【摘要】：隨著油耗法規(guī)和排放法規(guī)越來越嚴(yán)格,以及城市大氣污染受到更多人的重視,人們對汽車動力性、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性能的要求日益提高。發(fā)動機(jī)是汽車的動力來源,對整車的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性影響最大。發(fā)動機(jī)信息采集系統(tǒng)是發(fā)動機(jī)性能檢測的重要設(shè)備,在發(fā)動機(jī)節(jié)能減排等新技術(shù)的研究過程中,該系統(tǒng)可以實(shí)時監(jiān)控發(fā)動機(jī)工作狀態(tài)、采集發(fā)動機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)、檢測發(fā)動機(jī)各傳感器工作是否正常。隨著發(fā)動機(jī)電子技術(shù)、傳感器技術(shù)及現(xiàn)場總線技術(shù)的持續(xù)發(fā)展,汽車行業(yè)對發(fā)動機(jī)信息采集系統(tǒng)的精確性、快速性和抗干擾性都提出了更高的要求。目前國內(nèi)部分高校和企業(yè)的發(fā)動機(jī)臺架性能實(shí)驗室仍采用傳統(tǒng)分散式的測控設(shè)備,發(fā)動機(jī)信息采集通信布線長而復(fù)雜,并且傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)測控系統(tǒng)只能采集少部分常用傳感器信息,無法全面反映發(fā)動機(jī)工作狀態(tài)。為了解決這些問題,本文設(shè)計了基于發(fā)動機(jī)綜合測控系統(tǒng)的發(fā)動機(jī)信息采集子系統(tǒng)。信息采集子系統(tǒng)以高性能微控制器MPC5634為核心,實(shí)現(xiàn)對發(fā)動機(jī)常用傳感器信號、特殊傳感器信號、外部測試儀器通信信號的采集與分析;以CAN總線為通信介質(zhì),將分散的測控設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化連接。首先,本文介紹了發(fā)動機(jī)信息采集系統(tǒng)信號源所涉及到的各種傳感器及外部測試儀器,并對傳感器按照信號類別進(jìn)行分類,詳細(xì)介紹了各類傳感器的工作原理及外部測試儀器的通信信號。其次,在詳細(xì)分析傳感器信號類型和外部測試儀器通信信號類型的基礎(chǔ)上設(shè)計了這些信號的模擬發(fā)生裝置,包括對信號源模擬發(fā)生裝置的硬件電路設(shè)計及信號輸出程序設(shè)計。然后,針對模擬發(fā)生的頻率信號、模擬信號、開關(guān)信號、通信信號分別設(shè)計了相對應(yīng)的信號調(diào)理電路。此外,還設(shè)計了CAN通信電路,完成微控制器MPC5634的最小電路系統(tǒng)的搭建。以MPC5634為基礎(chǔ),設(shè)計了信號采集程序以及CAN通信程序。最后,基于虛擬儀器LabVIEW搭建軟件測試平臺,實(shí)現(xiàn)CAN數(shù)據(jù)的收發(fā)和發(fā)動機(jī)工況參數(shù)的實(shí)時顯示。對發(fā)動機(jī)信息采集系統(tǒng)硬件、軟件進(jìn)行仿真模擬調(diào)試,結(jié)果表明:本文設(shè)計的基于發(fā)動機(jī)綜合測控系統(tǒng)的信息采集子系統(tǒng)能夠完成對發(fā)動機(jī)信息準(zhǔn)確、實(shí)時采集,CAN通信靈活高效,上位機(jī)具有良好的人機(jī)界面。
【圖文】：

第二章 發(fā)動機(jī)信息采集系統(tǒng)總體方案設(shè)計第二章 發(fā)動機(jī)信息采集系統(tǒng)總體方案設(shè)計臺架測控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖 2.1 所示，，發(fā)動機(jī)信息采集系統(tǒng)是發(fā)子系統(tǒng)，信息采集系統(tǒng)主要包括 MPC5634 發(fā)動機(jī)信息采集模配器和虛擬儀器 LabVIEW 的上位機(jī)系統(tǒng)。MPC5634 發(fā)動機(jī)信傳感器信息及外部測試儀器通信接口輸出的信息，之后將這些方式發(fā)送到總線上；USBCAN 適配器是帶有 USB 接口和 CAN 接N協(xié)議接口卡，具備CAN總線協(xié)議分析功能，LabVIEW軟件對接收行解析，最后實(shí)現(xiàn)圖形化實(shí)時顯示發(fā)動機(jī)各工況參數(shù)。

它們的工作原理大都相似，本文只對他們作統(tǒng)一介紹。對于輸出特殊的傳感器本文將分別介紹。擬量信號傳感器溫度傳感器度傳感器的作用是將被測對象的溫度值轉(zhuǎn)換為相對應(yīng)的電壓值，溫度傳感器按原理分為熱敏電阻式、熱電偶式等多種形式,發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)多采用熱敏電阻感器[17]。發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣溫度傳感器和水溫傳感器由一個負(fù)溫度系數(shù)（NTC）的構(gòu)成，傳感器實(shí)物如圖 2.2 和圖 2.3 所示。溫度系數(shù)熱敏電阻的阻值變化與溫度變化成反比，當(dāng)待測物體溫度升高時，其降，當(dāng)待測溫度降低時，其阻值上升。測量時首先測出熱敏電阻阻值的大小，查詢熱敏電阻阻值與溫度之間對應(yīng)的表格算出被測物體實(shí)際的溫度值[18]。圖 熱敏電阻阻值與溫度之間對應(yīng)關(guān)系。
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U463.6

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2665035