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{绩效管理方案}发动机台架故障控制及考核系统总体方案
一、总体布局
发动机
发动机ECU
单片机控制系统
发动机执行器 发动机传感器
发动机实验台架
电脑
接口
电源
二、软件部分
1、电脑界面（界面要求：如选择了某传感器但无信号接入时使被选择的传感器以红色显示）。
1.1选择台架界面（可以匹配多种实验台架）
1.2选择测试部件界面
XX
XX台架
选择传感器
选择执行器
电压调整
1.2.1传感器选择界面
1.2.2传感器类型选择界面
线性电压信号输出类传感器
线性电压信号输出类传感器
正弦波信号输出类传感器
数字信号输出类传感器
退出
返回
1.2.2.1线性电压类传感器界面：
1.2..2.2正弦波类传感器界面
传感器名称
传感器名称 实测数据 参数调整
▲
▼
调幅
调频
▲
▼
截波（1或2）
电压：
频率：
复位
返回
退出
1.2..2.3数字信号类传感器界面
1.2.2执行器界面
1.2.2.1占空比类执行器
点火器
点火器
喷油嘴
滑阀型怠速阀
EGR阀
其他电磁阀
复位
返回
退出
怠速马达
节气门马达
1.2.2.2开关类执行器
1.2.2.3占空比类传感器控制界面
执行器名称
执行器名称 实测数据 参数调整
▲ %
▼ ms
调整后数据
（输出）
%
ms
复位
返回
退出
1.2.2.4开关类传感器控制界面
1.2.3电源电压调整
实测数据
实测数据 参数调整
▲
▼ V
调整后数据
（输出）
V
复位
返回
硬件部分
1、连接关系
2、通讯要求
能保证发动机、发动机ECU与电脑之间的相互通讯；
在单片机出现故障时能保证发动机与发动机ECU之间的正常通讯；
能实现对发动机各信号的控制；
可调电源要求75W6A12V；
传感器数据线：24路（含4路预留，数目可调整）。
执行器数据连接线：32路，喷油4路、点火4路、怠速马达4路、节气门马达2路、电磁阀18路。
电压调整连接线8路，要求0～5V、8～14V可调；功率要求14V为60W，5V为20W设置计时复位开关，开关动作时在电脑上显示完成时间并自动将发动机复位到正常连接状态；
可实现多路同时控制。
3、设计要求
1）、传感器控制设计要求
（1）共22种传感器（含4路预留，数目可调整）。
（2）传感器参数
eq \o\ac(○,1)温度类传感器（发动机温度传感器；进气温度传感器；排气温度传感器；自动变速器油温传感器；机油温度传感器）
5V以下线性信号；
温度
温度
电压
温度
电压
温度
电压
原始信号波形实现信号漂移实现信号突变
eq \o\ac(○,2)空气流量传感器
a翼板式空气流量传感器（量心式；热线式；热膜式；D型类同）
5V以下线性信号
调制要求同温度类传感器
b卡门涡旋式
数字信号：幅值5～6V，平均电压2～4V。
原始信号（40～50HZ）实现幅度调整（以0.5V或1V为调实现占空比调整（实现
整间隔值，设置2～3个调整值）1/3～1/2两段可调即可）
进气量
进气量
电压
进气量
电压
实现频率可调（以5HZ为单位实现缺波（以2个波形
实现上下各2档共4档可调）为单位2～10个可调）
eq \o\ac(○,3)、位置传感器（曲轴、凸轮轴位置传感器）
a、磁脉冲式（-5V～+5V，频率5～5000HZ）
原始信号波形
降低波形幅度
实现缺波（1~5个）
b、光电式
数字信号（5V以下，平均电压3.5V、40HZ～18000HZ）
时滞要求不大于1/18000秒。
c、霍尔式
数字信号（5V以下，平均电压3.5V、10HZ～6000HZ）
时滞要求不大于1/6000秒。
eq \o\ac(○,4)氧传感器
标准为方波信号，幅度为1V，频率在发动机2000r/min时8HZ以上；
要求调制能调整占空比和频率。
2）执行器控制设计要求
（1）、喷油嘴控制的设计
喷油嘴原控制连接关系电路
控制要求：
eq \o\ac(○,1)正常工作时，单片机应能保证发动机ECU与喷油嘴电路的连接；
eq \o\ac(○,2)进入故障模拟状态时应能切断发动机ECU与喷油嘴电路的连接，同时通过与发动机ECU连接的通路检测发动机ECU中喷油嘴控制信号，将其按要求变化后用于单片机对喷油嘴的控制。
注意事项：考虑时滞问题，建议用当时循环控制信号控制下一循环执行器的工作。并利用计算予以验证。
eq \o\ac(○,3)控制信号为占空比信号，电压低于5V，频率10～100HZ。
eq \o\ac(○,4)要求控制占空比大小、缺波和无控制信号。
eq \o\ac(○,5)三极管耐压值为120V、允许电流5A。
eq \o\ac(○,6)要求能改变喷油脉宽、能使某喷油嘴停止工作。
发动机单片机
发动机
单片机
执行器
控制电路
执行器
接口电路
设计后控制电路
（2）、点火器控制的设计要求
eq \o\ac(○,1)控制信号为占空比类，电压低于5V，频率为5～200HZ。
eq \o\ac(○,2)要求只调整脉冲宽度其他不变。
eq \o\ac(○,3)要求能实现3～6路的控制。
（3）怠速步进马达控制设计要求
原控制电路原理：工作时发动机ECU依次将三极管导通，按顺序使1→2→3→4相通电时，马达顺转；反向通电时马达逆转。
控制要求：
eq \o\ac(○,1)正常工作时，单片机应能保证发动机ECU与步进马达电路的连接；
eq \o\ac(○,2)进入故障模拟状态时应能切断发动机ECU与步进马达电路的连接，同时通过与发动机ECU连接的通路检测发动机ECU中步进马达控制信号，将其按要求变化后用于单片机对步进马达的控制。
eq \o\ac(○,3)三极管耐压值为50V、允许电流1A。
eq \o\ac(○,4)要求能改变步进马达控制量实现控制过度和控制不足，并能实现周期性正反转。
发动机
发动机ECU
怠速控制
步进马达
执行器接口电路
单片机
执行器控
制电路
设计后控制电路
（4）节气门马达控制设计要求
eq \o\ac(○,1)节气门马达类似怠速马达。
eq \o\ac(○,2)实测大众节气门马达控制脉宽为24ms，有效脉宽为8ms。
（5）滑阀型怠速阀控制设计要求同怠速马达。
（6）电磁阀控制设计要求
eq \o\ac(○,1)占空比信号控制电磁阀要求能改变占空比，设计6路。
eq \o\ac(○,2)开关控制电磁阀要求改变开关状态，设计10路。
3）可调电源设计要求
eq \o\ac(○,1)输入为12V直流，输出8路均要求能实现单独0～12V可调
eq \o\ac(○,2)控制由电脑通过单片机实现。
4）复位计时开关设计要求
要求按此开关时能自动恢复到原始状态并在电脑显示计时时间
四）传感器连接
1、水温传感器
曲轴位置传感器
进气温度传感器
节气门位置传感器
排气温度传感器
油压传感器
自动变速器油温度传感器
转角传感器
进气量传感器
氧传感器
发动机转速传感器
车速传感器
凸轮轴位置传感器
爆振传感器
踏板传感器
电控节气门位置传感器
针阀行程传感器（柴油机）
齿杆位置传感器（柴油机）
柴油压力传感器（柴油机）
柴油温度传感器（柴油机）
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