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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:蘇育漢
研究生(外文):Yu-han Su
論文名稱:汽車燃油噴射系統訊號擷取器的設計與製作
論文名稱(外文):The Development of Data Acquisition for a Vehicle Fuel Injection System
指導教授:褚文和褚文和引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立虎尾科技大學
系所名稱:機械與機電工程研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:130
中文關鍵詞:資料擷取系統Fluke 98 automotive scope引擎管理系統Microsoft Visual Studio 2005 MFC
外文關鍵詞:Data Acquisition SystemFluke 98 automotive scopeEngine Management SystemMicrosoft Visual Studio 2005 MFC
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現今車輛對於引擎管理系統中各感知器訊號量測,普遍仍以各廠牌所提供的專用檢測儀器為主,但這些檢測儀器常受限於硬體本身記憶容量限制,造成車輛維修人員無法長時間觀察引擎管理系統中各感知器發生間歇性故障時的頻率與時間。本文目標為製作一套能在Windows視窗程式的作業系統環境下,且操作容易的中文化資料擷取系統應用軟體,研究內容分成硬體架構與軟體架構兩個部份探討。
本文的硬體架構,係使用ADVANTECH USB-4711A資料擷取卡、Fluke 98 automotive scope,以作為兩種系統之功能與量測精確性之比較。
在軟體架構方面,係利用程式發展軟體Microsoft Visual Studio 2005 的MFC來製作資料擷取系統的視窗介面與測量功能性。而應用程式的視窗介面包含: 波形的顯示、參數設定、電壓與時間刻度調整..等。資料擷取之功能包含: 靜態檔案與即時動態引擎感知器訊號擷取與資料的存取。
經實車量測結果顯示,資料擷取系統較Fluke 98 automotive scope準確。而本文所發展之資料擷取系統無論在解析度、資料傳送速度等功能都比Fluke 98 automotive scope更優越且更具彈性。
藉由本文所發展之資料擷取系統的研究成果,除可滿足引擎檢修及動力性能分析之需求外,亦可節省車輛檢修所需之費用,包括時間、物料的節省,以及更具彈性的優點等。是一套功能強大且快速的引擎檢修、量測、監控及教學系統。對於現場車輛維修人員而言除了能夠加速維修作業之外,更可提高引擎故障診斷的正確性。
Nowadays the measurements of the sensor signal of the engine management system in the vehicle are special purpose diagnostic tools which are primarily provided by the trade car makers. However, these instruments are often limited by the memory size of the hardware itself. This is the reason why the vehicle servicemen fail to monitor the frequency and time instant of the intermittent faults of the various sensors in engine management system over a long period of time. The objective of this research is to develop a data acquisition application program with Chinese human interface which runs in the Windows operating system environment. The research divides into two aspects: the hardware and the software.
The hardware of the research mainly consists of the USB - 4711A data acquisition card produced by ADVANTECH and the Fluck 98 automotive scope. By comparing the functionality and the accuracy of measurement we can estimate the performances of the two equipments.
In the software aspect, we develop the functionalities and human interfaces of the application program by using MFC of Microsoft Visual Studio 2005. The windows of the application program consist of the Profile demonstration, the parameters configuration, and the setting of voltage scale as well as time base. The functionalities of the data acquisition includes: loading from the files and displaying the results which are measured real-time from the various sensor signals.
The experiment results demonstrate that the data acquisition system developed in the research is more accurate than the Fluck 98 automotive scope. The developed data acquisition system is more excellent than the Fluke 98 automotive scope in resolution, transmitting speed and flexibility.
According to the results of the research, the developed data acquisition system except can satisfy the demands of the engine repair and the performance analysis. It can also save the expenses the vehicles repair needed including the repair time, spare parts, as well as has the elastic merit and so on. It’s not only a powerful and quick engine repair system but it is also a new learning system. It not only helps the servicemen speeding up the services but also increases the accuracy when diagnosis a fault engine.
中文摘要--------------------------------------------------i
Abstract-------------------------------------------------ii
誌謝-----------------------------------------------------iv
目錄------------------------------------------------------v
表目錄----------------------------------------------------x
圖目錄---------------------------------------------------xi
第一章 緒論-----------------------------------------------1
1.1 前言------------------------------------------------1
1.2 研究動機--------------------------------------------3
1.3 文獻回顧--------------------------------------------4
1.4 論文架構--------------------------------------------7
1.5 研究方法--------------------------------------------8
1.6 研究範圍及限制-------------------------------------10
第二章 實驗設備與引擎系統架構之描述----------------------12
2.1 實驗設備-------------------------------------------12
2.2 實驗平台-------------------------------------------16
2.3 SAAB 9-5 2.0t Trionic T7引擎電腦控制系統----------17
2.4 Trionic T7引擎電腦輸入、輸出訊號之架構------------18
2.5 感知器基本原理-------------------------------------20
2.5.1 歧管壓力感知器1 (Manifold absolute pressure sensor)--------------------------------------------------20
2.5.2 歧管壓力感知器2 (Charge air absolute pressure sensor)--------------------------------------------------20
2.5.3 空氣流量計 (Mass flow sensor)------------------21
2.5.4 水溫感知器 (Coolant temperature sensor)--------22
2.5.5 進氣溫度感知器 (lntake temperature sensor)-----22
2.5.6 曲軸位置感知器 (Crankshaft position sensor)----23
2.5.7 踏板位置感知器 (Pedal position sensor)---------24
2.5.8 節氣門控制 (Throttle control)------------------24
2.5.9 引擎輸出限制模式 (limp-home)-------------------25
2.5.10 閉迴路控制 (Closed control)-------------------26
2.5.11 含氧感知器1 (Oxygen sensor 1)-----------------27
2.5.12 含氧感知器2 (Oxygen sensor 2)-----------------27
第三章 FLUKE 98 automotive scope感知器訊號與噴油時間量測分析-------------------------------------------------------29
3.1 Fluke 98 automotive scope介紹----------------------29
3.1.1 Fluke 98 automotive scope特色------------------29
3.1.2 Fluke 98 automotive scope功能------------------30
3.2 Fluke 98 automotive scope視窗介面與功能架構--------31
3.2.1 功能視窗介面-----------------------------------31
3.2.2 連線視窗---------------------------------------33
3.3 正常感知器信號量測---------------------------------34
3.3.1 水溫感知器 (Coolant temperature sensor)--------34
3.3.2 進氣溫度感知器 (lntake temperature sensor)-----35
3.3.3 含氧感知器1 (Oxygen sensor 1)------------------36
3.3.4 含氧感知器2 (Oxygen sensor 2)------------------37
3.3.5 節氣門控制 (Throttle control)------------------38
3.3.6 歧管壓力感知器1 (Manifold absolute pressure sensor)--------------------------------------------------39
3.3.7 歧管壓力感知器2 (Charge air absolute pressure sensor)--------------------------------------------------40
3.3.8 空氣流量計 (Mass flow sensor)------------------41
3.4 正常噴油時間量測-----------------------------------42
3.4.1 引擎轉速1000RPM,冷車怠速狀態------------------43
3.4.2 引擎轉速800RPM,熱車怠速狀態-------------------44
3.4.3 引擎轉速1000RPM ~ 1500RPM----------------------45
3.4.4 引擎轉速2000RPM ~ 2500RPM----------------------46
3.4.5 引擎轉速3000RPM--------------------------------47
3.5 感知器故障時對於噴油時間的影響與分析---------------48
3.5.1 節氣門位置感知器故障分析-----------------------48
3.5.2 歧管壓力感知器故障分析-------------------------49
3.5.3 空氣流量計故障分析-----------------------------50
3.5.4 含氧感知器故障分析-----------------------------50
3.5.5 溫度感知器故障分析-----------------------------51
3.6 感知器故障對噴油時間影響---------------------------54
第四章 資料擷取系統程式設計------------------------------55
4.1 資料擷取卡功能與特色-------------------------------56
4.1.1 資料擷取卡硬體規格-----------------------------56
4.1.2 資料擷取卡硬體效能-----------------------------56
4.2 資料擷取卡接線配置與接線端子訊號說明---------------61
4.3 資料擷取系統訊號擷取-------------------------------63
4.3.1 資料擷取系統應用範圍與設定操作說明-------------65
4.3.2 應用設計架構-----------------------------------66
4.4 應用程式架構流程-----------------------------------68
4.4.1 檔案載入流程-----------------------------------68
4.4.2 即時動態讀取流程-------------------------------69
4.4.3 靜態檔案儲存流程-------------------------------70
4.4.4 產生點與線之資料連結流程-----------------------71
4.5 應用程式安裝檔封裝---------------------------------72
4.6 資料擷取系統功能架構-------------------------------74
4.7 資料擷取系統人機介面-------------------------------75
第五章 資料擷取系統實車感知器信號量測--------------------81
5.1 實車感知器訊號量測---------------------------------82
5.1.1 水溫感器 ---------------------------------------82
5.1.2 進氣溫感器-------------------------------------83
5.1.3 含氧感知器1------------------------------------84
5.1.4 含氧感知器2------------------------------------85
5.1.5 節氣門控制-------------------------------------86
5.1.6 歧管壓力感知器1--------------------------------87
5.1.7 歧管壓力感知器2--------------------------------88
5.1.8 空氣流量計-------------------------------------89
5.2 資料擷取系統與FLUKE 98 automotive scope量測電壓比較------------------------------------------------------------90
第六章 結果與討論----------------------------------------93
6.1 類比訊號擷取---------------------------------------94
6.2 靜態檔案存取---------------------------------------94
6.3 即時動態資料存取-----------------------------------95
6.4 傳輸介面-------------------------------------------96
6.5 設備體積與操作介面---------------------------------97
6.6 綜合功能比較---------------------------------------98
第七章 結論與未來展望------------------------------------99
7.1結論------------------------------------------------99
7.2未來展望-------------------------------------------100
參考文獻------------------------------------------------101
附件----------------------------------------------------103
Extended Abstract---------------------------------------124
簡歷----------------------------------------------------129
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[24]USB-4711A User Manual
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