内燃发动机作为一种重要的机械动力装置被广泛应用于汽车,随着汽车电子技术的进步,内燃发动机的电控技术水平不断得到提升,发动机的效率、燃油经济性、环保性等特性得到了大幅度提高。通常在内燃发动机电喷控制的研发过程中需要现场做大量控制算法验证实验及其性能测试实验,为方便验证测试和降低实验成本,本文提出一种能够模拟内燃发动机各工况信号的模拟装置的研究与开发,以供发动机电控制系统做模拟验证实验之用。本文首先对内燃发动机及其电控系统的基本原理予以介绍,对发动机各种不同功能的传感器信号进行分析,特别对关乎内燃发动机点火和判缸信号所需要的曲轴和凸轮位置传感器信号进行详细分析。由于采用的发动机曲轴、凸轮轴传感器种类不同(霍尔和电磁)和汽缸数不同,所获得的曲轴与凸轮轴信号存在差异,重点分析了曲轴与凸轮轴两种信号之间存在的同步对应关系,由此提出了内燃发动机工况信号模拟装置的总体架构。发动机工况信号模拟装置选用NXP公司的MC9S08DZ60微处理器芯片为主控核心,根据功能需要围绕主控芯片设计系统外围电路模块。根据发动机电控信号的重要性及信号类型对装置模拟信号进行划分,包括曲轴位置传感器信号、凸轮位置传感器信号、模拟量信号、点火开关信号。然后基于Code Warrior软件编辑环境展开针对MC9S08DZ60微处理器的控制软件开发,重点模拟产生了不同气缸数发动机的两种不同形式的曲轴凸轮轴位置传感器信号,发动机转速变化可通过主控芯片采集专门控制转速信号的旋钮电位器来实现,通过上位机监控界面可以实时标定需要输出的各种不同模拟量信号。为了便于用户对模拟装置输出信号进行实时监控,本系统对各输出信号进行了反馈检测,以供上位机显示。另外为模拟本系统与发动机电控单元ECU之间的信息互联,专门设计了CAN通信接口。最后对所设计的发动机信号模拟装置作了各功能测试。首先作了不同气缸数发动机在不同转速情况下的曲轴凸轮轴信号的输出测试;接下来为验证模拟量信号的调节输出功能进行了信号模拟装置与上位机之间通信测试,通过上位机界面可以标定各模拟量信号的输出,反馈检测的结果与标定值之间的误差满足技术要求;最后完成了模拟装置与发动机ECU之间的通信测试。本系统测试结果表明所设计的发动机信号模拟装置能够产生预想的发动机状态信号,通信功能也得到了验证,该系统为内燃机电喷控制系统开发和研制提供了方便。