專利名稱：基于網(wǎng)絡(luò)的汽車發(fā)動機綜合分析儀自動測試與分析系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于網(wǎng)絡(luò)的汽車發(fā)動機綜合分析儀自動測試與智能分析系統(tǒng)，尤其是能 夠?qū)崿F(xiàn)在局域網(wǎng)內(nèi)，對汽車或汽車各總成實驗臺的各種電信號進行遠程自動測試與智能主動 分析。
背景技術(shù)：
為了提高汽車的動力性、經(jīng)濟性、舒適性和環(huán)保性，現(xiàn)在的汽車普遍安裝了多種電控系 統(tǒng)，如發(fā)動機電控系統(tǒng)、自動變速器電控系統(tǒng)、制動防抱死電控系統(tǒng)等等，有的已經(jīng)成為標 準配置，如電控安全氣囊、電控自動空調(diào)、電控中控鎖等，并且隨著電子技術(shù)的發(fā)展，有向 集成化、模塊化、智能化及網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的趨勢，汽車電控系統(tǒng)也越來越復(fù)雜，從而給汽 車維修以及故障診斷方法帶來了新的挑戰(zhàn)，汽車發(fā)動機綜合分析儀就是在這種情況下應(yīng)運而 生的。但是公知的汽車發(fā)動機綜合分析儀附帶多種探針、海豚夾和刺線器等附屬工具，在采 集汽車電子系統(tǒng)電信號時，需要用這些附屬工具通過使用刺線器穿刺導(dǎo)線、使用探針挑開防 水膠堵等才能夠采集到相關(guān)電信號并加以人工分析，這一方面致使數(shù)據(jù)分析準備的時間過長， 采集一個信號往往就需要準備20分鐘以上。另一方面會破壞汽車原有的防水性、防塵性和密 閉性，甚至導(dǎo)致一些汽車電子部件提前失效。第三，汽車發(fā)動機綜合分析儀只能在現(xiàn)場進行 分析，當數(shù)據(jù)采集現(xiàn)場不適合人進入時(尾氣排放超標對身體有害，或科研中極限試驗時可 能發(fā)生飛車等危險情況)，測試工作往往就無法進行。第四，汽車發(fā)動機綜合分析儀的數(shù)據(jù)顯
示屏幕一般使用n寸或更小的顯示器，能同時觀察數(shù)據(jù)的人數(shù)有限，不適合開展大面積專業(yè) 技術(shù)培訓與職業(yè)教育教學活動。第五，當前在汽車服務(wù)行業(yè)全面掌握汽車電子控制系統(tǒng)傳感
器、執(zhí)行器和ECU信號測量分析的髙級技術(shù)人才大量缺乏，勞動與交通部門組織職業(yè)技能鑒
定與專業(yè)技術(shù)等級評定時，由于其準備的時間過長且過于煩瑣，很難深入地開展這方面的評 定與鑒定工作。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明提供一種基于網(wǎng)絡(luò)的汽車發(fā)動機綜合分析儀自動測試與智能分析 系統(tǒng)，主要包括控制模塊(圖1-5)、通訊電纜(圖1-4)、汽車發(fā)動機綜合分析儀(圖1-6)、 網(wǎng)絡(luò)接口 (圖1-7)、遠端計算機(圖1-8)、測量信號處理軟件、數(shù)據(jù)庫、遠程訪問軟件(圖 l-7)等構(gòu)成。該系統(tǒng)不但能夠?qū)崿F(xiàn)在局域網(wǎng)內(nèi)使用計算機鼠標、或使用遙控器遠程控制汽車 發(fā)動機綜合分析儀的信號自動采集與顯示，并且具備對這些采集到的電信號進行智能主動對 比分析的功能，本發(fā)明適用于針對所有車系的汽車和汽車各總成實驗臺的電信號進行自動采 集與智能分析，只需要根據(jù)不同的車型對控制模塊做不同的電連接就可以實現(xiàn)。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是開發(fā)一個控制模塊(圖1-5)安裝在汽車 或汽車各總成實驗臺，也可以安裝在測試臺上，控制模塊的一端與汽車或汽車各總成實驗臺 (圖1-1)的ECU (圖1-2)或電路(圖1-3)電連接，另一端與汽車發(fā)動機綜合分析儀(圖 l-6)的分析電路連接。這個控制模塊(圖1-5)內(nèi)部裝有一個繼電器組(或光偶組或三極管 組)，模塊內(nèi)還裝有一個芯片，通過集成電路把它們組合在一起，根據(jù)計算機發(fā)出的指令實現(xiàn) 繼電器組(或光偶組或三極管組)電路的通斷，以實現(xiàn)控制模塊內(nèi)部不同的電連接，達到自 動測試汽車或汽車各總成實驗臺各種電信號的目的。
采用軟件編程開發(fā)測量信號處理軟件、遠程訪問軟件(圖1-7),采用USB標準通訊接口 連接遠端計算機(圖1-8)與發(fā)動機綜合分析儀(圖1-6),實現(xiàn)計算機或遙控器控制下的自 動測試與顯示。發(fā)動機綜合分析儀(圖1-6)可以通過網(wǎng)絡(luò)接口 (圖1-7),與遠程的多臺計 算機連接，實現(xiàn)遠程控制。
釆用編程器開發(fā)硬件的控制程序，使之能夠接收來自計算機鼠標或遙控器的不同信號。 預(yù)先編制汽車或汽車各總成實驗臺需要測試的電路測試點輸入計算機或手持式的遙控器，通 過屏幕顯示或組號指令實現(xiàn)汽車發(fā)動機綜合分析儀探測電路的自動移動測試，再通過測量信 號處理軟件在屏幕上顯示出來。
數(shù)據(jù)庫中預(yù)先存儲汽車所有傳感器、執(zhí)行器和ECU的標準波形圖，把帶有典型意義的故 障波形圖以及常見的形成原因和處理方法也匯編寫入數(shù)據(jù)庫，通過編碼與實測信號一一對應(yīng) 地調(diào)取出來，實現(xiàn)對這些電信號的主動智能分析。
使用投影儀或電子白板，把測到的汽車或汽車各總成實驗臺運行中的真實電信號，以及 預(yù)先存儲的標準數(shù)據(jù)一同投射到大屏幕，實現(xiàn)大面積專業(yè)技術(shù)培訓和知識、技術(shù)的廣泛傳播 與普及。
通過上述設(shè)計，本發(fā)明的有益效果在于在局域網(wǎng)內(nèi)任意一個接點，使用計算機鼠標就 可以把汽車發(fā)動機綜合分析儀的信號探針直接放置在汽車電子系統(tǒng)任何電路上采集相關(guān)電信 號，不必使用刺線器反復(fù)穿刺汽車導(dǎo)線，節(jié)省了大量準備與轉(zhuǎn)換測試點的操作時間，也不必
在現(xiàn)場采集；既能夠在汽車或汽車各總成實驗臺上自動測試，也能夠在局域網(wǎng)內(nèi)控制汽車發(fā) 動機綜合分析儀進行遠程自動測量；具有標準信號與實測信號的自動對比分析功能，并且所 有的分析過程可以直觀地通過投影儀和電子白板展示給所有學生，開展大面積職業(yè)教育和專 業(yè)技術(shù)培訓、技術(shù)等級考核與技能鑒定。


附圖i是基于網(wǎng)絡(luò)的汽車發(fā)動機綜合分析儀自動測試與智能分析系統(tǒng)與汽車和各汽車總 成實驗臺的連接圖。附圖2是對空氣流量傳感器5V參考電壓與12V加熱電源自動測試與分 析的實施例。附圖3是對空氣流量傳感器反饋信號波形與電壓自動測試與分析的實施例。附 圖4是對車載CAN總線與多路信息傳輸系統(tǒng)高位與低位鏈路自動測試與分析的實施例。 附圖1中
1. 是汽車或汽車各總成實驗臺
2. 是汽車或汽車各總成的控制單元ECU
3. 是汽車或汽車各總成的控制電路
4. 是通訊電纜
5. 是自動測試控制模塊
6. 是發(fā)動機綜合分析儀
7. 是遙控器
8. 是網(wǎng)絡(luò)接口
9. 是多個遠程終端計算機 附圖2中
1. 是空氣流量傳感器
2. 是空氣流量傳感器5V參考電壓自動測量點
3. 是空氣流量傳感器12V加熱電源自動測量點
4. 是發(fā)動機ECU
5. 是燃油泵繼電器 附圖3中
1. 是空氣流量傳感器
2. 是空氣流量傳感器反饋信號線
3. 是空氣流量傳感器反饋信號自動測量點，其特性是怠速1.4V左右，急加速達到3.4V電
壓，并有波形輸出 4.是發(fā)動機ECU 附圖4中
1. 發(fā)動機控制ECU
2. 儀表控制ECU
3. CAN的高位測試點
4. CAN的低位測試點
具體實施方案
如附圖1所示連接方式，控制模塊(圖1-5)的一端通過USB標準接口和通訊電纜(圖 1-4 )連接發(fā)動機綜合分析儀(圖1-6 )，另 一端連接在汽車或汽車各總成實驗臺(圖1-1)的 控制單元(圖1-2)、或控制電路(圖1-3)上，發(fā)動機綜合分析儀(圖1-6)通過通訊電纜 (圖1-4 )、網(wǎng)絡(luò)接口 (圖1-7 )又和遠程終端計算機(圖1-8 )相連。發(fā)動機綜合分析儀(圖 l-6)是成熟產(chǎn)品，有雙通道、4通道和8通道多種規(guī)格，根據(jù)科研和教學的需要選購適合的 產(chǎn)品。打開發(fā)動機綜合分析儀(圖1-6),在遠程計算機上打開汽車發(fā)動機綜合分析儀自動測 試與智能分析系統(tǒng)軟件的控制界面，點擊鼠標將雙通道或更多通道的虛擬探頭拖到需要測試 的傳感器、執(zhí)行器、EGU電路的測試點上，使用鼠標點擊測試的項目，測量信號處理軟件立 即顯示真實的電壓、波形或方波圖，十分方便快捷，測試點轉(zhuǎn)換在瞬間完成。點擊鼠標，系 統(tǒng)自動選擇調(diào)取相關(guān)診斷幫助信息同屏顯示。遠程計算機連接投影設(shè)備，就能將處在不同地 理位置的汽車或汽車各總成實驗臺(圖1-1)的相關(guān)動態(tài)電參數(shù)、數(shù)據(jù)投射到大屏幕上，供 數(shù)百人同時分析研究。
在附圖2所示的實施例，是對空氣流量傳感器5V參考電壓與12V加熱電源自動測試與分 析的實施例。空氣流量傳感器(圖2-1)與發(fā)動機ECU (圖2-5 )有三條電纜連接，其工作原 理是起動發(fā)動機時，燃油泵繼電器(圖2-5 )將12V加熱電源送入空氣流量傳感器(圖2-1 )， 發(fā)動機ECU (圖2-5 )將5V參考電壓也送入空氣流量傳感器(圖2-1 )。點擊鼠標將一個通道 的虛擬探頭拖到空氣流量傳感器5V參考電壓自動測量點(圖2-3)上，將另一個通道的虛擬 探頭拖到空氣流量傳感器12V加熱電源自動測量點(圖2-4)上，測量信號處理軟件立即分 別顯示真實的傳感器參考電壓5V和加熱電源12V的兩條圖形。若空氣流量傳感器(圖2-1) 有故障，點擊鼠標系統(tǒng)可自動調(diào)取相關(guān)診斷幫助信息同屏顯示。
在附圖3所示的實施例中，若空氣流量傳感器(圖3-1)通過電纜(圖3-2)將空氣流量
信息傳輸?shù)桨l(fā)動機ECU (圖3-4)。點擊鼠標將一個通道的虛擬探頭拖到空氣流量傳感器反饋 信號自動測量點(圖3-3)上，測量信號處理軟件立即顯示真實的傳感器反饋電壓，怠速時 1.4V左右，急加速可達到3.4V，并能顯示波形圖。點擊鼠標可調(diào)取診斷幫助信息同屏顯示。
在附圖4所示的實施例中，發(fā)動機ECU (圖4-1)與儀表ECl)(圖4-2)用兩條雙紋網(wǎng)線 (圖4-3)和(圖4-4)傳遞數(shù)據(jù)。在"CAN測試"按鈕點擊鼠標，系統(tǒng)自動將兩個通道的虛 擬探頭拖到CAN總線高位與低位的測試點(圖4-3 )和(圖4-4 )上，則測量信號處理軟件立 即分別顯示真實的CAN鏈路高位與低位的現(xiàn)實波形圖，無論CAN通訊處在正常狀態(tài)下或故障 狀態(tài)下，無論是激活狀態(tài)還是睡眠狀態(tài)。此時，鼠標點擊"標準波形圖與診斷幫助"按鈕， 彈出另一窗口，系統(tǒng)自動調(diào)出數(shù)據(jù)庫中CAN的相關(guān)資料與診斷幫助信息。
在一臺汽車上，電信號自動測試點的數(shù)目多達近百個，涵蓋汽車所有電子控制系統(tǒng)。
還有另 一種可供選擇的遠程控制方案使用遙控器遠程實現(xiàn)發(fā)動機綜合分析儀的自動測 試分析。將需要自動測試的測試點按順序編碼，通過編程確定控制模塊的編碼與遙控器編碼 一致，使用發(fā)動機綜合分析儀自帶的顯示器顯示真實的電壓、波形或方波圖。該測試例使用 遙控器自動測試電信號，更具隱蔽性，適合技能鑒定與技術(shù)考核使用。
由于各車型汽車電子系統(tǒng)的電信號基本一致，其傳感器、執(zhí)行器和電控單元的工作性質(zhì) 也基本類似，因此本發(fā)明具備良好的廣泛性與通用性，能適用于所有車系的各種車型真實汽 車和各類汽車電子總成系統(tǒng)實驗臺，只需要根據(jù)不同的車型，改變控制模塊(圖1-5)與汽
車控制單元ECU (圖1-2)或汽車各總成的控制電路(圖1-3)的接線接點就可以進行自動測 試與智能分析。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明涉及一種基于網(wǎng)絡(luò)的汽車發(fā)動機綜合分析儀自動測試與智能分析系統(tǒng).其特征在于在局域網(wǎng)內(nèi)任意一個接點，使用計算機鼠標就可以把汽車發(fā)動機綜合分析儀的信號探針直接放置在汽車電子系統(tǒng)任何電路上采集相關(guān)電信號，不必使用刺線器反復(fù)穿刺汽車導(dǎo)線，節(jié)省了大量準備與轉(zhuǎn)換測試點的操作時間，也不必在現(xiàn)場采集；既能夠在汽車或汽車各總成實驗臺上自動測試，也能夠在局域網(wǎng)內(nèi)控制汽車發(fā)動機綜合分析儀進行遠程自動測量；具有標準信號與實測信號的自動對比分析功能，并且所有的分析過程可以直觀地通過投影儀和電子白板展示給所有學生，開展大面積職業(yè)教育和專業(yè)技術(shù)培訓、技術(shù)等級考核與技能鑒定。
2. 如權(quán)利要求1的方法，其特征在于開發(fā)一個控制模塊(圖1-5)安裝在汽車或汽車各總 成實驗臺，也可以安裝在測試臺上，控制模塊的一端與汽車或汽車各總成實驗臺(圖1-1) 的ECU(圖l-2)或電路(圖1-3)電連接，另一端與汽車發(fā)動機綜合分析儀(圖1-6)的 分析電路連接。
3. 如前述任一權(quán)利要求的方法，其特征在于這個控制模塊(圖1-5)內(nèi)部裝有一個繼電器 組(或光偶組或三極管組)，模塊內(nèi)還裝有一個芯片，通過集成電路把它們組合在一起， 根據(jù)計算機或遙控器發(fā)出的指令實現(xiàn)繼電器組(或光偶組或三極管組)電路的通斷，以實 現(xiàn)控制模塊內(nèi)部不同的電連接，達到自動測試汽車或汽車各總成實驗臺各種電信號的目 的。
4. 如前述任一權(quán)利要求的方法，其特征在于采用軟件編程開發(fā)測量信號處理軟件、遠程訪 問軟件，采用USB標準通訊接口連接遠端計算機(圖1-8)與發(fā)動機綜合分析儀(圖1-6), 實現(xiàn)計算機或遙控器控制下的自動測試與顯示，發(fā)動機綜合分析儀(圖1-6)還可以通過 網(wǎng)絡(luò)接口 (圖1-7),與遠程的多臺計算機連接，實現(xiàn)遠程控制。
5. 如前述任一權(quán)利要求的方法，其特征在于采用編程器開發(fā)硬件的控制程序，使之能夠接 收來自計算機鼠標或遙控器的不同信號，預(yù)先編制汽車或汽車各總成實驗臺需要測試的電路測試點輸入計算機或手持式的遙控器，通過屏幕顯示或組號指令實現(xiàn)汽車發(fā)動機綜合分 析儀探測電路的自動移動測試，再通過測量信號處理軟件在屏幕上顯示出來。
6. 如前述任一權(quán)利要求的方法，其特征在于數(shù)據(jù)庫中預(yù)先存儲汽車所有傳感器、執(zhí)行器和 ECU的標準波形圖，把帶有典型意義的故障波形圖以及常見的形成原因和處理方法也匯編 寫入數(shù)據(jù)庫，通過編碼與實測信號一一對應(yīng)地調(diào)取出來，實現(xiàn)對這些電信號的主動智能分 析。
7.如前述任一權(quán)利要求的方法，其特征在于由于各車型汽車電子系統(tǒng)的電信號基本一致， 其傳感器、執(zhí)行器和電控單元的工作性質(zhì)也基本類似，因此具備良好的廣泛性與通用性， 能適用于所有車系的各種車型真實汽車和各類汽車電子總成系統(tǒng)實驗臺，只需要根據(jù)不同 的車型，改變控制模塊與汽車電路的接線接點就可以進行自動測試與智能分析；既適用于 靜止的汽車或汽車各總成實驗臺，也適用于動態(tài)行駛的汽車。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于網(wǎng)絡(luò)的汽車發(fā)動機綜合分析儀自動測試與智能分析系統(tǒng)，其特征在于在局域網(wǎng)內(nèi)任意一個接點，使用計算機鼠標就可以把汽車發(fā)動機綜合分析儀的信號探針直接放置在汽車電子系統(tǒng)任何電路上采集相關(guān)電信號，不必使用刺線器反復(fù)穿刺汽車導(dǎo)線，節(jié)省了大量準備與轉(zhuǎn)換測試點的操作時間，也不必在現(xiàn)場采集；既能夠在汽車或汽車各總成實驗臺上自動測試，也能夠在局域網(wǎng)內(nèi)控制汽車發(fā)動機綜合分析儀進行遠程自動測量；具有標準信號與實測信號的自動對比分析功能，并且所有的分析過程可以直觀地通過投影儀和電子白板展示給所有學生，開展大面積職業(yè)教育和專業(yè)技術(shù)培訓、技術(shù)等級考核與技能鑒定。
文檔編號G05B23/02GK101178600SQ20071006135
公開日2008年5月14日 申請日期2007年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月8日
發(fā)明者征 王 申請人:天津市優(yōu)耐特汽車電控技術(shù)服務(wù)有限公司