[發明專利]發動機控制模塊環境耐久性測試通用平臺及測試方法

無效

• 申請號: 200710093252.3
• 申請日: 2007-12-30
• 公開（公告）號: CN101216371A
• 公開（公告）日: 2008-07-09
• 發明（設計）人: 余淼;楊吉云;朱李晰
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01M15/00
• 分類號: G01M15/00
• 代理公司: 重慶華科專利事務所
• 代理人: 康海燕

技術領域

本發明涉及一種發動機控制模塊(POWER?CONTROL?MODULE，PCM)，尤其涉及發動機控制模塊的環境耐久性測試技術以及裝置。

背景技術

汽車發動機控制模塊(PCM)是汽車電子領域中的核心部件，它接收發動機的節氣門開度、曲軸位置、車速等傳感器提供的信號，經程序計算后，精確控制燃油供給量、點火提前角和怠速空氣流量，極大地提高了汽車的動力性和燃油經濟性，同時又有效地降低了尾氣的排放量。PCM一般安裝在發動機倉內，工作環境極其惡劣，其可靠性至關重要。所有新設計的PCM必須經過環境耐久性測試才能通過設計驗證，每個生產批次的PCM模塊只有通過環境耐久性抽檢才能出廠。上世紀80年代，幾家國際上知名的PCM模塊制造公司如博世(BOSCH)、西門子(SIEMENS)、德爾福(DELPHI)、偉世通(VISTEON)，針對自己的產品相繼進行了PCM耐久性測試技術的研究，并研制出了相應設備，其中具有代表性的是偉世通研制的測試系統，但是目前這類設備仍然沿用的是20多年前的設計體系，已經不能適應日新月異的汽車電噴發動機技術的發展，雖然在使用過程中，根據汽車電子技術的發展對這些設備進行了一些升級改造，如增加CAN總線通信功能等，但是整體技術平臺仍然落后，存在一些不可克服的缺陷，如不能兼容不同廠商的PCM模塊，不能設置自動循環策略，不能現場配置模擬信號類型和參數等，急需利用虛擬儀器技術和嵌入式計算機技術構建新的平臺。

發明內容

本發明提出一種汽車發動機控制模塊(PCM)環境耐久性測試通用平臺及測試方法，所涉及的PCM環境耐久性測試通用平臺是以電噴發動機的控制技術、嵌入式計算機技術、虛擬儀器技術、模擬測試技術和可靠性評估理論為基礎，采用模塊式結構和多層現場總線網絡通信協議，根據PCM耐久性測試方法和規范，研制出的具有高度開放性、智能性和實用性的系統。

本發明是由以下方案來實現的：

PCM耐久性測試通用平臺主要包括硬件系統和軟件系統兩部分組成。

硬件系統如圖1所示，它主要由7部分組成：工業控制計算機(工控機)1、信號發生子系統2、模擬負載子系統3、負載監測子系統4、程控大功率電源5、環境實驗箱6、現場總線通信子系統7。

工業控制計算機1是整個測試系統的核心，是實現人機交流的有效平臺，同時它也是耐久性測試軟件的載體。將A/D卡、D/A卡、CAN/GPIB/485等通訊協議轉換卡安插到工控機1上，加上Visual?C++、LabVIEW等開發的應用軟件構成虛擬儀器平臺，實現了用計算機的全數字化的采集測試分析，具有軟硬件資源豐富、成本低，系統開放程度高、兼容性好等優點。

信號發生子系統2是一個以單片機和可編程邏輯器件(CPLD)為硬件框架的多功能開放式的嵌入式計算機系統，它可通過現場總線進行系統擴展，只需要分配給各個信號發生模塊不同的標識(ID)，就能組成多模塊的信號發生子系統網絡。信號發生子系統2能夠接收工業控制計算機1發送的配置命令，產生出滿足PCM測試所需要求的各種信號，信號的種類(如正弦、方波、鋸齒或直流)、頻率、幅值都可以由程序控制。信號發生子系統2還可以產生任意波形的傳感器信號，如缺齒的曲軸位置信號(CPS)，包括36-1，60-2，36-2等類型。

與信號發生子系統2類似，模擬負載子系統3也是一個能模擬各種PCM模塊的輸出負載的開放式系統，其模擬負載主要由電感、電阻、繼電器矩陣組成，它由多種安裝在負載箱里的負載板組成，可以根據測試需要進行替換和擴充，組成多模塊的輸出負載子系統網絡。模擬負載子系統通過現場總線接收工控機1發送的配置命令，配置繼電器矩陣切換PCM所需要連接的不同負載，完成耐久性測試任務。

負載監測子系統4也是一個以單片機和可編程邏輯器件(CPLD)為硬件框架的開放式的嵌入式計算機系統。它可通過現場總線進行系統擴展，只需要分配給各個負載監測模塊不同的標識(ID)，就能組成多模塊的負載監測子系統網絡。它同負載板一起安裝在負載箱里，并通過背板總線與負載板連接。負載監測子系統4負責現場對PCM模塊的噴油信號、點火信號以及其它負載進行監測，并通過現場總線將結果顯示到工控機的顯示屏上。一個負載監測模塊可以同時監測64路以至更多的負載信號。

為了滿足PCM不同供電電壓下的測試需要，系統采用了大功率高精度的程控電源5，如Agilent公司的6691A型。程控電源通過GPIB接口連接至工控機，由工控機動態控制其輸出電壓和電流，滿足PCM環境耐久性測試規范的要求。