赵亚男 赵福堂 范 焱
【摘要】 利用LabVIEW设计了发动机检测分析仪系统软件,包括传感器检测模块、点火系统检测模块、信号多通道记录仪模块和发动机示波器模块,实现了传统硬件设备的功能———对发动机信号分析、处理、显示、储存和读取。提高了系统可靠性和抗干扰能力,保证了各检测参数的精度和稳定性,并可以根据需要对软件功能进行调整,具有二次开发能力。
关键词: 发动机 检测系统 控制软件 设计
中图分类号: TP31111 ; TP216 ; TK41 文献标识码: A
Control Sof tware Design of Engine Test Analyzer
Zhao Ya’nan Zhao Futang Fan Yan
( Beiji ng Instit ute of Technology)
Abstract
On the software platform of LabVIEW , cont rol software of engine test analyzer was designed.
The cont rol software includes sensors test module , ignition system test module , multi2channel recordermodule of elect ronic signal and engine oscillograph module. The analysis , processing , real2timedisplay , storage and read function of engine signals were accomplished by engine test analyzer softwareprogram like the t raditional hardware equipment . The reliability and anti2interference ability wereincreased greatly , the accuracy of every parameter and the stability of the test were realized , and thesoftware function could be adjusted according to the demand. Furthermore , the software of testanalyzer has a function of secondary development .
Key words: Engine , Test analyzer , Cont rol software , Design
引言
随着汽车电子化水平的逐步提高,车辆故障诊断主要是检测车辆上各种传感器、执行器产生的电子信号及参数。目前广泛应用的发动机检测分析仪都是建立在嵌入式技术基础上,体积较大,移动性差,数据信息存储量不大,难于实现远程数据传输和共享,价格昂贵,不利于智能诊断。
利用LabVIEW 设计的汽车发动机检测分析仪由检测对象、信号采集处理设备和操作软件平台组成,能够克服目前广泛使用的仪器的缺点。系统的硬件部分实现发动机电子控制系统各种电子信号的数据采集及预处理,软件部分进行采集控制以及对数据的处理、分析和显示。系统软件设计是指对传感器检测模块、点火系统检测模块、电子信号多通道记录仪模块和发动机示波器模块的设计。
本文利用虚拟仪器技术平台LabVIEW 的信号分析、处理功能和良好的用户操作界面,开发用于采集、检测、分析发动机电子控制系统各信号及信号特征参数的汽车发动机检测分析系统控制软件,实现发动机电子信号的采集控制以及对数据的处理、分析和显示。
1．控制软件总体框架
汽车发动机检测分析系统是在LabVIEW 对PCI21802L 数据采集卡驱动子VI 进行调用的基础上,实现对电控发动机各电子信号进行采集与分析的功能[1～2 ] 。
发动机检测分析仪控制软件的总体功能如图1所示,包括传感器检测、点火系统检测、发动机信号记录仪和通用发动机示波器四大主功能模块,各主功能模块又根据所检测部件的不同,分为若干子功能模块[3 ] 。
系统控制软件开发流程如图2 所示。
图1 发动机检测分析仪总体功能框图
Fig. 1 General functions flowchart of engine test analyzer control software
图2 系统控制软件开发流程图
Fig. 2 Flow chart of system control software development
2．传感器检测模块程序设计
电控发动机上不同类型的传感器信号需要不同的显示方法[4 ] ,不同部件的传感器信号的各种参数也不相同,所以每种传感器均需独立编写子功能模块程序,以适应其显示、参数特性[5 ] 。
2.1 传感器信号采集程序
(1) 调用PCI21802L 数据采集卡驱动子VI
使用LabVIEW 中的顺序( sequence) 结构实现对数据采集卡驱动程序的调用[6 ] 。在顺序结构中,第0 帧调用初始化程序P180X- Driver Init 来驱动数据采集卡工作; 第1 帧调用激活程序P180X- Ac2tiveBoard 来激活数据采集卡的A/ D、D/ A 等功能,并设置参数wBoardNo (激活板卡序号) 为0 ;第2 帧调用采集通道设置程序P180X- SetChannelConfig对数据采集卡采集通道和增益进行设置,采集通道通过一个前面板控件进行设置,便于根据信号接线情况随时改变采集通道,增益则设置为4 ;第3 帧调用延时程序P180X- DelayUs 来设定采样延时,根据实时要求设置延时为3 μs ; 第4 帧调用P180XAdsPacer进行采样设定及信号采集,其参数采样速率和采样数均以前面板控件的形式进行设置,便于根据传感器电子信号的特点及试验情况随时进行调整;第5 帧调用结束程序P180X- DriverClose 来关闭数据采集卡的通信。
(2) 信号连续采集和时基控制
对传感器信号进行连续实时采集,需要控制数据采集卡连续采集数据,并配以实时的时间轴进行同步显示。本程序使用While2loop 循环结构嵌入调用数据采集卡驱动程序的第4 帧中,以实现连续采集;使用
