发动机电控教学实验系统开发探讨

王恒

（美的厨房电器制造有限公司，广东佛山528000）

发动机电控教学实验系统开发探讨

王恒

（美的厨房电器制造有限公司，广东佛山528000）

目前，我国电控发电机控制系统学习过程中仍存在着一系列问题，在发电机电控教学过程中，其教学内容不形象、不直观。所以，进行发电机电控教学实验系统研究工作时，需要迫切解决此问题。因此，主要探讨了发电机电控教学实验系统、发电机电控教学系统开发设计这2个方面，为提升发电机电控教学实验系统开发的高效性，促使学生的实践能力提升提供了合理化的参考意见。

发电机；电控教学；实验系统；电机

就目前而言，我国的大多数学校都比较缺乏发电机电控教学实验室，即便具有发电机电控教学实验室，其实验室内的系统软件、硬件也很难满足学生学习的需求。由于教学条件缺乏，电控发电机专业的教学通常会采用挂图、文字以及一些模型对学生展开理论性的讲课。而汽车控制系统等发电机电控专业课程属于比较形象、直观的内容，需要在实际的实验台中展开，从而提升学习的直观性。

1 发电机电控教学实验系统

1.1 组成

发电机电控教学实验系统的构成部分多种多样，主要包括信号模拟器、ECU、PC机、CANCable以及其他相关的外部设备组成的信号模拟器，这些模拟器可以快速地生成模拟信号、数字开关信号以及相应的脉冲信号。学生通过手动地对PC端的信号调节软件，就能促使一些传感器的信号在信号模拟器上产生，与此同时，信号模拟器将ECU输入。采用飞思卡尔MC9S 12单片机作为ECU的芯片。CAN通信总线CANCable主要是将ECU与PC端的标定软件ECS进行连接，即进行上位机与下位机的连接。标定软件会与CAN总线连接，从而实现与车载节点的通信，能实时地接收到相应的信息。同时，对ECU信号进行在线性的测量，并显示以及标定出相应的数据，而外部设备主要包括喷油外设、稳定电源的装置、示波器以及节气门体等。发电机电控教学实验系统的结构图主要如图1所示。

1.2 发电机电控系统实验台的具体要求

我国汽车行业主要生产汽车，千里马轿车的发电机电控系统便是带有典型性的发电机设备。发电机电控教学实验系统能为学生提供有关汽车类以及发电机类的相关资料与信息，学生可以通过这个平台自主地查阅很多信息以及资料。在电控系统实验室内，学生可以检查发电机出现的故障，进行自主研发工作，能满足学生实践性学习的需要。因此，发电机电控教学实验系统开发想要满足学生多种学习的需求，就必须满足以下几个要求：①系统能直观地将电控发电机各构件的组成、汽车各器件的外表以及部件的布局都清晰直观地展现出来。②准确地显示电控发电机的启动以及停止工作的一系列过程。③将发电机可能出现的各种故障比较直观地模拟出来。

图1 发电机电控教学实验系统结构图

为了满足以上要求，发电机电控教学实验台应该准确地向我们展示原发电机的启动过程，将发电机以及电控系统相关的零部件都保存在其中。为了更进一步将检测汽车发电机电控控制单元各个接口的信号真实地模拟出来，需要将ECU上面的缩短端口都连接到控制面板上，通过这样的方式可以利用汽车的汽车检测仪器对汽车开动时的相关数据以及实验演示数据进行精准测量。在汽车实际行驶过程中，汽车的电控系统有可能会出现一些故障，对这些可能出现的故障进行模拟。

2 发电机电控教学系统开发设计

2.1 设计环节

Driver驱动层、系统层以及Plat层是ECU中软件的主要组成部分。其中，Driver驱动层的主要工作内容是对模块进行初始化操作以及提供API接口函数。而Plat层的主要工作内容是进行计算处理工作，同时，将Driver驱动层的函数调用出来，从而对MCU端口中所输入以及输出的信号进行有效控制。系统层的主要工作事项是进行任务调度工作。在软件实际运行的过程中，会在每1 ms、2 ms、5 ms、50 ms、1 s时对任务的内容进行设置。系统层会借助for循环对当前的进程ID进行调动，同时，将相应的任务接收，标定系统中的CAN接收中段函数检测数据标准，对调用的相应处理信息进行调用，最终实现标定功能。

2.2 应用环节

在发电机点电控实验教学过程中，CAN总线以及单片机的电控教学系统已经被广泛地应用到实际教学中。发电机管理系统主要是通过采集各种传感器信息对发电机的各项参数数据进行测定，最终将其转化为ECU能够接受的电信号，然后借助ECU对逻辑运算工作进行处理，通过执行器将执行命令发送出去。通过这样的方式能有效地促进发电机在各种工作环境中都能将最佳浓度的混合气体喷发出来。控制参数的正确性直接影响着发电机的性能，为了进一步提升发电机的发动状态，就需要匹配相应的发电机控制参数，从而提升发电机的发动效率。

定时器在5 ms执行任务过程中，会以IOC2输入获取中断的转速数据，同时，以控制面板上的输入以及输出口的其他信号为依据，比如水温信号、气压信号、节气门开度信号以及点亮信号，对这些数据信息进行分析，最终将喷油脉宽计算出来，同时，得出相应的喷油角度以及点火的角度。IOC2输入捕捉中断函数的过程中除了会将发生的事件完整地记录到转速数组中，还会将喷油函数中的数据调用出来，同时，对喷油时间点进行精准设置。启用IOC4的输出中断，在触发IOC4的过程中，会根据喷油角度对停止喷油的时间点进行相应设置，最终等待喷油停止以后，再将点火装置启动。

3 结束语

综上所述，就目前而言，我国发电机电控教学实验系统平台建设仍处于较低水平，因此，需要加强对发电机电控教学实验系统软件以及硬件的研发工作。本文主要探讨了发电机电控教学实验系统软件的开发具体内容，并给出了系统硬件中的重要组成部分，以及部件所承担的任务与工作。以此为基础，对系统控制软件设计的过程进行了深入探讨，设计出了更加高效的教学软件。最终借助这种软件开展电控发电机的相关实验，充分满足了系统控制的实时性要求，具有较强的可靠性以及抗干扰能力。

［1］卞利云.发动机电控教学实验系统开发［J］.科技展望，2016，26（06）.

［2］游心仁.计算机控制电控发动机故障实验系统开发研究［J］.南京工业职业技术学院学报，2015，6（02）.——

〔编辑：张思楠〕

U467.52

：A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.15.132

2095-6835（2017）15-0132-02

王恒（1989—），男，湖北宜城人，电控开发工程师，硕士学位。