本發(fā)明屬于航空發(fā)動機控制系統(tǒng)開發(fā)領(lǐng)域技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種航空發(fā)動機控制器BIT測試方法。

背景技術(shù)：

發(fā)動機控制器是發(fā)動機管理系統(tǒng)的控制核心，其基本功能是以發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷為基礎(chǔ)，采集傳感器信號，經(jīng)過數(shù)學(xué)模型計算處理后將控制指令發(fā)送至相關(guān)執(zhí)行機構(gòu)，執(zhí)行預(yù)定的控制功能，從而使發(fā)動機在實時工況和外界工作條件下始終處于最佳的燃燒狀態(tài)。

隨著大規(guī)模集成電路的應(yīng)用，現(xiàn)代電子設(shè)備越來越復(fù)雜，一旦電子設(shè)備出現(xiàn)故障，故障檢測、故障隔離時間長，維修工作量迅速增加，因此它的安全可靠運行和快速維修就顯得極為重要。航空發(fā)動機控制器機內(nèi)測試(以下簡稱BIT)旨在依靠控制自身的電路和程序完成故障診斷、故障隔離，它能對設(shè)備/系統(tǒng)內(nèi)部的故障進行自動檢測、診斷和隔離，大大提高控制器中的故障診斷效率和準確性，從而降低維護費用，提高可靠性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種航空發(fā)動機控制器BIT測試方法，這種測試方法結(jié)合硬件冗余設(shè)計及發(fā)動機雙控制器，根據(jù)控制器的運行狀態(tài)及駕駛員指令，實現(xiàn)對控制器硬件本身、外部輸入、執(zhí)行器的故障診斷、故障隔離。從而保證控制器能夠快速發(fā)現(xiàn)故障，保證控制器在最合理狀態(tài)運行，提高發(fā)動機控制的安全性能。。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種航空發(fā)動機控制器BIT測試方法，發(fā)動機控制器BIT測試硬件包括輸入信號處理電路、輸出信號處理電路、控制器、硬件測試電路、硬件反饋電路，所述輸入輸出信號處理電路接收傳感器、開關(guān)的信號，并對接收到的信號進行處理，將處理過后的信號輸入到控制器，控制器根據(jù)接收到的信號判斷控制器輸入控制部分的正確性，同時控制器將接收到的信號通過軟件計算處理后輸出到輸出信號處理電路，輸出信號處理電路對輸出信號進行處理后通過硬件反饋電路反饋到控制器，控制器結(jié)合輸入輸出及反饋信號判斷輸出控制部分的正確性。所述發(fā)動機控制器BIT測試硬件還包括分別和輸入信號處理電路連接的多通道模擬輸入電路、多通道數(shù)字輸入電路、多通道頻率輸入電路；多通道模擬輸入獲取發(fā)動機傳感器信號，多通道數(shù)字輸入獲取發(fā)動機外部離散輸入信號，多通道頻率輸入獲取曲軸傳感器、凸輪軸傳感器頻率輸入信號。所述發(fā)動機控制器BIT測試分為三種模式，分別為上電BIT測試、運行BIT測試、維修BIT測試；上電BIT測試旨在控制器正常運行之前發(fā)現(xiàn)發(fā)動機控制系統(tǒng)存在的故障；運行BIT測試旨在發(fā)現(xiàn)發(fā)動機控制系統(tǒng)正常運行時存在的故障；維修BIT測試旨在發(fā)現(xiàn)發(fā)動機控制系統(tǒng)售后維修時存在的故障。所述上電BIT測試由控制器自動完成或駕駛員手動觸發(fā)完成，運行BIT測試則由控制器自動循環(huán)檢測，維修BIT測試由售后維修人員手動觸發(fā)完成。所述發(fā)動機控制器BIT測試包括控制器BIT測試、輸入信號BIT測試、輸入信號硬件調(diào)理電路BIT測試、輸出信號硬件調(diào)理電路BIT測試、執(zhí)行器BIT測試。在發(fā)動機控制器上電狀態(tài)，BIT測試系統(tǒng)將進行控制器完整的MCU BIT測試、輸入信號硬件調(diào)理電路BIT測試、輸出信號硬件調(diào)理電路BIT測試；在發(fā)動機控制器處于正常運行狀態(tài)，BIT測試系統(tǒng)將進行控制器部分MCU BIT測試、輸入信號硬件調(diào)理電路BIT測試、輸出信號硬件調(diào)理電路BIT測試、執(zhí)行器BIT測試；在發(fā)動機控制器處于維修自檢狀態(tài)時，BIT測試系統(tǒng)將進行控制器完整的MCU BIT測試、輸入信號硬件調(diào)理電路BIT測試、輸出信號硬件調(diào)理電路BIT測試。該方法包括上電BIT模式、運行BIT模式、維修BIT模式；當控制器上電后，控制器不斷檢測上電自檢開關(guān)狀態(tài)和維修自檢開關(guān)狀態(tài)以判斷進入何種BIT模式。當控制器進入上電BIT模式后，控制器首先對MCU進行檢測，包括MCU存儲、輸入輸出接口；當MCU BIT測試結(jié)束后，控制器根據(jù)測試結(jié)果返回相應(yīng)的故障代碼；MCU BIT測試完成后，控制器使能BIT測試硬件功能，接著進行自身輸入輸出接口進行BIT測試，當控制器輸入輸出接口測試結(jié)束后，控制器根據(jù)測試結(jié)果返回相應(yīng)的故障代碼，控制器輸入輸出接口測試完成后，控制器進入運行BIT模式。當控制器進入運行BIT模式后，控制器實時檢測自檢開關(guān)狀態(tài)，當自檢開關(guān)狀態(tài)有效時，控制器立即退出運行BIT模式，進入上電BIT模式；當自檢開關(guān)無效時，控制器繼續(xù)保持運行BIT模式。

本發(fā)明有益效果是:本發(fā)明根據(jù)控制器的運行狀態(tài)及駕駛員指令，實現(xiàn)對控制器硬件本身、外部輸入、執(zhí)行器的故障診斷、故障隔離。從而保證控制器能夠快速發(fā)現(xiàn)故障，保證控制器在最合理狀態(tài)運行，提高發(fā)動機控制的安全性能。

附圖說明

下面對本說明書附圖所表達的內(nèi)容及圖中的標記作簡要說明：

圖1是本發(fā)明的具體實施方式的BIT測試系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖。

圖2是本發(fā)明的具體實施方式的發(fā)動機控制器結(jié)構(gòu)圖。

圖3是本發(fā)明的具體實施方式的運行BIT測試控制器系統(tǒng)信號流向圖。

圖4是本發(fā)明的具體實施方式的上電/維修BIT測試控制器系統(tǒng)信號流向圖。

圖5是本發(fā)明的具體實施方式的控制器軟件流程框圖。

圖6是本發(fā)明的具體實施方式的控制器BIT模式切換過程。

具體實施方式

下面對照附圖，通過對實施例的描述，本發(fā)明的具體實施方式如所涉及的各構(gòu)件的形狀、構(gòu)造、各部分之間的相互位置及連接關(guān)系、各部分的作用及工作原理、制造工藝及操作使用方法等，作進一步詳細的說明，以幫助本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思、技術(shù)方案有更完整、準確和深入的理解。

特征1：BIT測試系統(tǒng)硬件設(shè)計

發(fā)動機控制器BIT測試硬件由三部分組成：輸入/輸出信號處理電路、硬件測試電路、硬件反饋電路。輸入輸出信號處理電路接收來自控制器(以下簡稱MCU)或者傳感器、開關(guān)信號，并對接收到的信號進行處理，之后將處理過后的信號輸入到MCU，MCU根據(jù)接收到的信號判斷控制器輸入控制部分的正確性，同時MCU將接收到的信號通過軟件計算處理后輸出到輸出控制硬件電路，輸出控制電路對輸出信號進行處理后通過硬件反饋電路反饋到MCU，MCU結(jié)合輸入輸出及反饋信號判斷輸出控制部分的正確性，從而實現(xiàn)控制器故障判斷，故障定位。特征2：發(fā)動機控制器BIT測試三種工作模式

發(fā)動機控制器BIT測試分為三種模式，分別為上電BIT測試、運行BIT測試、維修BIT測試。上電BIT測試旨在控制器正常運行之前發(fā)現(xiàn)發(fā)動機控制系統(tǒng)存在的故障；運行BIT測試旨在發(fā)現(xiàn)發(fā)動機控制系統(tǒng)正常運行時存在的故障；維修BIT測試旨在發(fā)現(xiàn)發(fā)動機控制系統(tǒng)售后維修時存在的故障。上電BIT測試可以由控制器自動完成，也可以由駕駛員手動觸發(fā)完成，運行BIT測試則由控制器自動循環(huán)檢測，維修BIT測試必須由售后維修人員觸發(fā)完成。特征3：軟硬件全覆蓋的控制器BIT測試

發(fā)動機控制器BIT測試包括控制器MCU BIT測試、輸入信號BIT測試、輸入信號硬件調(diào)理電路BIT測試、輸出信號硬件調(diào)理電路BIT測試、執(zhí)行器BIT測試。它們根據(jù)控制器不同運行狀態(tài)選擇性執(zhí)行，在發(fā)動機控制器上電狀態(tài)，BIT測試系統(tǒng)將進行控制器完整的MCU BIT測試、輸入信號硬件調(diào)理電路BIT測試、輸出信號硬件調(diào)理電路BIT測試；在發(fā)動機控制器處于正常運行狀態(tài)，BIT測試系統(tǒng)將進行控制器部分MCU BIT測試、輸入信號硬件調(diào)理電路BIT測試、輸出信號硬件調(diào)理電路BIT測試、執(zhí)行器BIT測試；在發(fā)動機控制器處于維修自檢狀態(tài)時，BIT測試系統(tǒng)將進行控制器完整的MCU BIT測試、輸入信號硬件調(diào)理電路BIT測試、輸出信號硬件調(diào)理電路BIT測試。

圖1清晰的描述了發(fā)動機控制器BIT測試系統(tǒng)完整結(jié)構(gòu)圖，其中多通道模擬輸入獲取發(fā)動機傳感器信號，多通道數(shù)字輸入獲取發(fā)動機外部離散輸入信號，多通道頻率輸入獲取曲軸傳感器、凸輪軸傳感器、其他頻率輸入信號；輸入信號處理電路對所有輸入信號進行調(diào)理，并將調(diào)理后的信號輸入到處理器；處理器根據(jù)輸入信號通過軟件控制算法得出輸出信號，輸出信號經(jīng)過輸出信號處理電路、驅(qū)動電路驅(qū)動執(zhí)行器輸出，同時將經(jīng)過輸出信號處理電路的輸出信號反饋到處理器進行下一步計算和處理。

圖2描述了發(fā)動機控制器結(jié)構(gòu)，按圖所示，進行發(fā)動機控制器各部分的連接：

1)處理器與信號處理與驅(qū)動通過高速總線連接，信號調(diào)理與驅(qū)動

2)包括開關(guān)輸入處理、模擬輸入處理、頻率輸入處理、高邊驅(qū)動、低邊驅(qū)動、全橋驅(qū)動、點火驅(qū)動、噴油驅(qū)動；

3)制作信號調(diào)理與驅(qū)動到控制器接插件的連接線束，并實現(xiàn)連接；

4)控制器接插件連接發(fā)動機線束接插件；

5)發(fā)動機線束接插件連接如圖所示的各種傳感器與執(zhí)行器。

連接完成后，控制器硬件系統(tǒng)完成，控制器通過硬件與控制軟件實現(xiàn)圖3/圖4所示的系統(tǒng)信號流向圖，信號從傳感器依次經(jīng)過發(fā)動機線束接插件、控制器接插件、信號調(diào)理與驅(qū)動到處理器，在處理器中通過控制軟件計算需要的信號輸出，信號輸出依次經(jīng)過信號調(diào)理與驅(qū)動、控制器接插件、發(fā)動機線束接插件，最終達到執(zhí)行器實現(xiàn)需要的操作，實現(xiàn)發(fā)動機控制器功能。

圖5為控制器BIT測試軟件流程框圖，描述了控制器BIT測試各個模式的完整運行流程。當控制器上電后，控制器不斷檢測上電自檢開關(guān)狀態(tài)和維修自檢開關(guān)狀態(tài)以判斷進入何種BIT模式。

當控制器進入上電BIT模式后，控制器首先對MCU進行檢測，包括MCU存儲、輸入輸出接口；當MCU BIT測試結(jié)束后，控制器根據(jù)測試結(jié)果返回相應(yīng)的故障代碼；MCU BIT測試完成后，控制器使能BIT測試硬件功能，接著進行自身輸入輸出接口進行BIT測試，當控制器輸入輸出接口測試結(jié)束后，控制器根據(jù)測試結(jié)果返回相應(yīng)的故障代碼，控制器輸入輸出接口測試完成后，控制器進入運行BIT模式。

當控制器進入運行BIT模式后，控制器實時檢測自檢開關(guān)狀態(tài)，當自檢開關(guān)狀態(tài)有效時，控制器立即退出運行BIT模式，進入上電BIT模式；當自檢開關(guān)無效時，控制器繼續(xù)保持運行BIT模式。

圖6為控制BIT模式切換過程，包括上電BIT模式、運行BIT模式、維修BIT模式之間的切換。

1.上電BIT模式切換

控制器上電后，控制器檢測自檢開關(guān)狀態(tài)，當自檢開關(guān)有效時，控制器進入上電BIT模式；當自檢開關(guān)無效時，控制器進入等待狀態(tài)，在等待時間超過預(yù)先設(shè)定等待時間時，控制器直接進入上電BIT模式；控制器在運行過程中實時檢測自檢開關(guān)狀態(tài)，當檢測到自檢開關(guān)有效時，控制器退出運行BIT模式，進入上電自檢模式，當檢測到自檢開關(guān)無效時，控制保持在運行BIT模式。

控制器進入上電BIT模式后，首先進行MCU BIT測試；MCU BIT測試完成后進行控制器輸入/輸出BIT測試。

1)MCU BIT測試

MCU BIT測試是完成對控制器MCU功能的檢查，包括MCU Flash、隨機存儲區(qū)域(以下簡稱RAM)、非易失性存儲區(qū)域(以下簡稱NvRam)、輸入/輸出接口。Flash BIT測試讀取完整的Flash空間數(shù)據(jù)并進行數(shù)據(jù)校驗和計算，之后與預(yù)先寫入Flash的數(shù)據(jù)校驗和進行比較，以判斷Flash數(shù)據(jù)完整性；RAM BIT測試是檢查RAM空間的讀寫功能，對RAM空間循環(huán)進行讀寫操作，比較讀取數(shù)據(jù)與預(yù)先寫入數(shù)據(jù)進行比較以判斷RAM讀寫性；NvRam BIT測試是檢查NvRAM空間的讀寫功能，在對NvRAM空間進行寫數(shù)據(jù)操作時，在寫數(shù)據(jù)完成后同時將本次所寫數(shù)據(jù)校驗和寫入NvRam，之后讀取該片NvRam空間數(shù)據(jù)并計算讀取數(shù)據(jù)的校驗和，并與預(yù)先寫入的校驗和進行比較判斷NvRam讀寫性能；MCU輸入輸出接口BIT測試在控制器輸入輸出測試時同時進行。

2)控制器輸入輸出BIT測試

控制器輸入輸出BIT測試是完成對控制器輸入輸出及MCU輸入輸出功能的檢查，包括模擬輸入、數(shù)字輸入、頻率輸入、數(shù)字輸出、頻率輸出。模擬輸入BIT測試過程是：控制器獲取模擬信號，通過模擬輸入信號處理電路輸入到MCU，MCU模擬信號采集模塊對輸入模擬信號進行采樣，并通過直接內(nèi)存存取模塊將采樣結(jié)果存放到內(nèi)存指定區(qū)域，MCU根據(jù)采樣結(jié)果通過軟件控制算法判斷控制器模擬輸入信號處理電路和MCU模擬輸入接口功能的正確性。數(shù)字輸入BIT測試過程是：控制器輸出確定的數(shù)字信號，該信號通過數(shù)字輸出信號處理電路反饋到MCU數(shù)字輸入引腳和控制器數(shù)字輸入信號處理電路，MCU通過比較從數(shù)字輸出信號處理電路反饋到MCU信號和經(jīng)數(shù)字輸入信號處理電路反饋到MCU信號判斷控制器數(shù)字輸入信號處理電路、MCU數(shù)字輸入接口、控制器數(shù)字輸出信號處理電路功能的正確性。頻率輸入BIT測試過程是：控制器輸出確定頻率和占空比的頻率信號，該信號通過頻率輸出信號處理電路反饋到MCU輸入引腳和控制器頻率輸入信號處理電路，MCU通過比較從頻率輸出信號處理電路反饋到MCU信號和經(jīng)頻率輸入信號處理電路反饋到MCU信號判斷控制器頻率輸入信號處理電路、MCU頻率輸入接口、控制器頻率輸出信號處理電路功能的正確性。數(shù)字輸出BIT測試過程是：控制器輸出確定電平的數(shù)字信號，該信號通過數(shù)字輸出信號處理電路反饋到MCU輸入引腳，MCU檢測輸入數(shù)字信號的電平狀態(tài)，并與指定電平進行比較判斷MCU數(shù)字輸出和控制器數(shù)字輸出信號處理電路功能的正確性。頻率輸出BIT測試過程是：控制器輸出確定頻率和占空比的頻率信號，該信號通過頻率輸出信號處理電路反饋到MCU輸入引腳，MCU捕獲輸入頻率信號的頻率和占空比，并與指定頻率和占空比進行比較判斷MCU頻率輸出和控制器頻率輸出信號處理電路功能的正確性。

2.運行BIT模式切換

當控制器上電BIT完成后，控制器進入運行BIT模式，在運行BIT模式，完成MCU指令集、MCU時鐘、傳感器輸入、執(zhí)行器輸出BIT測試。傳感器輸入BIT測試對水溫傳感器、進氣壓力傳感器、進氣溫度傳感器、操縱桿位置傳感器、節(jié)氣門位置傳感器進行測試。執(zhí)行器輸出BIT測試對噴油器、點火線圈、電子節(jié)氣門進行測試。MCU指令集BIT測試過程為：通過軟件算法實時得出以系統(tǒng)時間為基準的隨機數(shù)，將此隨機數(shù)作為加、減、乘、除、位操作運算的輸入，以固定時間為周期的進行以上各種運算，并判斷運算結(jié)果的正確性以判斷MCU指令集的完整性。MCU時鐘BIT測試過程為：以固定時間為周期的進行MCU時鐘與控制器外部硬件時鐘比較，通過比較結(jié)果判斷MCU時鐘的準確性。傳感器BIT測試過程為：MCU獲取傳感器信號，并通過軟件算法將該信號轉(zhuǎn)換為具有實際意義的物理值，將得到的物理值與控制器根據(jù)當前狀態(tài)結(jié)合軟件算法計算得到的物理值進行比較以判斷傳感器信號的正確性。執(zhí)行器輸出BIT測試過程為：在執(zhí)行器輸出有效時，控制器的執(zhí)行器輸出驅(qū)動硬件會實時檢測執(zhí)行器狀態(tài)，MCU通過讀取執(zhí)行器狀態(tài)判斷執(zhí)行器的正確性。

3.維修BIT測試切換

當控制器上電后，控制器檢測到維修自檢開關(guān)狀態(tài)有效時，控制器進入維修BIT模式；當控制器檢測到維修開關(guān)狀態(tài)無效時，控制器進入超時等待，當?shù)却龝r間超過預(yù)先設(shè)定值后，控制器進入上電BIT狀態(tài)?？刂破鬟M入維修BIT模式后，控制器進行上電BIT測試和運行BIT測試的全部內(nèi)容。

上面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進行的各種非實質(zhì)性的改進，或未經(jīng)改進將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書所限定的保護范圍為準。