一种ocv阀测控装置、方法及系统
阅读说明：本技术 一种ocv阀测控装置、方法及系统 (OCV valve measurement and control device, method and system ) 是由 杨柳 陈辉 娄方超 吴忠洁 于 2019-11-01 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种OCV阀测控装置、方法及系统。其装置包括：主控模块、测量采集模块、操作执行模块、及用以提供不同规格的工作电压的电源转换模块；其中：上位机向主控模块下发测控指令；使其根据测控指令通过操作执行模块设置发动机工况,及驱动控制OCV阀运动；测量采集模块采集OCV阀的运动参数；上位机或主控模块根据采集到的运动参数,结合测控指令中的目标运动参数,生成调节控制信号,调节控制OCV阀的运动；测量采集模块采集OCV阀的性能参数,并将该性能参数发送给主控模块,用以判断OCV阀的性能是否合格。该测控装置具有提高系统稳定性和检测阀体性能准确度、减小装置体积、降低成本以及可快速批量化投放于市场的特点。(The invention discloses an OCV valve measurement and control device, method and system. The device comprises: the device comprises a main control module, a measurement acquisition module, an operation execution module and a power supply conversion module for providing working voltages of different specifications; wherein: the upper computer sends a measurement and control instruction to the main control module; the engine working condition is set through the operation execution module according to the measurement and control instruction, and the OCV valve is driven and controlled to move; the measurement acquisition module acquires the motion parameters of the OCV valve; the upper computer or the main control module generates an adjusting control signal according to the collected motion parameters and by combining target motion parameters in the measurement and control instruction, and adjusts and controls the motion of the OCV valve; the measurement acquisition module acquires performance parameters of the OCV valve and sends the performance parameters to the main control module so as to judge whether the performance of the OCV valve is qualified. The measurement and control device has the characteristics of improving the stability of the system, detecting the performance accuracy of the valve body, reducing the volume of the device, reducing the cost and being capable of being put on the market in batch quickly.)
技术领域
本发明涉及汽车检测领域，尤其涉及一种OCV阀测控装置、方法及系统。
背景技术
通常，在自动化工程中，可变气门正时(VVT)控制技术描述了基于内燃机的旋转调整用于打开和闭合机油控制阀的正时的技术，它改变了传统发动机中配气相位固定不变的状态，通过调整机油控制阀打开和闭合正时以与引擎的旋转匹配。因此，可在高速和低速两者下同时地获得高燃料效率和高输出。 CVCT机构是众多VVT实现机构中的一种，CVCT机构是由机油控制阀(OCV)、移相器、凸轮轴为主要组成部件的机、电、液一体化系统，能够连续调节发动机的气门正时。在CVCT机构研制出来后，没有相应的试验装置和测试手段，就无法深入探讨系统的工作机理，无法验证与完善系统的工作过程，不能有效地进行新一轮的设计与研发。研究和开发OCV阀测控系统装置可实现对发动机转速和相位的控制，以及压力、电流、温度等信号的监测，并根据试验结果了解相位调整机构的实际工作性能，为进一步的研究开发提供可靠依据，为今后的产品化开发和应用做好准备。然后国内车厂和相关供应链上现有的技术都存在着对系统原理理解不清晰导致开发的设备稳定性能不理想、反应速度慢以及控制单元体积较大等等诸多问题。
目前市场上也还没有OCV阀测控类装置来实现对CVCT机构的各项指标的检测控制。
发明内容
本发明提供一种OCV阀测控装置、方法及系统，用以快速、准确的检测 OCV阀的性能。具体的，本发明的技术方案如下：
一方面，本发明提供了一种OCV阀测控装置，包括：主控模块、测量采集模块、电源转换模块、操作执行模块；其中：所述电源转换模块，用于将接入的电源电压转换为不同规格的工作电压，以提供给各模块；上位机向所述主控模块下发测控指令；所述主控模块根据所述测控指令通过所述操作执行模块设置发动机工况，及驱动控制OCV阀运动；所述测量采集模块采集所述OCV阀的运动参数；所述上位机或主控模块，根据采集到的所述OCV阀的运动参数，结合所述测控指令中的目标运动参数，生成调节控制信号，用以调节控制所述 OCV阀的运动；所述测量采集模块采集所述OCV阀的性能参数，并将所述OCV 阀的性能参数发送给所述主控模块，用以判断所述OCV阀的性能是否合格。
优选地，所述测量采集模块包括：转速采集子模块，用于采集驱动所述OCV 阀运动的发动机的转速；相位采集子模块，用于采集所述发动机的凸轮轴相位；温度采集子模块，用于采集所述OCV阀运动时的温度；油压采集子模块，用于采集所述OCV阀内的机油压力；电流采集子模块，用于采集所述OCV阀运动时的电流。
优选地，所述运动参数为所述OCV阀的凸轮轴的相位参数和驱动所述OCV 阀运动的发动机的转速参数；所述主控模块包括：信息收发子模块，用于与各子模块进行信息交互；信息处理子模块，用于根据所述测量采集子模块采集到的所述相位参数信息，结合所述测控指令中的所述OCV阀的凸轮轴的目标相位信息，获取调节所凸轮轴的相位至所述目标相位的相位调节控制信号；所述操作执行模块，在接收到所述相位调节控制信号后，调节控制所述发动机的凸轮轴相位；性能检测子模块，用于根据不同工况下，所述测量采集子模块采集到的所述OCV阀的性能参数，评价所述OCV阀的性能是否合格。
优选地，所述相位采集子模块包括：凸轮轴传感器单元，用于通过凸轮轴传感器采集所述发动机的凸轮轴相位；和/或编码器单元，用于通过编码器的方式自动获取所述发动机的凸轮轴相位。
优选地，在所述测量采集模块的输出端与所述主控模块的输入端之间设置有光耦隔离模块；和/或，在所述主控模块的输出端与所述驱动执行模块的输入端之间设置有光耦隔离模块。
优选地，所述信息处理子模块具体包括：差异计算单元，用于计算所述测量采集模块采集到的所述相位参数与所述目标相位之间的差异；PID参数整定单元，用于根据所述相位参数与所述目标相位之间的差异，结合当前采集到的所述转速参数，按照预设的规则，生成当前的PID控制参数；PID控制单元，用于根据输入的所述PID控制参数，生成对应的控制信号，用以控制调节所述OCV 阀至所述目标相位。
优选地，采用的所述凸轮轴传感器为磁电式凸轮轴位置传感器；所述磁电式凸轮轴位置传感器的信号输出端还设有一信号整定电路，用以对所述磁电式凸轮轴位置传感器输出的电压信号进行信号整定处理，获得与所述磁电式位置传感器输出的电压信号频率相同的方波信号。
第二方面，本发明还提供了一种OCV阀测控方法，应用于本发明任一项所述的OCV阀测控装置，所述方法包括：接收上位机下发的测控指令；根据所述测控指令，设置发动机工况，并驱动控制OCV阀运动；采集所述OCV阀的运动参数；根据采集到的所述OCV阀的运动参数，结合所述测控指令中的目标运动参数，生成调节控制信号，用以调节控制所述OCV阀的运动；采集所述OCV 阀的性能参数；根据所述OCV阀的性能参数，结合所述OCV阀的性能参数标准，判断所述OCV阀的性能是否合格。
第三方面，本发明还提供了一种OCV阀测控系统，包括本发明任一项所述的OCV阀测控装置、上位机、CVCT机构；所述OCV阀测控装置与所述上位机通信连接，所述OCV阀测控装置与所述CVCT机构电连接；其中：所述上位机下发测控指令给所述OCV阀测控装置；所述OCV阀测控装置根据所述测控指令通过电机变频器设置所CVCT机构中的发动机的工况，以使所述发动机运转，进而驱动所述CVCT机构中的待测OCV阀运动；所述OCV阀测控装置采集所述 CVCT机构中的发动机的凸轮轴当前的相位信息及所述发动机的转速信息；所述OCV阀测控装置根据所述采集的相位信息和转速信息，结合所述测控指令，生成控制所述待测OCV阀运动的控制信号，控制所述待测OCV阀运动，实时调节所述发动机的凸轮轴相位，以调节所述发动机的气门正时；所述OCV阀测控装置采集所述待测OCV阀的性能参数，判断所述待测OCV阀的性能是否合格。
优选地，所述OCV阀测控系统中所采用的电源线均为带屏蔽层的RVVP电源线。
本发明至少包括以下一项技术效果：
(1)本申请中主控模块接收到测控指令后，便会设置工况，并通过驱动执行模块驱动OCV阀运动，再利用测量采集模块采集OCV阀的运动参数，进而对OCV进行控制调节，并通过测量采集模块采集OCV阀的一些性能参数，以便主控模块对该OCV阀进行性能评价。本申请以主控模块为核心，测量采集模块辅助采集OCV阀的各项参数信息，主控模块一般采用高性能的MCU 芯片，具有能够提高系统稳定性能、提升反应速度、提高检测阀体性能准确度、减小装置体积且降低成本以及可快速批量化投放于市场的特点。
(2)本申请中，主控模块根据测量采集模块采集的OCV阀的转速和相位，再结合当前工况下的目标相位，获取当前相位与目标相位的差异，从而获得对应的调节控制信号，通过该PID控制，可实现闭环的控制，通过不断调整 OCV阀的运动，使凸轮轴的相位达到或接近目标相位，从而使气门正时达到最佳，而在此调节过程中采集的OCV阀的各项性能参数，也能更为准确的反映出OCV阀的各项性能，使得最终的检测结果更为准确。
(3)本申请中，关于凸轮轴相位的测量与采集可采用两种方式，一种是传统的通过凸轮轴传感器来测量采集，另一种则是通过编码器的方式来获取和采集，采用编码器的方式，则可大大减小电路的复杂度，使得整个测控装置更为简单，且更为智能。
(4)本申请中，若测量采集模块与主控模块所需的工作电压不同，则可在测量采集模块与主控模块之间设置一光耦隔离模块，以降低信号干扰，保障测量采集模块输出给主控模块的采集信号的精度和准确度。同样的，主控模块与驱动主控模块之间也可设置光耦隔离模块。此外，整个测控装置或者测控系统中的所有电源线均可采用带屏蔽层的RVVP电源线，能够有效的防止外部电气产生的强干扰对系统稳定性造成的波动，尤其是造成对传感器采样精度的影响，从而进一步提高系统运行的稳定性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种OCV阀测控装置的一个实施例的结构框图；
图2为本发明一种OCV阀测控装置的另一实施例的结构框图；
图3为磁电式凸轮轴位置传感器输出端设置的信号整定电路的电路图；
图4为对MCU模块输出的调节控制信号进行信号放大处理及电流采样的电路图；
图5本发明一种OCV阀测控装置的再一实施例的结构框图；
图6为本发明一种OCV阀测控方法的一个实施例的流程图；
图7为本发明一种OCV阀测控系统的一个实施例的结构框图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其他实施例中也可以实现本申请。在其他情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所述描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或集合的存在或添加。
为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘出了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和 /或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
另外，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图，并获得其他的实施方式。
关于OCV阀及对应的CVCT机构，其具体的结构及工作原理均为现有技术，为减少篇幅，此处不再赘述。
如图1所示，本发明提供了一种OCV阀测控装置的一个实施例，包括：主控模块100、测量采集模块200、电源转换模块300、操作执行模块400；其中：
电源转换模块300，用于将接入的电源电压转换为不同规格的工作电压，用以提供给各模块；
具体的，由于各个模块可能需要的供电电压不同，因此，需要一个可以提供各种不同规格的电源电压的电源转换模块；较佳的，采用导轨式集成电源模块，这样就省去了复杂的电源转换电路，减少了线路板大小，并且在装置内部所有的线缆布局清晰，走线规范，使用规格合乎标准，不仅考虑到了造价成本的节省，还为以后的维护预留出了足够的空间，使得装置可以缩短生产周期，快速地产品化投入市场应用。比如需提供24V、12V和5V三种规格的电源电压，则可采用明纬开关电源：HDR-60-5提供5V的电压，EDR-120-12提供12V的电压，EDR-120-24提供24V的电压，这些开关电源体积较小，精度高纹波小，且为导轨式安装方式，易于安装。较佳的，该电源转换模块中包含的各个不同规格的电源电压之间是相互独立并且隔离的，电源前端可设置一个开关来控制电路总体电源的通断，并配有220V的指示灯作为显示。
主控模块100，用于接收上位机下发的测控指令，并根据测控指令通过操作执行模块设置发动机工况，驱动控制OCV阀运动；
具体的，主控模块100是本实施例的测控装置的核心，由它来控制和调度各个模块进行工作。传统方案中所有的控制类模块为昂贵的NI板卡、研华板卡或者PLC模块，本方案可采用使用高性能mcu作为主控芯片，配套地集成各大电路模块即可完成所涉及的各种功能，成本大大降低，更加适合产品规模化投产。一般的，该主控模块100上设有多种通讯接口，比如，485串口通讯接口，用以连接OCV阀的变频控制器(该变频控制器用来控制发动机的转速)； CAN通讯接口，可以用来连接外接设备；网络接口，用以与上位机或工控机保持通信连接等。
较佳的，本申请中的主控模块100采用的主控芯片为国产MM32F103XX 系列MCU作为主控芯片，该MCU是基于ARMCortex-M3内核的新一代32 位的微控制器，工作电压(2V-5.5V)，工业级温度(-40℃至105℃)，内置48MHz 晶振在常温常压下精度达到1％，内置高速可配置存储器，强抗干扰性(ESD 8KV、EFT4KV)，它具备丰富的外设接口，SPI，UART，CAN2.0，IIC，12 位ADC等，超高的工作主频和大容量的内置Flash模块、SRAM模块满足了本系统的使用条件，再结合嵌入式实时操作系统RT-Threadv3.0.4的使用，使装置的嵌入式固件更加模块化，将模块功能更细化，可移植性，可重用性，可阅读性大大增强；在与外部交换TCP数据部分使用了W5500这一高性能以太网接口芯片和内置的LWIP协议栈组件，使得联网性能大大提升和通讯操作大大简化。RT-Threadv3.0.4嵌入式实时操作系统主要调度了六个任务，分别是 TCPServer监听任务，AD采样任务，PID计算任务，相对相位采样与计算任务，PWM控制输出任务，电机启停和转速控制任务等多项实时任务，多项任务都能够实时响应且相互不影响，并且还增加了软件看门狗机制，保证程序能够一直稳定运行。考虑到后续固件会有需要升级的可能性，在现有版本的固件中预留出了IAP在应用程序升级接口。在数据传输层使用10M/100M速率的标准以太网接口，再加上优化的数据结构和非阻塞式的TCP通讯架构的使用，使得整个装置和执行机构之间可以快速传递信息，提升了系统的整体反应速度和执行效率。
测量采集模块200采集OCV阀的运动参数；具体的，OCV阀的运动参数主要指驱动OCV阀运动的发动机的转速信息及其凸轮轴相位信息。
上位机或主控模块100，根据采集到的OCV阀的运动参数，结合测控指令中的目标运动参数，生成调节控制信号，用以调节控制OCV阀的运动；
测量采集模块200采集OCV阀的性能参数，并将OCV阀的性能参数发送给主控模块100，用以判断OCV阀的性能是否合格。
本实施例的OCV阀测控装置的工作原理是：测量采集模块200采集的发动机转速信息和凸轮轴相位信息信号发送到主控模块100，经过分析和计算发出指令，通过驱动执行模块400输出PWM信号(调节控制信号)控制OCV阀，改变其高压油的通道，进而驱动台架的移相器工作，使其根据发动机不同的转速 (模拟不同工况)，实时调节进气凸轮轴相位和排气凸轮轴相位(这里的相位都是相对的，初始值由发动机缸盖厂家调试设定好，一般范围为40°角内)，使气门正时达到最佳。在相位的调节过程中，通过对油压、OCV电流、相位变化等信息的监测，实现对OCV阀的控制性能的检测。
传统方案中所有的主控模块和采集模块为昂贵的NI板卡、研华板卡或者 PLC模块，本实施例使用高性能mcu作为主控芯片(主控模块)，配套地集成各大电路模块即可完成所涉及的各种功能，成本大大降低，更加适合产品规模化投产。
OCV阀测控装置工作中需要监测的参数主要如下：
压力：主油道机油压力、OCV入口机油压力、OCV出口PA、PB处机油压力；温度：主油道机油温度、OCV入口机油温度；
电流：进气侧OCV电流、排气侧OCV电流；
相位：进气凸轮轴相位、排气凸轮轴相位；
转速：发动机转速。
因此，对应的，如图2所示，本发明测控装置的另一实施例中的测量采集模块200包括：
转速采集子模块210，用于采集驱动OCV阀运动的发动机的转速；具体的，转速测量可以采用编码器来实现，例如，测量转速使用到的曲轴编码器可采用型号为E6C3-CWZ5GH的曲轴编码器。转速测量的方法有测频法和测周法(现有技术，此次不再展开)，比如，采用测周法测量发动机转速，则可采用编码器Z相信号作为周期信号，每两个相邻Z相脉冲之间为一个旋转周期，系统测量两个相邻Z相脉冲之间的计时信号数来确定转速，系统时基频率为1MHz。
相位采集子模块220，用于采集发动机的凸轮轴相位；具体的，进气凸轮轴相位和排气凸轮轴相位；关于相位采集，则可以采用两种不同的方式来获取，具体的，相位采集子模块包括：凸轮轴传感单元、编码器单元。凸轮轴传感单元通过凸轮轴传感器采集发动机的凸轮轴相位，其中，凸轮轴传感器比如可采用磁电式凸轮轴传感器，这种方式是比较传统的一种相位采集方式。而另一种方式，则是编码器单元通过编码器的方式自动获取发动机的凸轮轴相位；编码器方式采集信号具有更加便捷、稳定高效、电路简单、软件算法易于实现、节约成本等等特点。由于不需要测量电机的正反转参数，只需要利用Z轴信号和 MCU的定时器功能就可以准确地采集到实时的相对相位。
此外，如果采用的凸轮轴传感器为磁电式凸轮轴位置传感器；磁电式凸轮轴位置传感器的信号输出端还设有一信号整定电路，用以对磁电式凸轮轴位置传感器输出的电压信号进行信号整定处理，获得与磁电式位置传感器输出的电压信号频率相同的方波信号。具体的，该信号整定电路的一种实现方式如图3 所示，其中，磁电式凸轮轴位置传感器的输出电压信号Z1+、Z1-输入所述信号整定电路进行整定，具体的，输入的电压信号Z1+依次通过电阻R1_12、电阻 R1_15后与电压比较器U1A的负输入端电连接，输入的电压信号Z1-依次通过电阻R1_10、R1_14、及R1_16后与电压比较器U1A的正输入端电连接；且，所述电压信号Z1+通过一电容C1_10后接大地，所述电压信号Z1-通过一电容C1_11 后接大地；所述电阻R1_10与电阻R1_14连接的公共端点与一稳压管D1_10的输入端电连接，所述电阻R1_12与电阻R1_15的公共端点与所述稳压管D1_10的输出端电连接；且所述电阻R1_12、R1_15的公共端点、与所述电阻R1_14、R1_16 的公共端点,之间设置一电容C1_13；所述电阻R1_10、R1_14的公共端点，与所述电阻R1_12、电容C1_10的公共端点之间通过一并联的RC电路(电阻R1_11 与电容C1_12并联)电连接；所述稳压管D1_10的输入端通过一电容C1_15后接地，且所述电容C1_15的两端通过一二极管D1_11电连接，所述二极管D1_11 的输入端通过一电阻R1_13后与+5V电源电连接，所述二极管D1_11的输出端接地；所述电压比较器U1A的输出端通过一上拉电阻R1_19后接入+5V电源；所述电压比较器U1A的输出端通过一RC电路后，与所述电阻R1_14、R1_16的公共端电连接，所述RC电路包括由电阻R1_18、电容C1_14串联构成的串联RC子电路，且所述串联RC子电路的两端并联一电阻R1_17；所述电压比较器U1A的输出端输出的电压信号NE1_O即为整定后输出的方波信号。
上述整定电路中采用的电压比较器U1A可选用LM2901D型号的电压比较器，当然也可以采用其它电压比较器，比如LM339系列的低耗电压比较器等。
对于相位采集子模块220，可采用编码器方式、磁电式凸轮轴传感器方式2 种采样方式，可扩展性更强。
温度采集子模块230，用于采集OCV阀运动时的温度；具体的，主要采集主油道机油温度、OCV入口机油温度；比如，选用温度变送器型号为ADAM-4015，配合Pt-100热电阻使用，输出接口为标准的ModbusRTU协议与MCU之间通讯。
油压采集子模块240，用于采集OCV阀内的机油压力；具体的，主油道机油压力、OCV入口机油压力、OCV出口PA、PB处机油压力；
电流采集子模块250，用于采集OCV阀运动时的电流；具体的，进气侧OCV 电流、排气侧OCV电流；具体的，如图4所示，操作执行模块接收到主控模块输出的调节控制信号后，通过该电路对该MCU模块输出的相位调节控制信号 (PWM信号)进行放大处理，该电路中P2IN为MCU模块输入的调节控制信号 PWM，P2OUT输出的放大后的调节控制信号再传输给待测OCV阀；而该电路中，电阻R2_7便为采样电阻，PV2输出的便为采样电流。电流采集子模块只需采集PV2处的电流即可。
上述各采集子模块采集的对应信号均为电流信号，电流信号通过串接电阻转换为电压信号，压力信号通过压力传感器转换为电压信号，温度信号通过热电偶传感器转换为电压信号，所有电压信号输入到主控模块的12位AD采样通道，经过AD采样任务的计算得出实际信号值。
OCV阀测控装置工作中输出的控制信号主要有PWM信号，变频器控制信号和TCP结构体数据信号。其中PWM信号用于控制OCV的开度，实现凸轮轴相位在不同工况下的调节。变频器控制信号用于调节发动机转速实现不同工况。TCP结构体数据信号用于上位机的监测、显示和参与控制指令参数的计算。
TCPServer监听任务中开了一个服务端，由上位机软件客户端主动向其发起TCP链接，建立连接后客户端发出请求包请求各项监测数据，服务端接收数据是通过环形缓冲区+中断的方式，然后由硬件CRC(循环冗余校验)计算单元将数据包解析出来，根据拟定好的协议做出不同的响应。为了保证上位机软件能够及时地刷新数据，客户端与服务端的心跳时长为500ms，因为只有一条TCP 链路所以对CPU资源的开销还不是很高，完全可以一直保持通讯。
AD采样任务利用ADC可用的多达7个外部通道，将其工作在连续扫描模式下，循环地自动进行7个通道上的采集值转换，然后将结果封装入TCP数据结构体对应的成员变量中去。本装置使用时监测的AD模拟量参数中，只有扭矩信号属于高速信号，需要实时地显示在监控曲线图中，而其它信号数据可每 3-5秒中刷新一次。
电机启停和转速控制任务时利用485串口这一硬件外设实现的，由于MCU 本身带的是UART外设接口，电路中使用MAX485芯片将其TTL电平信号转换为485信号，并且接口终端接上了120R的匹配电阻使得通讯抗干扰性增强。通过带屏蔽层的双绞线与变频器连接，通过工业MODBUS协议与变频器进行远程数据交互，能够稳定可靠地控制台架上的主驱动电机马达。
相对相位采样与计算任务中主要利用到了高级定时器T1的输入捕获模式和编码器接口模式，将定时器配置成为对应的模式，曲轴编码器输出的信号就会触发对应通道上的捕获寄存器计数值增加，然后用多周期测频算法计算出此刻工况下的电机转速，多周期测频法具有测频法和测周法2种方法的优点，它通过测量被测信号数个周期的时间然后换算得出被测信号的频率，可兼顾低频与高频信号，提高了测量精度，非常适用于电机转速要求跨度为800RPM- 6000RPM的场景中。得到转速后，记录好曲轴编码器信号的特征点(曲轴相位)，同样方法测算到凸轮轴编码器信号的特征点，最终由两者可以算出凸轮轴相对相位。
PWM控制输出任务主要是利用高级定时器T1的PWM输出模式，在不同通道上可以输出不同占空比的PWM脉冲波，该脉冲波输入到输出执行单元10中，由电路内部的三极管和MOS管将信号放大，增强了驱动能力使得OCV阀可以在整个腔室正常快速地活动，而该项任务直接关系到本装置的性能，也可被用来手动检测OCV阀体的质量。
上述实施例中，运动参数为OCV阀的凸轮轴的相位参数和驱动OCV阀运动的发动机的转速参数；主控模块100具体包括：
信息收发子模块110，用于与各子模块进行信息交互；
信息处理子模块120，用于根据测量采集子模块采集到的相位参数信息，结合测控指令中的OCV阀的凸轮轴的目标相位信息，获取调节所凸轮轴的相位至目标相位的相位调节控制信号；
操作执行模块400，在接收到相位调节控制信号后，调节控制发动机的凸轮轴相位；
性能检测子模块130，用于根据不同工况下，测量采集子模块采集到的所述OCV阀的性能参数，评价OCV阀的性能是否合格。
较佳的，本发明的测控装置的另一实施例如图5所示，在上述实施例的基础上，信息处理子模块120具体包括：
差异计算单元121，用于计算测量采集模块采集到的相位参数与目标相位之间的差异；
PID参数整定单元122，用于根据相位参数与目标相位之间的差异，结合当前采集到的转速参数，按照预设的规则，生成当前的PID控制参数；
PID控制单元123，用于根据输入的PID控制参数，生成对应的控制信号，用以控制调节OCV阀至目标相位。
本实施例中，关于凸轮轴相位调制控制采用了PID算法控制，具体的，包括了一个闭环的相位控制系统，涉及的相位获取模块由前述的相位测量方法设计而成，将测量的相位值与设定的目标相位值输入主控模块中，主控模块采用经典的位置式PID控制算法，输出调整控制的PWM信号，调节凸轮轴的相位接近目标相位。本装置采用位置式PID控制算法，主要基于两点考虑：一是装置对相位控制精度要求较高；二是移相器最大变化范围为40度，相位的大幅度变化对移相器和发动机并没有破坏性影响。PID参数自整定模块根据当前偏差和系统当下的工况，按照一定的规则生成当前的PID控制参数，然后将控制参数输入PID控制器，对被控对象实施控制。这种控制方法能够使控制系统在各个工况点均处于相对最优，从而改善系统的调节性能，保证控制质量。主控模块能够实现不同相位的快速、高精度控制。在15度范围内的相位调节过程中，最大调节时间小于0.4秒，最大超调量小于1.5度，控制精度达到±0.3度，满足应用需求。控制频率过低，肯定达不到好的控制效果，控制频率过高，消耗过多系统资源，而且对控制质量没有任何提高，这里PID计算任务输出周期为5ms，完全满足应用需求。
较佳的，在测量采集模块200的输出端与主控模块100的输入端之间设置有光耦隔离模块500；具体的，由于采集和控制信号中存在不同输入电源电压的问题，可使用低速光耦来隔离信号，减小信号的杂波使得采样更为准确。比如采用低速光耦TLP521-4来隔离信号。
同样的，在主控模块100的输出端与驱动执行模块400的输入端之间也可以设置光耦隔离模块500。
较佳的，上述任一测控装置的实施例中，所有的电源线和信号线都可采用带屏蔽层的RVVP导线。通过在多处电路中设置光耦隔离电路，以及采用带屏蔽层的RVVP电源线/信号线，能够有效的防止外部电气产生的强干扰对系统稳定性造成的波动，尤其是造成对传感器采样精度的影响，从而进一步提高系统运行的稳定性能。
基于相同的技术构思，本发明还提供了一种OCV阀测控方法，该方法可应用于本发明任一项的OCV阀测控装置，具体的，一种OCV阀测控方法的一个实施例的流程图如图6所示，包括：
S101，接收上位机下发的测控指令；
S102，根据测控指令，设置发动机工况，并驱动控制OCV阀运动；
S103，采集OCV阀的运动参数；
S104，根据采集到的OCV阀的运动参数，结合测控指令中的目标运动参数，生成调节控制信号，用以调节控制OCV阀的运动；
S105，采集OCV阀的性能参数；
S106，根据OCV阀的性能参数，结合OCV阀的性能参数标准，判断OCV 阀的性能是否合格。
本实施例中，上位机和本发明的OCV阀测控装置通过以太网通信连接，检测员在上位机上下达测控指令，然后上位机传输给OCV阀测控装置的主控芯片 (主控模块)，然后主控芯片设置发动机的工况(转速)，然后再通过操作执行模块驱动控制OCV阀运动，然后OCV阀测控装置的测量采集模块再采集驱动 OCV阀运动的发动机的转速和凸轮轴相位信息，再根据测控指令中的目标相位，获取使得凸轮轴从当前相位到目标相位的调节控制信号，进而调节控制 OCV阀运动。在调节控制中，也会采集OCV阀的各项性能参数，比如当前的温度、电流、发动机转速、凸轮轴相位、机油压力等，再结合OCV阀的性能参数标准，从而可以判断出该OCV阀的性能是否合格达标。
最后，本发明还提供了一种OCV阀测控系统，实施例如图7所示，包括本发明任一项的OCV阀测控装置20、上位机10、CVCT机构30；其中：
上位机10下发测控指令给所述OCV阀测控装置20；
OCV阀测控装置20根据测控指令通过电机变频器设置所CVCT机构30中的发动机的工况，以使发动机运转，进而驱动CVCT机构中的待测OCV阀运动；
OCV阀测控装置20采集CVCT机构中的发动机的凸轮轴当前的相位信息及发动机的转速信息；
OCV阀测控装置20根据采集的相位信息和转速信息，结合测控指令，生成控制待测OCV阀运动的控制信号，控制待测OCV阀运动，实时调节发动机的凸轮轴相位，以调节发动机的气门正时；
OCV阀测控装置20采集待测OCV阀的性能参数，判断该待测OCV阀的性能是否合格。
本系统实施例中，OCV阀测控装置20主要采用了MM32F103xx系列的CortexM3内核的大容量和高主频MCU作为主控芯片(主控模块)，其内置Flash 模块和RAM模块搭配其丰富的外设接口完全能够满足本装置的使用条件，再结合国产嵌入式实时操作系统RT-Thread的使用，使得设备的嵌入式固件程序更加模块化，大大的减少了软件开发的复杂度，易于后期维护和升级。该嵌入式软件架构清晰，代码封装模块化，统一由嵌入式实时操作系统调度多个任务，包括了TCPServer监听任务(用于上位机的监测、显示和参与控制指令参数的计算)，AD采样任务，PID计算任务(采用PID调节控制信号)；相对相位采样与计算任务，PWM控制输出任务，电机启停和转速控制任务等多项实时任务，每个任务都被分配好了对应的优先级别，高优先级的任务可以打断低优先级别的任务，保证了整个工作流程的实时性能和稳定性能，各任务软件代码高度模块化，移植性较强。
较佳的，上述任一实施例中，OCV阀测控系统或OCV阀测控装置中所采用的电源线均为带屏蔽层的RVVP电源线。具体的，采用带屏蔽层的信号和电源线，增强整个系统的稳定性和抗干扰性，此外，由于马达高速运转时会产生较强的磁场干扰，还可在动力配电柜的电源线上加上了磁环以减小EMI干扰。
本发明的OCV阀测控方法和OCV阀测控系统与本发明的OCV阀测控装置对应，本发明的OCV阀测控装置的实施例的技术细节同样适用于本发明的OCV 阀测控系统及方法，为减少重复，不再赘述。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和 /或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/ 或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。