[发明专利]一种ECU喷油点火控制的测试系统及其测试方法

说明书

技术领域

本发明属于汽车控制测试开发技术领域，具体涉及一种ECU喷油点火控制的测试系统及其测试方法。

背景技术

在现代汽车发动机管理系统研究中，日益复杂的功能需求和严格的法规要求使得发动机ECU（Electronic Control Unit，电子控制单元）软硬件的开发过程越来越复杂，因此需要一套严格高效的开发方法来保证产品级ECU的质量。为了提高产品开发的效率和精确性，汽车电子系统开发提出了基于模型的现代开发流程-V模式开发流程，该流程保证开发人员在开发过程中的每一步都可以得到及时验证。

在产品上市之前，需要对ECU进行全面综合的测试，尤其是故障和极限条件下的测试。公开号为CN 101833331A的中国专利公开了一种汽车发动机电控单元的测试系统及测试方法，其包括用于模拟发动机的曲轴信号和凸轮信号的信号模拟单元，信号模拟单元与ECU相连，ECU根据曲轴信号、凸轮信号和一些控制参数输出负载运行控制信号给实际发动机部件，发动机部件按照ECU发来的负载运行控制信号执行动作，通过监测判断发动机部件的运行状态数据实现对ECU测试。这种测试技术使用实际的控制对象进行测试，很难对一些实际复杂情况完成相关测试，并且实现成本高，开发周期长。

为解决这一难题，如图1所示，V模式中提出采用硬件在环仿真（Hardware In-the-Loop Simulation，HILS）的测试方法：即为了测试ECU性能，在进行整体系统的仿真测试时，控制器采用真实的ECU，被控对象和系统运行环境可以全部或部分采用实时数学模型来模拟。

在发动机管理系统HILS需对ECU进行全方面的性能测试，故需对ECU各种控制信号进行采集。在所有测试项目中，ECU对发动机喷油及点火控制的性能测试是至关重要的。HILS系统根据ECU输出的喷油/点火控制信号计算得出发动机喷油脉宽、点火正时作用于发动机模型，通过监测判断发动机模型的运行数据实现对ECU测试。

公开号为CN 101718990A的中国专利公开了一种ECU的模拟检测装置及方法，包括主控芯片单元、ECU电压测试单元、传感器模拟量产生单元、开关量数字信号产生单元、ECU输出电感性执行部件模拟负载及保护单元、ECU输出电阻性模拟负载单元等，其采用模拟ECU所连接的外部信号和驱动对ECU共性的输入/输出接口进行检测。但这种检测装置在对ECU喷油、点火信号的采集精确度有限，同时其与发动机模型数据交互不便，限制了其在硬件在环仿真系统中的应用。

发明内容

针对现有技术所存在的上述技术缺陷，本发明提供了一种ECU喷油点火控制的测试系统及其测试方法，信号采集精度高，数据交互方便，测试成本低。

一种ECU喷油点火控制的测试系统，包括：与ECU相连的FPGA（现场可编程门阵列）板卡、与FPGA板卡相连的目标机以及与目标机相连的宿主机，所述的目标机内配置有发动机模型。

所述的FPGA板卡用于向ECU输出曲轴凸轮信号，并采集ECU响应输出的喷油信号和点火信号，进而检测这两种信号上升沿及下降沿对应的曲轴转角；

所述的目标机用于根据喷油信号上升沿及下降沿对应的曲轴转角以及当前时刻发动机模型运行产生的发动机转速信息计算出喷油脉宽，根据点火信号下降沿对应的曲轴转角计算出点火正时；

所述的发动机模型接收所述的喷油脉宽和点火正时并运行响应，进而产生新一时刻的发动机运行数据；发动机运行数据包括发动机转速，扭矩，进气歧管压力，平均有效压力等数据；

所述的宿主机用于显示所述的发动机运行数据以及喷油脉宽和点火正时。

所述的FPGA板卡包含有数据交互模块、信号产生模块和检测模块；所述的信号产生模块用于产生曲轴凸轮信号并将该信号发送至ECU；所述的检测模块用于采集ECU响应输出的喷油信号和点火信号，并检测这两种信号上升沿及下降沿对应的曲轴转角，进而通过数据交互模块将所述的曲轴转角传送至目标机。

所述的目标机包含有与发动机模型相连的驱动运算模块；所述的驱动运算模块用于接收FPGA板卡检测得到的曲轴转角，并根据喷油信号上升沿及下降沿对应的曲轴转角以及当前时刻发动机模型运行产生的发动机转速信息计算出喷油脉宽，根据点火信号下降沿对应的曲轴转角计算出点火正时。

优选地，所述的FPGA板卡通过PCI（外设部件互连标准）总线与目标机连接。通过PCI总线，FPGA板卡能够与目标机进行高速数据交换，满足系统的实时性需求。