[发明专利]一种能加快ECU开发的发动机控制系统

说明书

本发明公开了一种能加快ECU开发的发动机控制系统，涉及发动机电子控制技术领域，包括：传感器模块，用于采集发动机的信息并生成传感器信号；驱动电路模块，用于连接传感器模块和执行器模块，对信号进行调理；可编程底层驱动模块，用于连接驱动电路模块和中央处理模块，并对信号进行转换和计算；中央处理模块，用于根据传感器信号计算出控制执行器的控制信号，然后在将控制执行器的控制信号传送至可编程底层驱动模块；执行器模块，用于接收驱动电路模块调理过的信号，并对发动机进行控制。

技术领域

本发明涉及发动机电子控制技术领域，尤其涉及一种能加快ECU开发的发动机控制系统。

背景技术

汽车发动机电子控制单元(Electronic Control Unit，简称ECU)开发涉及到计算机技术、自动控制、嵌入式系统、发动机技术等多个领域，是汽车电气控制系统中最复杂的系统。发动机ECU软件开发是汽车电子技术的核心，也是技术含量最高的部分。发动机ECU开发过程是系统级的解决方案，开发难度大，开发流程较长。传统发动机ECU开发的模式包括功能设计-快速控制原型-目标代码生成-硬件在环测试-标定五个流程，各个流程必须等前面的流程完毕才可以进入下一流程开发，ECU开发的整个周期长、工作量大。现在发动机产品的更新迭代速度也随着排放法规的要求越来越快，然而电控系统的传感器、执行器数量越来越多，控制策略变得更复杂，使得缩短ECU研发周期的难度巨大。

发动机产品系列的不断延伸，需要标定的参数数量随着性能指标呈指数级的增长，随之而来是标定的工作量大幅增加和缩短产品研发周期的压力。

发明内容

本发明的目的是提供一种能加快ECU开发的发动机控制系统，通过可编程底层驱动模块的可编程功能实现将设计的控制策略在快速控制原型阶段直接用于控制真实发动机的运转，可以在ECU开发的早期解决设计、开发、测试、验证环节的冲突及问题，缩短ECU开发周期。

为解决上述问题，本发明的第一方面提供了一种能加快ECU开发的发动机控制系统，包括：

传感器模块，用于采集发动机的信息并生成传感器信号。所述传感器包括但不限于发动机的曲轴传感器、凸轮轴传感器、高压共轨压力传感器、加速踏板传感器、冷却液温度传感器、VNT位置传感器、ECR位置传感器、进气流量传感器、增压压力传感器。采集传感器的电压值然后计算成不同的物理量，例如，冷却液温度传感器采集得到电压值然后计算成温度值。

驱动电路模块，用于连接所述传感器模块和执行器模块，对信号进行调理。所述驱动电路模块对所述传感器模块接收的发动机的曲轴传感器、凸轮轴传感器、高压共轨压力传感器、加速踏板传感器、冷却液温度传感器、VNT位置传感器、ECR位置传感器、进气流量传感器、增压压力传感器等信号进行调理，将调理后的信号发送至可编程底层驱动模块。并对可编程底层驱动模块输出的控制电平信号驱动放大以控制发动机上的执行器，驱动包括喷油驱动、燃油计量单元驱动，VNT(Variable Nozzle Turbocharger，可变喷嘴涡轮增压器)、EGR(Exhaust Gas Recirculation，废气再循环)驱动。

可编程底层驱动模块，用于连接所述驱动电路模块和中央处理模块，并对信号进行转换和计算。所述可编程底层驱动模块的可编程功能是通过FPGA(Field ProgrammableGate Array，现场可编程逻辑门阵列)实现的，FPGA的基本结构包括可编程输入输出单元，可配置逻辑块，数字时钟管理模块，嵌入式块RAM，布线资源，内嵌专用硬核，底层内嵌功能单元。所述转换和计算具体包括：接收所述驱动电路模块调理后的传感器信号，将传感器数据采集、实时计算，再将计算后的传感器信号发送至中央处理模块。在接收到中央处理模块的控制信号后将控制信号转换为控制电平信号，将控制电平信号发送至驱动电路模块。可编程底层驱动模块还根据发动机的曲轴凸轮轴位置传感器计算发动机的曲轴转角、发动机转速；根据中央处理模块给出的喷油脉宽和喷油时刻生成喷油控制电平信号。