CN204557081U - 一种发动机静态信号仿真器和仿真平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种发动机静态信号仿真器和仿真平台，发动机静态信号仿真器与需要测试的电子控制单元相连，包括背板、电源板、模拟信号板、传感器信号板、数字信号板和适配板，电源板的输入端与背板相连，输出端分别与模拟信号板、传感器信号板和数字信号板对应的通讯接口相连，模拟信号板的第一端、传感器信号板的第一端和数字信号板的第一端分别与背板相连，模拟信号板的第二端、传感器信号板的第二端和数字信号板的第二端通过适配板与电子控制单元相连。本实用新型能够模拟电子控制单元需要的各种传感器的信号，同时也能采集电子控制单元输出的执行器信号，满足电子控制单元测试的需求，且增加了测试的灵活性。

Description

一种发动机静态信号仿真器和仿真平台

技术领域

本实用新型涉及汽车电子测试领域，具体涉及一种发动机静态信号仿真器和仿真平台。

背景技术

随着汽车行业的迅速发展，对汽车发动机的需求也与日俱增，发动机的动力性和经济性能成为衡量发动机的一个重要指标。而发动机的电子控制单元(Electronic Control Unit，简称ECU)是提高提高发动机的动力性和经济性的关键，因此，对发动机ECU进行准确的调试和充分的测试显得非常重要。

现有技术中对发动机ECU进行测试时，一般是通过普通的信号发生器或者搭建简单的电路为发动机ECU提供基本的传感器信号，同时用示波器察看ECU输出的信号从而达到对发动机ECU进行测试的目的。

但是现有的对发动机ECU进行测试的方法，由于普通的信号发生器不能模拟发动机ECU需要的各种传感器信号，例如曲轴传感器信号和凸轮轴传感器信号等，因而存在很大的局限性，且不能实现多种工况的模拟，测试方法不够灵活。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种发动机静态信号仿真器和仿真平台，以解决普通的信号发生器不能模拟发送机电子控制单元需要的各种传感器信号以及测试方法不灵活的问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种发动机静态信号仿真器，所述发动机静态信号仿真器与需要测试的电子控制单元相连，其特征在于，所述发动机静态信号仿真器包括背板、电源板、模拟信号板、传感器信号板、数字信号板和适配板，其中，所述背板包括通讯接口；

所述电源板的输入端与所述背板相连，所述电源板的输出端分别与所述模拟信号板、传感器信号板和数字信号板对应的通讯接口相连；

所述模拟信号板的第一端、传感器信号板的第一端和数字信号板的第一端分别与所述背板相连；

所述模拟信号板的第二端、传感器信号板的第二端和数字信号板的第二端分别通过所述适配板与所述电子控制单元相连。

进一步地，所述模拟信号板包括多个模拟信号采集通道和多个模拟信号输出通道。

进一步地，所述传感器信号板包括多个传感器信号采集通道和多个传感器信号输出通道。

进一步地，所述数字信号板包括多个数字信号采集通道、多个数字信号输出通道、多个脉冲宽度调制信号输入通道和多个脉冲宽度调制信号输出通道。

进一步地，还包括旋钮和显示屏，所述旋钮和所述显示屏分别与所述背板相连。

进一步地，还包括旋钮和显示屏控制板，所述旋钮和所述显示屏通过所述旋钮和显示屏控制板与所述背板相连。

进一步地，还包括电源模块，所述电源模块的第一输出端与所述电子控制单元相连。

进一步地，还包括多个继电器，多个所述继电器的控制端与所述数字信号板的第三端相连，多个所述继电器的常开端与所述电源模块的第二输出端相连，多个所述继电器的输出端与所述电子控制单元相连。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种发动机静态信号仿真平台，包括发动机静态信号仿真器、上位机和电子控制单元，其中，

所述发动机静态信号仿真器为第一方面所述的发动机静态信号仿真器；

所述上位机通过所述背板与所述发动机静态信号仿真器相连；

所述电子控制单元包括电子控制单元接插件，所述电子控制单元通过所述电子控制单元接插件与所述发动机静态信号仿真器相连。

本实用新型实施例提供的发动机静态信号仿真器和仿真平台，通过在发动机静态信号仿真器内设置模拟信号板、传感器信号板和数字信号板，能够模拟发动机电子控制单元需要的各种传感器的信号，同时也能采集发动机电子控制单元输出的执行器信号，满足发动机电子控制单元测试的需求，且增加了测试的灵活性。

附图说明

图1是本实用新型第一实施例中的发动机静态信号仿真器的结构图；

图2是本实用新型第二实施例中的发动机静态信号仿真平台的示意图；

图3是本实用新型第二实施例中的发动机静态信号仿真平台的结构图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部内容。

在图1中示出了本实用新型的第一实施例。

图1是本实用新型第一实施例中的发动机静态信号仿真器的结构图。如图1所示，所述发动机静态信号仿真器与需要测试的电子控制单元2相连，所述发动机静态信号仿真器包括背板101、电源板102、模拟信号板103、传感器信号板104、数字信号板105和适配板106，其中，所述背板101包括通讯接口(例如：图1中的通讯接口c1、c2和c3)。

电源板102的输入端与所述背板101相连，具体来说，所述背板101上具有电源接口a，通过所述电源接口a，将交流电输入端到所述电源板102，所述交流电可以为220V交流电，电源板102的输出端分别与所述模拟信号板103对应的通讯接口c1、传感器信号板104对应的通讯接口c2和数字信号板105对应的通讯接口c3相连，所述电源板102用于将接收到的交流电通过模拟信号板103对应的通讯接口c1、传感器信号板104对应的通讯接口c2以及数字信号板105对应的通讯接口c3分别转换为适合模拟信号板103、传感器信号板104和数字信号板105工作的电压。在本实施例中，所述通讯接口可以为异步串行接口。

需要说明的是，本实施例仅是一个具体事例，第一实施例提供的发动机静态信号仿真器中背板101上的通讯接口并不限制于三个，本实用新型对所述通讯接口的数目不做限定。

所述模拟信号板103的第一端、传感器信号板104的第一端和数字信号板105的第一端分别与所述背板101相连。具体来说，所述模拟信号板103包括模拟信号板接插件，所述模拟信号板103的第一端通过模拟信号板接插件与所述背板101相连，所述传感器信号板104包括传感器信号板接插件，所述传感器信号板104的第一端通过传感器信号板接插件与所述背板101相连，所述数字信号板105包括数字信号板接插件，所述数字信号板105的第一端通过数字信号板接插件与所述背板101相连。

所述模拟信号板103包括多个模拟信号采集通道和多个模拟信号输出通道，所述传感器信号板104包括多个传感器信号采集通道和多个传感器信号输出通道，所述传感器信号板104用于模拟传感器信号和采集执行器信号，能够产生除模拟信号和数字信号以外的正弦信号、余弦信号或缺齿信号等等，其中，所述传感器信号包括但不限制于：磁电式的曲轴传感器信号和凸轮轴传感器信号、霍尔式的曲轴传感器信号和凸轮轴传感器信号或爆震传感器信号等，其中，所述爆震传感器信号是震荡衰减的信号，所述传感器信号板能够模拟该震荡衰减的信号。所述执行器信号包括但不限制于：喷油信号和点火信号等。所述数字信号板105包括多个数字信号采集通道、多个数字信号输出通道、多个脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，简称PWM)信号输入通道和多个脉冲宽度调制信号输出通道。

所述模拟信号板103的第二端、传感器信号板104的第二端和数字信号板105的第二端分别通过所述适配板106与所述电子控制单元2相连。具体地，所述模拟信号板103的第二端、传感器信号板104的第二端和数字信号板105的第二端分别通过排线与所述适配板106相连，所述电子控制单元2包括电子控制单元的接插件，所述适配板106通过线束与所述电子控制单元的接插件相连，从而将模拟信号板103、传感器信号板104和数字信号板105输出的信号映射到所述电子控制单元的接插件上。

优选的，所述发动机静态信号仿真器还包括旋钮107和显示屏108，所述显示屏108可以是液晶显示屏108，所述旋钮107和所述显示屏108分别与背板101相连，具体地，所述旋钮107和所述显示屏108可通过发动机静态信号仿真器内的旋钮和显示屏控制板109与所述背板101相连。

优选的，所述发动机静态信号仿真器还包括电源模块110，所述电源模块110的电压大小可以为被测电子控制单元所需要的电压值，例如：所述电源模块110的电压大小可以为12V，所述电源模块110的第一输出端与所述电子控制单元的接插件相连。用于为所述电子控制单元2提供工作电压。

优选的，所述发动机静态信号仿真器还包括多个继电器111，多个所述继电器111的控制端与所述数字信号板105的第三端相连，所述数字信号板105的第三端为所述数字信号板的输出端，多个所述继电器111的常开端与所述电源模块110的第二输出端相连，多个所述继电器111的输出端与所述电子控制单元的接插件相连。通过数字信号板105输出的数字信号来控制每个继电器111的切换，实现发动机电子控制单元2的分时上电，从而模拟实车上的常电继电器111(KL30)、点火继电器111(KL15)和主继电器111(KL87)等。

所述发动机静态信号仿真器还包括箱体，所述箱体可采用工业标准3U，1/219英寸机箱，组装时采用插卡式结构。所述旋钮107和显示屏108设置在机箱的壳体上，所述旋钮和显示屏控制板109、背板101、电源板102、模拟信号板103、传感器信号板104、数字信号板105、电源模块110、继电器111和适配板106设置在箱体内部。

本实施例提供的发动机静态信号仿真器的工作过程如下：

发动机电子控制系统一般包括发动机静态信号仿真器、发动机电子控制单元和执行器(未图示)，其中，所述发动机静态信号仿真器用于产生模拟信号、传感器信号或数字信号并输出到所述电子控制单元2，所述电子控制单元2接收所述模拟信号、传感器信号和数字信号并进行处理后得到驱动信号输出到所述执行器，所述执行器根据所述驱动信号进行相应的操作，所述发动机静态信号仿真器还用于采集所述电子控制单元2输出的驱动信号进行采集，将采集到的信号通过所述背板处理后在所述显示屏上进行显示。

具体地，发动机静态信号仿真器上的旋钮107接收用户输入的操作指令，当所述操作指令为产生信号的指令时，通过旋钮和显示屏控制板109将用户输入的操作指令传输到所述背板101，所述背板101对所述操作指令进行解析，所述模拟信号板103、传感器信号板104和数字信号板105根据解析后的操作指令进行相应的操作。例如：当所述操作指令为产生曲轴传感器信号的指令时，所述传感器信号板104曲轴传感器信号并通过适配板106传输到电子控制单元2，电子控制单元2接收发动机静态信号仿真器输出的曲轴传感器信号进行运算、分析、处理和存储后转变成相应的驱动信号传输到执行器，执行器根据所述驱动信号进行相应操作，从而提高汽车的动力性、经济性和减少尾气排放；当所述操作指令为采集信号的指令时，相应的功能板卡(模拟信号板103、传感器信号板104和数字信号板105)对电子控制单元2输出的信号进行采集，并将所述采集结果通过所述背板101返回到显示屏108。例如：当所述操作指令为采集喷油信号的指令时，所述传感器信号板104采集执行器的喷油信号，将采集到的喷油信号传输到背板101，背板101对所述喷油信号进行解析后输出到所述显示屏108，并通过所述显示屏108显示参数，从而实现对发动机的电子控制单元2的功能进行测试。

本实用新型实施例提供的发动机静态信号仿真器，通过在发动机静态信号仿真器内设置模拟信号板、传感器信号板和数字信号板，能够模拟发动机电子控制单元需要的各种传感器的信号，同时也能采集发动机电子控制单元输出的执行器信号，能够模拟各种工况，满足发动机电子控制单元测试的需求，且增加了测试的灵活性。

在图2中示出了本实用新型的第二实施例

图2是本实用新型第二实施例中的发动机静态信号仿真平台的示意图。如图2所示，所述发动机静态信号仿真平台包括发动机静态信号仿真器1、上位机3和电子控制单元2。

所述上位机3与所述发动机静态信号仿真器1相连，所述电子控制单元2与所述发动机静态信号仿真器1相连。具体来说，所述上位机3通过所述发动机静态信号仿真器的背板101上的以太网接口b与所述发动机静态信号仿真器相连。

具体地，图3是本实用新型第二实施例中发动机静态信号仿真平台的结构图，如图3所示，所述发动机静态信号仿真器包括背板101、电源板102、模拟信号板103、传感器信号板104、数字信号板105和适配板106，其中，所述背板101包括通讯接口(图3中所示的通讯接口c1、c2和c3)，所述电源板102的输入端与所述背板101相连，所述电源板102的输出端分别与模拟信号板103对应的通讯接口c1、传感器信号板104对应的通讯接口c2和数字信号板105对应的通讯接口c3相连，所述模拟信号板103的第一端、传感器信号板104的第一端和数字信号板105的第一端分别与所述背板101相连，具体地，所述模拟信号板103包括模拟信号板接插件，所述模拟信号板103的第一端通过模拟信号板接插件与所述背板101相连，所述传感器信号板104包括传感器信号板接插件，所述传感器信号板104的第一端通过传感器信号板接插件与所述背板101相连，所述数字信号板105包括数字信号板接插件，所述数字信号板105的第一端通过数字信号板接插件与所述背板101相连。所述模拟信号板103的第二端、传感器信号板104的第二端和数字信号板105的第二端分别通过所述适配板106与所述电子控制单元2相连。具体地，所述模拟信号板103的第二端、传感器信号板104的第二端和数字信号板105的第二端通过排线与所述适配板106相连，所述电子控制单元2包括电子控制单元接插件，所述适配板通过线束与所述电子控制单元的接插件相连。所述模拟信号板103包括多个模拟信号采集通道和多个模拟信号输出通道，所述传感器信号板104包括多个传感器信号采集通道和多个传感器信号输出通道，所述数字信号板105包括多个数字信号采集通道，多个数字信号输出通道、多个脉冲宽度调制信号输入通道和多个脉冲宽度调制信号输出通道。

优选的，所述发动机静态信号仿真器还包括旋钮107和显示屏108，所述旋钮107和所述显示屏108分别通过旋钮和显示屏控制板109与所述背板101相连。所述发动机静态信号仿真器还可包括电源模块110和多个继电器111，所述电源模块110的第一输出端与所述电子控制单元2相连，多个所述继电器111的控制端与所述数字信号板105的第三端相连，所述数字信号板105的第三端为数字信号板105的输出端，多个所述继电器111的常开端与所述电源模块110的第二输出端相连，多个所述继电器111的输出端与所述电子控制单元2相连。

通过数字信号板105的输出的数字信号来控制每个继电器111的切换，实现发动机电子控制单元2的分时上电，从而模拟实车上的常电继电器111(KL30)、点火继电器111(KL15)和主继电器111(KL87)等。

所述发动机静态信号仿真器还包括箱体，所述箱体可采用工业标准3U，1/219英寸机箱，组装时采用插卡式结构。所述旋钮107和显示屏108设置在机箱的壳体上，所述旋钮107和显示屏108控制板、背板101、电源板102、模拟信号板103、传感器信号板104、数字信号板105、电源模块110、继电器111和适配板106设置在箱体内部。

本实施例提供的发动机静态信号仿真平台的工作过程如下：

所述上位机3中配置有与所述电子控制单元2配套的软件，通过所述软件能够进行信号设置和运行测试序列。所述旋钮107或所述上位机3接收用户输入的操作指令，当所述操作指令为产生信号的指令时，所述背板101对接收到的指令进行解析后传输到相应的功能板(模拟信号板103、传感器信号板104和数字信号板105)，所述功能板根据解析后的操作指令进行相应的操作。例如：当所述操作指令为产生水温信号的指令时，所述背板101对操作指令进行解析，所述模拟信号板103根据解析后的操作指令产生水温信号，并将所述水温信号通过适配板106传输到电子控制单元2，电子控制单元2接收所述水温信号进行运算、分析、处理和存储后转变为相应的驱动信号传输到执行器，执行器根据所述驱动信号进行相应的操作，从而提高汽车的动力性、经济性和减少尾气排放；当所述操作指令为采集信号的指令时，相应的功能板卡(模拟信号板103、传感器信号板104和数字信号板105)对电子控制单元2输出的信号进行采集，并将所述采集结果通过所述背板101返回到显示屏108或上位机3中。例如：当所述操作指令为采集水温信号的指令时，所述模拟信号板103采集执行器的水温信号，将采集到的水温信号传输到背板101，背板101对所述采集到的水温信号进行解析后传输到所述显示屏108或上位机3中，并通过显示屏108或上位机3显示所述采集结果，从而实现对发动机的电子控制单元2的功能进行测试。

本实用新型实施例提供的发动机静态信号仿真平台，所述发动机静态信号仿真器既能够单独使用，也可以配合上位机对发动机电子控制单元进行测试，通过在发动机静态信号仿真器内设置模拟信号板、传感器信号板和数字信号板，能够模拟发动机电子控制单元需要的各种传感器的信号，同时也能采集发动机电子控制单元输出的执行器信号，满足发动机电子控制单元测试的需求，且增加了测试的灵活性。

值得注意的是，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的构思和原则的前提下所做的等同变化、修改与结合，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种发动机静态信号仿真器，所述发动机静态信号仿真器与需要测试的电子控制单元相连，其特征在于，所述发动机静态信号仿真器包括背板、电源板、模拟信号板、传感器信号板、数字信号板和适配板，其中，所述背板包括通讯接口；

所述电源板的输入端与所述背板相连，所述电源板的输出端分别与所述模拟信号板、传感器信号板和数字信号板对应的通讯接口相连；

所述模拟信号板的第一端、传感器信号板的第一端和数字信号板的第一端分别与所述背板相连；

所述模拟信号板的第二端、传感器信号板的第二端和数字信号板的第二端分别通过所述适配板与所述电子控制单元相连。

2.根据权利要求1所述的发动机静态信号仿真器，其特征在于，所述模拟信号板包括多个模拟信号采集通道和多个模拟信号输出通道。

3.根据权利要求1所述的发动机静态信号仿真器，其特征在于，所述传感器信号板包括多个传感器信号采集通道和多个传感器信号输出通道。

4.根据权利要求1所述的发动机静态信号仿真器，其特征在于，所述数字信号板包括多个数字信号采集通道、多个数字信号输出通道、多个脉冲宽度调制信号输入通道和多个脉冲宽度调制信号输出通道。

5.根据权利要求1所述的发动机静态信号仿真器，其特征在于，还包括旋钮和显示屏，所述旋钮和所述显示屏分别与所述背板相连。

6.根据权利要求5所述的发动机静态信号仿真器，其特征在于，还包括旋钮和显示屏控制板，所述旋钮和所述显示屏通过所述旋钮和显示屏控制板与所述背板相连。

7.根据权利要求1所述的发动机静态信号仿真器，其特征在于，还包括电源模块，所述电源模块的第一输出端与所述电子控制单元相连。

8.根据权利要求7所述的发动机静态信号仿真器，其特征在于，还包括多个继电器，多个所述继电器的控制端与所述数字信号板的第三端相连，多个所述继电器的常开端与所述电源模块的第二输出端相连，多个所述继电器的输出端与所述电子控制单元相连。

9.一种发动机静态信号仿真平台，其特征在于，包括发动机静态信号仿真器、上位机和电子控制单元，其中，

所述发动机静态信号仿真器为权利要求1-8任一所述的发动机静态信号仿真器；

所述上位机通过所述背板与所述发动机静态信号仿真器相连；

所述电子控制单元包括电子控制单元接插件，所述电子控制单元通过所述电子控制单元接插件与所述发动机静态信号仿真器相连。