一种光学发动机控制方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种光学发动机控制方法及其装置。该控制方法与装置方便子系统数据共享，灵活性高可快速实现控制策略，通用性高易于调整。可根据信号特征稍加修改可用于不同接口的传感器、执行器，可打通燃烧分析仪、数据采集系统、测功机等不同子系统间数据共享，方便结果保存、分析、显示、处理。由于采用高性能单片机，便于处理复杂实时信号，当需要EGR、VVT控制，也可通过模型修改方便地实现控制策略算法。

【技术实现步骤摘要】
一种光学发动机控制方法及其装置
本专利技术涉及内燃光学测试
，尤其是涉及一种光学发动机控制方法及其装置。
技术介绍
现有的光学发动机电子控制器有的方案采用国内采购的软硬件，配套专用的上位机采集、试验、标定软件，这种方法能较好地进行试验的开展，但缺点是通用性和灵活性不够，当需要对接口和软件进行更改时无法进行，或者需要通过国外供应商才能实现。有的方案是通过16位单片机，或者是通过32位单片机书写代码方式实现控制器开发，其存在控制算法更改困难，标定方案变化时修改软件部分较多难度较大。更重要的是，现有的燃烧分析仪、数据采集系统、测功机等子系统之间的数据往往无法同步、共享，这对试验数据的有效利用造成了浪费。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种方便子系统数据共享，灵活性高可快速实现控制策略，通用性高易于调整的光学发动机控制方法及其装置。本专利技术中一种光学发动机控制装置所采用的技术方案是，一种光学发动机控制装置，包括上位机，所述上位机与控制器通讯连接，所述控制器分别与喷油点火单元，采样单元以及信号处理单元信号连接。本专利技术一种光学发动机控制装置的有益效果是：采用上述结构的光学发动机控制装置，使用通用、高性能、高可靠性、高精度的电子控制器嵌入式软硬件和装载了虚拟仪器数据采集控制系统的上位机，使得本专利技术可根据信号特征稍加修改用于不同接口的传感器、执行器，可打通燃烧分析仪、数据采集系统、测功机等不同子系统间数据共享，方便结果保存、分析、显示、处理。作为优先，所述喷油点火单元包括通过第一I/O接口电路与控制器信号连接的隔离电路，所述隔离电路分别连接有喷油驱动电路和点火驱动电路，所述第一I/O接口电路还与高速相机信号连接；所述采样单元包括通过ADC接口电路与控制器信号连接的AD采样电路，所述AD采样电路分别连接有进气温度传感器和进气压力传感器；所述信号处理单元包括通过第二I/O接口电路与控制器连信号连接的信号处理电路，所述信号处理电路分别连接凸轮轴信号传感器和编码器信号传感器。采用上述设置，可以使得控制器能够和不同的功能子系统连接，将一个子系统中的数据处理分析后用于另一个子系统的工作任务。作为优先，所述控制器还连接有电压转换电路，并且所述控制器还设置有与外部机器进行通讯的通讯接口，电压转换电路能将外部电源的电压转换为该装置的供电电压，所述通讯接口在光学发动机测试中连接测功机。本专利技术中一种光学发动机控制方法所采用的技术方案，包括：S1、系统初始化各项参数，然后由用户在上位机设置实验各项参数，检查无误后，通过通讯接口将各项参数向控制器发送；S2、用户通过上位机对控制器进行操控，使得控制器能够通过通讯接口向上位机发送各项检测数据；S3、使用实验室测功机的控制系统控制电机转动，所述电机与光学机飞轮连接，光学机飞轮达到预定转速后，由用户在上位机操控控制器开始工作；S4、所述控制器持续收集处理光学机的工作信息并根据收集到的信息对光学机工作进程进行干预；S5、检测所述控制器是否完成预设参数设定的任务目标，若完成，控制器发出停止工作指令，重置各项参数，并关闭系统；若没有完成，继续执行S4。本专利技术一种光学发动机控制方法的有益效果是：本专利技术的控制方法打通了燃烧分析仪、数据采集系统、测功机等不同子系统间的数据共享，方便结果保存、分析、显示、处理。由于采用基于模型设计和仿真，可快速实现控制策略，并根据柴油、汽油、天然气等喷射、点燃特性调整控制软件。上位机软件数据范围检查和提示全面，人机交互良好，从而提升光学发动机的实验价值。作为优先，所述步骤S1中的实验各项参数包括喷油点火的角度和脉宽，循环数，喷油器点火器开关，凸轮轴循环次数，所述通讯接口使用CAN通讯，使得用户可以在上位机控制喷油点火以及机器循环次数，该设置能够让用户通过上位机更好的控制整个系统的运行。作为优先，所述步骤S4包括：S41、控制器接收到开始命令后，发送TTL开始信号，使得高速相机开始拍摄光学机；S42、控制器对光学机工作过程中发出的编码器信号进行解析，得到当前光学机的转速和曲轴角度；S43、控制器对光学机工作过程中发出的凸轮轴信号进行解析，对光学机进行判缸，得到目前光学机所在的冲程；S44、使用凸轮轴信号对曲轴角度进行补偿，将上止点位置的角度置为0°；S45、判断凸轮轴当前所在的角度是否等于上位机传输来的喷油和点火角度，若与喷油设定的角度相等，则执行喷油信号发送模块；若与点火设定的角度相等，则执行点火信号发送模块。上述步骤为对光学机工作中产生的数据的采集工作，用来作为喷油点火的决策依据。作为优先，步骤S5中，凸轮轴在转动一个周期后，所述控制器检测所述凸轮轴的循环次数是否达到上位机设定的循环次数，若没有达到，继续检测角度值，若已经达到，退出循环，发送TTL停止信号，关闭高速相机拍摄，然后重置各项参数，关闭系统，该方法确定了整个系统的关闭条件。作为优先，所述编码器信号的编码器信号处理模块使用分辨率360P/R编码器，所述编码器一共有三个输出信号，分别为A、B、Z三路信号；所述编码器与光学机曲轴同步旋转，A跟B输出信号皆为一圈输出360个方波信号，且A与B之间相差90°相位；Z信号为用于编码器旋转一圈输出计数清零的一圈一个的脉冲信号，通过AB相的信号正交，一圈则有1440个信号，即曲轴转动一圈，编码器输出的计数值为1440。作为优先，所述凸轮轴上设置有N个间隔角度不全部相同的信号间隔标记，所述凸轮轴的上止点在其中一个信号间隔标记上，该方法在确定上止点位置时，只要观测两次测得的上止点之间经过的角度符合信号间隔夹角的排列，则可以确定上止点检测无误，通过这个方法能有效的确定上止点位置，避免信号干扰产生错误。作为优先，所述喷油和点火的信号由喷油点火时间控制模块进行控制输出，喷油和点火信号输出的周期和占空比通过配置喷油点火时间控制模块的寄存器确定，所述寄存器包括CMPLD1跟CMPLD2，所述占空比=CMPLD1/CMPLD2，所述喷油和点火信号输出的频率=8*107/(CMPLD1+CMPLD2)，通过寄存器来控制占空比与周期，能够精准控制喷油点火的发生。附图说明图1为本专利技术的系统总流程示意图；图2为本专利技术的系统工作流程示意图；图3为本专利技术的硬件连接示意图；图4为本专利技术的控制方法流程示意图；图5为本专利技术上位机软件示意图；图6为本专利技术控制器软件示意图；图7为本专利技术单次喷油信号示意图；图8为本专利技术单次点火信号示意图；图9为本专利技术凸轮轴上止点示意图。具体实施方式以下参照附图并结合具体实施方式来进一步描述专利技术，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施，本专利技术保护范围并不受限于该具体实施方式。本领域技术人员应理解的是，在本专利技术的公开中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学发动机控制装置，包括上位机，其特征在于，所述上位机与控制器通讯连接，所述控制器与光学机数据连接，所述控制器分别与喷油点火单元，采样单元以及信号处理单元信号连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种光学发动机控制装置，包括上位机，其特征在于，所述上位机与控制器通讯连接，所述控制器与光学机数据连接，所述控制器分别与喷油点火单元，采样单元以及信号处理单元信号连接。


2.根据权利要求1所述的一种光学发动机控制装置，其特征在于，所述喷油点火单元包括通过第一I/O接口电路与控制器信号连接的隔离电路，所述隔离电路分别连接有喷油驱动电路和点火驱动电路，所述第一I/O接口电路还与高速相机信号连接；
所述采样单元包括通过ADC接口电路与控制器信号连接的AD采样电路，所述AD采样电路分别连接有进气温度传感器和进气压力传感器；
所述信号处理单元包括通过第二I/O接口电路与控制器连信号连接的信号处理电路，所述信号处理电路分别连接凸轮轴信号传感器和编码器信号传感器；
所述控制器还连接有电压转换电路，并且所述控制器还设置有与外部机器进行通讯的通讯接口。


3.根据权利要求1所述的一种光学发动机控制装置，其特征在于，所述光学机的凸轮轴上设置有N个间隔角度不全部相同的信号间隔标记，所述凸轮轴的上止点在其中一个信号间隔标记上。


4.一种光学发动机控制方法，其特征在于，包括：
S1、系统初始化各项参数，然后由用户在上位机设置实验各项参数，检查无误后，通过通讯接口将各项参数向控制器发送；
S2、用户通过上位机对控制器进行操控，使得控制器能够通过通讯接口向上位机发送各项检测数据；
S3、使用实验室测功机的控制系统控制电机转动，所述电机与光学机飞轮连接，光学机飞轮达到预定转速后，由用户在上位机操控控制器开始工作；
S4、所述控制器持续收集处理光学机的工作信息并根据收集到的信息对光学机工作进程进行干预；
S5、检测所述控制器是否完成预设参数设定的任务目标，若完成，控制器发出停止工作指令，重置各项参数，并关闭系统；若没有完成，继续执行S4。


5.根据权利要求4所述的一种光学发动机控制方法，其特征在于，
所述步骤S1中的实验各项参数包括喷油点火的角度和脉宽，循环数，喷油器点火器开关，凸轮轴循环次数，所述通讯接口使用CAN通讯。
<...

【专利技术属性】
技术研发人员：何烈永，李云霄，王树勇，李耀辉，全鹍翔，韩晶，贾毓鼎，
申请(专利权)人：宁波市鄞州德来特技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33