随着发动机电控技术的发展，对发动机测试提出了更高的要求。发动机试验的自动化成为提高发动机测试效率和质量的重要方法。虚拟仪器是用软件将计算机与标准化虚拟仪器硬件结合起来，以此来实现传统仪器功能的模块化，以达到自动测试与分析的目的。利用虚拟仪器技术用户都能够通过图形化的编程环境和操作界面，轻轻松松完成对待测对象的信号调理、过程控制、数据采集、数据分析、波形显示、数据存储、故障诊断以及网络通信等功能，快速缩短了系统开发周期；同时由于采用了标准化的虚拟仪器软硬件，检测系统的兼容性和扩展性也得到了很大程度的增强；除此以外，虚拟仪器技术的灵活性强和可重用度高，可以使用户的检测系统规模最小化，且易于升级和维护，用户还可以使用现有硬件组成另一套检测系统，由此减少不必要的重复投资，降低系统的开发成本。

  发动机性能虚拟仪器检测系统主要由主控机模块、cFP实时监控模块、测功机模块以及待测发动机模块四部分所组成，如图1所示。

  主控机模块为一台DELL工作站，用于提供图形化用户界面，完成对系统硬件的配置和对用户界面和控制参数的设置，并实时更新各指标参量对时间的波形显示，经过曲线拟合后得到发动机特性曲线，最后完成测试数据的记录工作。与此同时，主控机还通过嵌入式NI PCI数据采集卡完成对非控制参量，如压力、油耗等的测量工作。

  cFP实时监控模块由两部NI cFP分布式I/O系统组成，通过TCP/IP协议与主控机通信，从主控机获得控制参数命令来控制测功机，并返回从测功机模块采集来的数据信号，交由主控机处理。其中模块A用于完成实时自动加载和控制指标参量的测量，并提供过载保护、紧急停车以及非法停机后的系统重建等应急措施；模块B用于完成对待测发动机各温度点的实时监测。

  测功机模块被用于为待测发动机提供一定的负载，并由其内部的传感设备将待测发动机在该负载下的扭矩、转速以及输出功率等待测指标参量转换为 cFP实时监控模块A可接受的电压信号。

  发动机性能虚拟仪器检测系统可在两种工作模式运行下：自动工作模式和手动工作模式，主要测试项目有：

  1）发动机压力曲线 （油、水、气的进出口）。2） 发动机温度曲线 （油、水、气的进出口及环境）。3） 发动机转速曲线） 发动机扭矩曲线） 发动机功率曲线） 发动机油耗曲线 。

  自动工作模式下，主控机首先等待用户完成软硬件的设置和配置。然后提请用户选择负载测试或定参数测试，负载测试下用户要设置负载曲线、负载时间、循环时间以及测试时间等测试参数；定参数测试下，用户都能够选择指定扭矩、转速或是功率，并设置相应的定标参数、控制参数以及测试时间。完成以上步骤以后，就可以启动测试程序，检测系统即按照用户制定的负载自动加载同时完成对待测发动机的性能测试；或是通过一定的控制算法保持定标参数的稳定并对该状态下的待测发动机进行自动测试。系统运行的同时，用户都能够在实时监测图表中观察各指标参量对时间的波形显示，经过曲线拟合后得到发动机特性曲线，并可将感兴趣的图表导出存盘。当完成测试时间后，系统自动终止测试。

  手动工作模式下，系统工作原理与自动工作模式下基本类似，只是系统不进行循环测试，而是提供一种交互式的测试环境，完成指定的测试项目后，等待用户的进一步操作。

  主控机选用一台DELL工作站，内嵌了IntelPentium 4 2.6GCPU，多功能数据采集卡和实时测温模块和实时监控模块。

  实时监控模块选用NI cFP分布式I/O实时系统。作为工业级控制管理系统，cFP具备FIFO数据队列、断电数据缓存、看门狗状态监测以及高抗冲击性和抗干扰性，是用于完成系统最核心的实时采集与控制的部分。

  实时测温模块选用NI cFP分布式I/O实时系统。采用了cFP-2020控制器，配以4块cFP TC-120 8通道热电偶模块，可直接用于测量标准J、K、T、N、R、S、E和B型热电偶，并提供对应的信号调理、双绝缘隔离、输入噪声过滤、冷端补偿以及各种热电偶的温度算法，用于发动机各待测温度点的数据采样，并利用分布式I/O的基于TCP/IP协议的网络共享功能实现数据的远程共享，有利于对工业现场实施远程的实时监控。［page］

  测功机是根据作用力与反作用力平衡原理设计的。当发动机测功机的定子受到的转矩与被测发动机的转矩相等时，由单片机数据采集系统直接精准地读出被测发动机的转矩值。当被测发动机旋转带着测功机的转子旋转时，若给测功机加入直流励磁电压，测功机中有磁场存在，此时测功机转子旋转且切割磁力线产生电枢电流，电枢电流和磁通相互作用产生制动转矩，同时测功机定子受到一个相反方向的转矩作用，便在测功机传感器轴上产生压应力，在正常工作范围内，压应力与传感器轴所承受的转矩成正比。如果在传感器轴产生最大压应力方向上粘贴电阻应变片，则应变处的电阻值就随着压应力的大小而变化，再将应变片接入一定的桥式电路就能将压应力的变化转化为电压信号，从而即能测量出转矩的大小。

  发动机转速的测量使用光电式转速传感器，测速分辨力高、惯性小、应用广泛，利用单片机和光电式传感器相配合，使待测量发动机转速简便、抗干扰能力强。光电式传感器在发动机轴上装一个边缘有N个均匀分布锯齿的圆盘，通过光线投射到光敏管上，当发动机转动一周，就得到N个脉冲信号，测量脉冲信号的频率或周期，就可得到发动机的转速。

  控制机柜主要由控制开关、开关电源、滤波器以及连接线路组成，是为各路传感模块提供对应的多路接口，使之与待测发动机连接，并提供安全的系统供电、信号隔离、幅度调节以及风冷控制等辅助功能，为整个发动机检测系统提供强电支持及系统应急措施。

  发动机性能虚拟仪器检测系统总体采用一种基于TCP/IP协议的客户机/服务器（CS）结构。服务器架构为NI cFP分布式I/O体系，利用其内嵌的独立式实时系统实现目标参量的信号采样，并完成对目标参量的实时监测和控制；客户机则采用通用的PC机结构，运行 Windows 多线程操作系统，使用LabVIEW虚拟仪器平台，借助TCP/IP协议实现，和服务器之间控制参量及检验测试的数据的通信，并提供GUI图形化用户界面，实现人机交互，完成控制参数的输入，以及检验测试的数据的分析、运算和图表显示。

  系统操作流程为，上电后服务器自动启动存储器中内建的LabVIEW RT实时程序，并实时侦听客户机“开始测试”的命令；客户机开机运行发动机性能虚拟仪器测试主程序，完成用户登录、硬件配置、选择测试项目、设置测试参数后，启动测试程序；服务器侦听到客户端“开始测试”命令后，按照客户制定的硬件配置、测试项目和测试参数开始实时控制与数据采集，并通过TCP/IP协议将实验数据发送给客户机；客户机发出PID控制命令，并对服务器发送的实验数据来进行分析处理，完成PID控制后，按照测试项目来测试，分析处理测试数据，并以图表方式显示实验结果；完成测试后，客户机发出结束测试的命令，经服务器接收确认后，结束测试。

  本系统试验了3种PID控制算法：位置式PID控制算法、增量式PID控制算法和积分分离PID控制算法。

  该算法的优点是原理简单，只是将经典的PID算法理论离散化，运用于计算机辅助测量，结构简单易于实现；缺点是每次输出均与过去的状态有关，计算时要对e（k）进行累加，计算机运算工作量大；而且，因为计算机输出的u（k）对应的是执行机构的实际位置，如计算机发生故障，u（k）的大幅度变化会引起执行机构位置的大幅度变化。

  该算法的优点是，由于计算机输出增量，误动作时影响小，必要时可以用逻辑判断的方法去掉；手动/自动切换时冲击小，便于实现无扰动切换，此外当计算机出现故障时，由于输出通道或执行装置具有信号的锁存作用，故仍能保持原值；算式中不需要累加。控制增量Δu（k）的确定，仅与最近k次的采样值有关，所以较容易通过加权处理而获得比较好的控制效果。增量式控制也有不足之处：积分截断效应大，有静态误差；溢出的影响大。

  该发动机性能虚拟仪器检测系统，实现了对发动机的多路压力、扭矩、转速、功率以及温度实时监测，并利用TCP/IP协议实现主控机对多路信号的远程操控以及测试数据的网络共享；该系统具有测量精度高、运行稳定性强，适用于多种类型发动机综合性能测试。

  上一篇：基于FPGA芯片EP1c3T144和开发平台实现虚拟仪器接口设计

  1. 引言 许多现在正在使用的柴油发动机测试平台都是通过仪表读数来分析、判断一台柴油发动机测试时的工作状态，不仅效率低、精度差，而且综合分析判断能力有限。为了可以更加全面、直观地了解柴油发动机测试过程，迅速发现并排除一些故障隐患，使测试操作人员提高分析判断能力，结合企业技术改造，我们开发了基于CAN现场总线的柴油发动机检测系统，实现了同时对多台柴油发动机测试过程的监控与测试。 2. 检测系统结构组成 根据柴油发动机的测试要求，本系统主要完成对柴油发动机测试过程中各种传感信号的处理以及柴油机工况数据的采集，并将数据通过CAN总线路I/O信号。采集的参数主要有：机油压力和温度、冷却水温度、进排气温

  的设计 /

  摘要：基于虚拟仪器技术设计了用在车辆控制器开发中的道路试验检测系统，介绍了通过外部特征量和单片机内部运行信息的同步采集进行车辆控制器道路试验的方法、检测系统的硬件构成以及基于多线程技术的测试软件设计方法。该检测系统可以完成模拟信号、数字信号、串口数据的同步采集和分析，并在ABS控制器的道路试验中得到了验证。 关键词：虚拟仪器 数据采集 控制器开发 道路试验 ABS 随着时下人们对车辆性能要求的提高和电子技术的加快速度进行发展，车辆电子控制器的开发慢慢的变成了汽车制造业的热点。汽车整车道路试验是车辆控制器开发的最终阶段，是全面测试和鉴定车辆性能的一种重要手段。 由于控制器开发中数据采集要求及性能评价测试项目的多样化，功能单一、灵活性差、使用

  （图源：ECONAMIQ官网） 据外国媒体报道，荷兰初创公司ECONAMIQ正在开发一种新型发动机技术，能节约高达20%的燃耗。将气体过度膨胀与汽缸停缸技术结合起来，在不显著改变发动机布局或架构的情况下，提高性能和效率。 ECONAMIQ通过使气体过度膨胀至邻近停缸气缸，在现有发动机架构内创建额外的动力冲程，从而明显提高热效率，并节省本金。在现有概念基础上，如汽缸停缸和可变气门正时技术，ECONAMIQ新技术提供独特的气体选择途径组合专利，以提高系统效率。ECONAMIQ预计，这项技术将在未来几年得到应用。 ECONAMIQ过度膨胀汽缸停缸技术，能大大的提升发动机燃油效率。利用从运转气缸中排出的废气产生压力，推动“空闲

  可减少燃耗高达20% /

  引 言 Controller Area Network(控制器局域网，缩写为CAN)，是为解决汽车电子控制单元间的信息通信而由德国Bosch公司提出的一种总线标准，以其卓越的性能、极高的可靠性和低廉的价格，现在已经在汽车领域获得广泛应用。为了能够更好的保证汽车CAN总线节点安全、稳定运转，同时为了更好的提高大批量生产的效率，必须在生产的全部过程中对CAN节点产品做测试，开发基于CAN总线的汽车CAN节点测试仪显得十分重要。本文通过选择高速处理器和采用虚拟仪器技术保证测试仪的通用性，使其只需通过软件更新便可测试多个CAN节点。 CAN协议简介 CAN协议建立在ISO/OSI 7层开放互连参考模型基础之上，为了方便应用，同时保证

  的汽车CAN节点测试仪设计 /

  量产下线 日，吉利官方宣布新一代雷神电混发动机 BHE15 Plus 正式量产下线，该发动机热效率达到 44.26%，同时高热效区间、扭矩以及功率方面也得到提升。 此外，吉利还预告下一代雷神电混发动机也已经处于验证阶段，其热效率甚至将突破 46%。 据悉，BHE15 Plus 发动机采用深度米勒循环，并针对燃烧系统来进行优化升级，采用超高滚流比进气道、高压缩比、高程径比和 350bar 高压燃油喷射系统等技术，同时应用高效混动专用增压器、电控 EGR 系统等，从而将热效率提升到了 44.26%。

  量产下线 /

  随着环保要求的日益严格，节能减排成为汽车逐渐被重视的因素，慢慢的变多的汽车开始装备发动机自动启停技术。这种技术很适合城市路况，在等红灯时发动机暂时关闭，能节约怠速产生的油耗。和所有新技术被实装到产品时一样，发动机自动启停技术也面临着诸多的质疑。它是否能真的节能减排，为环保做贡献，给车主省油钱？走走停停的路况，对发动机是否有伤害？ 发动机自动启停技术的原理 想知道发动机自动启停技术是否对车有害，我们就得从它的原理说起 当车辆因拥堵而停止行进时，驾驶员踩下制动踏板并摘挡，车辆静止，这时自动启停系统开始自检。当它发现发动机正在空转且没有挂挡，车轮转速传感器读数为零，于是它继续检查车辆是否有足够的电量进行下一次启动。当以上条件

  到底伤不伤车 /

  MathWorks 宣布，中国潍柴动力利用 Simulink 和Embedded Coder，通过 基于模型的设计 为其共轨柴油发动机成功开发出了发动机控制单元 (ECU) 软件。通过基于模型的设计，该重型发动机制造商加速了其嵌入式控制系统开发团队的起步周期，并让内部开发 ECU 软件与计划相比缩减了 40％ 的开发时间，而且对于第二个项目，设计复用率实现了 60%。 潍柴动力是在研发、制造和销售柴油发动机领域的全球领先者，它于 2014 年初获得了全国质量奖，这是中国在质量领域的最高荣誉。 潍柴动力电控技术负责人李大明说道：“基于模型的设计所提供的图形设计和自动代码生成功能降低了软件开发的难度，改进了软件可维护性和复用性。基于

  【导读】可变气门正时VVT，是一种用于汽车活塞式发动机中的技术。VVT技术能调节发动机进气排气系统的重叠时间与正时，降低油耗并提升效率。 可变气门正时VVT，是一种用于汽车活塞式发动机中的技术。VVT技术能调节发动机进气排气系统的重叠时间与正时，降低油耗并提升效率。可变气门正时系统由电磁阀和可变凸轮轴相位调节器组成，通过调节发动机凸轮相位，使进气量可随发动机转速的变化而改变，进而达到最佳燃烧效率，提高燃油经济性。 下面我们的角度来看下如何连接示波器： 给示波器的四个通道分别接上一根BNC转香蕉头线根BNC转香蕉头线的红色香蕉头各接上一根刺针，黑色香蕉头各接上一个鳄鱼夹。可变凸轮轴正时调节器有两条电路连接，

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  氢气排放测试方法

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