一种电控发动机实训台的双控系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种电控发动机实训台的双控系统，包括电控发动机的执行器、连接于电控发动机的传感器和控制单元，所述控制单元包括ECU和PLC，所述传感器和执行器通过隔离机构分别同时连接ECU和PLC，所述PLC还分别连接编程器和人机交互单元。本实用新型专利技术具有ECU和PLC两种控制器，使用者可以采用PLC控制，通过人机交互单元直接观察程序逻辑和控制内容，通过编程器修改参数模拟故障状态，快速理解和掌握电控发动机的控制原理，还可以采用ECU控制，更加贴近实际的提高排除故障技能。

Dual control system of electronic control engine training platform

Double control system of the utility model discloses a training platform for electronic controlled engine, including sensors and actuators, electronic engine control unit is connected to the engine, the control unit including ECU and PLC, the sensor and actuator through the isolation mechanism are respectively connected at the same time ECU and PLC, and the PLC respectively. The programmer and human-computer interaction unit. The utility model has the advantages of ECU and PLC two controller, the user can use PLC control, human-computer interaction through direct observation and logic control unit, by the programmer to modify the parameters of simulated fault state, quickly understand and master the control principle of the engine can be controlled by ECU, more practical to improve troubleshooting skills.

【技术实现步骤摘要】
一种电控发动机实训台的双控系统
本技术涉及电控发动机实训台，具体涉及一种电控发动机实训台的双控系统。
技术介绍
电控发动机采用传感器实时获取发动机的状态参数，控制单元根据这些状态参数调整各执行机构的动作，从而实现精准控制，使发动机处于良好的工作状态。目前，高等院校的电控发动机教学所采用的模拟教具的控制系统也完全模拟实车，即采用嵌入式ECU按照其内部事先写好的程序对汽车发动机以及其它电气系统运行过程进行控制和管理，无法直接获知程序逻辑和控制内容，对使用者来说相当于“黑匣子”，还要依靠教师进行理论讲解帮助学生理解其控制过程，不利于使用者快速理解和掌握电控发动机的控制原理。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种电控发动机实训台的双控系统，可以解决现有电控发动机实训台采用嵌入式ECU进行控制和管理，无法直接获知程序逻辑和控制内容，导致不利于使用者快速理解和掌握电控发动机的控制原理的问题。本技术通过以下技术方案实现：一种电控发动机实训台的双控系统，包括电控发动机的执行器、连接于电控发动机的传感器和控制单元，所述控制单元包括ECU和PLC，所述传感器和执行器通过隔离机构分别同时连接ECU和PLC，所述PLC还分别连接编程器和人机交互单元。本技术的进一步方案是，所述传感器包括空气流量传感器、进气温度传感器、节气门位置传感器、氧传感器、爆震传感器、冷却液温度传感器、曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器。本技术的进一步方案是，所述执行器包括点火控制器和喷油器。本技术的进一步方案是，所述隔离机构为插接器。本技术与现有技术相比的优点在于：一、具有ECU和PLC两种控制器，使用者可以采用PLC控制，通过人机交互单元直接观察程序逻辑和控制内容，通过编程器修改参数模拟故障状态，快速理解和掌握电控发动机的控制原理，还可以采用ECU控制，更加贴近实际的提高排除故障技能；二、采用插接器将ECU和PLC互不干扰的分隔开，接线方便而且线路分布清晰，进一步加快理解和掌握电控发动机的控制原理。附图说明图1为本技术的结构框图。图2为ECU与各传感器、执行器的接线图。图3为ECU与进气温度传感器的接线图。图4为ECU与爆震传感器的接线图。图5为ECU与曲轴位置传感器的接线图。图6为ECU与点火控制器的接线图。图7为ECU与空气流量传感器的接线图。图8为ECU与喷油器的接线图。图9为ECU与氧传感器的接线图。图10为ECU与冷却液温度传感器的接线图。图11为ECU与节气门位置传感器的接线图。图12为ECU与凸轮轴位置传感器的接线图。图13为PLC与各传感器、执行器的接线图。图14为PLC与凸轮轴位置传感器、曲轴位置传感器、氧传感器、空气流量传感器、节气门位置传感器的接线图。图15为PLC与节气门位置传感器、爆震传感器的接线图。图16为PLC与冷却液温度传感器、进气温度传感器、点火控制器、喷油器的接线图。具体实施方式如图1所示的一种电控发动机实训台的双控系统，包括电控发动机的执行器、连接于电控发动机的传感器和控制单元，所述控制单元包括ECU和PLC，所述传感器和执行器通过插接器分别同时连接ECU和PLC；本实施例的电控发动机为桑塔纳2000GSi型轿车的AJR型发动机，ECU为德国波许公司的博世（Motronic）3.8.2型电子控制多点汽油顺序喷射系统，PLC采用的是信捷XC3系列60点PLC；所述传感器包括空气流量传感器、进气温度传感器、节气门位置传感器、氧传感器、爆震传感器、冷却液温度传感器、曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器；所述执行器包括点火控制器和喷油器。空气流量传感器，简称空气流量计，其功能是通过检测发动机的进气量的大小，将空气流量信号转换为数字电信号输入给控制单元，控制单元准确的计算出喷油脉冲和喷油脉宽，从而精准的喷射出燃油量，空气流量信号是作为控制单元计算喷油时间和点火时间的重要依据，本实施例采用的是热膜式空气流量计，其优点在于工作性能稳定、测量精度高、进气阻力小和使用寿命长。进气温度传感器的作用是检测进歧管道中空气温度，并把温度信号转变为电信号传送给发电机的控制单元，控制单元根据进气温度的变化来调节燃油喷射时间，本实施例采用的是负温度系数热敏电阻式进气温度传感器，其特点灵敏度高、响应速度快、结构简单和价格低廉。节气门位置传感器用于将节气门开度的大小转变为电压信号输入给控制单元，控制单元根据电压信号的强弱来判别发动机的工作状态，并根据发动机不同工作状态在确定需要喷油量的多少，发动机运行时，如果空气流量传感器出现故障时，控制单元可以根据节气门位置传感器信号和转速信号来控制喷油脉冲和喷油脉宽；本实施例采用的是线性输出型节气门位置传感器，由电刷、电阻体和输出端子三部分组成，结构类似于滑片式电阻器，电刷有两个，分别为节气开度电刷和怠速电刷，两个电刷与节气门联动，在电阻上滑动，当节气门开度变化时，节气开度电刷位置随之变化，使控制单元对发动机的喷油量进行控制，以获得相应的功率；在节气门处于全闭状态时，怠速电刷输出怠速状态信号给控制单元，控制单元根据该信号作出控制，其功能主要用于断油控制和点火提前修正，以保证怠速工作状态的稳定，并可检测出发动机处于加速工作状态时节气门所在的准确位置。氧传感器又称排气氧传感器，安装在排气管中段处，不仅可以通过催化作用净化排气中的CO、HC、和NOx三种主要的有害成分，还能检测出空燃比的大小；氧传感器将检测到的氧气浓度反馈给控制单元，控制单元根据此信号来判断空燃比是否偏离比定值，若出现偏离则需要调节燃油喷射量，使空燃比能够控制在理论允许范围之内。氧传感器根据材料的不同，可以分为二氧化锆氧传感器和二氧化钛型传感器两种，由于二氧化锆氧传感器性能比较稳定、耐高温，所以适用于各种类型的发动机，本实施例采用的是二氧化锆氧传感器。爆震传感器将发动机爆燃信号转换为电信号输入给控制单元，以便控制单元通过爆震信号对点火提前角进行修正，从而使点火提前角保持最佳状态。爆震传感器按结构不同，可分为磁致伸缩式和压电式两种，本实施例采用的是压电式爆震传感器，利用压电效应制成的，其压电元件由压电材料制成，压电元件两个侧面分别装有金属垫圈作为电极，电极通过导线引导接线插座上；当发动机缸体产生爆燃震动时，传感器底座随之产生振动并传递给压电元件，压电元件的信号输出端就会输出与振动频率和振动强度有关的交变的电压信号，发动机的转速越高，所产生的信号电压幅值也就越大。冷却液温度传感器是检测发动机冷却液的温度，并将温度信号变换为电信号传送给控制单元，控制单元根据发动机的温度信号修正喷油时间和点火时间，控制发动机的怠速，从而使发动机的工作状态处于最佳运行状态，本实施例采用的是负温度系数热敏电阻型。曲轴位置传感器是接收发动机曲轴转动角度和发动机的转速信号，并将信号输入控制单元，以便确定和控制喷射时刻与点火时刻，曲轴位置传感器有光电式、磁感应式和霍尔式3种类型，本实施例采用的是磁感应式位置传感器，其结构由信号转子、永久磁铁、感应线圈组成，永久磁铁和感应线圈分别固定在发动机分电器的底板上，信号转子装在分电器轴上，当曲轴带动信号转子旋转时，由于转子凸齿相对感应线圈位置发生变化，使得线圈内的磁通发生变化，从而在线圈内就产生感应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电控发动机实训台的双控系统，包括电控发动机的执行器、连接于电控发动机的传感器和控制单元，其特征在于：所述控制单元包括ECU和PLC，所述传感器通过插接器同时连接ECU和PLC的输入端子，所述执行器通过插接器同时连接ECU和PLC的输出端子，所述PLC还分别连接编程器和人机交互单元；所述传感器包括空气流量传感器、进气温度传感器、节气门位置传感器、氧传感器、爆震传感器、冷却液温度传感器、曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器；所述执行器包括点火控制器和喷油器；所述进气温度传感器的1号端子分别连接于ECU的54号端子和PLC的XC‑E4DA模块的V03端子，所述进气温度传感器的2号端子分别连接ECU的67号端子和PLC的XC‑E8AD模块的AT1端子，所述XC‑E4DA模块的C3端子和XC‑E8AD C1端子连接；所述爆震温度传感器有两个探头，1号探头测量1、2号缸的爆震，2号探头测量3、4号缸的爆震，1号探头的1号端子分别连接ECU的68号端子和PLC 的XC‑E8AD模块的VI2端子和C2端子，2号探头的1号端子分别连接ECU的60号端子和PLC 的XC‑E8AD模块的VI3端子和C3端子，1号探头和2号探头共用的2号端子分别连接ECU的67号端子和PLC的XC‑E6PT‑P(‑H)模块的VO1端子，1号探头和2号探头共用的3号端子和信号线的屏蔽层与外搭铁相连；所述曲轴位置传感器的1号端子分别连接搭铁线31和PLC的XC‑E4DA模块的V01端子，2号端子分别连接ECU的63号端子和PLC的XC‑AC/DC/RLY的X0端子和C0M端子，3号端子分别连接ECU的56号端子和PLC的XC‑E4DA模块的C1端子；所述点火控制器的1号端子和3号端子接收控制信号，1号端子分别连接ECU的71号端子和PLC的XC‑ AC/DC/RLY的Y7端子，3号端子分别连接ECU的78号端子和PLC的XC‑ AC/DC/RLY的Y10端子，2号端子与点火开关控制燃油泵继电器和发动机启动电源连接，4号端子为搭铁端子；所述空气流量传感器的1号端子是空脚，2号端子与点火开关控制燃油泵继电器和发动机启动电源连接，3号端子分别连接ECU的13号端子和PLC的XC‑E4DA模块C1端子，4号端子分别连接ECU的11号端子和PLC的XC‑E4DA模块AO0端子，5号端子分别连接ECU的12号端子和PLC的XC‑E8AD模块VI0端子，所述PLC的XC‑E8AD模块的C0端子与XC‑E4DA模块C1端子相连；所述喷油器有4个，所述4个喷油器的1号端子与点火开关控制燃油泵继电器和发动机启动电源连接，2号接线端子分别连接ECU的73号端子、80号端子、58号端子和65号端子，以及PLC的XC‑ AC/DC/RLY模块的Y3端子、Y4端子、Y5端子和Y6端子；所述氧传感器的1号端子和2号端子连接点火开关控制燃油泵继电器和发动机的启动电源，3号端子分别连接ECU的25号端子和PLC的XC‑E8AD模块的VI1端子，4号端子分别连接ECU的26号端子和PLC的XC‑E8AD模块的C1端子；所述冷却液温度传感器有4个接线端子，1号端子分别连接ECU的53号端子和PLC的XC‑E4DA模块的V02端子，2号端子是外部接线端子，3号端子分别连接ECU的67号端子和PLC的XC‑E4DA模块的AI0端子，4号端子连接到水温显示仪表；所述节气门位置传感器的1号端子分别连接ECU的66号端子和发动机启动电源，2号端子分别连接ECU的59号端子和蓄电池负极搭铁，3号端子分别连接ECU的69号端子和PLC的XC‑ AC/DC/RLY模块的X4端子，4号端子分别连接ECU的62号端子和PLC的XC‑E4DA模块的V01端子，5号端子分别连接ECU的74号端子和PLC的XC‑E8AD模块的VI0端子，7号端子分别连接ECU的67号端子和蓄电池负极搭铁，8号端子分别连接ECU的75号端子和PLC的XC‑E8AD模块的VI1端子，PLC的XC‑E8AD模块的C1端子与XC‑E4DA模块的C1端子相连构造搭铁回路；所述凸轮轴位置传感器的1号端子分别连接ECU的62号端子和PLC的外部搭铁线31接线柱，2号端子分别连接ECU的76号端子和PLC的XC‑AC/DC/RLY模块的X1端子，3号端子分别连接ECU的67号端子和PLC的XC‑AC/DC/RLY模块的C0M端子。...

【技术特征摘要】
1.一种电控发动机实训台的双控系统，包括电控发动机的执行器、连接于电控发动机的传感器和控制单元，其特征在于：所述控制单元包括ECU和PLC，所述传感器通过插接器同时连接ECU和PLC的输入端子，所述执行器通过插接器同时连接ECU和PLC的输出端子，所述PLC还分别连接编程器和人机交互单元；所述传感器包括空气流量传感器、进气温度传感器、节气门位置传感器、氧传感器、爆震传感器、冷却液温度传感器、曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器；所述执行器包括点火控制器和喷油器；所述进气温度传感器的1号端子分别连接于ECU的54号端子和PLC的XC-E4DA模块的V03端子，所述进气温度传感器的2号端子分别连接ECU的67号端子和PLC的XC-E8AD模块的AT1端子，所述XC-E4DA模块的C3端子和XC-E8ADC1端子连接；所述爆震温度传感器有两个探头，1号探头测量1、2号缸的爆震，2号探头测量3、4号缸的爆震，1号探头的1号端子分别连接ECU的68号端子和PLC的XC-E8AD模块的VI2端子和C2端子，2号探头的1号端子分别连接ECU的60号端子和PLC的XC-E8AD模块的VI3端子和C3端子，1号探头和2号探头共用的2号端子分别连接ECU的67号端子和PLC的XC-E6PT-P(-H)模块的VO1端子，1号探头和2号探头共用的3号端子和信号线的屏蔽层与外搭铁相连；所述曲轴位置传感器的1号端子分别连接搭铁线31和PLC的XC-E4DA模块的V01端子，2号端子分别连接ECU的63号端子和PLC的XC-AC/DC/RLY的X0端子和C0M端子，3号端子分别连接ECU的56号端子和PLC的XC-E4DA模块的C1端子；所述点火控制器的1号端子和3号端子接收控制信号，1号端子分别连接ECU的71号端子和PLC的XC-AC/DC/RLY的Y7端子，3号端子分别连接ECU的78号端子和PLC的XC-AC/DC/RLY的Y10端子，2号端子与点火开关控制燃油泵继电器和发动机启动电源连接，4号端子为搭铁端子；所述空气流量传感器的1号端子是空脚，2号端子与点火开关控制燃油泵继电器和发动机启动电源连接，3号端子分别连接E...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文乐，李鹏杰，刘文东，严陈，
申请(专利权)人：江苏食品药品职业技术学院，
类型：新型
国别省市：江苏,32