管道中的氧氣濃度的數(shù)字信號以及油門的踏板的開度的數(shù)字信號，利用設(shè)定的算法計(jì)算出電機(jī)的轉(zhuǎn)速，然后把計(jì)算出的電機(jī)的轉(zhuǎn)速發(fā)送到電機(jī)驅(qū)動器3，電機(jī)驅(qū)動器3根據(jù)計(jì)算出的電機(jī)的轉(zhuǎn)速來發(fā)送出對應(yīng)的轉(zhuǎn)速驅(qū)動信號來操縱電機(jī)10按照對應(yīng)的轉(zhuǎn)速來帶動曲軸運(yùn)行。
[0018]所述的發(fā)動機(jī)測量標(biāo)定軟件9能夠采集ECU6的信號來進(jìn)行測量和標(biāo)定。
[0019]由這些技術(shù)特征，使用本發(fā)明可用于發(fā)動機(jī)研發(fā)單位，進(jìn)行汽油發(fā)動機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)，通過觀察各工況下發(fā)動機(jī)的動力運(yùn)轉(zhuǎn)和排放情況，調(diào)優(yōu)發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)和控制性能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明的一種汽油發(fā)動機(jī)電控教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的連接結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021]本發(fā)明的目的是研制自動化的高效的一種汽油發(fā)動機(jī)電控教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及其模擬方法，汽油發(fā)動機(jī)電控教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括上位機(jī)1，所述上位機(jī)I同模擬信號發(fā)生器2、電機(jī)驅(qū)動器3、E⑶6以及微處理器芯片4相連接，所述的微處理器芯片4中帶有控制信號分析模塊5，所述的上位機(jī)I內(nèi)部設(shè)置有模擬信號調(diào)節(jié)軟件7、模擬汽油發(fā)動機(jī)功能的模塊8以及發(fā)動機(jī)測量標(biāo)定軟件9 ;所述的電機(jī)驅(qū)動器3和電機(jī)10相連接，所述的電機(jī)10的電機(jī)軸同汽油發(fā)動機(jī)物理模型12相連接，汽油發(fā)動機(jī)物理模型12中包括相對于汽油發(fā)動機(jī)實(shí)物中的曲軸來按比例縮小的曲軸11，所述的電機(jī)10的電機(jī)軸即同按比例縮小的曲軸11相連接，所述的按比例縮小的曲軸11上設(shè)置有轉(zhuǎn)速傳感器13，所述的轉(zhuǎn)速傳感器13同E⑶6相連接，所述的模擬信號發(fā)生器2同E⑶6、模擬信號調(diào)節(jié)軟件7相連接，所述的E⑶6還同汽油發(fā)動機(jī)物理模型12中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)14相連接，所述的汽油發(fā)動機(jī)物理模型12的執(zhí)行機(jī)構(gòu)14包括汽油噴油器15、節(jié)氣門16、點(diǎn)火器17、風(fēng)扇18、油泵19以及EGR閥門20，所述的E⑶6中設(shè)置有信號處理模塊22。所述的E⑶6通過CAN總線21同上位機(jī)I相連接。所述的模擬信號調(diào)節(jié)軟件能夠同步發(fā)送包括有進(jìn)氣溫度的數(shù)字信號、進(jìn)氣壓力的數(shù)字信號、汽車排氣管道中的氧氣濃度的數(shù)字信號以及油門的踏板的開度的數(shù)字信號到模擬信號發(fā)生器和上位機(jī)中；所述的信號處理模塊能夠根據(jù)所接收到的對應(yīng)的模擬信號，并結(jié)合按比例縮小的曲軸上設(shè)置的轉(zhuǎn)速傳感器所采集并傳輸?shù)紼CU中的轉(zhuǎn)速值，按照設(shè)定的算法來發(fā)出設(shè)定的控制信號到汽油發(fā)動機(jī)物理模型中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和微處理器芯片內(nèi)；所述的控制信號分析模塊能夠解析出控制汽油噴油器的信號中的汽油噴油器的脈寬和噴油時(shí)刻、控制節(jié)氣門的信號中的節(jié)氣門的開度、控制點(diǎn)火器的信號中的點(diǎn)火時(shí)刻、控制風(fēng)扇的信號中的風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速、控制油泵的信號中的油泵的壓力以及控制EGR閥門的信號中的EGR閥門的開度，并且把解析出的汽油噴油器的脈寬和噴油時(shí)刻、節(jié)氣門的開度、點(diǎn)火時(shí)刻、風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速、油泵的壓力以及EGR閥門的開度發(fā)送到上位機(jī)中。所述的模擬汽油發(fā)動機(jī)功能的模塊能夠根據(jù)接收到的汽油噴油器的脈寬和噴油時(shí)刻、節(jié)氣門的開度、點(diǎn)火時(shí)刻、風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速、油泵的壓力、EGR閥門的開度以及步驟I中接收到的進(jìn)氣溫度的數(shù)字信號、進(jìn)氣壓力的數(shù)字信號、汽車排氣管道中的氧氣濃度的數(shù)字信號以及油門的踏板的開度的數(shù)字信號，利用設(shè)定的算法計(jì)算出電機(jī)的轉(zhuǎn)速，然后把計(jì)算出的電機(jī)的轉(zhuǎn)速發(fā)送到電機(jī)驅(qū)動器，電機(jī)驅(qū)動器根據(jù)計(jì)算出的電機(jī)的轉(zhuǎn)速來發(fā)送出對應(yīng)的轉(zhuǎn)速驅(qū)動信號來操縱電機(jī)按照對應(yīng)的轉(zhuǎn)速來帶動曲軸運(yùn)行。
[0022]所述的汽油發(fā)動機(jī)電控教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的模擬方法，步驟如下:
[0023]步驟1:所述的汽油發(fā)動機(jī)電控教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的模擬進(jìn)行模擬操作時(shí)，首先是通過上位機(jī)I啟動模擬信號調(diào)節(jié)軟件7，所述的模擬信號調(diào)節(jié)軟件7同步發(fā)送包括有進(jìn)氣溫度的數(shù)字信號、進(jìn)氣壓力的數(shù)字信號、汽車排氣管道中的氧氣濃度的數(shù)字信號以及油門的踏板的開度的數(shù)字信號到模擬信號發(fā)生器2和上位機(jī)I中；
[0024]步驟2:所述的模擬信號發(fā)生器2把接收到的進(jìn)氣溫度的數(shù)字信號、進(jìn)氣壓力的數(shù)字信號、汽車排氣管道中的氧氣濃度的數(shù)字信號以及油門的踏板的開度的數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的模擬信號，再把所述的對應(yīng)的模擬信號發(fā)送到ECU6中；
[0025]步驟3:然后ECU6運(yùn)行信號處理模塊22來根據(jù)所接收到的對應(yīng)的模擬信號，并結(jié)合按比例縮小的曲軸11上設(shè)置的轉(zhuǎn)速傳感器13所采集并傳輸?shù)紼CU6中的轉(zhuǎn)速值，按照設(shè)定的算法來發(fā)出設(shè)定的控制信號到汽油發(fā)動機(jī)物理模型12中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)14和微處理器芯片4內(nèi)，所述的設(shè)定的控制信號包括控制汽油噴油器15的信號、控制節(jié)氣門16的信號、控制點(diǎn)火器17的信號、控制風(fēng)扇18的信號、控制油泵19的信號以及控制EGR閥門20的信號;
[0026]步驟4:然后汽油發(fā)動機(jī)物理模型12中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)14內(nèi)的汽油噴油器15、節(jié)氣門16、點(diǎn)火器17、風(fēng)扇18、油泵19以及EGR閥門20分別根據(jù)接收到的控制汽油噴油器15的信號、控制節(jié)氣門16的信號、控制點(diǎn)火器17的信號、控制風(fēng)扇18的信號、控制油泵19的信號以及EGR閥門20的信號進(jìn)行對應(yīng)的動作；
[0027]步驟5:而微處理器芯片4接收到控制汽油噴油器15的信號、控制節(jié)氣門16的信號、控制點(diǎn)火器17的信號、控制風(fēng)扇18的信號、控制油泵19的信號以及控制EGR閥門20的信號以后，微處理器芯片4運(yùn)行控制信號分析模塊5解析出控制汽油噴油器15的信號中的汽油噴油器的脈寬和噴油時(shí)亥IJ、控制節(jié)氣門16的信號中的節(jié)氣門的開度、控制點(diǎn)火器17的信號中的點(diǎn)火時(shí)刻、控制風(fēng)扇18的信號中的風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速、控制油泵19的信號中的油泵的壓力以及控制EGR閥門20的信號中的EGR閥門的開度，并且把解析出的汽油噴油器的脈寬和噴油時(shí)亥IJ、節(jié)氣門的開度、點(diǎn)火時(shí)亥IJ、風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速、油泵的壓力以及EGR閥門的開度發(fā)送到上位機(jī)I中；
[0028]步驟6:所述的上位機(jī)I啟動模擬汽油發(fā)動機(jī)功能的模塊8，所述的模擬汽油發(fā)動機(jī)功能的模塊8根據(jù)接收到的汽油噴油器的脈寬和噴油時(shí)刻、節(jié)氣門的開度、點(diǎn)火時(shí)刻、風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速、油泵的壓力、EGR閥門的開度以及步驟I中接收到的進(jìn)氣溫度的數(shù)字信號、進(jìn)氣壓力的數(shù)字信號、汽車排氣管道中的氧氣濃度的數(shù)字信號以及油門的踏板的開度的數(shù)字信號，利用設(shè)定的算法計(jì)算出電機(jī)的轉(zhuǎn)速，然后把計(jì)算出的電機(jī)的轉(zhuǎn)速發(fā)送到電機(jī)驅(qū)動器3，電機(jī)驅(qū)動器3根據(jù)計(jì)算出的電機(jī)的轉(zhuǎn)速來發(fā)送出對應(yīng)的轉(zhuǎn)速驅(qū)動信號來操縱電機(jī)10按照對應(yīng)的轉(zhuǎn)速來帶動曲軸運(yùn)行。所述的發(fā)動機(jī)測量標(biāo)定軟件9能夠采集ECU6的信號來進(jìn)行測量和標(biāo)定，可以實(shí)時(shí)的觀察ECU6的運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)可以標(biāo)定ECU6的性能進(jìn)行優(yōu)化處理。使用本發(fā)明專利可以代替大型、昂貴的發(fā)動機(jī)臺架等設(shè)備和實(shí)驗(yàn)場地，實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)的各工況如啟動、怠速、常規(guī)、加速以及排放的模擬實(shí)驗(yàn)，經(jīng)濟(jì)安全，同時(shí)加強(qiáng)了學(xué)生的動手能力，將課堂上發(fā)動機(jī)電控的理論與實(shí)際相結(jié)合。
[0029]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許更動或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)，在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，對以上實(shí)施例所作的任何簡單的修改、等同替換與改進(jìn)等，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種汽油發(fā)動機(jī)電控教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于包括上位機(jī)，所述上位機(jī)同模擬信號發(fā)生器、電機(jī)驅(qū)動器、E⑶以及微處理器芯片相連接，所述的微處理器芯片中帶有控制信號分析模塊，所述的上位機(jī)內(nèi)部設(shè)置有模擬信號調(diào)節(jié)軟件、模擬汽油發(fā)動機(jī)功能的模塊以及發(fā)動機(jī)測量標(biāo)定軟件；所述的電機(jī)驅(qū)動器和電機(jī)相連接，所述的電機(jī)的電機(jī)軸同汽油發(fā)動機(jī)物理模型相連接，汽油發(fā)動機(jī)物理模型中包括相對于汽油發(fā)動機(jī)實(shí)物中的曲軸來按比例縮小的曲軸，所述的電機(jī)的電機(jī)軸即同按比例縮小的曲軸相連接，所述的按比例縮小的曲軸上設(shè)置有轉(zhuǎn)速傳感器，所述的轉(zhuǎn)速傳感器同ECU相連接，所述的模擬信號發(fā)生器同ECU、模擬信號調(diào)節(jié)軟件相連接，所述的ECU還同汽油發(fā)動機(jī)物理模型中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連接，所述的汽油發(fā)動機(jī)物理模型的執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括汽油噴油器、節(jié)氣門、點(diǎn)火器、風(fēng)扇、油泵以及EGR閥門，所述的E⑶中設(shè)置有信號處理模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽油發(fā)動機(jī)電控教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于所述的ECU通過CAN總線同上位機(jī)相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的汽油發(fā)動機(jī)電控教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于所述的模擬信號調(diào)節(jié)軟件能夠同步發(fā)送包括有進(jìn)氣溫度的數(shù)字信號、進(jìn)氣壓力的數(shù)字信號、汽車排氣管道中的氧氣濃度的數(shù)字信號以及油門的踏板的開度的數(shù)字信號到模擬信號發(fā)生器和上位機(jī)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的汽油發(fā)動機(jī)電控教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于所述的信號處理模塊能夠根據(jù)所接收到的對應(yīng)的模擬信號，并結(jié)合按比例縮小的曲軸上設(shè)置的轉(zhuǎn)速傳感器所采集并傳輸?shù)紼CU中的轉(zhuǎn)速值，按照設(shè)定的算法來發(fā)出設(shè)定的控制信號到汽油發(fā)動機(jī)物理模型中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和微處理器芯片內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的汽油發(fā)動機(jī)電控教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于所述的控制信號分析模塊能夠解析出控制汽油噴油器的信號中的汽油噴油器的脈寬和噴油時(shí)刻、控制節(jié)氣門的信號中的節(jié)氣門的開度、控制點(diǎn)火器的信號中的點(diǎn)火時(shí)刻、控制風(fēng)扇的信號中的風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速、控制油泵的信號中的油泵的壓力以及控制EGR閥門的信號中的EGR閥門的開度，并且把解析出的汽油噴油器的脈寬和噴油時(shí)刻、節(jié)氣門的開度、點(diǎn)火時(shí)刻、風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速、油泵的壓力以及EGR閥門的開度發(fā)送到上位機(jī)中。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的汽油發(fā)動機(jī)電控教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于所述的模擬汽油發(fā)動機(jī)功能的模塊能夠根據(jù)接收到的汽油噴油器的脈寬和噴油時(shí)刻、節(jié)氣門的開度、點(diǎn)火時(shí)刻、風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速、油泵的壓力、EGR閥門的開度以及步驟I中接收到的進(jìn)氣溫度的數(shù)字信號、進(jìn)氣壓力的數(shù)字信號、汽車排氣管道中的氧氣濃度的數(shù)字信號以及油門的踏板的開度的數(shù)字信號，利用設(shè)定的算法計(jì)算出電機(jī)的轉(zhuǎn)速，然后把計(jì)算出的電機(jī)的轉(zhuǎn)速發(fā)送到電機(jī)驅(qū)動器，電機(jī)驅(qū)動器根據(jù)計(jì)算出的電機(jī)的轉(zhuǎn)速來發(fā)送出對應(yīng)的轉(zhuǎn)速驅(qū)動信號來操縱電機(jī)按照對應(yīng)的轉(zhuǎn)速來帶動曲軸運(yùn)行。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的汽油發(fā)動機(jī)電控教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的模擬方法，其特征在于，步驟如下: 步驟1:所述的汽油發(fā)動機(jī)電控教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的模擬進(jìn)行模擬操作時(shí)，首先是通過上位機(jī)啟動模擬信號調(diào)節(jié)軟件，所述的模擬信號調(diào)節(jié)軟件同步發(fā)送包括有進(jìn)氣溫度的數(shù)字信號、進(jìn)氣壓力的數(shù)字信號、汽車排氣管道中的氧氣濃度的數(shù)字信號以及油門的踏板的開度的數(shù)字信號到模擬信號發(fā)生器和上位機(jī)中； 步驟2:所述的模擬信號發(fā)生器把接收到的進(jìn)氣溫度的數(shù)字信號、進(jìn)氣壓力的數(shù)字信號、汽車排氣管道中的氧氣濃度的數(shù)字信號以及油門的踏板的開度的數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的模擬信號，再把所述的對應(yīng)的模擬信號發(fā)送到ECU中； 步驟3:然后ECU運(yùn)行信號處理模塊來根據(jù)所接收到的對應(yīng)的模擬信號，并結(jié)合按比例縮小的曲軸上設(shè)置的轉(zhuǎn)速傳感器所采集并傳輸?shù)紼CU中的轉(zhuǎn)速值，按照設(shè)定的算法來發(fā)出設(shè)定的控制信號到汽油發(fā)動機(jī)物理模型中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和微處理器芯片內(nèi)，所述的設(shè)定的控制信號包括控制汽油噴油器的信號、控制節(jié)氣門的信號、控制點(diǎn)火器的信號、控制風(fēng)扇的信號、控制油泵的信號以及控制EGR閥門的信號； 步驟4:然后汽油發(fā)動機(jī)物理模型中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)的汽油噴油器、節(jié)氣門、點(diǎn)火器、風(fēng)扇、油泵以及EGR閥門分別根據(jù)接收到的控制汽油噴油器的信號、控制節(jié)氣門的信號、控制點(diǎn)火器的信號、控制風(fēng)扇的信號、控制油泵的信號以及EGR閥門的信號進(jìn)行對應(yīng)的動作；步驟5:而微處理器芯片接收到控制汽油噴油器的信號、控制節(jié)氣門的信號、控制點(diǎn)火器的信號、控制風(fēng)扇的信號、控制油泵的信號以及控制EGR閥門的信號以后，微處理器芯片運(yùn)行控制信號分析模塊解析出控制汽油噴油器的信號中的汽油噴油器的脈寬和噴油時(shí)刻、控制節(jié)氣門的信號中的節(jié)氣門的開度、控制點(diǎn)火器的信號中的點(diǎn)火時(shí)刻、控制風(fēng)扇的信號中的風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速、控制油泵的信號中的油泵的壓力以及控制EGR閥門的信號中的EGR閥門的開度，并且把解析出的汽油噴油器的脈寬和噴油時(shí)刻、節(jié)氣門的開度、點(diǎn)火時(shí)刻、風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速、油泵的壓力以及EGR閥門的開度發(fā)送到上位機(jī)中； 步驟6:所述的上位機(jī)啟動模擬汽油發(fā)動機(jī)功能的模塊，所述的模擬汽油發(fā)動機(jī)功能的模塊根據(jù)接收到的汽油噴油器的脈寬和噴油時(shí)刻、節(jié)氣門的開度、點(diǎn)火時(shí)刻、風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速、油泵的壓力、EGR閥門的開度以及步驟I中接收到的進(jìn)氣溫度的數(shù)字信號、進(jìn)氣壓力的數(shù)字信號、汽車排氣管道中的氧氣濃度的數(shù)字信號以及油門的踏板的開度的數(shù)字信號，利用設(shè)定的算法計(jì)算出電機(jī)的轉(zhuǎn)速，然后把計(jì)算出的電機(jī)的轉(zhuǎn)速發(fā)送到電機(jī)驅(qū)動器，電機(jī)驅(qū)動器根據(jù)計(jì)算出的電機(jī)的轉(zhuǎn)速來發(fā)送出對應(yīng)的轉(zhuǎn)速驅(qū)動信號來操縱電機(jī)按照對應(yīng)的轉(zhuǎn)速來帶動曲軸運(yùn)行。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的汽油發(fā)動機(jī)電控教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的模擬方法，其特征在于所述的發(fā)動機(jī)測量標(biāo)定軟件能夠采集ECU的信號來進(jìn)行測量和標(biāo)定。
【文檔編號】G09B23/18GK104299495SQ201410642485
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月13日
【發(fā)明者】朱文禮, 周振超, 張旻 申請人:南京富士通南大軟件技術(shù)有限公司