一种用于发动机电控单元电磁脉冲效应在线测试的系统的制作方法

1.本实用新型涉及电子设备电磁脉冲效应测试技术领域，具体而言，涉及一种用于发动机电控单元电磁脉冲效应在线测试的系统。


背景技术：

2.车辆电磁脉冲迫停装置可造成车辆发动机电控系统功能紊乱甚至损伤，直接导致车辆丧失机动性。各车企对发动机电控系统的电磁脉冲适应能力越来越重视，防护设计正在由后期整改向正向开发方向发展。明确发动机电控系统的电磁脉冲效应等级和效应阈值，特别是电控单元各端口的电磁脉冲效应数据是防护设计正向开发的重要环节。
3.目前，针对发动机电控单元工况条件下的电磁脉冲效应测试，主要采用整系统辐照法。该方法通过观察发动机功能状态来判断电控单元效应阈值，难以获得准确的故障模式。辐射环境下电控单元电磁耦合通道多，准确确定电控单元的关键敏感端口十分困难。而且，强辐射场下电控单元端口耦合电压、电流测试难度大，给多端口电控单元耦合干扰的获取带来了极大挑战。此外，整系统辐射试验成本高，样本数量有限，考虑电子系统电磁脉冲效应的随机性，有限样本下的数据准确度不高。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在提供一种用于发动机电控单元电磁脉冲效应在线测试的系统，以解决上述采用采用整系统辐照法存在的问题。
5.本实用新型提供的一种用于发动机电控单元电磁脉冲效应在线测试的系统，包括发动机电控单元，与发动机电控单元连接的发动机工作信号模拟单元、电磁脉冲注入单元、干扰测试单元和故障诊断单元，以及与电磁脉冲注入单元、干扰测试单元和故障诊断单元连接的控制与数据处理单元。
6.在一些实施例中，所述发动机工作信号模拟单元包括电源模块、传感器信号模拟模块和执行器负载模拟模块；所述电源模块用于为发动机电控单元和发动机工作信号模拟单元供电；所述传感器信号模拟模块和执行器负载模拟模块均连接发动机电控单元。
7.在一些实施例中，所述传感器信号模拟模块包括：凸轮轴位置传感器信号模拟模块、曲轴位置传感器信号模拟模块、节气门开度传感器信号模拟模块、空气流量计信号模拟模块、氧传感器信号模拟模块、冷却液温度传感器信号模拟模块、爆燃传感器信号模拟模块、进气温度传感器信号模拟模块、加速踏板传感器信号模拟模块、大气压力传感器信号模拟模块和轨压传感器信号模拟模块。
8.在一些实施例中，所述执行器负载模拟模块包括喷油信号负载模拟模块、点火信号负载模拟模块和节气门驱动信号负载模拟模块。
9.在一些实施例中，所述电磁脉冲注入单元包括电磁脉冲源、耦合装置和隔离装置；所述隔离装置连接在发动机电控单元和发动机工作信号模拟单元之间；所述耦合装置与电磁脉冲源连接，并且所述耦合装置设置在隔离装置和发动机电控单元之间。
10.在一些实施例中，所述电磁脉冲源包括双指数脉冲源、高功率微波源和方波脉冲源。
11.在一些实施例中，所述耦合装置包括感性耦合装置、容性耦合装置和直接耦合装置。
12.在一些实施例中，所述干扰测试单元包括测试探头、信号采集模块、便携式电源和屏蔽箱；所述测试探头设置在电磁脉冲注入单元和发动机电控单元之间；并且所述测试探头的输出端连接信号采集模块；所述便携式电源连接信号采集模块，用于为信号采集模块供电；所述信号采集模块和便携式电源设置在屏蔽箱中。
13.在一些实施例中，所述测试探头包括电压探头和电流探头。
14.在一些实施例中，所述控制与数据处理单元包括相连接的交换机和上位机；所述交换机还连接电磁脉冲注入单元和干扰测试单元；所述上位机还连接故障诊断单元。
15.综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
16.1、本实用新型的系统采用模拟信号为发动机电控单元提供工作环境，采用注入方式进行脉冲效应测试，有效解决了整机辐射试验成本高、样本量少的问题；同时，注入试验降低了效应试验难度，提高了测试效率。
17.2、本实用新型的系统采用注入方式进行效应测试，实现注入通道的精准控制，避免了辐射试验中耦合通道多导致的关键耦合通道分析难度大，薄弱环节定位困难的问题。同时，脉冲注入时采用故障诊断单元在线监测发动机电控系统的故障情况，获取了更加全面的效应数据，有助于发动机电控单元效应机理的分析。
18.3、本实用新型的系统可获取以电压、电流表征的注入脉冲强度与发动机电控单元效应现象的对应关系，从而获得各端口准确的敏感度数据，为发动机电控单元电磁脉冲防护设计的正向开发提供了更加明确的参数输入，有助于提高了防护设计成功率。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
20.图1是本实用新型实施例中一种用于发动机电控单元电磁脉冲效应在线测试的系统的结构框图。
21.图2是本实用新型实施例中一种用于发动机电控单元电磁脉冲效应在线测试的系统的详细结构示意图。
22.图标：1-发动机电控单元、2-发动机工作信号模拟单元、3-电磁脉冲注入单元、31-电磁脉冲源、32-耦合装置、33-隔离装置、4-干扰测试单元、41-测试探头、42-信号采集模块、43-便携式电源、44-屏蔽箱、5-故障诊断单元、6-控制与数据处理单元、61-交换机、62-上位机。
具体实施方式
23.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新
型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
24.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.实施例
26.如图1所示，本实施例提出一种用于发动机电控单元电磁脉冲效应在线测试的系统，包括发动机电控单元1，与发动机电控单元1连接的发动机工作信号模拟单元2、电磁脉冲注入单元3、干扰测试单元4和故障诊断单元5，以及与电磁脉冲注入单元3、干扰测试单元4和故障诊断单元5连接的控制与数据处理单元6。
27.其工作原理为：
28.(1)发动机工作信号模拟单元2为发动机电控单元1提供工作环境，使发动机电控单元1处于工作状态；通过工作信号模拟使电控单元处于工作状态，能够避免采用发动机整系统进行试验，从而有效降低试验成本；
29.(2)电磁脉冲注入单元3产生电磁脉冲，并将产生的电磁脉冲注入到发动机电控单元1端口；
30.(3)干扰测试单元4监测电磁脉冲注入单元3注入到发动机电控单元1端口的干扰强度；
31.(4)故障诊断单元5在线监测发动机电控单元1的状态，将发动机电控单元1故障作为敏感度阈值判断的依据；由此，该系统可实现发动机电控单元1故障模式和各端口效应阈值的获取，进而判断关键敏感端口；
32.(5)控制与数据处理单元6按照预设条件控制电磁脉冲注入单元3、干扰测试单元4和故障诊断单元5，并记录测试结果。由此，该系统可快速、准确获取发动机电控单元1电磁脉冲效应数据，对降低车辆防护设计成本、缩短开发周期具有重要意义。
33.如图2所示，各功能单元具体结构如下：
34.在一些实施例中，所述发动机工作信号模拟单元2包括电源模块、传感器信号模拟模块和执行器负载模拟模块；所述电源模块用于为发动机电控单元1和发动机工作信号模拟单元2供电(如24v工作电压)；所述传感器信号模拟模块和执行器负载模拟模块均连接发动机电控单元1；
35.所述传感器信号模拟模块包括：凸轮轴位置传感器信号模拟模块、曲轴位置传感器信号模拟模块、节气门开度传感器信号模拟模块、空气流量计信号模拟模块、氧传感器信号模拟模块、冷却液温度传感器信号模拟模块、爆燃传感器信号模拟模块、进气温度传感器信号模拟模块、加速踏板传感器信号模拟模块、大气压力传感器信号模拟模块和轨压传感器信号模拟模块。
36.所述执行器负载模拟模块包括喷油信号负载模拟模块、点火信号负载模拟模块和节气门驱动信号负载模拟模块。
37.在一些实施例中，所述电磁脉冲注入单元3包括电磁脉冲源31、耦合装置32和隔离
装置33；所述隔离装置33连接在发动机电控单元1和发动机工作信号模拟单元2之间；所述耦合装置32与电磁脉冲源31连接，并且所述耦合装置32设置在隔离装置和发动机电控单元之间。
38.所述电磁脉冲源31包括双指数脉冲源、高功率微波源和方波脉冲源，用于产生测试所需的电磁脉冲样式，例如双指数脉冲源可产生上升沿10～15ns，半高宽500～550ns的双指数脉冲。
39.所述耦合装置32包括感性耦合装置32、容性耦合装置32和直接耦合装置32，用于将电磁脉冲注入到发动机电控单元1端口。
40.所述隔离装置33用于保护发动机工作信号模拟单元2不受电磁脉冲干扰。
41.在一些实施例中，所述干扰测试单元4包括测试探头41、信号采集模块42、便携式电源43和屏蔽箱44；所述测试探头41设置在电磁脉冲注入单元3和发动机电控单元1之间；并且所述测试探头41的输出端连接信号采集模块42；所述便携式电源43连接信号采集模块42，用于为信号采集模块42供电；所述信号采集模块42和便携式电源43设置在屏蔽箱44中。
42.所述测试探头41包括电压探头和电流探头，用于测量注入到发动机电控单元1端口的电压波形和电流波形，例如采用电流探头，可实现对ns级上升沿、峰值2ka的脉冲电流的准确测量。
43.所述信号采集模块42与测试探头41连接，可以采用4通路、带宽500mhz、采样率为2gsa/s，用于采集并存储发动机电控单元1端口的耦合电压波形和耦合电流波形。
44.所述便携式电源43与市电隔离，避免串扰，可以采用220v交流便携式电源。
45.所述屏蔽箱用于屏蔽电磁脉冲源31辐射的空间电磁场。
46.在一些实施例中，所述故障诊断单元5可以采用康明斯inline 6，通过can总线连接发动机电控单元1，用于对发动机电控单元1进行在线诊断，获取故障模式并上报故障码。
47.在一些实施例中，所述控制与数据处理单元6包括相连接的交换机61和上位机62；所述交换机61还连接电磁脉冲注入单元3和干扰测试单元4；所述上位机62还连接故障诊断单元5，以实现对电磁脉冲注入单元3和干扰测试单元4的控制，并收集、处理、显示干扰测试单元4和故障诊断单元5采集的数据。
48.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。