CN102117068B - 电控发动机控制参数自动扫描测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于动力控制管理系统开发、测试领域，适用于机动车、小型无人飞机、汽艇、发电、除草等用途的电控发动机控制系统的开发、测试与检验，具体涉及控制分析显示计算机模块(1)、数据通讯模块(2)、信号仿真生成控制及信号检测处理模块(3)、传感器信号生成模块(4)、传感器信号检测模块(5)、执行器信号检测模块(6)、发动机电子控制模块ECU(7)。本发明通过传感器信号模拟来激励ECU，ECU检测到模拟生成的传感器信号后，依据其内部的控制策略输出执行器控制信号，通过本装置检测输入ECU的传感器模拟信号和ECU输出的执行器控制信号，连续分析出ECU的控制参数。通过扫描，自动给出发动机控制参数图或数据表。
Description
技术领域
本发明属于机动车动力控制管理系统开发、测试、检验领域，具体涉及一种电控发动机电子控制系统的控制参数自动扫描测试装置，适用于摩托车、轿车、卡车等车用电控发动机，适用于艇用、无人驾驶小型飞行器用电控发动机，也适用于发电、除草等通用电控发动机的发动机电控系统及控制模块的开发、测试与检验。
背景技术
车用发动机电控技术是集计算机技术、电子技术、测试技术、精密制造技术、发动机技术于一体的综合性技术，它以发动机喷油控制、点火控制为核心，是发动机降低排放、节约能耗、提高功率的基本途径，是提升发动机运行动力性能与安全性能的最佳手段，也是车辆电子技术底层的、核心的技术。随着车辆行业的发展，车用发动机电控技术在不但发展。尤其在中国国内，车用发动机电控系统开发、测试已经成为车用动力技术研究的一个重要内容。
开发发动机电控系统时，测试是必不可缺的环节。测试依据电控系统所处的环境分为实车测试和仿真测试。实车测试是将电控系统与真实的发动机及车辆连接，启动车辆进行电控系统的控制能力测试。实车测试由于成本高、风险大、过程繁琐、操作不便等原因，一般只在发动机电控系统开发或标定的最后阶段才进行，开发过程中则往往使用仿真测试。
仿真测试根据测试中使用的工具可分两类。一是有专门的实时的仿真器参与的仿真测试。这种仿真测试是利用计算机控制系统或者微控制器模块来仿真车辆及发动机运行的环境，以此作为实时仿真器，通过专门的接口模块将发动机控制系统接入仿真器进行测试。二是没有专门的实时的仿真器参与的仿真测试。这种仿真测试是利用信号发生器作激励源生成发动机控制系统的传感器仿真信号，输给发动机控制系统，通过信号示波器或逻辑分析仪来检测发动机控制系统的输出信号，再手动分析检测到的输出信号并判断发动机控制系统的运行是否合理。
第一类仿真测试，即利用实时仿真器的仿真测试，一般针对某一特定的发动机就需要一套专门的仿真器，或者需要更换针对特定发动机的专门的仿真程序，系统配置复杂，只能由经过特别培训的人员才能完成，而且，仿真器设备成本昂贵；第二类仿真测试，即不使用实时仿真器的仿真测试，虽然只需要信号发生器、示波器或逻辑分析仪等通用的电控产品开发设备，但测试过程中一般只能实现单个数据的逐次测试，也就是说，一次手动调节只能得到一组数据，无法实现控制系统控制参数的自动扫描(此处，所谓“自动扫描”就是测试装置按照设定的规律自动的、连续的获取待测试发动机控制系统输出的控制参数)，也无法将获得的控制参数自动地生成控制参数图或控制参数表(此处，所谓“控制参数图或控制参数表”，就是发动机电子控制中常用到的、以图或表的形式表示的控制参数map)，而控制参数map的数据量往往非常大，逐个测试并不现实，过去，开发发动机电控系统时一般只选择有限的特征点进行测试，然而，仅测试个别点，即使是特征点，也并不能完全了解整个控制参数map的细节。
发明内容
鉴于以上情况，本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种低成本的电控发动机控制参数的自动、连续测试装置(即扫描测试装置)。
为了达到所述目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种电控发动机控制参数自动扫描测试装置，包括：控制分析显示计算机模块(1)、通过数据通讯模块(2)与其相连的信号生成控制及信号检测处理模块(3)、传感器信号生成模块
(4)、传感器信号检测模块(5)、执行器信号检测模块(6)，其中，
所述的传感器信号生成模块(4)受信号生成控制及信号检测处理模块(3)的控制，生成待扫描的发动机电子控制模块(7)的输入信号；
所述的传感器信号检测模块(5)是待扫描的发动机电子控制模块(7)的输入信号的采集模块，其输出被送入信号生成控制及信号检测处理模块(3)；
所述的执行器信号检测模块(6)是待扫描的发动机电子控制模块(7)的输出信号的采集模块，其输出被送入信号生成控制及信号检测处理模块(3)；
所述信号生成控制及信号检测处理模块(3)，由带有输入捕捉、输出比较功能的微控制器及其外围器件构成，在其控制下，由传感器信号生成模块(4)生成的信号激励待扫描的发动机电子控制模块，待扫描的发动机电子控制模块(7)在检测到该信号后，依据其内部的控制策略输出发动机执行器控制信号；通过传感器信号检测模块(5)检测输入至待扫描的发动机电子控制模块(7)的输入信号，并通过执行器信号检测模块(6)采集待扫描的发动机电子控制模块(7)输出的执行器控制信号，该两种信号被送入信号生成控制及信号检测处理模块(3)后再通过数据通讯模块(2)送入控制分析显示计算机模块(1)，由该模块计算出待扫描的发动机电子控制模块(7)的控制参数，并对数据进行测试和分析，自动给出发动机控制参数图或控制数据表。
作为优选实施方式，上述的自动扫描测试装置中，
所述的传感器信号生成模块(4)包括：轴位置、轴转速、车速、轮速、着火正时传感器脉冲信号生成单元(4-1)；节气门及位置传感器信号生成单元(4-2)；电池电压及温度传感器信号生成单元(4-3)；爆震及加速度传感器信号生成单元(4-4)；压力及流量传感器信号生成单元(4-5)；线性排气氧传感器信号生成单元(4-6)；开关型排气氧传感器信号生成单元(4-7)；开关信号生成单元(4-8)，各个单元具有多组通道。
所述的脉冲信号生成单元的各组通道，受信号生成控制及信号检测处理模块(3)的不同端口的控制，将相应端口输出的PWM信号合成为电压幅值为±5V、0-+5V、0--5V以及任意宽度的方波信号，各组通道生成的方波信号分别独立地传给待扫描的发动机电子控制模块(7)和传感器信号检测模块(5)相对应的接口；
所述的节气门及位置传感器信号生成单元的每组通道包括数模转换电路和第二端口输出控制电路，所述的数模转换电路接受信号生成控制及信号检测处理模块(3)的串行外设接口模块的控制，可输出0～5V任意模拟信号，所述第二端口输出控制电路接受信号生成控制及信号检测处理模块(3)的普通输入输出模块控制，决定ECU是否需测试两路输入模拟信号以及对第二路信号的接入进行接入时间控制；各个通道生成的模拟信号分别被传给发动机电子控制模块(7)和传感器信号检测模块(5)；
所述的电池电压及温度传感器信号生成单元的每组通道包括依次相连的数模转换电路和电压放大电路，其中，数模转换电路接受信号生成控制及信号检测处理模块(3)的串行外设接口(SPI)模块的控制，可输出0～5V任意模拟信号；各个通道生成模拟信号分别被传给发动机电子控制模块(7)和传感器信号检测模块(5)；
所述的爆震及加速度传感器信号生成单元包括多组幅值可调、频率可调的高频正弦信号模拟生成通道，各个通道生成正弦波信号分别传给发动机电子控制模块(7)和传感器信号检测模块(5)；
所述的压力及流量类传感器信号生成单元的每组通道包括依次相连的数模转换电路、电压放大电路和低通滤波电路，其数模转换电路接受信号生成控制及信号检测处理模块中不同控制端口的控制；各个通道生成压力及流量类传感器模拟信号分别被传给发动机电子控制模块(7)和传感器信号检测模块(5)；
所述的线性排气氧传感器信号生成单元的每组通道包括依次相连的数模转换电路和滤波电路，其数模转换电路接受信号生成控制及信号检测处理模块(3)中不同控制端口的控制；各个通道生成线性排气氧传感器模拟信号分别被传给发动机电子控制模块(7)和传感器信号检测模块(5)；
所述的开关型排气氧传感器信号生成单元的每组通道包括一段分压电路，对信号生成控制及信号检测处理模块(3)的I/O端口生成的5V信号进行分压；由各个通道生成开关型排气氧传感器信号分别被传给发动机电子控制模块(7)和传感器信号检测模块(5)；
所述的开关信号生成单元的每组通道分别受信号生成控制及信号检测处理模块(3)中不同控制端口的控制，各个通道输出的整形电压依据测试需要而定；由各个通道生成的开关信号分别被传给发动机电子控制模块(7)和传感器信号检测模块(5)。
所述的传感器信号检测模块(5)包括：轴位置、轴转速、车速、轮速、着火正时脉冲信号检测单元(5-1)；节气门及位置类传感器信号检测单元(5-2)；电池电压及温度类传感器信号检测单元(5-3)；爆震及加速度传感器信号检测单元(5-4)；压力及流量类传感器信号检测单元(5-5)；线性排气氧传感器信号检测单元(5-6)；开关型排气氧传感器信号检测单元(5-7)；开关信号检测单元(5-8)，所述的各个单元有多组通道。
所述的脉冲信号检测单元的每组脉冲信号检测通道的输入端连接至传感器信号模拟生成模块(4)相对应的接口，包括0-+5V方波信号检测电路和0--5V方波信号检测电路，对0-+5V方波信号、0--5V方波信号、-5V-+5V方波信号分离、整形后再传给控制及信号检测处理模块(3)中相应接收端口，由信号生成控制及信号检测处理模块(3)完成信号的计时检测；
所述的气门及位置传感器信号检测单元的每组模拟信号检测通道的输入端连接至传感器信号模拟生成模块(4)相对应的接口，包括阻容低通滤波电路，其输出经过模数转换后被送至信号生成控制及信号检测处理模块(3)；
所述的电池电压及温度传感器信号检测单元的每组模拟信号检测通道的输入端连接至传感器信号模拟生成模块(4)相对应的接口，包括滤波电路，其输出经过模数转换后被送至信号生成控制及信号检测处理模块(3)；
所述的脉冲信号检测单元的每组模拟信号检测通道的输入端连接至传感器信号模拟生成模块(4)相对应的接口，包括依次相连的信号采样电路和信号滤波、整形、保持电路，其输出被送至信号生成控制及信号检测处理模块(3)；
所述的压力及流量传感器信号检测单元的每组模拟信号检测通道的输入端连接至传感器信号模拟生成模块(4)相对应的接口，包括滤波电路，其输出经过模数转换后被送至信号生成控制及信号检测处理模块(3)；
所述的线性排气氧传感器信号检测单元的每组模拟信号检测通道的输入端连接至传感器信号模拟生成模块(4)相对应的接口，包括滤波电路，其输出经过模数转换后被送至信号生成控制及信号检测处理模块(3)；
所述的开关型排气氧传感器信号检测单元的每组模拟信号检测通道的输入端连接至传感器信号模拟生成模块(4)相对应的接口，包括依次连接的信号放大电路和信号整形电路，其输出经过模数转换后被送至信号生成控制及信号检测处理模块(3)；
所述的开关信号检测单元的每组模拟信号检测通道的输入端连接至传感器信号模拟生成模块(4)相对应的接口，包括信号整形电路，将采集到的开关信号整形后转换成+5V开关信号，再送入信号生成控制及信号检测处理模块(3)。
所述的执行器信号检测模块(6)包括：高阻型喷油器控制信号检测单元(6-1)；低阻型喷油器控制信号检测单元(6-2)；点火正时控制信号检测单元(6-3)；继电器控制信号检测单元(6-4)；开关阀控制信号检测单元(6-5)；位置阀控制信号检测单元(6-6)；步进电机控制信号检测单元(6-7)；直流电机控制信号检测单元(6-8)，所述的各个单元有多组通道。
所述的高阻型喷油器控制信号检测单元的每组控制信号检测通道，包括信号整形电路，连接到发动机控制模块(7)相应接口，将检测到的ECU输出信号传给控制及信号检测处理模块(3)中相应接收端口；
所述的低阻型喷油器控制信号检测单元的每组控制信号检测通道，包括信号整形电路，连接到发动机控制模块(7)相应接口，将检测到的ECU输出信号传给控制及信号检测处理模块(3)中相应接收端口；
所述的点火正时控制信号检测单元的每组控制信号检测通道，连接发动机控制模块(7)相应接口，用于各个点火线圈的控制信号的检测，将检测到的信号传给控制及信号检测处理模块(3)中相应接收端口；
所述的继电器控制信号检测单元的每组控制信号检测通道，连接到发动机控制模块(7)相应接口，用于继电器的开合动作控制信号的检测，将检测到的ECU输出信号传给控制及信号检测处理模块(3)中相应接收端口；
所述的开关阀控制信号检测单元的每组控制信号检测通道，连接到发动机控制模块(7)相应接口，用于继电器的开合动作控制信号的检测，将检测到的ECU输出信号传给控制及信号检测处理模块(3)中相应接收端口；
所述的位置阀控制信号检测单元的每组控制信号检测通道，连接到发动机控制模块(7)相应接口，将检测到的ECU输出信号传给控制及信号检测处理模块(3)中相应接收端口；
所述的步进电机控制信号检测单元的每组控制信号检测通道，连接到发动机控制模块(7)相应接口，用于检测步进电机的各相控制端，将检测到的ECU输出信号传给控制及信号检测处理模块(3)中相应接收端口；
所述的直流电机控制信号检测单元元的每组控制信号检测通道，连接到发动机控制模块(7)相应接口，用于检测直流电机的各控制端，将检测到的ECU输出信号传给控制及信号检测处理模块(3)中相应接收端口
本发明的有益效果在于：通过实时模拟生成发动机控制系统传感器的信号激励发动机控制单元(ECU)，然后检测模拟传感器信号和ECU输出的执行器控制信号，并进行数据的传送、分析、处理、显示，达到实时扫描、检测ECU控制参数的目的。
附图说明
图1为本发明的控制参数自动扫描装置的系统结构图。
图2为本发明的传感器信号生成模块的单元组成结构图。
图3为本发明的传感器信号检测模块的单元组成结构图。
图4为本发明的执行器信号检测模块的单元组成结构图。
图5为本发明的脉冲信号生成单元的通道组成图。
图6为本发明的脉冲信号模拟通道的电路原理图。
图7为本发明的节气门及位置类传感器信号生成单元的通道组成图。
图8为本发明的位置类传感器信号模拟通道的电路原理图。
图9为本发明的电池电压及温度类传感器信号生成单元的通道组成图。
图10为本发明的电池电压及温度类传感器信号模拟通道的电路原理图。
图11为本发明的爆震及加速度传感器信号生成单元的通道组成图。
图12为本发明的爆震及加速度传感器信号模拟通道的频控正弦波发生电路原理图。
图13为本发明的爆震及加速度传感器信号模拟通道的幅控电压放大电路原理图。
图14为本发明的爆震及加速度传感器信号模拟通道的滤波电路原理图。
图15为本发明的压力、流量类传感器信号生成单元的通道组成图。
图16为本发明的压力、流量类传感器信号模拟通道的电路原理图。
图17为本发明的排气氧传感器信号生成单元的通道组成图。
图18为本发明的线性排气氧传感器信号模拟通道的电路原理图。
图19为本发明的开关型排气氧传感器信号模拟通道的电路原理图。
图20为本发明的开关信号模拟生成单元的通道组成图。
图21为本发明的开关信号模拟通道的电路原理图。
图22为本发明的脉冲信号检测单元的通道组成图。
图23为本发明的脉冲信号检测通道的电路原理图。
图24为本发明的节气门及位置传感器模拟信号检测单元的通道组成图。
图25为本发明的节气门及位置传感器模拟信号检测通道的电路原理图。
图26为本发明的电池电压及温度传感器模拟信号检测单元的通道组成图。
图27为本发明的爆震及加速度传感器模拟信号检测单元的通道组成图。
图28为本发明的爆震及加速度传感器模拟信号检测通道的电路原理图。
图29为本发明的压力及流量传感器模拟信号检测单元的通道组成图。
图30为本发明的排气氧传感器模拟信号检测单元的通道组成图。
图31为本发明的开关型排气氧传感器模拟信号检测通道的电路原理图。
图32为本发明的其它开关信号检测单元的通道组成图。
图33为本发明的高阻型喷油器控制信号检测单元的通道组成图。
图34为本发明的高阻型喷油器控制信号检测通道的电路原理图。
图35为本发明的低阻型喷油器控制信号检测单元的通道组成图。
图36为本发明的低阻型喷油器控制信号检测通道的电路原理图。
图37为本发明的点火正时控制信号检测单元的通道组成图。
图38为本发明的点火正时控制信号检测通道的电路原理图。
图39为本发明的继电器控制信号检测单元的通道组成图。
图40为本发明的继电器控制信号检测通道的电路原理图。
图41为本发明的开关阀控制信号检测单元的通道组成图。
图42为本发明的位置阀控制信号检测单元的通道组成图。
图43为本发明的电机控制信号检测单元的通道组成图。
图44为本发明的步进电机控制信号检测通道的电路原理图。
图45为本发明的直流电机控制信号检测通道的电路原理图。
图46为本发明的工作流程图。
图47为本发明的扫描实例的扫描结果图。
具体实施方式
本发明涉及的控制参数扫描装置采用模块化、层次化、结构化的设计方案，即本发明装置由模块组成，模块由单元组成，单元由通道组成，通道由基本电路组成。
参照附图1，本发明涉及的控制参数扫描装置，具有：
控制分析显示计算机(1)；
数据通讯模块(2)；
信号生成控制及信号检测处理模块(3)；
传感器信号生成模块(4)；
传感器信号检测模块(5)；
执行器信号检测模块(6)。
上述控制参数扫描装置用于测试发动机电子控制模块(7)——ECU。
所述的控制分析显示计算机(1)为普通台式计算机、台式工作站或者笔记本电脑；所述的数据通讯模块(2)为RS232接口或者USB接口通讯模块；所述的信号生成控制及信号检测处理模块(3)为一套微控制器最小控制单元，所述的微控制器为一组具有输入捕捉、输出比较功能的16位或者32位微控制器；所述的传感器信号生成模块(4)是接受信号生成控制及信号检测处理模块(3)的控制，并生成发动机电子控制模块(7)的输入信号的模块；所述的传感器信号检测模块(5)为发动机电子控制模块(7)的输入信号的采集模块；所述的执行器信号检测模块(6)是发动机电子控制模块(7)的输出信号的采集模块。
参照附图2，附图1中所述的传感器信号生成模块(4)具有：
轴位置、轴转速、车速、轮速、着火正时等传感器脉冲信号生成单元(4-1)；
节气门及位置传感器信号生成单元(4-2)；
电池电压及温度传感器信号生成单元(4-3)；
爆震及加速度传感器信号生成单元(4-4)；
压力及流量传感器信号生成单元(4-5)；
线性排气氧传感器信号生成单元(4-6)；
开关型排气氧传感器信号生成单元(4-7)；
开关信号生成单元(4-8)。
参照附图3，附图1中所述的传感器信号检测模块(5)具有：
轴位置、轴转速、车速、轮速、着火正时等脉冲信号检测单元(5-1)；
节气门及位置类传感器信号检测单元(5-2)；
电池电压及温度类传感器信号检测单元(5-3)；
爆震及加速度传感器信号检测单元(5-4)；
压力及流量类传感器信号检测单元(5-5)；
线性排气氧传感器信号检测单元(5-6)；
开关型排气氧传感器信号检测单元(5-7)；
开关信号检测单元(5-8)。
参照附图4，附图1中所述的执行器信号检测模块(6)具有：
高阻型喷油器控制信号检测单元(6-1)；
低阻型喷油器控制信号检测单元(6-2)；
点火正时控制信号检测单元(6-3)；
继电器控制信号检测单元(6-4)；
开关阀控制信号检测单元(6-5)；
位置阀控制信号检测单元(6-6)；
步进电机控制信号检测单元(6-7)；
直流电机控制信号检测单元(6-8)。
参照附图5，附图2中所述的脉冲信号生成单元(4-1)具有8组脉冲信号生成通道(4-1-1)、(4-1-2)、(4-1-3)、(4-1-4)、(4-1-5)、(4-1-6)、(4-1-7)、(4-1-8)；8组脉冲信号模拟通道相互独立；分别受信号生成控制及信号检测处理模块(3)中不同控制端口的控制；8组信号模拟通道内部电路结构完全相同，使用中可互换；每个通道的具体用途在控制分析显示计算机(1)的控制界面中设置。
一般情况下，8组脉冲信号模拟通道分别用于模拟生成发动机曲轴角度位置及转速传感器(CAS)、凸轮轴相位传感器(PIS)、车速传感器(VSS)、轮速传感器(WSS)、油泵驱动轴转角传感器(PAS)、着火正时传感器(ITS)等信号的模拟。一次具体的控制参数扫描测试中，由于测试的项目不一样，某些通道可设置为不使用。
参照附图6，附图5中所述的脉冲信号模拟通道(4-1-1)具有：
一段0-+5V方波信号生成电路(4-1-1-1)；
一段0--5V方波信号生成电路(4-1-1-2)。
两段电路分别接受信号生成控制及信号检测处理模块(3)的脉宽调制模块(PWM)的端口0和端口1的控制，PWM的每个端口都可独立生成脉宽可调的0-+5V方波信号；PWM发出的方波信号，经附图6所示的通道进行信号转换后，可合成得其电压幅值为±5V、0-+5V、0--5V以及任意宽度的方波信号；合成的方波信号通过连接线束传给发动机电子控制模块(7)和传感器信号检测模块(5)。
附图5中所述的脉冲信号生成单元(4-1)中的其它7组通道(4-1-2)、(4-1-3)、(4-1-4)、(4-1-5)、(4-1-6)、(4-1-7)、(4-1-8)具有与通道(4-1-1)完全相同的电路结构，分别标记为(4-1-2-1)、(4-1-2-2)；(4-1-3-1)、(4-1-3-2)；(4-1-4-1)、(4-1-4-2)；(4-1-5-1)、(4-1-5-2)；(4-1-6-1)、(4-1-6-2)；(4-1-7-1)、(4-1-7-2)；(4-1-8-1)、(4-1-8-2)。各段电路分别接受信号生成控制及信号检测处理模块(3)的脉宽调制模块(PWM)的不同端口的控制。
以上8组通道合成的方波信号通过连接线束分别独立地传给发动机电子控制模块(7)和传感器信号检测模块(5)相对应地接口。
以上脉冲信号模拟通道也可使用其它可控脉宽的高速方波信号生成电路。
参照附图7，附图2中所述的直线位置类传感器信号生成单元(4-2)具有4组直线位置类传感器信号生成通道(4-2-1)、(4-2-2)、(4-2-3)、(4-2-4)；4组信号模拟通道相互独立；4组信号模拟通道分别受信号生成控制及信号检测处理模块(3)中不同控制端口的控制；4组信号模拟通道内部电路结构完全相同，即(4-2-1)、(4-2-2)、(4-2-3)、(4-2-4)通道内部结构相同，使用中可互换；每个通道的具体用途在控制分析显示计算机(1)的控制界面中设置。
一般情况下，4组通道分别用作节气门位置传感器(TPS)、电子节气门加速踏板位置传感器(ETP)、自动变速器传动齿轮位置传感器(ATGP)、溢流控制电磁阀电枢位置传感器、电子控制柱塞式喷油泵调速器控制杆位置传感器、电控分配式喷油泵调整器控制套筒位置传感器、正时活塞位置传感器等信号的模拟。一次具体的控制参数扫描测试中，由于测试的项目不一样，某些通道可设置为不使用。
参照附图8，附图7中所述的模拟信号的模拟通道(4-2-1)具有：
一段数模转换(DAC)电路(4-2-1-1)；
一段第二端口输出控制电路(4-2-1-2)。
附图7中所述的模拟信号生成单元(4-2)中的通道(4-2-2)、(4-2-3)、(4-2-4)具有与通道(4-2-1)完全相同的电路结构，分别标记为(4-2-2-1)、(4-2-2-2)；(4-2-3-1)、(4-2-3-2)；(4-2-4-1)、(4-2-4-2)。
其中，DAC电路(4-2-1-1)、(4-2-2-1)、(4-2-3-1)、(4-2-4-1)接受信号生成控制及信号检测处理模块(3)的串行外设接口(SPI)模块的控制，经附图8所示的DAC电路进行信号转换后，可得0～5V任意模拟信号。SPI模块输出数字信号(MOSI)、时钟信号(CLK)、片选信号(CS)控制DAC电路中的DAC芯片。
第二端口输出控制电路(4-2-1-2)、(4-2-2-2)、(4-2-3-2)、(4-2-4-2)接受(3)的普通输入输出模块(I/O)控制，决定ECU是否需测试两路输入模拟信号以及对第二路信号的接入进行接入时间控制，比如，对电子节气门加速踏板位置传感器的模拟。
各个通道生成模拟信号通过连接线束独立地传给发动机电子控制模块(7)和传感器信号检测模块(5)。
附图8所示的DAC芯片选用MAXIM的MAX5304，也可选用其它任意具有串行数字输入，模拟输出，8位、10位、12位的DAC，具体的精度需求应根据具体的测试项目要求而定。
参照附图9，附图2中所述的电池电压及温度类传感器信号生成单元(4-3)具有4组模拟信号生成通道(4-3-1)、(4-3-2)、(4-3-3)、(4-3-4)；4组信号模拟通道相互独立；4组信号模拟通道分别受信号生成控制及信号检测处理模块(3)中不同控制端口的控制；4组信号模拟通道内部电路结构完全相同，即(4-3-1)、(4-3-2)、(4-3-3)、(4-3-4)通道具有相同的内部电路结构；使用中4组通道可互换，每个通道的具体用途在控制分析显示计算机(1)的控制界面中设置。
一般情况下，通道(4-3-1)用作电池电压(Vbat)信号模拟，通道(4-3-2)、(4-3-3)、(4-3-4)分别用作进气空气温度传感器信号模拟、发动机冷却液温度传感器信号模拟、机油温度传感器信号模拟、发动机缸头温度传感器信号模拟、空调温度传感器信号模拟、燃油温度传感器信号模拟以及其它热敏电阻式温度传感器信号模拟。一次具体的控制参数扫描测试中，由于测试的项目不一样，某些通道可设置为不使用。
参照附图10，附图9中所述的模拟信号的模拟通道(4-3-1)具有：
一段数模转换(DAC)电路(4-3-1-1)；
一段电压放大电路(4-3-1-2)。
附图9中所述的模拟信号生成单元(4-3)中的通道(4-3-2)、(4-3-3)、(4-3-4)具有与通道(4-3-1)完全相同的电路结构，分别标记为(4-3-2-1)、(4-3-2-2)；(4-3-3-1)、(4-3-3-2)；(4-3-4-1)、(4-3-4-2)。
其中，DAC电路(4-3-1-1)、(4-3-2-1)、(4-3-3-1)、(4-3-4-1)接受信号生成控制及信号检测处理模块(3)的串行外设接口(SPI)模块的控制，经附图10所示的DAC电路进行信号转换后，可得0～5V任意模拟信号。SPI模块输出数字信号(MOSI)、时钟信号(CLK)、片选信号(CS)控制DAC电路中的DAC芯片。
电压放大电路(4-3-1-2)、(4-3-2-2)、(4-3-3-2)、(4-3-4-2)直接由电路中的运算放大器及相应电阻的阻值比决定电压信号的放大倍数，只需根据扫描测试需要选择合适阻值的电阻。
各个通道生成模拟信号通过连接线束独立地传给发动机电子控制模块(7)和传感器信号检测模块(5)。
附图10所示的DAC芯片选用MAXIM的MAX5304，也可选用其它任意具有串行数字输入，模拟输出，8位、10位、12位的DAC。
参照附图11，附图2中所述的爆震及加速度传感器信号生成单元(4-4)具有4组幅值可调、频率可调的高频正弦信号模拟生成通道(4-4-1)、(4-4-2)、(4-4-3)、(4-4-4)。一般情况下，这些通道用于爆震传感器(KS)信号及其它加速度传感器信号的模拟。
参照附图12、附图13、附图14，附图11中所述的模拟信号的模拟通道(4-4-1)具有：
一段频率可控正弦波生成电路(4-4-1-1)；
一段幅值可控电压放大电路(4-4-1-2)；
一段滤波电路(4-4-1-3)。
附图11中所述的模拟信号生成单元(4-4)中的通道(4-4-2)、(4-4-3)、(4-4-4)具有与通道(4-4-1)完全相同的电路结构，分别标记为(4-4-2-1)、(4-4-2-2)、(4-4-2-3)；(4-4-3-1)、(4-4-3-2)、(4-4-3-3)；(4-4-4-1)、(4-4-4-2)、(4-4-4-3)。
频率可控的正弦波生成电路(4-4-1-1)、(4-4-2-1)、(4-4-3-1)、(4-4-4-1)采用直接数字合成器(DDS)集成电路。其中，信号生成控制及信号检测处理模块(3)的输入输出接口(I/O)模块的控制经译码器、锁存器控制DDS。在50MHz时钟下工作，经附图12所示的正弦波生成电路进行信号转换后，可得-1V～+1V、0.0117Hz～12.5MHz正弦波(sine)信号。
幅值可控的电压放大电路(4-4-1-2)、(4-4-2-2)、(4-4-3-2)、(4-4-4-2)采用倍增型数模转换(DAC)集成电路。其中，信号生成控制及信号检测处理模块(3)的输入输出接口(I/O)模块的控制经译码器、锁存器控制DDS，将DDS输出的正弦波进行幅值控制放大，经附图13所示的电压放大电路进行信号放大后，可得-5V～+5V、0.0117Hz～12.5MHz正弦波(sine)信号。
滤波电路(4-4-1-3)、(4-4-2-3)、(4-4-3-3)、(4-4-4-3)采用带通滤波电路，经附图14所示的带通滤波电路进行信号滤波后，可得-5V～+5V、5Hz～20kHz正弦波(sine)信号。
各个通道生成正弦波信号通过连接线束独立地传给发动机电子控制模块(7)和传感器信号检测模块(5)。
附图12所示的DDS芯片选用ANALOG DEVICES的AD7008，也可选用其它任意具有串行或者并行输入，正弦函数输出，8位、10位、12位、16位、32位的DDS。
附图13所示的DAC芯片选用Intersil的8位DAC0832，也可选用其它任意倍增型8位、10位、12位、16位的DAC，比如ANALOG DEVICES的AD7520。
附图14所示的滤波电路采用固定带宽限的阻容滤波电路，也可采用滤波频带可调的集成电路，比如MAXIM的MAX262。
参照附图15，附图2中所述的压力及流量类传感器信号生成单元(4-5)具有4组模拟信号生成通道(4-5-1)、(4-5-2)、(4-5-3)、(4-5-4)；4组信号模拟通道相互独立；4组信号模拟通道分别受信号生成控制及信号检测处理模块(3)中不同控制端口的控制；4组信号模拟通道内部电路结构完全相同，即(4-5-1)、(4-5-2)、(4-5-3)、(4-5-4)通道具有相同的内部电路结构；使用中4组通道可互换，每个通道的具体用途在控制分析显示计算机(1)的控制界面中设置。
一般情况下，4组通道分别用作进气歧管压力传感器(MAP)信号模拟、进气空气流量计(AFM)信号模拟、大气压力传感器(APS)信号模拟、共轨管油压传感器(RPP)信号模拟、燃油箱蒸汽压力传感器信号模拟以及其它压力流量类传感器信号模拟等。一次具体的控制参数扫描测试中，由于测试的项目不一样，某些通道可设置为不使用。
参照附图16，附图15中所述的模拟信号的模拟通道(4-5-1)具有：
一段数模转换(DAC)电路(4-5-1-1)；
一段电压放大电路(4-5-1-2)；
一段低通滤波电路(4-5-1-3)。
附图15中所述的模拟信号生成单元(4-4)中的通道(4-5-2)、(4-5-3)、(4-5-4)具有与通道(4-5-1)完全相同的电路结构，分别标记为(4-5-2-1)、(4-5-2-2)、(4-5-2-3)；(4-5-3-1)、(4-5-3-2)、(4-5-3-3)；(4-5-4-1)、(4-5-4-2)、(4-5-4-3)。
其中，DAC电路(4-5-1-1)、(4-5-2-1)、(4-5-3-1)、(4-5-4-1)以及电压放大电路(4-5-1-2)、(4-5-2-2)、(4-5-3-2)、(4-5-4-2)与附图10所示结构和控制过程完全相同。DAC芯片选用MAXIM的MAX5304，也可选用其它任意具有串行数字输入，模拟输出，8位、10位、12位的DAC。
低通滤波电路(4-5-1-3)、(4-5-2-3)、(4-5-3-3)、(4-5-4-3)采用固定带宽限的阻容滤波电路，也可采用滤波频带可调的集成电路，比如MAXIM的MAX262。
各个通道生成压力及流量类传感器模拟信号通过连接线束独立地传给发动机电子控制模块(7)和传感器信号检测模块(5)。
参照附图17，附图2中所述的线性排气氧传感器信号生成单元(4-6)具有2组模拟信号生成通道(4-6-1)、(4-6-2)；2组信号模拟通道相互独立；2组信号模拟通道分别受信号生成控制及信号检测处理模块(3)中不同控制端口的控制；2组信号模拟通道内部电路结构完全相同，即(4-6-1)、(4-6-2)通道具有相同的内部电路结构；使用中2组通道可互换，每个通道的具体用途在控制分析显示计算机(1)的控制界面中设置。
一般情况下，2组通道分别用作上游排气氧传感器(UOS)信号模拟、下游排气氧传感器(DOS)信号模拟。一次具体的控制参数扫描测试中，由于测试的项目不一样，某些通道或者所有通道都可设置为不使用。
参照附图18，附图17中所述的模拟信号的模拟通道(4-6-1)具有：
一段数模转换(DAC)电路(4-6-1-1)；
一段滤波电路(4-6-1-2)。
附图17中所述的模拟信号生成单元(4-6)中的通道(4-6-2)具有与通道(4-6-1)完全相同的电路结构，分别标记为(4-6-2-1)、(4-6-2-2)。
其中，DAC电路(4-6-1-1)、(4-6-2-1)与附图10所示结构和控制过程完全相同。DAC芯片选用MAXIM的MAX5304，也可选用其它任意具有串行数字输入，模拟输出，8位、10位、12位的DAC。
滤波电路(4-6-1-2)、(4-6-2-2)采用固定带宽限的阻容滤波电路，也可采用滤波频带可调的集成电路，比如MAXIM的MAX262。
各个通道生成线性排气氧传感器模拟信号通过连接线束独立地传给发动机电子控制模块(7)和传感器信号检测模块(5)。
参照附图17，附图2中所述的开关型排气氧传感器信号生成单元(4-7)具有2组开关信号生成通道(4-7-1)、(4-7-2)；2组信号模拟通道相互独立；2组信号模拟通道分别受信号生成控制及信号检测处理模块(3)中不同控制端口的控制；2组信号模拟通道内部电路结构完全相同，即(4-7-1)、(4-7-2)通道具有相同的内部电路结构；使用中2组通道可互换，每个通道的具体用途在控制分析显示计算机(1)的控制界面中设置。
一般情况下，2组通道分别用作上游排气氧传感器(UOS)信号模拟、下游排气氧传感器(DOS)信号模拟。一次具体的控制参数扫描测试中，由于测试的项目不一样，某些通道或者所有通道都可设置为不使用。与排气氧传感器信号生成单元(4-6)不同的是，排气氧传感器信号生成单元(4-7)用于对开关型氧传感器信号的模拟。
参照附图19，附图17中所述的开关信号的模拟通道(4-7-1)具有：
一段分压电路(4-7-1-1)。
分压电路由精密电阻构成，实现对信号生成控制及信号检测处理模块(3)的I/O端口生成的5V信号进行分压，分压后的信号为0-900mV的。
附图17中所述的模拟信号生成单元(4-7)中的通道(4-7-2)具有与通道(4-7-1)完全相同的电路结构。2组通道直接接受信号生成控制及信号检测处理模块(3)中不同控制端口的控制，由微控制器生成的开关信号通过连接线束独立地传给发动机电子控制模块(7)和传感器信号检测模块(5)。
参照附图20，附图2中所述的开关信号生成单元(4-8)具有8组开关信号生成通道(4-8-1)、(4-8-2)、(4-8-3)、(4-8-4)、(4-8-5)、(4-8-6)、(4-8-7)、(4-8-8)；8组信号模拟通道相互独立；8组信号模拟通道分别受信号生成控制及信号检测处理模块(3)中不同控制端口的控制；参照附图21，8组信号模拟通道内部电路结构完全相同，但整形电压不一样，整形电压依据测试的需要，分别设计为+5V、+12V、+24V几种类型；测试过程中相同整形电压的通道可互换，每个通道的具体用途在控制分析显示计算机(1)的控制界面中设置。
一般情况下，8组通道分别用作点火开关信号模拟、节气门怠速开关信号模拟、节气门最大开度触点开关信号模拟、空调起动请求开关信号模拟、自动挡P/N挡开关信号模拟、自动挡其它挡位(D/M)的触点开关信号模拟、大电流用电器开关信号模拟、辅助动力转向油压开关信号模拟等等。一次具体的控制参数扫描测试中，由于测试的项目不一样，某些通道可设置为不使用。
附图20中所述的开关信号生成单元(4-8)的8组通道直接接受信号生成控制及信号检测处理模块(3)中不同控制端口的控制，由微控制器生成的开关信号经锁存器后，再通过连接线束独立地传给发动机电子控制模块(7)和传感器信号检测模块(5)。
参照附图22，附图3中所述的脉冲信号检测单元(5-1)具有8组脉冲信号检测通道(5-1-1)、(5-1-2)、(5-1-3)、(5-1-4)、(5-1-5)、(5-1-6)、(5-1-7)、(5-1-8)；8组脉冲信号检测通道相互独立，通过连接线束分别独立地连接传感器信号模拟生成模块(4)相对应地接口，将检测到的信号分别传给控制及信号检测处理模块(3)中不同接收端口，内部电路结构完全相同，使用中可互换，每个通道的具体用途在控制分析显示计算机(1)的控制界面中设置。
一般情况下，8组脉冲信号检测通道分别用于检测发动机曲轴角度位置及转速传感器信号(CAS)、凸轮轴相位传感器信号(PIS)、车速传感器信号(VSS)、轮速传感器信号(WSS)、油泵驱动轴转角传感器信号(PAS)、着火正时传感器信号(ITS)及其相应的模拟生成信号。一次具体的发动机控制参数扫描测试中，由于测试的项目不一样，某些通道可设置为不使用；检测单元(5-1)的信号检测通道与生成单元(4-1)的信号模拟生成通道一一对应，即使用一组信号模拟生成通道，就有一组相应的检测通道自动接入使用，这样，一方面便于监测模拟生成的信号是否到达测试要求，另一方面也便于模拟生成信号与发动机管理系统(EMS)输出的执行器控制信号在测试过程中的实时同步，即检测各个信号的实时性。
参照附图23，附图22中所述的脉冲信号检测通道(5-1-1)具有：
一段0-+5V方波信号检测电路(5-1-1-1)；
一段0--5V方波信号检测电路(5-1-1-2)。
两段电路分别连接到信号生成控制及信号检测处理模块(3)的输入输出模块(I/O)的不同端口，由附图23所示的电路完成0-+5V方波信号、0--5V方波信号、-5V-+5V方波信号的分离、整形，再由信号生成控制及信号检测处理模块(3)完成信号的计时检测。
附图22中所述的脉冲信号检测单元(5-1)中的其它7组通道(5-1-2)、(5-1-3)、(5-1-4)、(5-1-5)、(5-1-6)、(5-1-7)、(5-1-8)具有与通道(5-1-1)完全相同的电路结构，分别标记为(5-1-2-1)、(5-1-2-2)；(5-1-3-1)、(5-1-3-2)；(5-1-4-1)、(5-1-4-2)；(5-1-5-1)、(5-1-5-2)；(5-1-6-1)、(5-1-6-2)；(5-1-7-1)、(5-1-7-2)；(5-1-8-1)、(5-1-8-2)。各段电路分别连接到信号生成控制及信号检测处理模块(3)的不同接收端口。以方波上脉冲信号检测通道也可使用其它脉冲宽度检测电路。
参照附图24，附图3中所述的节气门及位置传感器信号检测单元(5-2)具有4组模拟信号检测通道(5-2-1)、(5-2-2)、(5-2-3)、(5-2-4)；4组检测通道相互独立，通过连接线束分别独立地连接传感器信号模拟生成模块(4)相对应地接口，将检测到的信号分别传给控制及信号检测处理模块(3)中不同接收端口，内部电路结构完全相同，使用中可互换，每个通道的具体用途在控制分析显示计算机(1)的控制界面中设置。
一般情况下，4组模拟信号检测通道分别用于检测节气门位置传感器(TPS)信号、电子节气门加速踏板位置传感器(ETP)信号、溢流控制电磁铁电枢位置传感器信号、正时活塞位置传感器信号、电子控制柱塞式喷油泵调速器控制杆位置传感器信号、电控分配式喷油泵调整器控制套筒位置传感器信号及其相应的模拟生成信号。一次具体的发动机控制参数扫描测试中，由于测试的项目不一样，某些通道可设置为不使用；检测单元(5-2)的信号检测通道与生成单元(4-2)的信号模拟生成通道一一对应，即使用一组信号模拟生成通道，就有一组相应的检测通道自动接入使用。
参照附图25，附图23中所述的模拟信号检测通道(5-2-1)具有：
一段滤波电路(5-2-1-1)。
附图24中所述的脉冲信号检测单元(5-2)中的其它3组通道(5-2-2)、(5-2-3)、(5-2-4)具有与通道(5-2-1)完全相同的电路结构。滤波电路由阻容低通滤波电路构成，将节气门及位置传感器信号生成单元(4-2)各个通道生成的信号滤波后传给信号生成控制及信号检测处理模块(3)的模数转换模块(ADC)来完成信号的检测。
附图25所示的模拟信号检测通道可使用其它滤波电路和模数转换电路来实现。
参照附图26，附图3中所述的电池电压及温度传感器信号检测单元(5-3)具有4组模拟信号检测通道(5-3-1)、(5-3-2)、(5-3-3)、(5-3-4)；4组检测通道相互独立，通过连接线束分别独立地连接传感器信号模拟生成模块(4)相对应地接口，将检测到的信号分别传给控制及信号检测处理模块(3)中不同接收端口，内部电路结构完全相同，使用中可互换，每个通道的具体用途在控制分析显示计算机(1)的控制界面中设置。
一般情况下，4组模拟信号检测通道分别用于电池电压(Vbat)模拟信号、进气空气温度传感器(Tair)信号、发动机冷却液温度传感器(Teng)信号、机油温度传感器(Toil)信号、发动机缸头温度传感器信号、空调温度传感器信号、燃油温度传感器信号以及其它热敏电阻式和热电偶式温度传感器信号及其模拟信号的检测。一次具体的发动机控制参数扫描测试中，由于测试的项目不一样，某些通道可设置为不使用；检测单元(5-3)的信号检测通道与生成单元(4-3)的信号模拟生成通道一一对应，即使用一组信号模拟生成通道，就有一组相应的检测通道自动接入使用。
参照附图25，附图26中所述的4组模拟信号检测通道具有：
一段滤波电路(5-2-1-1)，即模拟信号检测通道(5-3-1)、(5-3-2)、(5-3-3)、(5-3-4)具有与模拟信号检测通道(5-2-1)相同的电路结构，另外，该模拟信号检测通道也可使用其它滤波电路和模数转换电路来实现。
参照附图27，附图3中所述的脉冲信号检测单元(5-4)具有4组爆震及加速度信号检测通道(5-4-1)、(5-4-2)、(5-4-3)、(5-4-4)；4组信号检测通道相互独立，通过连接线束分别独立地连接传感器信号模拟生成模块(4)相对应地接口，将检测到的信号分别传给控制及信号检测处理模块(3)中不同接收端口，内部电路结构完全相同，使用中可互换，每个通道的具体用途在控制分析显示计算机(1)的控制界面中设置。
一般情况下，4组脉冲信号检测通道分别用于爆震传感器(KS)和其它加速度传感器信号及其模拟仿真信号的检测。一次具体的发动机控制参数扫描测试中，由于测试的项目不一样，某些通道可设置为不使用；检测单元(5-4)的信号检测通道与生成单元(4-4)的信号模拟生成通道一一对应，即使用一组信号模拟生成通道，就有一组相应的检测通道自动接入使用。
参照附图28，附图27中所述的脉冲信号检测通道(5-4-1)具有：
一段信号采样电路(5-4-1-1)；
一段信号滤波、整形、保持电路(5-4-1-2)。
两段电路分别连接到信号生成控制及信号检测处理模块(3)、信号模拟生成模块(4)的不同端口，由附图28所示的电路完成信号的采样、滤波、整形、保持，再由信号生成控制及信号检测处理模块(3)完成信号的检测。信号采样电路(5-4-1-1)由阻容电路组成，信号滤波、整形、保持电路(5-4-1-2)采用集成电路HIP9011来构建。
附图22中所述的脉冲信号检测单元(5-4)中的其它3组通道(5-4-2)、(5-4-3)、(5-4-4)、的电路结构分别标记为(5-4-2-1)、(5-4-2-2)；(5-4-3-1)、(5-4-3-2)；(5-4-4-1)、(5-4-4-2)。(5-4-1-2)与(5-4-2-2)合用一组HIP9011；(5-4-3-2)与(5-4-4-2)合用另一组HIP9011。以加速度传感器信号检测通道也可使用其它检测电路。
参照附图29，附图3中所述的压力及流量传感器信号检测单元(5-5)具有4组模拟信号检测通道(5-5-1)、(5-5-2)、(5-5-3)、(5-5-4)；4组检测通道相互独立，通过连接线束分别独立地连接传感器信号模拟生成模块(4)相对应地接口，将检测到的信号分别传给控制及信号检测处理模块(3)中不同接收端口，内部电路结构完全相同，使用中可互换，每个通道的具体用途在控制分析显示计算机(1)的控制界面中设置。
一般情况下，4组模拟信号检测通道分别用于空气流量计(AFM)信号、进气歧管压力传感器(MAP)信号、大气压力传感器(APS)信号、共轨管油压传感器(RPP)信号、燃油箱蒸汽压力传感器信号以及其它压力传感器信号及其相应的模拟信号的检测。一次具体的发动机控制参数扫描测试中，由于测试的项目不一样，某些通道可设置为不使用；检测单元(5-5)的信号检测通道与生成单元(4-5)的信号模拟生成通道一一对应，即使用一组信号模拟生成通道，就有一组相应的检测通道自动接入使用。
参照附图25，附图29中所述的4组模拟信号检测通道具有：
一段滤波电路(5-2-1-1)，即模拟信号检测通道(5-5-1)、(5-5-2)、(5-5-3)、(5-5-4)具有与模拟信号检测通道(5-2-1)相同的电路结构，另外，该模拟信号检测通道也可使用其它滤波电路和模数转换电路来实现。
参照附图30，附图3中所述的线性排气氧传感器信号检测单元(5-6)具有2组模拟信号检测通道(5-6-1)、(5-6-2)；2组检测通道相互独立，通过连接线束分别独立地连接传感器信号模拟生成模块(4)相对应地接口，将检测到的信号分别传给控制及信号检测处理模块(3)中不同接收端口，内部电路结构完全相同，使用中可互换，每个通道的具体用途在控制分析显示计算机(1)的控制界面中设置。
一般情况下，2组模拟信号检测通道分别用于上游排气氧传感器(UOS)信号检、下游排气氧传感器(DOS)信号及其相应的模拟信号的检测。一次具体的发动机控制参数扫描测试中，由于测试的项目不一样，某些通道可设置为不使用；检测单元(5-6)的信号检测通道与生成单元(4-6)的信号模拟生成通道一一对应，即使用一组信号模拟生成通道，就有一组相应的检测通道自动接入使用。
参照附图25，附图30中所述的2组模拟信号检测通道具有：
一段滤波电路(5-2-1-1)，即模拟信号检测通道(5-6-1)、(5-6-2)具有与模拟信号检测通道(5-2-1)相同的电路结构，另外，该模拟信号检测通道也可使用其它滤波电路和模数转换电路来实现。
参照附图30，附图3中所述的开关型排气氧传感器信号检测单元(5-7)具有2组模拟信号检测通道(5-7-1)、(5-7-2)；2组检测通道相互独立，通过连接线束分别独立地连接传感器信号模拟生成模块(4)相对应地接口，将检测到的信号分别传给控制及信号检测处理模块(3)中不同接收端口，内部电路结构完全相同，使用中可互换，每个通道的具体用途在控制分析显示计算机(1)的控制界面中设置。
一般情况下，2组开关型排气氧传感器信号检测单元的检测通道与检测单元(5-6)中的开关型排气氧传感器信号检测单元用法与连接形式相同。
参照附图31，附图30中所述的2组开关信号检测通道具有：
一段信号放大电路(5-7-1-1)；
一段信号整形电路(5-7-1-2)。
电路分别由运算放大器、开关型三极管、电容、电阻构成，该开关信号检测通道也可使用其它放大、整形电路来实现。
参照附图32，附图3中所述的开关信号检测单元(5-8)具有8组模拟信号检测通道；8组检测通道相互独立，通过连接线束分别独立地连接传感器信号模拟生成模块(4)相对应地接口，将检测到的信号分别传给控制及信号检测处理模块(3)中不同接收端口，内部电路结构完全相同，使用中可互换，每个通道的具体用途在控制分析显示计算机(1)的控制界面中设置。
一般情况下，8组开关信号检测单元分别用于点火开关(IGN Key)信号、节气门怠速开关(TPSI)信号、空调起动请求开关(A/CS)信号、P/N档开关(P/N)信号、大电流用电器开关信号、辅助动力转向油压开关信号及其模拟生成信号的检测。
参照附图31，附图32中所述的8组开关信号检测通道由一段信号整形电路(5-7-1-2)组成；信号整形电路(5-7-1-2)由开关型三极管、电容、电阻构成，实现开关信号的电压变化和信号整形，即将采集到的+5V、+12V、+24V开关信号整形、转换成微控制器可以直接接受的+5V开关信号；该开关信号检测通道也可使用其它整形电路来实现。
参照附图33，附图4中所述的高阻型喷油器控制信号检测单元(6-1)具有12组喷油器控制信号(INJ)检测通道(6-1-1)～(6-1-12)；12组检测通道相互独立，通过连接线束分别独立地连接发动机控制模块(7)相应接口，即ECU的接头上的喷油器控制信号接线端子，将检测到的ECU输出信号分别传给控制及信号检测处理模块(3)中不同接收端口；12组检测通道内部电路结构完全相同，使用中可互换，每个通道的具体用途在控制分析显示计算机(1)的控制界面中设置。
参照附图34，附图33中所述的12组信号检测通道具有一段信号整形电路(6-1-1)。电路分别由开关型三极管、稳压二极管、电阻等构成，该信号检测通道也可使用其它整形电路来实现。
一般情况下，第1～12组喷油器控制信号检测单元分别用于1～12只高阻型喷油器的控制信号的检测，一次具体的发动机控制参数扫描测试中，由于测试的项目不一样，某些通道可设置为不使用，单喷油器的单缸机或者集中喷油的多缸机可使用12组检测单元中的任意一组，使用多组喷油器时一般按喷油器的动作顺序依次接入控制信号的检测通道。
参照附图35，附图4中所述的低阻型喷油器控制信号检测单元(6-2)也具有12组喷油器控制信号(INJ)检测通道(6-2-1)～(6-2-12)；12组检测通道相互独立，通过连接线束分别独立地连接发动机控制模块(7)相应接口，即ECU的接头上的喷油器控制信号接线端子，将检测到的ECU输出信号分别传给控制及信号检测处理模块(3)中不同接收端口；12组检测通道内部电路结构完全相同，使用中可互换，每个通道的具体用途在控制分析显示计算机(1)的控制界面中设置。
参照附图36，附图35中所述的12组信号检测通道具有一段信号检测电路(6-2-1)。电路分别由光电隔离器和电阻构成，该信号检测通道也可使用其它电路来实现。
一般情况下，低阻型喷油器的控制信号的检测单元与高阻型喷油器的控制信号的检测单元的使用规则完全相同，两种单元的内部电路结构不一样，分别用于模拟低阻型喷油器和高阻型喷油器，使用过程中不可互换，每种单元内的12组通道其电路结构完全一样，使用过程中可以任意互换，但为了测试方便一般需要按序接入。
参照附图37，附图4中所述的点火正时控制信号检测单元(6-3)具有6组点火控制信号(IGN)检测通道(6-3-1)～(6-3-6)；6组检测通道相互独立，通过连接线束分别独立地连接发动机控制模块(7)相应接口，即ECU的接头上的点火线圈控制信号接线端子，将检测到的ECU输出信号分别传给控制及信号检测处理模块(3)中不同接收端口；6组检测通道内部电路结构完全相同，使用中可互换，每个通道的具体用途在控制分析显示计算机(1)的控制界面中设置。
参照附图38，附图37中所述的6组信号检测通道具有一段信号检测电路(6-3-1)。电路分别由光电隔离器和电阻等构成，该信号检测通道也可使用其它电路来实现。
一般情况下，第1～6组点火正时控制信号检测单元分别用于1～6只点火线圈的控制信号的检测，一次具体的发动机控制参数扫描测试中，由于测试的项目不一样，某些通道可设置为不使用，单缸机单次点火系统或者多缸机同时点火系统可使用6组检测单元中的任意一组，使用顺序点火或者分组点火时一般按点火顺序依次接入控制信号的检测通道。
参照附图39，附图4中所述的继电器控制信号检测单元(6-4)具有6组控制信号(relay)检测通道(6-4-1)～(6-4-6)；6组检测通道相互独立，通过连接线束分别独立地连接发动机控制模块(7)相应接口，即ECU的接头上的继电器控制信号接线端子，将检测到的ECU输出信号分别传给控制及信号检测处理模块(3)中不同接收端口；6组检测通道内部电路结构完全相同，使用中可互换，每个通道的具体用途在控制分析显示计算机(1)的控制界面中设置。
参照附图40，附图39中所述的6组信号检测通道具有一段信号检测电路(6-4-1)。电路分别由开关型三极管、稳压二极管、电阻等构成，该继电器控制信号检测通道也可使用其它电路来实现。
第1～6组控制信号检测单元分别用于1～6只继电器的开合动作控制信号的检测，一次具体的发动机控制参数扫描测试中，由于测试的项目不一样，某些通道可设置为不使用；一般情况下，这6组检测单元分别用于ECU主继电器控制信号(MR)、燃油泵继电器控制信号(FPR)、氧传感器1加热继电器控制信号(OS1H)、氧传感器2加热继电器控制信号(OS2H)、冷却风扇1继电器控制信号(F1R)、冷却风扇2继电器控制信号(F2R)、空调继电器控制信号(ACR)等信号的检测。
参照附图41，附图4中所述的开关阀控制信号检测单元(6-5)具有4组控制信号(on/offvalve)检测通道(6-5-1)～(6-5-4)；4组检测通道相互独立，通过连接线束分别独立地连接发动机控制模块(7)相应接口，即ECU的接头上的阀控制信号接线端子，将检测到的ECU输出信号分别传给控制及信号检测处理模块(3)中不同接收端口；4组检测通道内部电路结构完全相同，使用中可互换，每个通道的具体用途在控制分析显示计算机(1)的控制界面中设置。
检测通道(6-5-1)～(6-5-4)具体的电路依据ECU控制电路的不同选择附图34、附图36、附图38、附图40中的一种。一般情况下，这4组检测单元分别用于二次补气控制阀控制信号(SAV)、柴油机燃油喷射量控制电磁溢流阀控制信号、柴油机喷油提前正时控制阀控制信号、柴油机进气切断控制阀控制信号的检测。
参照附图42，附图4中所述的位置阀控制信号检测单元(6-6)具有4组控制信号(Dvalve)检测通道(6-6-1)～(6-6-4)；4组检测通道相互独立，通过连接线束分别独立地连接发动机控制模块(7)相应接口，即ECU的接头上的阀控制信号接线端子，将检测到的ECU输出信号分别传给控制及信号检测处理模块(3)中不同接收端口；4组检测通道内部电路结构完全相同，使用中可互换，每个通道的具体用途在控制分析显示计算机(1)的控制界面中设置。
检测通道(6-6-1)～(6-6-4)具体的电路依据ECU控制电路的不同选择附图6中(4-1-1-1)、(4-1-1-2)的一种。一般情况下，这4组检测单元分别用于活性炭罐清洗控制阀控制信号(CPV)、废气再循环控制阀控制信号(EGR)、怠速进气节流空气控制阀控制信号(IACV)等信号的检测。
参照附图43，附图4中所述的步进电机控制信号检测单元(6-7)具有2组控制信号检测通道(6-7-1)、(6-7-2)；2组检测通道相互独立，通过连接线束分别独立地连接发动机控制模块(7)相应接口，即ECU的接头上的阀控制信号接线端子，将检测到的ECU输出信号分别传给控制及信号检测处理模块(3)中不同接收端口；2组检测通道内部电路结构完全相同，使用中可互换，每个通道的具体用途在控制分析显示计算机(1)的控制界面中设置。
参照附图44，附图43中所述的2组步进电机控制信号检测通道每组具有4段信号检测电路，分别标记为(6-7-1-1)、(6-7-1-2)、(6-7-1-3)、(6-7-1-4)。4段电路内部结构完全相同，分别由稳压二极管、电阻、电容等构成，用于检测步进电机的各相控制端，该步进电机控制信号检测通道也可使用其它电路来实现。
一般情况下，两组检测电路分别用于电子节气门控制电机控制信号(ECTM)、怠速空气控制电机控制信号(IACM)的检测。
参照附图43，附图4中所述的直流电机控制信号检测单元(6-8)具有2组控制信号检测通道(6-8-1)、(6-8-2)；2组检测通道相互独立，通过连接线束分别独立地连接发动机控制模块(7)相应接口，即ECU的接头上的阀控制信号接线端子，将检测到的ECU输出信号分别传给控制及信号检测处理模块(3)中不同接收端口；2组检测通道内部电路结构完全相同，使用中可互换，每个通道的具体用途在控制分析显示计算机(1)的控制界面中设置。
参照附图45，附图43中所述的2组直流电机控制信号检测通道每组具有2段信号检测电路，分别标记为(6-8-1-1)、(6-8-1-2)。2段电路内部结构完全相同，分别由稳压二极管、电阻、开关型三极管等构成，用于检测直流电机的各控制端，该直流电机控制信号检测通道也可使用其它电路来实现。
一般情况下，两组检测电路分别用于怠速空气控制电机控制信号(IACM)、电子节气门控制电机控制信号(ECTM)的检测。
附图4中所述的执行器控制信号检测模块(6)中所有单元，依据实际ECU的电路的不同，实际电路可能需要做相应的修改或调整。
参照附图1和附图46，本发明涉及的控制参数扫描装置，通过其传感器信号生成模块(4)生成各种传感器的仿真信号，输给发动机电子控制模块(7)——ECU，ECU采集到传感器仿真信号后经相应的控制策略的处理，输出发动机控制管理执行器的控制信号，然后，本发明涉及的控制参数扫描装置通过对其执行器控制信号的检测模块(6)检测ECU输出的控制信号，同时，检测传感器信号生成模块(4)生成各种传感器的仿真信号，经计算、分析后传给控制分析显示计算机(1)，控制分析显示计算机(1)通过其软件程序显示为控制参数表或者控制参数图。
本实施例应用上述控制参数自动扫描装置，进行某单缸机控制ECU的控制参数自动扫描。连续扫描某单缸机控制ECU的控制参数中的喷油脉宽参数和点火提前角参数，已知这些参数与温度、电池电压、节气门开度、发动机转速等有关。那么，连接系统时，需要接通(4-4-2)、(4-4-1)、(4-2-1)、(4-1-1)4组通道，即将这4组通道的两端分别接到信号生成控制及信号检测处理模块(3)和发动机电子控制模块(7)——ECU，并将连接ECU的一端并行连接到传感器信号检测模块(5)；与此同时，需要接通(5-4-2)、(5-4-1)、(5-2-1)、(5-1-1)4组通道，即将这4组通道的两端分别接到信号生成控制及信号检测处理模块(3)和传感器信号生成模块(4)；已知代测试的发动机管理系统配置的是高阻型喷油器，单缸机使用单只喷油器和点火线圈，那么，还需要接通(6-1-1)、(6-3-1)2组通道，即将这2组通道的两端分别接到发动机电子控制模块(7)——ECU和信号生成控制及信号检测处理模块(3)；其它通道不进行任何连接，在控制分析显示计算机(1)中，其它通道设置为不使用；扫描喷油脉宽参数和点火提前角参数与发动机转速的关系，在控制分析显示计算机(1)中，设定模拟温度74℃、设定模拟蓄电池电压14.71V、设定模拟节气门开度采样值43％(5.1级)、设定模拟发动机转速范围为540rpm～9900rpm，设定转速扫描步长为30rpm，即从720rpm扫到9900rpm，每次增加30rpm，变化时经过307次连续扫描得到的一组点火提前角Ign_CA和喷油脉宽F_Width的数据，进行扫描时通过上位机数据显示软件输出结果如附图47所示，自动生成的相应的map数据如下表所示。
表某单缸发动机ECU扫描所得喷油、点火map(仅显示部分扫描记录)
Claims (7)
1.一种电控发动机控制参数自动扫描测试装置，包括：控制分析显示计算机模块(1)、通过数据通讯模块(2)与其相连的信号生成控制及信号检测处理模块(3)、传感器信号生成模块(4)、传感器信号检测模块(5)、执行器信号检测模块(6)，所述的自动扫描是指测试装置按照设定的规律自动的、连续的获取待测发动机控制系统输出的控制参数，其中，
所述的传感器信号生成模块(4)受信号生成控制及信号检测处理模块(3)的控制，生成待扫描的发动机电子控制模块(7)的输入信号；
所述的传感器信号检测模块(5)是待扫描的发动机电子控制模块(7)的输入信号的采集模块，其输出被送入信号生成控制及信号检测处理模块(3)；
所述的执行器信号检测模块(6)是待扫描的发动机电子控制模块(7)的输出信号的采集模块，其输出被送入信号生成控制及信号检测处理模块(3)；
所述信号生成控制及信号检测处理模块(3)，由带有输入捕捉、输出比较功能的微控制器及其外围器件构成，在其控制下，由传感器信号生成模块(4)生成的信号激励待扫描的发动机电子控制模块，待扫描的发动机电子控制模块(7)在检测到该信号后，依据其内部的控制策略输出发动机执行器控制信号；通过传感器信号检测模块(5)检测输入至待扫描的发动机电子控制模块(7)的信号，并通过执行器信号检测模块(6)采集待扫描的发动机电子控制模块(7)输出的执行器控制信号，该两种信号被送入信号生成控制及信号检测处理模块(3)后再通过数据通讯模块(2)送入控制分析显示计算机模块(1)，由该模块计算出待扫描的发动机电子控制模块(7)的控制参数，并对数据进行测试和分析，自动给出发动机控制参数图或控制数据表。
2.按照权利要求1所述的电控发动机控制参数自动扫描测试装置，其特征在于，
所述的传感器信号生成模块(4)包括：轴位置、轴转速、车速、轮速、着火正时传感器脉冲信号生成单元(4-1)；节气门及位置传感器信号生成单元(4-2)；电池电压及温度传感器信号生成单元(4-3)；爆震及加速度传感器信号生成单元(4-4)；压力及流量传感器信号生成单元(4-5)；线性排气氧传感器信号生成单元(4-6)；开关型排气氧传感器信号生成单元(4-7)；开关信号生成单元(4-8)，各个单元具有多组通道。
3.按照权利要求2所述的电控发动机控制参数自动扫描测试装置，其特征在于，
所述的脉冲信号生成单元的各组通道，受信号生成控制及信号检测处理模块(3)的不同端口的控制，将相应端口输出的PWM信号合成为电压幅值为±5V、0—＋5V、0—－5V以及任意宽度的方波信号，各组通道生成的方波信号分别独立地传给待扫描的发动机电子控制模块(7)和传感器信号检测模块(5)相对应的接口；
所述的节气门及位置传感器信号生成单元的每组通道包括数模转换电路和第二端口输出控制电路，所述的数模转换电路接受信号生成控制及信号检测处理模块(3)的串行外设接口模块的控制，可输出0～5V任意模拟信号，所述第二端口输出控制电路接受信号生成控制及信号检测处理模块(3)的普通输入输出模块控制，决定ECU是否需测试两路输入模拟信号以及对第二路信号的接入进行接入时间控制；各个通道生成的模拟信号分别被传给发动机电子控制模块(7)和传感器信号检测模块(5)；
所述的电池电压及温度传感器信号生成单元的每组通道包括依次相连的数模转换电路和电压放大电路，其中，数模转换电路接受信号生成控制及信号检测处理模块(3)的串行外设接口(SPI)模块的控制，可输出0～5V任意模拟信号；各个通道生成模拟信号分别被传给发动机电子控制模块(7)和传感器信号检测模块(5)；
所述的爆震及加速度传感器信号生成单元包括多组幅值可调、频率可调的高频正弦信号模拟生成通道，各个通道生成正弦波信号分别传给发动机电子控制模块(7)和传感器信号检测模块(5)；
所述的压力及流量传感器信号生成单元的每组通道包括依次相连的数模转换电路、电压放大电路和低通滤波电路，其数模转换电路接受信号生成控制及信号检测处理模块中不同控制端口的控制；各个通道生成压力及流量类传感器模拟信号分别被传给发动机电子控制模块(7)和传感器信号检测模块（5）；
所述的线性排气氧传感器信号生成单元的每组通道包括依次相连的数模转换电路和滤波电路，其数模转换电路接受信号生成控制及信号检测处理模块(3)中不同控制端口的控制；各个通道生成线性排气氧传感器模拟信号分别被传给发动机电子控制模块(7)和传感器信号检测模块（5）；
所述的开关型排气氧传感器信号生成单元的每组通道包括一段分压电路，对信号生成控制及信号检测处理模块(3)的I/O端口生成的5V信号进行分压；由各个通道生成开关型排气氧传感器信号分别被传给发动机电子控制模块(7)和传感器信号检测模块（5）；
所述的开关信号生成单元的每组通道分别受信号生成控制及信号检测处理模块(3)中不同控制端口的控制，各个通道输出的整形电压依据测试需要而定；由各个通道生成的开关信号分别被传给发动机电子控制模块(7)和传感器信号检测模块（5）。
4.按照权利要求1所述的电控发动机控制参数自动扫描测试装置，其特征在于，
所述的传感器信号检测模块（5）包括：轴位置、轴转速、车速、轮速、着火正时脉冲信号检测单元(5-1)；节气门及位置类传感器信号检测单元(5-2)；电池电压及温度类传感器信号检测单元(5-3)；爆震及加速度传感器信号检测单元(5-4)；压力及流量类传感器信号检测单元(5-5)；线性排气氧传感器信号检测单元(5-6)；开关型排气氧传感器信号检测单元(5-7)；开关信号检测单元(5-8)，所述的各个单元有多组通道。
5.按照权利要求4所述的电控发动机控制参数自动扫描测试装置，其特征在于，
所述的脉冲信号检测单元的每组脉冲信号检测通道的输入端连接至传感器信号模拟生成模块(4)相对应的接口，包括0—＋5V方波信号检测电路和0—－5V方波信号检测电路，对0-＋5V方波信号、0-－5V方波信号、－5V--＋5V方波信号分离、整形后再传给信号生成控制及信号检测处理模块(3)中相应接收端口，由信号生成控制及信号检测处理模块(3)完成信号的计时检测；
所述的气门及位置传感器信号检测单元的每组模拟信号检测通道的输入端连接至传感器信号模拟生成模块(4)相对应的接口，包括阻容低通滤波电路，其输出经过模数转换后被送至信号生成控制及信号检测处理模块(3)；
所述的电池电压及温度传感器信号检测单元的每组模拟信号检测通道的输入端连接至传感器信号模拟生成模块(4)相对应的接口，包括滤波电路，其输出经过模数转换后被送至信号生成控制及信号检测处理模块(3)；
所述的脉冲信号检测单元的每组模拟信号检测通道的输入端连接至传感器信号模拟生成模块(4)相对应的接口，包括依次相连的信号采样电路和信号滤波、整形、保持电路，其输出被送至信号生成控制及信号检测处理模块(3)；
所述的压力及流量传感器信号检测单元的每组模拟信号检测通道的输入端连接至传感器信号模拟生成模块(4)相对应的接口，包括滤波电路，其输出经过模数转换后被送至信号生成控制及信号检测处理模块(3)；
所述的线性排气氧传感器信号检测单元的每组模拟信号检测通道的输入端连接至传感器信号模拟生成模块(4)相对应的接口，包括滤波电路，其输出经过模数转换后被送至信号生成控制及信号检测处理模块(3)；
所述的开关型排气氧传感器信号检测单元的每组模拟信号检测通道的输入端连接至传感器信号模拟生成模块(4)相对应的接口，包括依次连接的信号放大电路和信号整形电路，其输出经过模数转换后被送至信号生成控制及信号检测处理模块(3)；
所述的开关信号检测单元的每组模拟信号检测通道的输入端连接至传感器信号模拟生成模块(4)相对应的接口，包括信号整形电路，将采集到的开关信号整形后转换成＋5V开关信号，再送入信号生成控制及信号检测处理模块(3)。
6.按照权利要求1所述的电控发动机控制参数自动扫描测试装置，其特征在于，
所述的执行器信号检测模块(6)包括：高阻型喷油器控制信号检测单元(6-1)；低阻型喷油器控制信号检测单元(6-2)；点火正时控制信号检测单元(6-3)；继电器控制信号检测单元(6-4)；开关阀控制信号检测单元(6-5)；位置阀控制信号检测单元(6-6)；步进电机控制信号检测单元(6-7)；直流电机控制信号检测单元(6-8)，所述的各个单元有多组通道。
7.按照权利要求6所述的电控发动机控制参数自动扫描测试装置，其特征在于，
所述的高阻型喷油器控制信号检测单元的每组控制信号检测通道，包括信号整形电路，连接到发动机控制模块(7)相应接口，将检测到的ECU输出信号传给信号生成控制及信号检测处理模块(3)中相应接收端口；
所述的低阻型喷油器控制信号检测单元的每组控制信号检测通道，包括信号整形电路，连接到发动机控制模块(7)相应接口，将检测到的ECU输出信号传给信号生成控制及信号检测处理模块(3)中相应接收端口；
所述的点火正时控制信号检测单元的每组控制信号检测通道，连接发动机控制模块(7)相应接口，用于各个点火线圈的控制信号的检测，将检测到的信号传给信号生成控制及信号检测处理模块(3)中相应接收端口；
所述的继电器控制信号检测单元的每组控制信号检测通道，连接到发动机控制模块(7)相应接口，用于继电器的开合动作控制信号的检测，将检测到的ECU输出信号传给信号生成控制及信号检测处理模块(3)中相应接收端口；
所述的开关阀控制信号检测单元的每组控制信号检测通道，连接到发动机控制模块(7)相应接口，用于继电器的开合动作控制信号的检测，将检测到的ECU输出信号传给信号生成控制及信号检测处理模块(3)中相应接收端口；
所述的位置阀控制信号检测单元的每组控制信号检测通道，连接到发动机控制模块(7)相应接口，将检测到的ECU输出信号传给信号生成控制及信号检测处理模块(3)中相应接收端口；
所述的步进电机控制信号检测单元的每组控制信号检测通道，连接到发动机控制模块(7)相应接口，用于检测步进电机的各相控制端，将检测到的ECU输出信号传给信号生成控制及信号检测处理模块(3)中相应接收端口；
所述的直流电机控制信号检测单元的每组控制信号检测通道，连接到发动机控制模块(7)相应接口，用于检测直流电机的各控制端，将检测到的ECU输出信号传给信号生成控制及信号检测处理模块(3)中相应接收端口。
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