汽车发动机信号模拟仪器的研制

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1、华南农业大学硕士学位论文汽车发动机信号模拟仪器的研制姓名：左文林申请学位级别：硕士专业：车辆工程指导教师：王海林2012-06摘要随着我国汽车保有量的快速增长，汽车技术不断进步，对汽车维护提出了更高的要求。在汽车维护过程中，主要采用仪器仪表检测分析和部分直观检查的方法来完成。在汽车电控发动机的维修过程中常会遇到判断不清是汽车电控单元(ECU)故障还是汽车发动机传感器故障的问题，浪费了诊断时间。因此，对于我国的汽车维修行业来说，开发一种成本较低的多用途的发动机信号模拟仪器对汽车电控发动机的诊断工作有着非常重要的意义。本文综合研究了多种汽车发动机信号的类型，开发了一种智能化的汽车电控发动机电子诊断

2、工具即“汽车发动机信号模拟仪器”。并详细的介绍了该系统的软硬件设计。根据系统需求，把系统分为上位机和下位机两个部分。其中下位机又分为现场可编程门阵列(FPGA)单元、直流信号单元、怠速步进电机驱动单元、信号计时单元、显示和信号放大电路六个单元。FPGA单元主控芯片是EPlC3T144C8，负责产生磁电式曲轴位置传感器信号、霍尔式曲轴位置传感器信号、驱动信号；AS和JTAG通讯接口各一路，负责与上位机通讯；负责单元相应的液晶的显示和按键处理。直流信号单元主控芯片为STC89C52，负责输出5路0"---5V与l路0～1．5V直流信号；通过旋钮可调节直流信号的幅值；负责单元相应的液晶显示幅值。怠速

3、步进电机驱动单元主控芯片是AT89C51，负责驱动汽车怠速步进电机，频率可调同时步进电机运动方向可以转换。信号计时单元主控芯片是AT89C52，负责对ECU输出喷油信号进行计时；负责显示模块显示喷油时间(毫秒级)。显示单元主要由一块带中文字库的FYDl2864．0402B液晶和二块1602液晶构成，带中文字库的FYDl2864—0402B液晶负责显示FPGA单元的内容；一块1602液晶主要是实时显示六路直流信号；另外一块1602液晶主要是显示喷油时间(毫秒级)。信号放大电路单元负责对FPGA单元输出的脉冲宽度调制信号进行放大使其能够驱动执行元件。上位机采用QuartusII和KeilUvisi

4、on2两种软件编程，可以显示和控制各种信号。该系统的编程语言有C语言和VHDL语言两种，程序采用模块化设计思路，程序的可读性好、可移植性强，大大提高了工作效率。该系统除了能够产生基本的发动机信号如霍尔式曲轴信号、磁电式曲轴信号、各种模拟量开关量信号和频率信号等，还能产生驱动汽车转速表、里程表、点火线圈、喷油器、EGR电磁阀等执行元件的脉冲信号；更重要的是系统可以计算出ECU给出的喷油时间，通过调节转速信号我们可以清晰的看到汽车在各个工况下的喷油时间。该系统已经过测试且独立装配完成，并与德尔福ECU联机调试，仪器模拟出来的传感器信号都能稳定工作。目前，发动机信号模拟仪器的使用，使得汽车发动机电控

5、系统的故障的诊断更为方便，ECU诊断工作也可以在虚拟车辆的环境下进行，大大方便了维修人员诊断，时间成本降低。关键词：汽车发动机；传感器；信号模拟；仪器lIDevelopmentoftheSimulationInstrumentforAutoEnginesignalsZuoWenlin(CollegeofEngineering，SouthChinaAgriculturalUniversity,Guangzhou510642)Abstract：Withtherapidgrowthofthecarquantityinourcountry，Continuousprogressofautomobilet

6、echnology，peoplehaveputforwardhigherrequirementforAutomobileMaintenance．IntheprocessofAutomobilemaintenance，themainmethodistheuseofinstrumentationtestingandsomevisualinspection．AwasteoftimetodiagnosisinthemaintenanceoftheCentralStandingCommitteeofautomotiveelectroniccontrolengineisduetothejudgeuncle

7、arautomotiveelectricalcontrolunit(ECU)failureoracarenginesensorfailure．So，itisVer)7importanttodevelopalowcostmulti-purposeengine—signalanaloginstrumentdiagnosticsofautomotiveelectroniccontrolenginefor