基于汽车发动机控制模块的耐久性测试系统研究

　　1、引言

　　汽车发动机控制模块(PCM)是汽车的控制神经中枢，直接影响到汽车的动力性和燃油经济性和尾气排放。随着汽车电子工业的发展，PCM已经成为汽车的一个标准配置。由于PCM系统十分复杂，工作环境极为恶劣，其可靠性至关重要，因此，PCM耐久性测试是开发汽车发动机PCM的重要支撑条件。

　　上世纪80年代，几家国际上知名的PCM模块制造公司如博世、西门子、德尔福、伟世通，针对自己的产品相继进行了PCM耐久性测试技术的研究，并研制出了相应设备。由于这类设备仍然沿用的是20多年前的设计体系，已经不能适应日新月异的汽车电喷发动机技术的发展，整体技术平台落后，存在一些不可克服的缺陷，例如不能兼容不同厂商的PCM模块，不能设置自动循环策略，不能现场配置模拟信号类型和参数等。目前，我国自主开发的汽车电子产品正处于加速发展阶段，但是由于我国汽车工业起步较晚,自身技术落后,科研能力不强,现有的PCM 技术来自国外，有关PCM的耐久性测试技术在国内还属于空白，只有少数的高校围绕汽车电喷发动机开展了故障诊断、信号测试、运行机仿真等方面的研究，没有形成成套技术。

　　本文介绍了汽车PCM耐久性测试系统的整体设计思路和测试规范，重点讨论了关键子系统的设计原理，并通过原型样机对几种PCM模块长久性测试，验证了该系统的可靠性和通用性。

　　2、整体构思

　　2.1 PCM工作原理

　　汽车发动机控制模块(PCM)是汽车控制系统的核心部件，主要由输入电路、模拟信号、数字信号转换器、微机、输出回路等五个部分组成。其作用是接收各种传感器信号，经微机的运算、处理，向执行器发出指令，接通各执行器的接地线，使其通电而工作，以精确控制燃油供给量、点火提前角和怠速空气流量。

　　2.2 PCM耐久性测试系统的设计思路

　　本文以电喷发动机的控制技术为基础，采用多层CAN总线通信技术、虚拟仪器技术和嵌入式计算机系统，设计了一个通用开放的PCM耐久性测试系统。它主要由工业控制计算机(工控机)、信号发生子系统、模拟负载子系统、负载监测子系统、大功率程控电源、环境实验箱、现场总线通信子系统、应用软件和数据库管理系统等组成。其硬件系统与原型样机如图1、2所示。

　　该测试系统的测试原理：以PCM为测试对象，由工控机根据测试类型和测试项目的不同发送设置指令，控制环境变量和大功率直流电源，快速切换汽车传感器信号和模拟负载连接，并及时向负载监测系统发送读取指令，在线监测PCM运行状态。