[發明專利]一種能加快ECU開發的發動機控制系統

在審

• 申請號: 202010092776.6
• 申請日: 2020-02-14
• 公開（公告）號: CN111271182A
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 申立忠;黃粉蓮;王貴勇;姚國仲
• 申請（專利權）人: 昆明理工鼎擎科技股份有限公司
• 主分類號: F02D41/00
• 分類號: F02D41/00;F02D41/30;F02D41/38;F02D41/40;F02D23/00;F02D19/08;F02D21/08;G01M15/05
• 代理公司: 昆明今威專利商標代理有限公司 53115
• 代理人: 邵會昌

本發明公開了一種能加快ECU開發的發動機控制系統，涉及發動機電子控制技術領域，包括：傳感器模塊，用于采集發動機的信息并生成傳感器信號；驅動電路模塊，用于連接傳感器模塊和執行器模塊，對信號進行調理；可編程底層驅動模塊，用于連接驅動電路模塊和中央處理模塊，并對信號進行轉換和計算；中央處理模塊，用于根據傳感器信號計算出控制執行器的控制信號，然后在將控制執行器的控制信號傳送至可編程底層驅動模塊；執行器模塊，用于接收驅動電路模塊調理過的信號，并對發動機進行控制。

技術領域

本發明涉及發動機電子控制技術領域，尤其涉及一種能加快ECU開發的發動機控制系統。

背景技術

汽車發動機電子控制單元(Electronic Control Unit，簡稱ECU)開發涉及到計算機技術、自動控制、嵌入式系統、發動機技術等多個領域，是汽車電氣控制系統中最復雜的系統。發動機ECU軟件開發是汽車電子技術的核心，也是技術含量最高的部分。發動機ECU開發過程是系統級的解決方案，開發難度大，開發流程較長。傳統發動機ECU開發的模式包括功能設計-快速控制原型-目標代碼生成-硬件在環測試-標定五個流程，各個流程必須等前面的流程完畢才可以進入下一流程開發，ECU開發的整個周期長、工作量大?，F在發動機產品的更新迭代速度也隨著排放法規的要求越來越快，然而電控系統的傳感器、執行器數量越來越多，控制策略變得更復雜，使得縮短ECU研發周期的難度巨大。

發動機產品系列的不斷延伸，需要標定的參數數量隨著性能指標呈指數級的增長，隨之而來是標定的工作量大幅增加和縮短產品研發周期的壓力。

發明內容

本發明的目的是提供一種能加快ECU開發的發動機控制系統，通過可編程底層驅動模塊的可編程功能實現將設計的控制策略在快速控制原型階段直接用于控制真實發動機的運轉，可以在ECU開發的早期解決設計、開發、測試、驗證環節的沖突及問題，縮短ECU開發周期。

為解決上述問題，本發明的第一方面提供了一種能加快ECU開發的發動機控制系統，包括：

傳感器模塊，用于采集發動機的信息并生成傳感器信號。所述傳感器包括但不限于發動機的曲軸傳感器、凸輪軸傳感器、高壓共軌壓力傳感器、加速踏板傳感器、冷卻液溫度傳感器、VNT位置傳感器、ECR位置傳感器、進氣流量傳感器、增壓壓力傳感器。采集傳感器的電壓值然后計算成不同的物理量，例如，冷卻液溫度傳感器采集得到電壓值然后計算成溫度值。

驅動電路模塊，用于連接所述傳感器模塊和執行器模塊，對信號進行調理。所述驅動電路模塊對所述傳感器模塊接收的發動機的曲軸傳感器、凸輪軸傳感器、高壓共軌壓力傳感器、加速踏板傳感器、冷卻液溫度傳感器、VNT位置傳感器、ECR位置傳感器、進氣流量傳感器、增壓壓力傳感器等信號進行調理，將調理后的信號發送至可編程底層驅動模塊。并對可編程底層驅動模塊輸出的控制電平信號驅動放大以控制發動機上的執行器，驅動包括噴油驅動、燃油計量單元驅動，VNT(Variable Nozzle Turbocharger，可變噴嘴渦輪增壓器)、EGR(Exhaust Gas Recirculation，廢氣再循環)驅動。

可編程底層驅動模塊，用于連接所述驅動電路模塊和中央處理模塊，并對信號進行轉換和計算。所述可編程底層驅動模塊的可編程功能是通過FPGA(Field ProgrammableGate Array，現場可編程邏輯門陣列)實現的，FPGA的基本結構包括可編程輸入輸出單元，可配置邏輯塊，數字時鐘管理模塊，嵌入式塊RAM，布線資源，內嵌專用硬核，底層內嵌功能單元。所述轉換和計算具體包括：接收所述驅動電路模塊調理后的傳感器信號，將傳感器數據采集、實時計算，再將計算后的傳感器信號發送至中央處理模塊。在接收到中央處理模塊的控制信號后將控制信號轉換為控制電平信號，將控制電平信號發送至驅動電路模塊。可編程底層驅動模塊還根據發動機的曲軸凸輪軸位置傳感器計算發動機的曲軸轉角、發動機轉速；根據中央處理模塊給出的噴油脈寬和噴油時刻生成噴油控制電平信號。