[發(fā)明專利]一種能加快ECU開發(fā)的發(fā)動機控制系統(tǒng)

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• 申請日: 2020-02-14
• 公開（公告）號: CN111271182A
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 申立忠;黃粉蓮;王貴勇;姚國仲
• 申請（專利權(quán)）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(biāo)代理有限公司 53115
• 代理人: 邵會昌

本發(fā)明公開了一種能加快ECU開發(fā)的發(fā)動機控制系統(tǒng)，涉及發(fā)動機電子控制技術(shù)領(lǐng)域，包括：傳感器模塊，用于采集發(fā)動機的信息并生成傳感器信號；驅(qū)動電路模塊，用于連接傳感器模塊和執(zhí)行器模塊，對信號進行調(diào)理；可編程底層驅(qū)動模塊，用于連接驅(qū)動電路模塊和中央處理模塊，并對信號進行轉(zhuǎn)換和計算；中央處理模塊，用于根據(jù)傳感器信號計算出控制執(zhí)行器的控制信號，然后在將控制執(zhí)行器的控制信號傳送至可編程底層驅(qū)動模塊；執(zhí)行器模塊，用于接收驅(qū)動電路模塊調(diào)理過的信號，并對發(fā)動機進行控制。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及發(fā)動機電子控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種能加快ECU開發(fā)的發(fā)動機控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

汽車發(fā)動機電子控制單元(Electronic Control Unit，簡稱ECU)開發(fā)涉及到計算機技術(shù)、自動控制、嵌入式系統(tǒng)、發(fā)動機技術(shù)等多個領(lǐng)域，是汽車電氣控制系統(tǒng)中最復(fù)雜的系統(tǒng)。發(fā)動機ECU軟件開發(fā)是汽車電子技術(shù)的核心，也是技術(shù)含量最高的部分。發(fā)動機ECU開發(fā)過程是系統(tǒng)級的解決方案，開發(fā)難度大，開發(fā)流程較長。傳統(tǒng)發(fā)動機ECU開發(fā)的模式包括功能設(shè)計-快速控制原型-目標(biāo)代碼生成-硬件在環(huán)測試-標(biāo)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(fā)，ECU開發(fā)的整個周期長、工作量大。現(xiàn)在發(fā)動機產(chǎn)品的更新迭代速度也隨著排放法規(guī)的要求越來越快，然而電控系統(tǒng)的傳感器、執(zhí)行器數(shù)量越來越多，控制策略變得更復(fù)雜，使得縮短ECU研發(fā)周期的難度巨大。

發(fā)動機產(chǎn)品系列的不斷延伸，需要標(biāo)定的參數(shù)數(shù)量隨著性能指標(biāo)呈指數(shù)級的增長，隨之而來是標(biāo)定的工作量大幅增加和縮短產(chǎn)品研發(fā)周期的壓力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種能加快ECU開發(fā)的發(fā)動機控制系統(tǒng)，通過可編程底層驅(qū)動模塊的可編程功能實現(xiàn)將設(shè)計的控制策略在快速控制原型階段直接用于控制真實發(fā)動機的運轉(zhuǎn)，可以在ECU開發(fā)的早期解決設(shè)計、開發(fā)、測試、驗證環(huán)節(jié)的沖突及問題，縮短ECU開發(fā)周期。

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

傳感器模塊，用于采集發(fā)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(fā)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(qū)動電路模塊，用于連接所述傳感器模塊和執(zhí)行器模塊，對信號進行調(diào)理。所述驅(qū)動電路模塊對所述傳感器模塊接收的發(fā)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(diào)理，將調(diào)理后的信號發(fā)送至可編程底層驅(qū)動模塊。并對可編程底層驅(qū)動模塊輸出的控制電平信號驅(qū)動放大以控制發(fā)動機上的執(zhí)行器，驅(qū)動包括噴油驅(qū)動、燃油計量單元驅(qū)動，VNT(Variable Nozzle Turbocharger，可變噴嘴渦輪增壓器)、EGR(Exhaust Gas Recirculation，廢氣再循環(huán))驅(qū)動。

可編程底層驅(qū)動模塊，用于連接所述驅(qū)動電路模塊和中央處理模塊，并對信號進行轉(zhuǎn)換和計算。所述可編程底層驅(qū)動模塊的可編程功能是通過FPGA(Field ProgrammableGate Array，現(xiàn)場可編程邏輯門陣列)實現(xiàn)的，F(xiàn)PGA的基本結(jié)構(gòu)包括可編程輸入輸出單元，可配置邏輯塊，數(shù)字時鐘管理模塊，嵌入式塊RAM，布線資源，內(nèi)嵌專用硬核，底層內(nèi)嵌功能單元。所述轉(zhuǎn)換和計算具體包括：接收所述驅(qū)動電路模塊調(diào)理后的傳感器信號，將傳感器數(shù)據(jù)采集、實時計算，再將計算后的傳感器信號發(fā)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(zhuǎn)換為控制電平信號，將控制電平信號發(fā)送至驅(qū)動電路模塊。可編程底層驅(qū)動模塊還根據(jù)發(fā)動機的曲軸凸輪軸位置傳感器計算發(fā)動機的曲軸轉(zhuǎn)角、發(fā)動機轉(zhuǎn)速；根據(jù)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。