摘要：汽车发动机在实际运转历程中大部分时间处于非稳定工况，而汽车有害排放和燃油消耗的40%～80%来自于非稳定工况。由此，对于探讨发动机各种工况下参数的瞬变特性和改善过渡历程的制约，动态参数测量起着非常重要的作用。然而，发动机不同参数的测量对测量仪器的要求不同。用于浅析发动机工作历程的动态参数，如缸内压力等，要求很高的采样频率，需要利用高速、高精度的专用设备；而对于发动机电控系统，受传感器动态特性和ECU处理能力的限制，并不要求很高的采样速率。由此，与发动机制约相关的动态参数测量可以利用采样速率和精度相对较低数据采集仪器。发动机电控系统开发或参数标定历程中，动态参数的采集只需要与汽车上传感器的动态特性和ECU的采样速率相一致或略高一些。通常，发动机动态参数测量对测量仪器有两个基本要求：一是基于曲轴转角（Crankshaft Angle，CA）的外触发采样，即曲轴转角域的等间隔采样；二是旋转频率测量与模拟量的采集同步，这样才能得到瞬时转速与被测参数的联系。目前，国内数据采集设备无论是高端产品还是低端产品，大多数是按等时间间隔采样，难以满足旋转机械的数据采集要求。针对发动机电控系统开发和车载实验中动态参数采集，本论文基于Freescale16位双核微制约器，设计了低成本的动态参数测量仪，可以实现多通道同步采集，通过边采样、边传送、边存储，可获得长时间内测量参数的动态信息。主要探讨内容如下：1)综合考虑发动机常用传感器的动态响应、发动机最高工作转速、基于曲轴转角采样的角度分辨率、微制约器的最高采样频率与内存的大小、多通道同步采集要求、网络传输速率等，确定测量仪的基本性能指标，并进行总体结构设计。2)动态测量仪硬件电路的设计。包括主制约器的选型，核心电路、电源模块、模拟信号调理模块、转速测量模块、通信模块、液晶显示器驱动和按键检测模块的设计等。3)动态测量仪软件的设计。包括Flash存储器读/写程序、模拟信号采集程序、转速信号测量程序、以太网通信程序、液晶显示和按键响应程序的设计。4)后台管理软件设计。后台管理软件的主要任务是监控测量仪工作和管理采集的数据，软件功能包括测量仪参数设置、测量仪的运转与停止制约、接收测量仪上传的数据并存入数据库、数据时域波形显示和历史记录回放等。5)模拟校验与实机测试。采取多种方式对所开发的动态测量仪进行考核：利用信号发生器输出的不同频率的模拟量信号对测量仪进行校验；采取测量仪对LSU4.2宽域氧传感器闭环加热历程的温度进行测量；在夏利376发动机台架上和在配置有桑塔纳2000ARJ汽油机的电喷发动机/自动变速器ABS综合试验台上进行稳态工况和加减速工况的实际测试。结果表明，测量数据能够真实反映发动机各个参数的动态历程和循环变动，测量仪可以满足常规发动机台架试验和整车试验的要求。关键词：动态参数测量论文同步采集论文双核微制约器论文嵌入式网络通信论文基于曲轴转角的采样论文
本论文由www.808so.com摘要5-7
ABSTRACT7-10
致谢10-18
第一章 绪论18-25
1.1 探讨背景18-19
1.2 发动机动态测量技术探讨近况19-20
1.2.1 国外近况19
1.2.2 国内近况19-20
1.3 汽车用传感器及其特性20-22
1.3.1 汽车用传感器概述20
1.3.2 常用发动机传感器及其特性20-22
1.4 本课题的目的和作用22-23
1.5 本课题的主要内容23
1.6 论文结构23-25
第二章 发动机动态参数测量系统硬件设计25-46
2.1 总体设计25-28
2.1.1 基本原则25-26
2.1.2 系统设计要求26
2.1.3 系统组成26-28
2.2 下位机制约器模块的设计28-31
2.2.1 主制约器选型28-30
2.2.2 制约器核心电路设计30-31
2.3 电源模块的设计31-32
2.4 模拟量信号调理电路设计32-33
2.5 转速测量模块设计33
2.6 转速信号的产生33-34
2.7 转速信号调理电路34-35
2.8 转速计算策略35
2.9 通信模块设计35-42
2.9.1 通信方式的选择35
2.9.2 SCI 通信电路设计35-36
2.9.3 RTL8019AS 网络通信硬件设计36-42
2.10 显示模块42-43
2.11 键盘模块43-44
2.12 系统 EMC 设计44-45
2.13 本章小结45-46
第三章 发动机动态参数测量仪软件设计46-68
3.1 软件开发总体案例46-47
3.2 系统基本功能模块的初始化程序47-57
3.2.1 制约器工作方式设置47-49
3.2.2 制约器内部时钟设置49-50
3.2.3 协处理器初始化设置50-51
3.2.4 键盘模块软件设置51
3.2.5 液晶显示器初始化设置51-52
3.2.6 SCI 通信模块初始化设置52
3.2.7 网络通信模块初始化设置52-54
3.2.8 定时器模块设置54-55
3.2.9 A/D 转换模块设置55-56
3.2.10 转速测量模块设置56-57
3.3 信号采集程序设计57-60
3.3.1 模拟信号采集57-59
3.3.2 转速测量采集59-60
3.4 仪器与后台通信程序设计60-64
3.4.1 ARP 请求60-61
3.4.2 ARP 应答61
3.4.3 UDP 报文61-62
3.4.4 TCP 协议62
3.4.5 仪器接收后台发送的数据62-63
3.4.6 仪器向后台发送采集的数据63-64
3.5 闪存的读写程序设计64-67
3.5.1 MC9S12XEP768 单片机闪存结构64
3.5.2 Flash 擦除和写入相关的寄存器介绍64-66
3.5.3 Flash 擦除与写入的步骤66-67
3.6 本章小结67-68
第四章 上位机管理软件的设计68-77
4.1 案例选择68-69
4.2 基于 Visual Basic 的后台管理软件结构69
4.3 Visual Basic 网络通信软件的设计69-70
4.4 基于 Visual Basic 的后台管理软件的基本功能70-76
4.5 本章小结76-77
第五章 实验与数据处理77-88
5.1. 仿真比较实验78-82
5.1.1 模拟信号采集功能测试78-80
5.1.2 转速测量模块模拟实验80-82
5.2. 发动机动态参数的采集82-87
5.3. 本章小结87-88
第六章 总结与展望88-90
6.1 全文总结88-89
6.2 展望89-90
参考文献90-93
探索曲轴一种便携式发动机动态参数测量仪研制生
更新时间：2024-01-31
作者：用户投稿
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