CN104675540A - 对汽车发动机转速进行精确控制的外部设备及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车领域，公开了一种对汽车发动机转速进行精确控制的外部设备及其控制方法。在本发明中，外部设备分别与汽车的曲轴位置传感器和汽车动力总成控制模块电连接；且控制方法包括以下步骤：外部设备对曲轴位置传感器输出的电信号进行采样，获取发动机的当前转速；外部设备比较当前转速与该外部设备中设定的期望转速；如果当前转速高于期望转速，则外部设备向汽车动力总成控制模块输出代表减少油门的信号；如果当前转速低于期望转速，则外部设备向汽车动力总成控制模块输出代表增加油门的信号。本发明解决了外部设备模拟电子油门直接向ECU发送油门控制信号时会出现的转速上浮问题。

Description

对汽车发动机转速进行精确控制的外部设备及其控制方法

技术领域

本发明涉及汽车领域，特别涉及一种对汽车发动机转速进行精确控制的外部设备及其控制方法。

背景技术

发动机转速的控制改装主要应用于车辆性能测试和学校或者培训机构教学培训中，是指使用者直接通过计算机或者手持终端等设备对车辆发动机的转速进行加减速操作。

当前对发动机转速进行改装的方案主要为机械式的改装，即用电机和推杆来机械式踩放油门踏板，从而实现对发动机转速的调节，这种方案需要在主驾驶座处进行机械改装，较为繁琐且改装成本较高，有些车型还需要对原车结构进行打孔破坏才能改装。此外，可通过向ECU(Electronic ControlUnit，汽车动力总成控制模块)发送虚拟信号来控制发动机的转速，但是，ECU会定期对接收的信号进行真伪检测，在检测到虚拟信号时发动机一直会加速，因此，该方法并不能精确稳定的控制发动机的转速。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对汽车发动机转速进行精确控制的外部设备及其控制方法，解决了外部设备模拟电子油门直接向ECU发送油门控制信号时会出现的转速上浮问题。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式公开了一种通过外部设备对汽车发动机转速进行精确控制的方法，外部设备分别与汽车的曲轴位置传感器和汽车动力总成控制模块电连接；

方法包括以下步骤：

外部设备对曲轴位置传感器输出的电信号进行采样，获取发动机的当前转速；

外部设备比较当前转速与该外部设备中设定的期望转速；

如果当前转速高于期望转速，则外部设备向汽车动力总成控制模块输出代表减少油门的信号；

如果当前转速低于期望转速，则外部设备向汽车动力总成控制模块输出代表增加油门的信号。

本发明的实施方式还公开了一种对汽车发动转速进行精确控制的外部设备，该外部设备分别与汽车的曲轴位置传感器和汽车动力总成控制模块电连接；且该外部设备包括：

采样模块，用于对曲轴位置传感器输出的电信号进行采样，获取发动机的当前转速；

比较模块，用于比较当前转速与该外部设备中设定的期望转速；

第一输出模块，用于在当前转速高于期望转速时，向汽车动力总成控制模块输出代表减少油门的信号；

第二输出模块，用于在当前转速低于期望转速时，向汽车动力总成控制模块输出代表增加油门的信号。

本发明实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于：

在外部设备中根据曲轴位置传感器的输出得到发动机当前转速，再与外部设备中设定的期望转速比较，以向汽车动力总成控制模块(ECU)输出油门控制信号，可以使用原本不属于汽车的外部设备方便、稳定而精确地控制汽车发动机的转速，解决了外部设备模拟电子油门直接向ECU发送油门控制信号时会出现的转速上浮问题，满足了汽车维修教学的需要。

进一步地，原本电子油门输出给ECU的电信号是以电压高低表示油门大小的，本申请的发明人发现使用PWM信号替代原本以电压高低表示的油门信号也可以达到同样的效果，只要以PWM信号的不同脉宽比对应不同高低的电压即可，因为PWM信号直接可以由处理器(如MCU等)生成，不需要额外增加的硬件，所以成本低，实现容易。

进一步地，外部设备输出两路电信号给ECU，在数值上一路是另一路的一半，以便两路信号相互校验，有较好的抗干扰性能。

附图说明

图1是本发明第一实施方式中一种通过外部设备对汽车发动机转速进行精确控制的方法的流程示意图；

图2是本发明第二实施方式中一种对汽车发动转速进行精确控制的外部设备的结构示意图。

具体实施方式

在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。

本发明第一实施方式涉及一种通过外部设备对汽车发动机转速进行精确控制的方法。图1是该通过外部设备对汽车发动机转速进行精确控制的方法的流程示意图。

具体地说，外部设备分别与汽车的曲轴位置传感器和汽车动力总成控制模块电连接。且该通过外部设备对汽车发动机转速进行精确控制的方法包括以下步骤：

在步骤101中，外部设备对曲轴位置传感器输出的电信号进行采样，获取发动机的当前转速。

可以理解，曲轴位置传感器输出代表曲轴位置变化情况的电信号，典型是方波或正弦波，通过对该电信号的采样和处理，即可得到发动机的当前转速。

此后进入步骤102，外部设备比较当前转速与该外部设备中设定的期望转速。其中，期望转速的设定方法有多种，可以是直接设定一个数值(如1500转)，也可以是拖动一个代表虚拟油门的图标，根据虚拟油门的位置来设定一个数值，等等。如果当前转速高于期望转速，则进入步骤103，执行完该步骤后返回上述步骤101；如果当前转速低于期望转速，则进入步骤104，执行完该步骤后返回上述步骤101；如果当前转速等于期望转速，则直接返回上述步骤101。

在步骤103中，外部设备向汽车动力总成控制模块输出代表减少油门的信号。

上述汽车动力总成控制模块(ECU)，又称“行车电脑”、“车载电脑”等。从用途上讲则是汽车专用微机控制器，也叫汽车专用单片机。它和普通的单片机一样，由微处理器(CPU)、存储器(ROM、RAM)、输入/输出接口(I/O)、模数转换器(A/D)以及整形、驱动等大规模集成电路组成。ECU的功用是根据其内存的程序和数据对空气流量计及各种传感器输入的信息进行运算、处理、判断，然后输出指令，向喷油器提供一定宽度的电脉冲信号以控制喷油量。ECU由微型计算机、输入、输出及控制电路等组成。

在步骤104中，外部设备向汽车动力总成控制模块输出代表增加油门的信号。

可以理解，通过循环执行上述步骤101至103(或104)，可实时根据比较后的差值大小来设定是增大转速还是降低转速，从而逐步减少当前转速与期望转速的差值，将当前转速控制在某一与期望转速偏差较小的范围内或精确控制在某一转速值。

原本电子油门输出给ECU的电信号是以电压高低表示油门大小的，本申请的发明人发现使用PWM信号替代原本以电压高低表示的油门信号也可以达到同样的效果，只要以PWM信号的不同脉宽比对应不同高低的电压即可，因为PWM信号直接可以由处理器(如MCU等)生成，不需要额外增加的硬件，所以成本低，实现容易。例如，在本发明的一优选例中，代表减少油门的信号和代表增加油门的信号是脉冲宽度调制(PWM)信号。代表减少油门的信号的脉宽比低于当前油门信号的脉宽比。代表增加油门的信号的脉宽比高于当前油门信号的脉宽比。

此外，可以理解，也可以使用能够将电信号转换为电阻值的芯片，通过一个分压电路向ECU输出可变的电压值，以此作为增加或减少油门的信号。

在本发明的一优选例中，上述外部设备和汽车动力总成控制模块电连接包括两路电信号，在数值上一路是另一路的一半。其中，在数值上一路是另一路的一半是指一路的电压值是另一路的一半，或者一路的脉宽比是另一路的一半。由于外部设备输出两路电信号给ECU，在数值上一路是另一路的一半，可方便两路信号相互校验，有较好的抗干扰性能。

此外，可以理解，对于不同的汽车，外部设备和ECU电连接的电信号数目和相对比例关系可能是不同的。

在本发明中，外部设备可以是个人计算机，也可以是手持终端。

此外，可以理解，手持终端可以是专用的终端设备，也可以是在通用的手机、平板电脑的基础上外加一些软、硬件组成。例如，可以有一个以MCU为核心的装置，该装置与一个手机通过USB或Wifi、蓝牙等方式连接，通过手机上的应用软件(APP)对MCU进行控制(包括设定期望转速等)，并根据需要显示来自MCU的信息(如当前转速，输出给ECU的电压值等)。

在外部设备中根据曲轴位置传感器的输出得到发动机当前转速，再与外部设备中设定的期望转速比较，以向汽车动力总成控制模块(ECU)输出油门控制信号，可以使用原本不属于汽车的外部设备方便、稳定而精确地控制汽车发动机的转速，解决了外部设备模拟电子油门直接向ECU发送油门控制信号时会出现的转速上浮问题，满足了汽车维修教学的需要。

本发明的各方法实施方式均可以以软件、硬件、固件等方式实现。不管本发明是以软件、硬件、还是固件方式实现，指令代码都可以存储在任何类型的计算机可访问的存储器中(例如永久的或者可修改的，易失性的或者非易失性的，固态的或者非固态的，固定的或者可更换的介质等等)。同样，存储器可以例如是可编程阵列逻辑(Programmable Array Logic，简称“PAL”)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称“RAM”)、可编程只读存储器(Programmable Read Only Memory，简称“PROM”)、只读存储器(Read-Only Memory，简称“ROM”)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable ROM，简称“EEPROM”)、磁盘、光盘、数字通用光盘(Digital Versatile Disc，简称“DVD”)等等。

本发明第二实施方式涉及一种对汽车发动转速进行精确控制的外部设备。图2是该对汽车发动转速进行精确控制的外部设备的结构示意图。

具体地说，该外部设备分别与汽车的曲轴位置传感器和汽车动力总成控制模块电连接。如图2所示，该外部设备包括：

采样模块，用于对曲轴位置传感器输出的电信号进行采样，获取发动机的当前转速。

比较模块，用于比较当前转速与该外部设备中设定的期望转速。

第一输出模块，用于在当前转速高于期望转速时，向汽车动力总成控制模块输出代表减少油门的信号。

第二输出模块，用于在当前转速低于期望转速时，向汽车动力总成控制模块输出代表增加油门的信号。

在本发明的一优选例中，代表减少油门的信号和代表增加油门的信号是脉冲宽度调制信号。代表减少油门的信号的脉宽比低于当前油门信号的脉宽比。代表增加油门的信号的脉宽比高于当前油门信号的脉宽比。

在本发明的另一优选例中，上述外部设备和汽车动力总成控制模块电连接包括两路电信号，在数值上一路是另一路的一半。

在本发明中，外部设备可以是个人计算机，也可以是手持终端。

第一实施方式是与本实施方式相对应的方法实施方式，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。

需要说明的是，本发明各设备实施方式中提到的各模块都是逻辑模块，在物理上，一个逻辑模块可以是一个物理模块，也可以是一个物理模块的一部分，还可以以多个物理模块的组合实现，这些逻辑模块本身的物理实现方式并不是最重要的，这些逻辑模块所实现的功能的组合才是解决本发明所提出的技术问题的关键。此外，为了突出本发明的创新部分，本发明上述各设备实施方式并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的模块引入，这并不表明上述设备实施方式并不存在其它的模块。

需要说明的是，在本专利的权利要求和说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种通过外部设备对汽车发动机转速进行精确控制的方法，其特征在于，所述外部设备分别与汽车的曲轴位置传感器和汽车动力总成控制模块电连接；

所述方法包括以下步骤：

所述外部设备对所述曲轴位置传感器输出的电信号进行采样，获取发动机的当前转速；

所述外部设备比较当前转速与该外部设备中设定的期望转速；

如果当前转速高于期望转速，则所述外部设备向所述汽车动力总成控制模块输出代表减少油门的信号；

如果当前转速低于期望转速，则所述外部设备向所述汽车动力总成控制模块输出代表增加油门的信号。

2.根据权利要求1所述的通过外部设备对汽车发动机转速进行精确控制的方法，其特征在于，所述代表减少油门的信号和所述代表增加油门的信号是脉冲宽度调制信号；

所述代表减少油门的信号的脉宽比低于当前油门信号的脉宽比；

所述代表增加油门的信号的脉宽比高于当前油门信号的脉宽比。

3.根据权利要求1所述的通过外部设备对汽车发动机转速进行精确控制的方法，其特征在于，所述外部设备和汽车动力总成控制模块电连接包括两路电信号，在数值上一路是另一路的一半。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的通过外部设备对汽车发动机转速进行精确控制的方法，其特征在于，所述外部设备是个人计算机。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的通过外部设备对汽车发动机转速进行精确控制的方法，其特征在于，所述外部设备是手持终端。

6.一种对汽车发动转速进行精确控制的外部设备，其特征在于，该外部设备分别与汽车的曲轴位置传感器和汽车动力总成控制模块电连接；且该外部设备包括：

采样模块，用于对所述曲轴位置传感器输出的电信号进行采样，获取发动机的当前转速；

比较模块，用于比较当前转速与该外部设备中设定的期望转速；

第一输出模块，用于在当前转速高于期望转速时，向所述汽车动力总成控制模块输出代表减少油门的信号；

第二输出模块，用于在当前转速低于期望转速时，向所述汽车动力总成控制模块输出代表增加油门的信号。

7.根据权利要求6所述的对汽车发动转速进行精确控制的外部设备，其特征在于，所述代表减少油门的信号和所述代表增加油门的信号是脉冲宽度调制信号；

所述代表减少油门的信号的脉宽比低于当前油门信号的脉宽比；

所述代表增加油门的信号的脉宽比高于当前油门信号的脉宽比。

8.根据权利要求6所述的对汽车发动转速进行精确控制的外部设备，其特征在于，该外部设备和汽车动力总成控制模块电连接包括两路电信号，在数值上一路是另一路的一半。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的对汽车发动转速进行精确控制的外部设备，其特征在于，该外部设备是个人计算机。

10.根据权利要求6至8中任一项所述的对汽车发动转速进行精确控制的外部设备，其特征在于，该外部设备是手持终端。