一種便攜式發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)量?jī)x的研制.pdf

1、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中大部分時(shí)間處于非穩(wěn)定工況，而汽車有害排放和燃油消耗的40%～80%來(lái)自于非穩(wěn)定工況。因此，對(duì)于研究發(fā)動(dòng)機(jī)各種工況下參數(shù)的瞬變特性和改善過(guò)渡過(guò)程的控制，動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)量起著非常重要的作用。然而，發(fā)動(dòng)機(jī)不同參數(shù)的測(cè)量對(duì)測(cè)量?jī)x器的要求不同。用于分析發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程的動(dòng)態(tài)參數(shù)，如缸內(nèi)壓力等，要求很高的采樣頻率，需要使用高速、高精度的專用設(shè)備；而對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)，受傳感器動(dòng)態(tài)特性和ECU處理能力的限制，并不要求很高的采樣速率

2、。因此，與發(fā)動(dòng)機(jī)控制相關(guān)的動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)量可以使用采樣速率和精度相對(duì)較低數(shù)據(jù)采集儀器。發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)或參數(shù)標(biāo)定過(guò)程中，動(dòng)態(tài)參數(shù)的采集只需要與汽車上傳感器的動(dòng)態(tài)特性和ECU的采樣速率相一致或略高一些。
　　通常，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)量對(duì)測(cè)量?jī)x器有兩個(gè)基本要求：一是基于曲軸轉(zhuǎn)角(Crankshaft Angle，CA)的外觸發(fā)采樣，即曲軸轉(zhuǎn)角域的等間隔采樣；二是旋轉(zhuǎn)頻率測(cè)量與模擬量的采集同步，這樣才能得到瞬時(shí)轉(zhuǎn)速與被測(cè)參數(shù)的關(guān)系。目前，國(guó)

3、內(nèi)數(shù)據(jù)采集設(shè)備無(wú)論是高端產(chǎn)品還是低端產(chǎn)品，大多數(shù)是按等時(shí)間間隔采樣，難以滿足旋轉(zhuǎn)機(jī)械的數(shù)據(jù)采集要求。針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和車載實(shí)驗(yàn)中動(dòng)態(tài)參數(shù)采集，本文基于Freescale16位雙核微控制器，設(shè)計(jì)了低成本的動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)量?jī)x，可以實(shí)現(xiàn)多通道同步采集，通過(guò)邊采樣、邊傳送、邊存儲(chǔ)，可獲得長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)測(cè)量參數(shù)的動(dòng)態(tài)信息。主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　1)綜合考慮發(fā)動(dòng)機(jī)常用傳感器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)、發(fā)動(dòng)機(jī)最高工作轉(zhuǎn)速、基于曲軸轉(zhuǎn)角采樣的角度分辨率、微控制器的

4、最高采樣頻率與內(nèi)存的大小、多通道同步采集要求、網(wǎng)絡(luò)傳輸速率等，確定測(cè)量?jī)x的基本性能指標(biāo)，并進(jìn)行總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
　　2)動(dòng)態(tài)測(cè)量?jī)x硬件電路的設(shè)計(jì)。包括主控制器的選型，核心電路、電源模塊、模擬信號(hào)調(diào)理模塊、轉(zhuǎn)速測(cè)量模塊、通信模塊、液晶顯示器驅(qū)動(dòng)和按鍵檢測(cè)模塊的設(shè)計(jì)等。
　　3)動(dòng)態(tài)測(cè)量?jī)x軟件的設(shè)計(jì)。包括Flash存儲(chǔ)器讀/寫程序、模擬信號(hào)采集程序、轉(zhuǎn)速信號(hào)測(cè)量程序、以太網(wǎng)通信程序、液晶顯示和按鍵響應(yīng)程序的設(shè)計(jì)。
　　4)后

5、臺(tái)管理軟件設(shè)計(jì)。后臺(tái)管理軟件的主要任務(wù)是監(jiān)控測(cè)量?jī)x工作和管理采集的數(shù)據(jù)，軟件功能包括測(cè)量?jī)x參數(shù)設(shè)置、測(cè)量?jī)x的運(yùn)行與停止控制、接收測(cè)量?jī)x上傳的數(shù)據(jù)并存入數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)時(shí)域波形顯示和歷史記錄回放等。
　　5)模擬校驗(yàn)與實(shí)機(jī)測(cè)試。采用多種方式對(duì)所開(kāi)發(fā)的動(dòng)態(tài)測(cè)量?jī)x進(jìn)行考核：利用信號(hào)發(fā)生器輸出的不同頻率的模擬量信號(hào)對(duì)測(cè)量?jī)x進(jìn)行校驗(yàn)；采用測(cè)量?jī)x對(duì)LSU4.2寬域氧傳感器閉環(huán)加熱過(guò)程的溫度進(jìn)行測(cè)量；在夏利376發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架上和在配置有桑塔納2000