基于labview语言发动机 —— 电控系统标定系统的设计(毕业设计)(4)

3）存在的问题

在标定系统研究方面，我国的研究主要集中在某些高校和研究所，这对国内的电控发动机标定系统的研究和开发都起到了一定的带头作用，在此同时，我们也会发现这些分散研究的不足之处：研究和开发没有统一规范，系统通用性不强。比如：就通讯方式而言，有些基于RS232或RS485，而有些是基于CAN总线，有些基于K线;有些是基于KWP2000，而有些则是由编程者自己定义。硬件系统有的是基于单片机的，有些是基于DSP的。现在基于KWP2000协议通过串口进行通信的标定系统已经在推广，可以实现低速数据的稳定传输和匹配标定。另外，国外的一些产品一般功能比较强大，但是使用和维护都不太方便，且相关资料较少，价格昂贵，一般国外的标定系统产品其标定部分都集中在电子控制单元中，标定系统和电子控制单元间具有很强的耦合性，这种缺陷使得开发商在开发电子控制单元时必须针对每种电子控制单元开发其相应的标定部分代码。这样就导致了电子控制单元开发模式、标定技术以及工具很难满足电子控制单元快速、高效、可靠开发要求。目前国内外还没有出现符合国际规范的电控发动机标定系统的产品，一些单位在技术方面进行了前期的消化、开发工作。如浙江大学、同济大学和吉林工业大学等。但是他们的工作还不是真正意义上的自主研发的通用型标定系统。

目前，我国在电控发动机标定系统的研究有一定的不足，只有在电子控制单元的开发过程中采用比较先进的开发流程，提供符合国际规范的电子控制单元标定系统平台，为电子控制单元系统标定、测量和诊断提供统一用的工具，才能减少研发者在电子控制单元研制中构建标定系统时的前期工作量，以最小的代价最大程度地满足应用的需求，同时节省大量的人力、物力。

1.5 本课题研究的内容及论文安排

1）研究内容

本课题是电控发动机标定技术研究方向中的重要内容。课题研究任务是开发一款电控发动机通用性标定软件。

由于标定工作的工作量比较大，设计内容比较复杂，本课题标定首先针对动力性和经济性进行，排放的标定在下一步进行。具体课题研究内容如下:

1.了解国内外电控标定系统的发展以及国内高校电控发动机标定软件的研究现状，研究和分析了国内外汽车发动机电控系统的组成和工作原理，

2.对四冲程汽车发动机电控单元ECU的初步研究和设计

3．说明和介绍标定系统中所涉及到的基本概念和基本原理。

4.学习和研究标定系统中涉及到的各种理论标准，例如CAN总线原理，CCP协议等。

5.深入研究labview开发环境，并对软件加以熟悉和运用，了解软件开发常用的程序结构以及常用的开发结构模块，子面板的设计技术，状态机等内容的深入研究，做到灵活应用。

6.开发标定软件中的各种重要模块，如文件管理模块，MAP处理模块等。

7.学习设计labview上位机界面设计，在labview运行平台上实现对各种控制参数的调整和优化。并对开发的标定软件进行实验验证。

8.对原机进行电控改装，完成曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、节气 「J位置传感器、发动机温度传感器、进气温度传感器和蓄电池电压传感器的安装调试。完成发动机喷油系统和点火系统的方案设计和改装。

9.学习最优化理论思想和控制理论思想，将其和发动机电控系统标定系统联系起来。总结形成标定思想、标定方法和标定策略。并将部分内容应用到标定软

件的开发工作中去。

2）论文组织安排

本课题论文使用六个章节进行组织安排，对课题研究的各个方面进行细分和详细阐述，各个章节的内容概括如下：

第一章， 介绍论文的研究课题，电控发动机控制系统，内燃机排放法规的发展

和现状及其排放要求，同时也详细介绍了电控系统及标定系统研究的背景、意义和目的。介绍了国内外电控系统标定技术在国内外的发展状况及现在研究状况。并对本课题研研究的主要内容进行简要概述，并对论文通篇结构的组织安排情况概述说明。

第二章， 对标定系统进行分析和总体设计，并分析了当前主流软件，详细介绍

了虚拟仪器总线技术：PC总线系统虚拟仪器、VXI总线系统虚拟仪器、PXI总线系统虚拟仪器。同时对涉及所涉及到的基本概念如虚拟仪器labview、标定技术及概念、标定过程等做了详细介绍。

第三章， 本章是汽车的整体设计方案设计的确定，介绍了发动机的组成及工作

原理以及混合气浓度对发动机性能的影响。

第四章， 本章是本课题设计的重要的环节，是针对PC机与单片机串口通讯的

实现的开发和设计介绍了详细的设计步骤。对标定系统总体方案的设计进行功能分析，并对所用到的串口通信进行介绍。

第五章， 总结和展望。

第二章 标定系统分析和总体设计

2.1 当前主流软件的分析

通过对当前主流的标定软件INCA和CANapc进行功能、原理、构成等分析,掌握必要的知识,为后期使用LabVIEW开发标定软件时提出需求分析、功能模块构成等提供有益的参考，掌握INCA标定软件也为开发类似功能的标定系统奠定基础。

INCA具有十分强大的功能,按子系统模块可分为:硬件配置编辑器子系统(HWCeditor)、实验环境子系统(EE)、用户界面开发子系统(VUI)、测量数据分析

子系统(MDA)、标定数据管理子系统(CDM)、ASAM一MCD一ZMC编辑器、Flash编程子系统(ProF)、数据库浏览器(DBB)和扩展子系统,共计9个组成部分,如图3一1所示"在INCA中,标定系统与ECU的连接可以使用并口,也可使用串口"标定过程需要连接相对应的硬件设备"。

在使用LabVIEW开发平台进行开发之前，首先要对开发的标定系统进行系统分析，确定软件的需求、功能、数据流及架构模式等。经过系统分析后才能依次进入设计阶段、调试阶段、验证阶段，最后验收完成后封装成可执行程序。

2.2 虚拟仪器总线接口技术

1) PC总线系统虚拟仪器

在20世纪80年代后期基于PC的仪器开始流行，那时有几百家小公司为IBMPC生产各式各样的时域采集卡，起始是为ISA总线，然后是为EISA。基于PC的仪器在价格方面比较有明显的优势，能方便地使用现有的计算机主板作电源和数据传输。这种方法能实现高速插卡到计算机存储器的数据传输，某些时候，PC卡还能直接对存储器进行高速传输不需要CPU介入。这些插卡对只需较少通道的的应用可提供最低价格的实现方法。PC卡的缺点是它所处的计算机环境并不是为要求大功率、高质量冷却、仔细考虑RFI/EMI屏蔽的复杂而精密的仪器所设计，插卡连线也受计算机型号的限制。

2) VXI总线系统虚拟仪器

VXI是一种模块化标准的仪器。具有稳定的电源、强劲的冷却能力及严格的RFI/EMI屏幕，每一模块都要在运行前经自测试功能校验，设计良好的软件协议可以确保正确的总线，一般采集公司都会把主要的数据VXI用于他们最精确的高性能系统，一个VXI机架上可以插入多达13块插卡。VXI允许把机架连到一起，这样它的数据采集系统可以有数千个通道。设计带有引线连接器的VXI插卡，为方便接入，使它成为这类场合的普遍选择，需要改变测量接线，在时间因素十分关键的应用中，更换插卡，无需重新接线，VXI配置的系统便能方便地断开有数百个接点的终端块。另外VXI的面积较大，数据转换可直接在VXI卡上进行，通过所插的信号调理子板，能在VXI卡上一块执行多种测量。