一、VISION软件
VISION是一个基于PC机的汽车电子控制单元(ECU)的开发、标定和测量系统的软件。VISION软件与ECU芯片之间的界面是通过LAPcanII和USBcanII等物理连接、VISION网络集线器和内存仿真器建立。VISION软件与ECU的串行通讯和测量协议由带XCP协议的CAN总线、CAN标定协议或带KWP2000协议的K-Line提供。VISION软件支持同时对多个ECU或外部模拟信号的数据采集模块的标定和记录测量数据。
二、VISION发动机标定系统
1.发动机管理系统
发动机管理系统(EMS)是在发动机电子点火和电控汽油喷射系统的基础上发展起来的,集电子控制喷射、排放控制、电子点火、起动、防盗、诊断等功能于一体的集成电路系统。电子控制技术的飞速发展及发动机排放法规的日趋严格,和对汽车发动机性能要求的不断提高促进了EMS的发展,EMS能实现对发动机各系统的精确控制和灵活控制,是改善发动机各项性能指标和排放的主要手段。发动机管理系统都是由微处理器、各种传感器、执行器组成,通过传感器检测各种工作状态和参数,然后由微处理器经过计算、分析、判断后发出指令给各执行器完成各种动作,使发动机在各种工作状况下都能以最佳状态工作。
2.发动机的标定试验
发动机的标定试验是指在汽车不同的工作状态和气候环境下,对发动机管理系统的参数进行不断调试,找到发动机最佳工作状态下一组参数的测试技术。它通常分为室内台架实验和室外道路实验,室外道路实验要求在汽车试车场进行,另外还要进行“高寒、高温和高海拔”的“3高”试验。发动机标定试验的主要工具是发动机标定软件和发动机标定设备。
通常同一型号的发动机ECU内部的控制算法软件是固定的,但其包含的数千个自由参数是可调的,对于不同的车型这些参数都需要通过发动机匹配标定进行调试优化,使得整车通过各种排放与驾驶性能指标。
3.VISION标定系统的硬件结构
在VISION标定系统中,通过测量硬件设备连接发动机来测量空气流量、空气温度和节气门位置等数据,然后集线器负贵测量硬件设备积计算机之间的通讯(见图1)。
4.VISION标定软件系统
完成硬件连接后,在VISION标定软件中,需要通过设备管理器来设置所有集线器和测量硬件设备的工作参数。计算机通过COM、PCMCIA和USB接口与集线器连接,然后集线器再连接模拟测量模块ADScan、压力测量模块BaroScan、通用测量模块DualScan和温度测量模块ThermoScan。
典型的VISION标定软件的工作界面(或称为屏幕文件)见图2,其中有二维和三维的发动机标定数据,数据可以通过表格的方式编辑,也可以通过图形的方式显示和修改,并且可以在计算机屏幕上用虚拟仪表方式形象地反映标定变量的动态变化。
三、VISION软件在汽车发动机标定中的应用
1.发动机怠速设置的标定
图3中,横坐标表示发动机温度变量(℃),纵坐标表示发动机怠速变量(r/min),可以看到在0℃以上时,发动机怠速设置为800r/min。在O℃以下时,由于发动机启动比较困难,所以发动机怠速随着温度的降低而逐步升高,直到-40℃时,发动机怠速设置为1100r/min。
2.燃油喷射系统的标定
燃油喷射系统的主要控制量是发动机各缸的喷油量和喷油时间,在VISION标定软件中,设计了一个中间变量驾驶员请求喷油量,它是变量加速踏板位置(范围:0~100%)和发动机转速的控制函数。其控制MAP图见图40其中X轴:加速踏板位置(%),Y轴:发动机转速(r/min),Z轴:驾驶员请求喷油量(mg/stroke)。
发动机各缸的喷油量是通过改变喷油器电磁阀的位移来控制的,它是变量加速踏板位置和发动机转速的控制函数,其控制MAP图见图5。其中X轴:驾驶员请求喷油量(mg/stroke),Y轴:发动机转速(r/min),Z轴:喷油器电磁阀的位移(mm)。
喷油时间由曲轴转角控制,它是变量加速踏板位置和发动机转速的控制函数,其控制MAP图见图6。其中X轴:驾驶员请求喷油量(mg/stroke),Y轴:发动机转速(r/min),Z轴:曲轴转角(°)。
四、结语
VISION是目前国内外流行的汽车ECU标定软件,它的系统功能和使用方法有很强的代表性。通过分析VISION软件的开发技术,可以了解当前汽车ECU的研究和开发的进展情况,因此本文对国内汽车ECU的开发有一定的参考作用。