發動機電控教學實驗系統開發探討

王恒

（美的廚房電器制造有限公司，廣東佛山528000）

發動機電控教學實驗系統開發探討

王恒

（美的廚房電器制造有限公司，廣東佛山528000）

目前，我國電控發電機控制系統學習過程中仍存在著一系列問題，在發電機電控教學過程中，其教學內容不形象、不直觀。所以，進行發電機電控教學實驗系統研究工作時，需要迫切解決此問題。因此，主要探討了發電機電控教學實驗系統、發電機電控教學系統開發設計這2個方面，為提升發電機電控教學實驗系統開發的高效性，促使學生的實踐能力提升提供了合理化的參考意見。

發電機；電控教學；實驗系統；電機

就目前而言，我國的大多數學校都比較缺乏發電機電控教學實驗室，即便具有發電機電控教學實驗室，其實驗室內的系統軟件、硬件也很難滿足學生學習的需求。由于教學條件缺乏，電控發電機專業的教學通常會采用掛圖、文字以及一些模型對學生展開理論性的講課。而汽車控制系統等發電機電控專業課程屬于比較形象、直觀的內容，需要在實際的實驗臺中展開，從而提升學習的直觀性。

1 發電機電控教學實驗系統

1.1 組成

發電機電控教學實驗系統的構成部分多種多樣，主要包括信號模擬器、ECU、PC機、CANCable以及其他相關的外部設備組成的信號模擬器，這些模擬器可以快速地生成模擬信號、數字開關信號以及相應的脈沖信號。學生通過手動地對PC端的信號調節軟件，就能促使一些傳感器的信號在信號模擬器上產生，與此同時，信號模擬器將ECU輸入。采用飛思卡爾MC9S 12單片機作為ECU的芯片。CAN通信總線CANCable主要是將ECU與PC端的標定軟件ECS進行連接，即進行上位機與下位機的連接。標定軟件會與CAN總線連接，從而實現與車載節點的通信，能實時地接收到相應的信息。同時，對ECU信號進行在線性的測量，并顯示以及標定出相應的數據，而外部設備主要包括噴油外設、穩定電源的裝置、示波器以及節氣門體等。發電機電控教學實驗系統的結構圖主要如圖1所示。

1.2 發電機電控系統實驗臺的具體要求

我國汽車行業主要生產汽車，千里馬轎車的發電機電控系統便是帶有典型性的發電機設備。發電機電控教學實驗系統能為學生提供有關汽車類以及發電機類的相關資料與信息，學生可以通過這個平臺自主地查閱很多信息以及資料。在電控系統實驗室內，學生可以檢查發電機出現的故障，進行自主研發工作，能滿足學生實踐性學習的需要。因此，發電機電控教學實驗系統開發想要滿足學生多種學習的需求，就必須滿足以下幾個要求：①系統能直觀地將電控發電機各構件的組成、汽車各器件的外表以及部件的布局都清晰直觀地展現出來。②準確地顯示電控發電機的啟動以及停止工作的一系列過程。③將發電機可能出現的各種故障比較直觀地模擬出來。

圖1 發電機電控教學實驗系統結構圖

為了滿足以上要求，發電機電控教學實驗臺應該準確地向我們展示原發電機的啟動過程，將發電機以及電控系統相關的零部件都保存在其中。為了更進一步將檢測汽車發電機電控控制單元各個接口的信號真實地模擬出來，需要將ECU上面的縮短端口都連接到控制面板上，通過這樣的方式可以利用汽車的汽車檢測儀器對汽車開動時的相關數據以及實驗演示數據進行精準測量。在汽車實際行駛過程中，汽車的電控系統有可能會出現一些故障，對這些可能出現的故障進行模擬。

2 發電機電控教學系統開發設計

2.1 設計環節

Driver驅動層、系統層以及Plat層是ECU中軟件的主要組成部分。其中，Driver驅動層的主要工作內容是對模塊進行初始化操作以及提供API接口函數。而Plat層的主要工作內容是進行計算處理工作，同時，將Driver驅動層的函數調用出來，從而對MCU端口中所輸入以及輸出的信號進行有效控制。系統層的主要工作事項是進行任務調度工作。在軟件實際運行的過程中，會在每1 ms、2 ms、5 ms、50 ms、1 s時對任務的內容進行設置。系統層會借助for循環對當前的進程ID進行調動，同時，將相應的任務接收，標定系統中的CAN接收中段函數檢測數據標準，對調用的相應處理信息進行調用，最終實現標定功能。

2.2 應用環節

在發電機點電控實驗教學過程中，CAN總線以及單片機的電控教學系統已經被廣泛地應用到實際教學中。發電機管理系統主要是通過采集各種傳感器信息對發電機的各項參數數據進行測定，最終將其轉化為ECU能夠接受的電信號，然后借助ECU對邏輯運算工作進行處理，通過執行器將執行命令發送出去。通過這樣的方式能有效地促進發電機在各種工作環境中都能將最佳濃度的混合氣體噴發出來?？刂茀档恼_性直接影響著發電機的性能，為了進一步提升發電機的發動狀態，就需要匹配相應的發電機控制參數，從而提升發電機的發動效率。

定時器在5 ms執行任務過程中，會以IOC2輸入獲取中斷的轉速數據，同時，以控制面板上的輸入以及輸出口的其他信號為依據，比如水溫信號、氣壓信號、節氣門開度信號以及點亮信號，對這些數據信息進行分析，最終將噴油脈寬計算出來，同時，得出相應的噴油角度以及點火的角度。IOC2輸入捕捉中斷函數的過程中除了會將發生的事件完整地記錄到轉速數組中，還會將噴油函數中的數據調用出來，同時，對噴油時間點進行精準設置。啟用IOC4的輸出中斷，在觸發IOC4的過程中，會根據噴油角度對停止噴油的時間點進行相應設置，最終等待噴油停止以后，再將點火裝置啟動。

3 結束語

綜上所述，就目前而言，我國發電機電控教學實驗系統平臺建設仍處于較低水平，因此，需要加強對發電機電控教學實驗系統軟件以及硬件的研發工作。本文主要探討了發電機電控教學實驗系統軟件的開發具體內容，并給出了系統硬件中的重要組成部分，以及部件所承擔的任務與工作。以此為基礎，對系統控制軟件設計的過程進行了深入探討，設計出了更加高效的教學軟件。最終借助這種軟件開展電控發電機的相關實驗，充分滿足了系統控制的實時性要求，具有較強的可靠性以及抗干擾能力。

［1］卞利云.發動機電控教學實驗系統開發［J］.科技展望，2016，26（06）.

［2］游心仁.計算機控制電控發動機故障實驗系統開發研究［J］.南京工業職業技術學院學報，2015，6（02）.——

〔編輯：張思楠〕

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，電控開發工程師，碩士學位。