電控發(fā)動機信號采集和故障模擬系統(tǒng)的設(shè)計.pdf

1、隨著現(xiàn)代汽車工業(yè)和電子信息技術(shù)的發(fā)展，汽車電子化程度越來越高，汽車的性能也得到了極大的優(yōu)化，電控和傳感器技術(shù)給發(fā)動機帶來了控制的精確性、穩(wěn)定性和燃油消耗的經(jīng)濟性，發(fā)動機通過冷卻液溫度傳感器、點火線圈電壓傳感器、曲軸和凸輪軸位置傳感器、壓力傳感器等傳感部件精確的采集數(shù)據(jù)，并傳送控制器處理后驅(qū)動執(zhí)行器，該系統(tǒng)是一個十分復(fù)雜的機、電、油綜合系統(tǒng)，在高負(fù)荷連續(xù)運轉(zhuǎn)的情況下，傳感器本身的故障相對于行車電腦很容易顯示。在電控發(fā)動機的教學(xué)中，除了要定

2、性地觀察一些物理和機械現(xiàn)象外，如能利用發(fā)動機信號采集和故障模擬裝置，對運行過程中傳感器的輸出信號進行精確的測量，對學(xué)生深入的掌握電控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點、傳感器的測量原理，提高故障判斷和維修能力，具有重要的意義。
　　本文在東南大學(xué)成賢學(xué)院實驗室現(xiàn)有的電控發(fā)動機實驗臺架的基礎(chǔ)上，根據(jù)常見傳感器輸出信號的特點，開發(fā)了一套信號采集與傳感器故障模擬系統(tǒng)。該系統(tǒng)下位機硬件采用微控制器和CPLD結(jié)合的架構(gòu)，主要電路模塊包括模擬信號調(diào)理、ADC、C

3、PLD擴展、等精度頻率測量、本地數(shù)據(jù)存儲、EEPROM參數(shù)存儲、TFT屏顯示、矩陣鍵盤等，微控制器采用MSP430F169作為主控制器，溫度、壓力和線圈電壓等傳感器的模擬信號通過信號調(diào)理和ADC電路后，由MSP430F169采集處理。轉(zhuǎn)速、曲軸位置等傳感器輸出的數(shù)字信號由CPLD芯片EPM570測量，分別在IAR5.3和Quartus9.0開發(fā)環(huán)境中，利用C和VHDL語言開發(fā)MSP430F169和EPM570的通信協(xié)議，主控制器向CPL

4、D發(fā)送故障碼，CPLD利用端口驅(qū)動繼電器通斷，實現(xiàn)傳感器故障的模擬。
　　上位機監(jiān)控軟件采用Delphi和Access數(shù)據(jù)庫開發(fā)，主要由傳感器信息管理、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)查詢與顯示、下位機校準(zhǔn)等功能模塊構(gòu)成，Delphi為可視化開發(fā)環(huán)境，非常適合于需要串口通迅的場合，Access是微軟開發(fā)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，安裝十分方便。下位機采集數(shù)據(jù)通過串口將數(shù)據(jù)發(fā)送到上位機保存、顯示和處理，利用監(jiān)控軟件和其他測量儀器，可實現(xiàn)對下位機測量精度的校