專利名稱：汽油機信號智能模擬系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種汽油機信號智能模擬系統(tǒng)，更具體的說，尤其涉及一種適合 汽油機ECU開發(fā)標定及發(fā)動機檢測設備的研制調試的汽油機信號智能模擬系統(tǒng)。
背景技術：
目前，隨著汽油機的快速發(fā)展，使得汽油機ECU開發(fā)標定及發(fā)動機檢測設備的研 制調試工作量越來越大，越來越復雜。汽油機實驗臺架可貫穿于設備開發(fā)研制的整個過程 中，但是工作量較大，耗費較大的人力物力，效率較低。除了汽油機實驗臺架外，可將一些模 擬真實發(fā)動機信號用于ECU及檢測設備實驗室階段的開發(fā)和測試，有利于加快開發(fā)速度。 傳統(tǒng)的發(fā)動機信號模擬系統(tǒng)往往只能模擬特定發(fā)動機信號，信號輸出種類較少，可調節(jié)性 差；而且多為國外昂貴產(chǎn)品，開發(fā)成本很高。
發(fā)明內容本實用新型為了克服上述技術問題的缺點，提供了一種適合汽油機ECU開發(fā)標定 及發(fā)動機檢測設備的研制調試的汽油機信號智能模擬系統(tǒng)。本實用新型的汽油機信號智能模擬系統(tǒng)，包括起運算和控制作用的微處理單元和 用于存儲待模擬信號圖譜數(shù)據(jù)的存儲器，其特別之處在于還包括與微處理單元相連接的 信號處理及輸出模塊、用于對輸出信號進行設定的信號設定模塊以及實現(xiàn)與上位機和發(fā)動 機ECU及檢測設備通訊的通訊模塊；所述的信號處理及輸出模塊包括開關量發(fā)生模塊、模 擬量發(fā)生模塊和脈沖量發(fā)生模塊，所述的信號設定模塊為按鍵、旋鈕或開關，所述的通訊模 塊為RS232通訊模塊、RS485通訊模塊或CAN通訊模塊。微處理單元采用單片機進行數(shù)據(jù)的 處理和運算；由于本模擬系統(tǒng)模擬的信號多而復雜，需要設置專門的存儲器對被模擬的信 號數(shù)據(jù)進行存儲，以便在模擬信號時直接調取該信號的數(shù)據(jù)。信號處理及輸出模塊所包含 開關量發(fā)生模塊、模擬量發(fā)生模塊和脈沖量發(fā)生模塊用于產(chǎn)生和處理發(fā)動機的各種信號， 以便實現(xiàn)對發(fā)動機信號的真實模擬。信號設定模塊可以采用不同的形式，以實現(xiàn)對發(fā)動機 信號的選取；通訊模塊起到與ECU和上位機的通訊作用，以便實現(xiàn)調試和參數(shù)的設定。本實用新型的汽油機信號智能模擬系統(tǒng)，所述微處理單元包括DA接口、AD接口、 IO接口以及SPI通訊接口。采用具有DA接口、AD接口、IO接口和SPI通訊接口的微處理 單元，有利于減少微處理單元外圍模塊的設置，降低了成本。本實用新型的汽油機信號智能模擬系統(tǒng)，所述的開關量發(fā)生模塊為微處理單元的 IO端口或開關模塊，所述的模擬量發(fā)生模塊包括與微處理單元通過并行數(shù)據(jù)總線相連接的 AD8600芯片，所述的脈沖量發(fā)生模塊包括與微處理單元通過SPI總線形式相連接的A擬887 芯片；所述微處理單元采用SAF-XC164CS-32F40F型號的芯片，所述存儲器為256M Bytes的 K9F2G08U0B芯片。微處理單元的IO端口和開關模塊均可實現(xiàn)對開關量信號的模擬。本實用新型的汽油機信號智能模擬系統(tǒng)，所述的微處理單元連接有液晶顯示模 塊，所述的微處理單元通過上位機通訊模塊與上位機相連接。設置上液晶顯示模塊之后，可以通過液晶顯示模塊來驅動液晶觸摸屏，以便通過觸摸屏進行信息顯示和發(fā)動機信號的選 取和設定。本實用新型的有益效果是本實用新型設置有大容量的存儲器，有利于對汽油機 機型信息和待模擬的各種信號數(shù)據(jù)進行存儲，實現(xiàn)了對汽油機整個工作過程中各種信號的 模擬；本實用新型通過設置信號處理及輸出模塊和信號設定模塊，分別實現(xiàn)了對各種信號 的模擬和對相應待檢測信號的選??；本實用新型還設置有可與上位機和ECU進行通訊的通 訊模塊，實現(xiàn)了上位機對本模擬系統(tǒng)的管理和控制。

圖1為本實用新型的結構原理圖；圖2為本實用新型的信號處理及輸出類型示意圖。圖中1微處理單元，2存儲器，3信號處理及輸出模塊，4液晶顯示模塊，5上位機 通訊模塊，6 RS232通訊模塊，7 CAN通訊模塊，8上位機，9 DA芯片，10開關量發(fā)生模塊，11 預留接口，12信號設定模塊。
具體實施方式
以下結合附圖與實施例對本實用新型作進一步說明。如圖1所示，給出了本實用新型的結構原理圖，其包括微處理單元1、存儲器2、信 號處理及輸出模塊3、液晶顯示模塊4、上位機通訊模塊5、RS232通訊模塊6、CAN通訊模 塊7、上位機8、DA芯片9、開關量發(fā)生模塊10、預留接口 11、信號設定模塊12 ；微處理單元 1采用英飛凌16位高性能單片機SAF-XC164CS-32F40F，SAF-XC164CS-32F40F基于增強的 C166 S V2架構，具有出色的DSP性能、先進的中斷處理能力、功能強大的外設組以及高性 能片上閃存或ROM存儲器，靈活和智能的PWM單元，高速高精度ADC，功能強大的通信接口 (TwinCAN/RS232/SPI)等。存儲器2與微處理單元1相連接，用于實現(xiàn)模擬信號數(shù)據(jù)的存儲 作用，可以選用三星公司256M Bytes的K9F2G08U0B Flash芯片，分別將其控制線和數(shù)據(jù)地 址復用線連接到SAF-XC164CS-32F40F芯片的相應端口，K9F2G08U0B用于存儲機型信息及 各信號數(shù)據(jù)，如汽油機爆震信號、汽缸壓力信號數(shù)據(jù)等。信號處理及輸出模塊3包括開關量 發(fā)生模塊、模擬量發(fā)生模塊和脈沖量發(fā)生模塊，如圖2所示，給出了信號處理及輸出類型示 意圖，其中開關量信號有點火開關、啟動開關、空調開關、檔位開關、風扇開關信號；模擬量 信號有溫度、爆震、節(jié)氣門位置、氧傳感器輸出電壓、蓄電池電壓、壓力信號，其中的溫度信 號包括進氣溫度、排氣溫度、冷卻液溫度、燃油溫度、曲軸箱溫度以及汽缸溫度，壓力信號包 括進氣壓力、汽缸壓力、燃油壓力以及機油壓力；所示的脈沖量信號包括轉速信號、曲軸位 置信號和凸輪軸位置信號。其中，根據(jù)模擬量及脈沖量不同，需要用到高速和低速DA芯片，分別選擇與 SAF-XC164CS-32F40F通過并行數(shù)據(jù)地址總線接口連接的16路輸出高速DA芯片AD8600和 SPI接口連接的8路輸出低速DA芯片AD72^，如得到可調節(jié)的近似于正弦曲線的瞬時轉速 信號、汽油機爆震信號等；開關量模塊可有SAF-XC164CS-32F40F IO 口或是開關設定，如空 調開關等。上位機8通過上位機通訊模塊5與微處理單元1相連接，以便在上位機上設置 相應的應用程序，來對待模擬的信號進行選取。所示的RS232通訊模塊6和CAN通訊模塊7可以是微處理單元1自身攜帶的外圍模塊，也可以是采用相應芯片擴展而來的。通過CAN或 RS232通訊接口，可實現(xiàn)與發(fā)動機E⑶或調試設備的通訊。液晶顯示模塊4用于驅動液晶觸 摸屏，以便通過該液晶觸摸屏對信號進行實時顯示和選取待模擬的信號。所示的信號設定 模塊12與微處理單元相連接，用于選取待模擬的信號，信號設定模塊12可以采用多種不同 的形式，如采用液晶觸摸屏、按鍵、開關、旋鈕或上位機軟件。所述的信號處理及輸出模塊3 輸出端連接有DA芯片9、開關量發(fā)生模塊10以及預留接口。按鍵控制芯片選擇CH452A，液 晶選擇320240-3顯示，分別連接SAF-XC164CS-32F40F單片機的相應接口?？蓪崿F(xiàn)各輸出 信號的設定及顯示，如根據(jù)汽油機機型可設定不同轉速，并可顯示設定結果和曲線。同時， 留有與上位機及發(fā)動機ECU或檢測設備通訊接口，按通訊協(xié)議可以通過上位機進行信號設 定及顯示，便于調試；同樣可以對所開發(fā)設備通訊接口進行測試。本實用新型的工作過程系統(tǒng)上電啟動后，可以通過上位機或按鍵、開關進行汽油機信號設定，將所選信號 連接所開發(fā)ECU或檢測設備即可進行調試?？梢酝ㄟ^液晶或是上位機查看信號具體信息， 便于調試開發(fā)。上面所述的實例僅僅是對本實用新型優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本實用新型 的構思和范圍進行限定，在不脫離本實用新型設計思想的前提下，本領域中工程技術人員 對本實用新型的技術方案做出的各種變形和改進，均應屬于本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種汽油機信號智能模擬系統(tǒng)，包括起運算和控制作用的微處理單元(1)和用于存 儲待模擬信號圖譜數(shù)據(jù)的存儲器(2)，其特征在于還包括與微處理單元相連接的信號處 理及輸出模塊(3)、用于對輸出信號進行設定的信號設定模塊(12)以及實現(xiàn)與上位機和發(fā) 動機E⑶及檢測設備通訊的通訊模塊；所述的信號處理及輸出模塊(3)包括開關量發(fā)生模 塊、模擬量發(fā)生模塊和脈沖量發(fā)生模塊，所述的信號設定模塊(12)為按鍵、旋鈕或開關，所 述的通訊模塊為RS232通訊模塊、RS485通訊模塊或CAN通訊模塊。
2.根據(jù)權利要求1所述的汽油機信號智能模擬系統(tǒng)，其特征在于所述微處理單元(1) 包括DA接口、AD接口、IO接口以及SPI通訊接口。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的汽油機信號智能模擬系統(tǒng)，其特征在于所述的開關量 發(fā)生模塊為微處理單元(1)的IO端口或開關模塊，所述的模擬量發(fā)生模塊包括與微處理單 元通過并行數(shù)據(jù)總線相連接的AD8600芯片，所述的脈沖量發(fā)生模塊包括與微處理單元通 過SPI總線形式相連接的A擬887芯片；所述微處理單元(1)采用SAF-XC164CS-32F40F型 號的芯片，所述存儲器(2)為256M Bytes的K9F2G08U0B芯片。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的汽油機信號智能模擬系統(tǒng)，其特征在于所述的微處理 單元(1)連接有液晶顯示模塊(4)，所述的微處理單元通過上位機通訊模塊(5)與上位機相 連接。
專利摘要本實用新型的汽油機信號智能模擬系統(tǒng)，包括微處理單元和用于存儲待模擬信號圖譜數(shù)據(jù)的存儲器，其特別之處在于還包括與微處理單元相連接的信號處理及輸出模塊、用于對輸出信號進行設定的信號設定模塊以及實現(xiàn)與上位機和發(fā)動機ECU及檢測設備通訊的通訊模塊；所述的信號處理及輸出模塊包括開關量發(fā)生模塊、模擬量發(fā)生模塊和脈沖量發(fā)生模塊，所述的信號設定模塊為按鍵、旋鈕或開關，所述的通訊模塊為RS232通訊模塊、RS485通訊模塊或CAN通訊模塊。本系統(tǒng)實現(xiàn)了對汽油機工作過程中各種信號的模擬；以及與上位機和發(fā)動機ECU的通訊。本模擬系統(tǒng)具有實時性、可調性、實用方便等優(yōu)點，為汽油機ECU開發(fā)標定及發(fā)動機檢測設備的研制調試提供條件，提高效率、降低成本。
文檔編號G05B19/04GK201909967SQ20102067604
公開日2011年7月27日 申請日期2010年12月23日 優(yōu)先權日2010年12月23日
發(fā)明者劉斐, 劉楊, 徐江曼, 王麗梅, 程勇 申請人:劉楊