CN104089777A - 发动机台架自动标定系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发动机台架自动标定系统，它包括数据库单元、工况读写单元、监测数据读写单元、存储单元、CAN通信接口和监控单元：数据库单元用于预存储控制发动机不同工况点工作状态的控制信号；工况读写单元用于从数据库单元中读取发动机的每个工况点的工作状态的控制信号，并且将读取的该点的发动机工作状态的控制信号写入标定软件；监测数据读写单元用于从台架系统中读取发动机处于不同工况点时的工作状态的测试信号，以及将读取的测试信号写入存储单元；存储单元用于存储发动机的每个工况点的工作状态的控制信号，以及对应的测试信号和功耗值；CAN通信接口用于连接外围设备的；监控单元用于描述测试过程中的超限报警和警告处置功能。
Description
技术领域
本发明涉及一种发动机台架测试设备，具体来说，涉及一种使用更加方便，可以极大节省人力和时间，可以实现发动机所有工况点自动遍历的发动机台架自动标定系统。
背景技术
为了满足日益严格的油耗和排放法规，汽车企业都运用了越来越多的新技术到到发动机上，例如涡轮增压技术、可变气门正时技术、可变气门升程技术和多次喷射技术等，因此发动机控制变得越来越复杂，而为了取得发动机的最优性能，必须对这些控制参数进行精细的标定。发动机台架标定就是运用一定的试验方法学在发动机台架上对发动机进行测试，这些测试需要调节发动机的控制参数，并进行测量，最后通过测量结果选择最优的控制参数，并计算出ECU(发动机控制器)内部的控制MAP图。
目前的发动机台架标定主要分为试验设计、台架数据测试、数据分析、ECU内部MAP计算和再次测试验证五个阶段，其中，试验设计简称为DOE(design of experiment)，为了寻找发动机的最优控制参数，可以将发动机的控制参数进行维度组合，例如发动机有四个控制参数(转速、负荷、点火角、喷油量)，而要控制发动机最优的油耗效果，可以测试转速(15个点)×负荷(10个点)×点火角(10个点)×喷油量(5个点)共7500个点，而这种测试需要耗费大量的台架测试时间。
发明内容
针对以上的不足，本发明提供了一种使用更加方便，可以极大节省人力和时间，可以实现发动机所有工况点自动遍历的发动机台架自动标定系统，它包括：
数据库单元，用于预存储控制发动机处于不同工况点时的工作状态的控制信号；
工况读写单元，用于从数据库单元中逐个读取发动机的每个工况点的工作状态的控制信号，并且将读取的该点的发动机工作状态的控制信号写入标定软件；
监测数据读写单元，用于从台架系统中读取发动机处于不同工况点时的工作状态的测试信号，以及将读取的测试信号写入存储单元；
存储单元，用于存储发动机的每个工况点的工作状态的控制信号，以及对应的测试信号和功耗值。
为了进一步实现本发明，所述发动机工作状态的控制信号包括VVT角度值、进气歧管的压力值、发动机转速值和点火角度值。
为了进一步实现本发明，所述工况读写单元按照遍历的方式，将发动机每个工况点的工作状态的控制信号读取一次。
为了进一步实现本发明，所述工况读写单元与标定软件之间采用INCA-COM进行通讯。
为了进一步实现本发明，所述发动机的工作状态的测试信号包括耗油量值、尾气温度值和发动机爆震强烈值。
为了进一步实现本发明，所述监测数据读写单元与台架系统之间通过ASAM-3MC协议进行通讯。
为了进一步实现本发明，它还包括用于连接外围设备的CAN通信接口。
为了进一步实现本发明，它提供流程图的形式或者Python脚本的形式，或者两者的结合。
为了进一步实现本发明，还包括描述测试过程中的超限报警和警告处置功能的监控单元。
本发明的有益效果：本发明的发动机台架自动标定系统运行数据的方法建立发动机控制参数与优化目标之间的数学模型，而减少台架测试工况点的目的，可以自动完成发动机台架标定的测试过程，大大缩短了台架标定的时间，提高了自动测试的精度，并节省人力资源。
附图说明
图1为本发明的发动机台架自动标定系统的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步阐述。
如图1所示，本发明的发动机台架自动标定系统包括数据库单元11、工况读写单元12、监测数据读写单元13、存储单元14、CAN通信接口15和监控单元16，其中，
数据库单元11用于预存储控制发动机21处于不同工况点时的工作状态的控制信号，发动机21工作状态的控制信号一般包括VVT角度值、进气歧管的压力值、发动机转速值和点火角度值。其中，发动机21工作状态的控制信号可以根据测试人员预先定义的数据录入存储，以供其它单元调用而驱动发动机21按照该工作状态的控制信号进行工作，例如台架标定过程中，常规发动机21的VVT角度变化范围在0度至50度之间，如果按照5度一个工况点进行VVT角度的调整，则需要测试11个工况点；增压发动机21的进气歧管的压力可以从200hpa增加到1800hpa，如果按照每100hpa一个工况点进行进气歧管的压力调节，则需要测试17个工况点；发动机21的转速范围一般从1000r/min到6000r/min，如果按照每500r/min一个工况点进行发动机转速调节，则需要测试11个工况点；发动机21的点火角度变化范围在0度至50度之间，如果按照5度一个工况点进行点火角度的调整，则需要测试11个工况点。因此，对于装有进气VVT和排气VVT的增压发动机21来讲，要测试所有可能的VVT组合，需要测试的工况点数量为11×17×11×11＝22627种组合。
工况读写单元12一方面从数据库单元11中逐个读取发动机21的每个工况点的工作状态的控制信号，另一方面，工况读写单元12将读取的该点的发动机21工作状态的控制信号写入标定软件22中，标定软件22根据被写入的发动机21工作状态的控制信号控制发动机控制器23，从而利用发动机控制器23驱动发动机21按照该点的控制信号进行工作。工况读写单元12按照遍历的方式，将发动机21每个工况点的工作状态的控制信号读取一次，以便于记录发动机21相对完整的工作状态的信息。工况读写单元12提供INCA-COM通信接口，即工况读写单元12与标定软件22(INCA)之间采用INCA-COM进行通讯，INCA是ETAS公司的一款标定软件，INCA已经基本成为国际通用的ECU标定软件，INCA能够修改ECU参数、测量ECU变量，ECU是发动机控制器的简称，INCA-COM协议是INCA软件的一个插件，它允许第三方的软件访问INCA，达到人工操作INCA的所有功能。
监测数据读写单元13一方面从台架系统24中读取发动机21处于不同工况点时的工作状态的测试信号，另一方面将读取的测试信号写入存储单元14。其中，发动机21的工作状态的测试信号包括耗油量值、尾气温度值和发动机爆震强度值，根据发动机21的耗油量值、尾气温度值和发动机爆震强烈值可以基本评估出发动机的稳定性。监测数据读写单元13提供ASAM-3MC通信接口，即监测数据读写单元13与台架系统24之间通过ASAM-3MC协议进行通讯，ASAM-3MC协议支持以太网和RS232物理层的传输介质。
存储单元14用于存储发动机21的每个工况点的工作状态的控制信号，以及对应的测试信号和功耗值，以供其它设备调用或者读取。
CAN通信接口15用于连接外围设备，CAN通信接口15支持CAN通讯，能够连接任何支持CAN通讯的外部设备，例如燃烧分析仪，这方便用户扩展本发明的功能。
监控单元16独立与主流程之外，用户可以在监控单元16中描述测试过程中的超限报警和警告处置功能，以提高测试过程的安全性，例如可以监控发动机排温或发动机爆震强烈程度等，在被监控对象达到一定限值时，可以执行相应的安全控制操作。
在汽车发动机的台架标定过程中，测量设备25用于实时监测发动机21的工作状态，以获取发动机21处于不同工况点时的工作状态的对应的测试信号，其中，测量设备25一般包括流量传感器、温度传感器和爆震传感器，耗油量值通过安装于发动机21的进油管内的液体流量传感器获取对应的流量值，尾气温度值通过安装于汽车排气管内的温度传感器获取对应的温度值，发动机爆震强烈值通过安装于发动机上的爆震传感器获取对应的爆震强度值；测功机26用于通过它来读取发动机21的动力输出数值，同时通过控制系统来对发动机21施加相应的负荷；台架控制单元27驱动台架系统24对发动机21进行控制；台架系统24用于对发动机21的工作状态进行控制、测量显示和数据记录。
本发明还它提供流程图的形式或者Python脚本的形式，或者两者的结合，以减少流程图的复杂度，同时可以封装调用测试过的共用测试逻辑算法，本发明的Python脚本可以实现流程图中的所有功能，也可以作为图形化测试流程的一个子模块。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明并不局限于上述实施方式，在实施过程中可能存在局部微小的结构改动，如果对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，且属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型。
Claims (9)
1.一种发动机台架自动标定系统，其特征在于，它包括：
数据库单元(11)，用于预存储控制发动机(21)处于不同工况点时的工作状态的控制信号；
工况读写单元(12)，用于从数据库单元(11)中逐个读取发动机(21)的每个工况点的工作状态的控制信号，并且将读取的该点的发动机(21)工作状态的控制信号写入标定软件(22)；
监测数据读写单元(13)，用于从台架系统(24)中读取发动机(21)处于不同工况点时的工作状态的测试信号，以及将读取的测试信号写入存储单元(14)；
存储单元(14)，用于存储发动机(21)的每个工况点的工作状态的控制信号，以及对应的测试信号和功耗值。
2.根据权利要求1所述的发动机台架自动标定系统，其特征在于，所述发动机(21)工作状态的控制信号包括VVT角度值、进气歧管的压力值、发动机转速值和点火角度值。
3.根据权利要求1所述的发动机台架自动标定系统，其特征在于，所述工况读写单元(12)按照遍历的方式，将发动机(21)每个工况点的工作状态的控制信号读取一次。
4.根据权利要求1所述的发动机台架自动标定系统，其特征在于，所述工况读写单元(12)与标定软件(22)之间采用INCA-COM进行通讯。
5.根据权利要求1所述的发动机台架自动标定系统，其特征在于，所述发动机(21)的工作状态的测试信号包括耗油量值、尾气温度值和发动机爆震强烈值。
6.根据权利要求1所述的发动机台架自动标定系统，其特征在于，所述监测数据读写单元(13)与台架系统(24)之间通过ASAM-3MC协议进行通讯。
7.根据权利要求1所述的发动机台架自动标定系统，其特征在于，它还包括用于连接外围设备的CAN通信接口(15)。
8.根据权利要求1所述的发动机台架自动标定系统，其特征在于，它提供流程图的形式或者Python脚本的形式，或者两者的结合。
9.根据权利要求1所述的发动机台架自动标定系统，其特征在于，还包括描述测试过程中的超限报警和警告处置功能的监控单元。
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