一种柴油机SCR系统控制单元硬件电路检测装置

摘要

本发明提供一种柴油机SCR系统控制单元硬件电路检测装置，包括装置壳体、PC机、操作台、电机、电压信号发生器、SCR系统控制单元、电阻信号发生器、主开关、控制指示灯、电压表头、24V稳压电源、控制局域网CAN卡、模拟负载、数据采集卡以及主机。该装置可实现对SCR系统控制单元中输入调理模块、输出驱动模块、CAN通讯模块检测，利用Labview软件设计PC机监测界面，制定SCR系统控制单元检测程序，对所设计的电路板进行模块检测，验证SCR系统控制单元的功能性与稳定性。本发明装置结果简单，适用性强，能够节约大量人力，提高电路检测的效率，降低出错率。

说明书

技术领域

本发明属于汽车电子控制领域，具体涉及一种柴油机SCR系统控制单元硬件电路检测装置。

背景技术

柴油机凭借良好的经济性、动力性和耐久性等优点，在交通运输、工程机械、农业机械、国防装备等动力装置上得到了广泛的应用。随着排放法规的日益严格，降低车用柴油机NO_X排放已成为当前主要的研究方向。SCR系统凭借稳定性强、节约燃油成本、对油品要求低、对发动机结构改进少等优点被广泛配套使用。控制单元作为SCR系统中重要的组成部分，直接影响SCR系统的整体性能，所以SCR系统控制单元硬件电路性能的检测尤为重要。

目前，SCR系统控制单元硬件电路性能的检测一般使用电压表手工检测，由于电路板中所涉及的元器件较多，这种方法极大降低了检测效率，且出错率高。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种柴油机SCR系统控制单元硬件电路检测装置。该装置结果简单，适用性强，能够节约大量人力，提高电路检测的效率，降低出错率。

本发明是通过以下技术方案实现上述目的的。

一种柴油机SCR系统控制单元硬件电路检测装置，操作台将装置壳体分为上下两部分，所述装置壳体上面部分的一侧设有PC机，所述PC机的监测界面用于数据和波形的监测；另一侧设有电机、电压表头、控制指示灯、主开关、电压信号发生器及电阻信号发生器；所述装置壳体背后设有24V稳压电源、CAN卡、模拟负载、数据采集卡以及主机；所述操作台上放置有SCR系统控制单元，所述SCR系统控制单元包括输入调理模块、电源管理模块、输出驱动模块及CAN通讯模块；

所述电压信号发生器及电阻信号发生器分别与输入调理模块中的电压信号输入端及电阻信号输入端相连，为待测的SCR系统控制单元提供传感器信号；所述电源管理模块与24V稳压电源相连；所述输出驱动模块分别与电机及模拟负载相连，所述模拟负载与数据采集卡相连，所述数据采集卡用于采集模拟负载端输出的电压波形；所述数据采集卡通过USB 导线与主机相连，将采集到的电压波形图输出至PC机的监测界面显示；所述CAN通讯模块与CAN卡相连，通过CAN卡采集CAN通讯模块接收与发送的数据；所述CAN卡通过USB导线与主机相连，将CAN卡采集到的数据通过USB导线传输至PC机的监测界面显示。

进一步，所述PC机的监测界面分为主界面和模块界面两部分，所述主界面由AD模式选择框、量程选择框、增益控制表盘、首尾通道选择旋钮、停止采集按钮和虚拟示波器窗口组成，所述模块界面用于完成SCR系统控制单元的输出驱动模块的数据显示。

进一步，所述模拟负载用来模拟压缩空气电磁阀、冷却水电磁阀等负载。

进一步，所述PC机的监测界面使用Labview软件编写。

本发明具有的有益效果是：

(1)本发明使用电压信号发生器、电阻信号发生器取代实际的排气管前温度传感器、排气管后温度传感器、尿素液位温度传感器、泵内尿素温度传感器、泵内尿素压力传感器等，由于实物传感器测量时需要提供不同的环境温度、压力等方可进行，测试的难度较大，成本较高。使用电阻信号发生器、电压信号发生器后在实验室中，即可提供所需的试验条件，且装置大大简化，试验成本大幅度降低。

(2)PC机中的监测界面使用Labview软件编写，可制作出多通道的虚拟示波器进行输出端的波形检测。与实物的示波器相比，具有采样精度可调，通道数量可灵活设置，控制更加灵活，开发成本低等优点。

(3)本发明使用高精度控制电阻作为模拟负载，取代实际的驱动电磁阀等执行器，具有控制可靠，试验成本低等特点。

附图说明

图1为本发明一种柴油机SCR系统控制单元硬件电路检测装置的结构立体示意图；

图2为本发明一种柴油机SCR系统控制单元硬件电路检测装置的内部剖视示意图；

图3为本发明一种柴油机SCR系统控制单元硬件电路检测装置的测试原理示意图；

图4为本发明一种柴油机SCR系统控制单元硬件电路检测装置中PC机的监测界面；

图5为本发明一种柴油机SCR系统控制单元硬件电路检测装置中SCR系统控制单元输入调理模块和输出驱动模块测试方法流程图；

图6为本发明一种柴油机SCR系统控制单元硬件电路检测装置中SCR系统控制单元CAN通讯模块测试方法流程图；

图中：1-装置壳体；2-PC机；3-操作台；4-电机；5-电压信号发生器；6-SCR系统控 制单元；7-装置底座；8-电压信号发生器；9-主开关；10-控制指示灯；11-电压表头；12-24V稳压电源；13-CAN卡；14-模拟负载；15-数据采集卡；16-主机。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例及附图对本发明做进一步的阐述。

参照图1、图2和图3，一种柴油机SCR系统控制单元硬件电路检测装置，操作台3将装置壳体1分为上下两部分，装置壳体1上面部分的一侧设有PC机2，PC机2的监测界面用于数据和波形的监测；另一侧设有电机4、8个电压表头11、4个控制指示灯10、主开关9、电压信号发生器5及电阻信号发生器8；4个控制指示灯10分别作为电压信号发生器5、电阻信号发生器8及主开关9的指示信号，其中主开关9的指示信号包括红灯及绿灯，绿灯亮表示电路导通，红灯亮表示电路断开；主开关9为整个装置的上电开关，控制整个设备的通与断；电压表头11分别用来显示SCR系统控制单元6的电源管理模块电压和模拟负载14的驱动电压，以实时监测各个模块的电压；电压信号发生器5可模拟脉冲信号及0～5V的电压值；装置壳体1背后设有24V稳压电源12、控制局域网CAN卡13、模拟负载14、数据采集卡15以及主机16，装置壳体1底端为装置底座7；操作台3上放置有SCR系统控制单元6，SCR系统控制单元6包括输入调理模块、电源管理模块、输出驱动模块及CAN通讯模块。

电压信号发生器5及电阻信号发生器8分别与输入调理模块中的电压信号输入端及电阻信号输入端相连，为待测的SCR系统控制单元6提供传感器信号；电源管理模块与24V稳压电源12相连，24V稳压电源12用于模拟车载蓄电池电压，为SCR系统控制单元6供电；输出驱动模块分别与电机4及模拟负载14相连，模拟负载14用来模拟压缩空气电磁阀、冷却水电磁阀等负载，模拟负载14与数据采集卡15(阿尔泰USB5834)相连，数据采集卡15用于采集模拟负载14端输出的电压波形；数据采集卡15通过USB导线与主机16相连，将采集到的电压波形图输出至PC机2的监测界面显示；CAN通讯模块通过CAN_H和CAN_L引脚与CAN卡13(FreeDesign USBCANII)相连，通过CAN卡13采集CAN通讯模块接收与发送的数据；CAN卡13通过USB导线与主机16相连，将CAN卡13采集到的数据通过USB导线传输至PC机2的监测界面显示，PC机2的监测界面使用Labview软件编写。

本发明通过控制电压信号发生器5、电阻信号发生器8向SCR系统控制单元6的输入端传输模拟传感器信号，结合SCR系统控制单元6检测程序，控制SCR系统控制单元6 的输出端输出不同占空比的波形，通过数据采集卡15捕获输出端所输出的波形，并在PC机2的监测界面显现。操作者通过监测界面所输出的波形即可判断SCR系统控制单元6输入输出电路的好坏，结合CAN卡13，通过监测CAN通讯模块接收与发送的数据，来判断SCR系统控制单元6的CAN通讯电路功能的好坏。

图4为一种柴油机SCR系统控制单元硬件电路检测装置中PC机2的监测界面，用于数据波形监测，监测界面可分为主界面和模块界面两部分。其中，主界面主要由AD模式选择框、量程选择框、增益控制表盘、首尾通道选择旋钮、停止采集按钮和虚拟示波器窗口组成。AD模式选择框用于采集模式的选择，包括连续采集和间接采集；量程选择框用于测试量程的选择，包括±5V、±10V、0～10V；增益控制表盘用于对所监测信号倍数的控制；首尾通道选择旋钮用于对采集卡第一通道和最后通道的选择；停止采集按钮用于停止数据的采集；虚拟示波器窗口用于显示监测波形。模块界面主要由Drive_L1、Drive_L2、Drive_L3、Drive_L4、Drive_L5、Drive_H组成，分别完成SCR系统控制单元的输出驱动模块的数据显示。

图5为本发明一种柴油机SCR系统控制单元硬件电路检测装置中SCR系统控制单元输入调理模块和输出驱动模块测试方法流程图。具体的测试方法为：电阻信号发生器8、电压信号发生器5模拟传感器信号至SCR系统控制单元6的输入调理模块中各信号输入端口，经主控单元内部转换，通过转换后的数值来判断SCR系统控制单元6的输入调理模块电路是否故障，若转换后的数值不在标定范围之内，则表明SCR系统控制单元6输入调理电路故障，否则控制SCR系统控制单元6的输出驱动模块输出一定占空比的波形，若所输出的占空比与程序设定的占空比一致，表明SCR系统控制单元6输出驱动模块电路功能正常，否则，故障电路出自于SCR系统控制单元6的输出驱动模块。

图6为一种柴油机SCR系统控制单元硬件电路检测装置中SCR系统控制单元6CAN通讯模块测试方法流程图。具体的测试方法为：在SCR系统控制单元6的CAN通讯模块的CAN_H引脚与CAN_L引脚之间连接120欧姆电阻，控制CAN通讯模块“发送”数据，并通过PC机的监测界面观察相对应数据变化，若接受的数据与程序设定的不一致，表明SCR系统控制单元6CAN通讯模块电路故障；反之，继续控制SCR系统控制单元6的CAN通讯模块“停止”，若此时SCR系统控制单元6的CAN通讯模块停止发送控制指令，表明SCR系统控制单元6的CAN通讯模块电路功能正常，否则，电路故障。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均有改变之外，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。