CN108535526A - 一种无损的汽车低压电气信号测量装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无损的汽车低压电气信号测量装置，通过在原装ECU插座与原装ECU插头之间、原装执行器插座与原装执行器插头之间、在原装感应器插座与原装感应器插头之间分别设置有第一转接线模块、第二转接线模块、第三转接线模块，同时分别引出一测量连接线，且所述测量连接线与测量模块电性连接；可直接采用测量工具对测量模块进行测量，直接测量出各个装置的电气信号；相对与现技术，避免了使用测量工具测量插头的电气信号容易造成插头的形变，从而降低了插头的使用寿命的情况，同时也解决了现技术中会破坏原有线的塑料表皮的完整性，降低线束的使用寿命的问题，同时可在运行状态下直接实施的电气信号测量，大大提升了测量结果的准确性。

Description

一种无损的汽车低压电气信号测量装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及电气信号测量装置领域，尤指一种无损的汽车低压电气信号测量装置及其使用方法。

背景技术

汽车的发动机、底盘、变速箱，新能源汽车的动力电池、动力电机，是汽车的“骨架”和“肌肉”，实现汽车的基本功能。另外，汽车还有一个非常重要的系统是电控。电控是车内所有ECU单元(电子控制单元)的统称，它是汽车的“大脑”和“神经”，控制汽车各种部件的正常运行。

如图1所示的某型号电动汽车内部构造中，电控主要包括电池管理ECU、整车控制ECU、底盘相关ECU等，它们以低压电子方式控制高压电池、高压配电箱、动力电机以及底盘的正常运行。ECU单元运行在低压状态下，工作电压为12V或者24V。单个ECU单元由ECU、多个相关的传感器、执行器构成，并与其他ECU通过CAN总线进行通信和交互。ECU和其他ECU、传感器、执行器之间通过汽车线束进行连接，传递低压电气信号。

如图2所示的ECU单元构成中，有1个ECU，X个传感器(S1～Sx)，Y个执行器(E1～Ey)；传感器(S)、ECU、执行器(E)构成一个控制闭环：传感器(S)采集用户操作(如踩油门、踩刹车、打方向盘)以及汽车实时状态(如油量、车速、方向盘角速度)送给ECU作为输入；ECU根据传感器输入以及其他ECU的输入，进行计算和决策，输出决策结果给执行器(E)进行具体动作执行(如加速、制动、转向)。整个ECU单元所有部件通过汽车线束进行连接，线束包含电缆和插头，插头与各部件的插座对接。如图2所示的ECU插座、插头，执行器的插座CE1～CEy、插头CE1～CEy，传感器的插头CS1～CSx、插座CS1～CSx。

在汽车维修、检测、教学等场景下，经常要测量各ECU单元的低压电气信号，通过测试其电压、电流、电阻以及线束的连通性，判断ECU单元是否正常工作。

举例来说，为了测量ECU与执行器E1之间的信号是否正常。现有的测量方法为

1)测量方法1(如图3所示)：拔下ECU插头、或者CE1插头、或者同时拔下ECU插头、CE1插头，在CE1插头和插头、ECU插头和插头处测量。

2)测量方法2(如图4所示)：用“T型钳”(T型钳，也叫汽车T型便捷接线卡)，刺入CE1插头和ECU插头之间的线，在“T型钳”处测量信号。

如图3所示，测量方法1是离线测试，也就是测量时插头和插座是分离的，如图3所示，此时执行器E1或者ECU是不带电或者无法处于完全运行状态的。因此这种测量方法的问题是1)无法在部件处于完全运行的状态下测量，测量结果并不完全真实。2)由于汽车插头的包装比较严密，使用测量工具测量插头的电气信号容易造成插头的形变，从而降低了插头的使用寿命。

如图4所示，测量方法2可以实现在线测试，也就是测量时插头是可以插在插座上的，可以测量ECU单元运行状态下的低压电气信号。

该方法的问题是1)对汽车原有线束是有损的，“T型钳”通过插针刺入汽车原有线内，会破坏原有线的塑料表皮的完整性，降低线束的使用寿命，严重时可能导致线束异常。2)测量结果无法反映插头的情况。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种无损的汽车低压电气信号测量装置，可实现以无损的方式进行汽车低压信号测量，同时可以以离线或者在线的方式进行测量。

为实现上述目的之一，本发明采用的技术方案是提供一种无损的汽车低压电气信号测量装置，包括第一转接线模块、与原车传感器数量相对应的第二转接线模块、与原车执行器数量相对应的第三转接线模块，设置在车外的测量模块，其中第一转接线模块设置汽车上原装ECU插座与原装ECU插头之间，第一转接线模块的两端分别与原装ECU插座、原装ECU插头电性连接；其中所述第二转接线模块设置在汽车上的的原装执行器插座与原装执行器插头之间，第二转接线模块的两端分别与原装执行器插头、原装执行器插座电性连接；第三转接线模块设置在原装感应器插座与原装感应器插头之间，第三转接线模块的两端分别与原装感应器插座、原装感应器插头电性连接；其中所述第一转接线模块、第二转接线模块、第三转接线模块均设置在车内且分别引出一测量连接线，且所述测量连接线与测量模块电性连接。

进一步，所述第一转接线模块包括第一ECU插座、第一ECU插头、第一ECU控制线，其中所述第一ECU插座与原装ECU插头电性连接，所述第一ECU插头与原装ECU插座电性连接，第一ECU插座通过第一ECU控制线与第一ECU插头电性连接；所述第二转接线模块包括第二执行器插座、第二执行器插头、第二执行器控制线，所述第二执行器插座与原装执行器插头电性连接，所述第二执行器插头与原装执行器插座电性连接，所述第二执行器插座通过第二执行器控制线与第二执行器插头电性连接；所述第三转接线模块包括第三传感器插座、第三传感器插头、第三传感器控制线，其中所述第三传感器插座与原装传感器插头133电性连接，所述第三传感器插头与原装传感器插座电性连接，第三传感器插座通过第三传感器控制线与第三传感器插头连接；其中所述第一ECU控制线、第二执行器控制线、第三传感器控制线分别通过测量连接线与测量模块电性连接。

进一步，所述测量模块为电气测量模组，其中所述电气测量模组设有多个电气测量接口，且所述电气测量模组还设有多个与电气测量接口电性连通的电气测量孔，其中从第一转接线模块、第二转接线模块、第三转接线模块引出的测量连接线分别与电气测量接口电性连接。

进一步，所述第一ECU控制线、第二执行器控制线、第三传感器控制线均由一个T型三通连接器以及两条测量专用电缆组成，其中所述T型三通连接器设有两个相互电性连通的连接接口以及一个测量接口，其中测量接口分别与两个连接接口电性连通；所述测量连接线与测量接口连接，两条测量专用电缆的一端分别与T型三通连接器的两个连接接口电性连接，其中第一ECU控制线中的两条测量专用电缆的另一端分别与第一ECU插座、第一ECU插头连接；其中第二执行器控制线中的两条测量专用电缆的另一端分别与第二执行器插座、第二执行器插头连接；其中第三传感器控制线中的两条测量专用电缆的另一端分别与第三传感器插座、第三传感器插头连接。

进一步，所述第一ECU插头、第二执行器插头、第三传感器插头均为低压插头，所述第一ECU插座、第二执行器插座、第三传感器插座均为低压插座，所述第一ECU控制线、第二执行器控制线、第三传感器控制线均为低压控制线。

为实现上述目的之二，本发明还提供一种无损的汽车低压电气信号测量装置的使用方法，包括以下步骤：

S1.将汽车熄火，将汽车蓄电池断开，使汽车处于完全断电状态；

S2.将原装ECU插座与原装ECU插头分离；将原装执行器插头、原装执行器插座分离；将原装感应器插座与原装感应器插头分离；

S3.第一转接线模块的两端分别与原装ECU插座与原装ECU插头电性连通，第二转接线模块的两端分别与原装执行器插头、原装执行器插座电性连通，第三转接线模块的两端分别与原装感应器插座与原装感应器插头电性连通；

S4.第一转接线模块、第二转接线模块、第三转接线模块分别引出一测量连接线并与测量模块电性连接；

S5.将汽车蓄电池接上，将汽车启动；

S6.用户直接通过测量工具测量测量模块，可测量出原装ECU插座与原装ECU插头之间的电气信号，原装执行器插头与原装执行器插座之间的电气信号，原装感应器插座与原装感应器插头之间的电气信号。

本发明的有益效果在于：

1.通过在原装ECU插座与原装ECU插头之间、原装执行器插座与原装执行器插头之间、在原装感应器插座与原装感应器插头之间分别设置有第一转接线模块、第二转接线模块、第三转接线模块，同时其中所述第一转接线模块、第二转接线模块、第三转接线模块分别引出一测量连接线，且所述测量连接线与测量模块电性连接；可直接采用测量工具(如万用表、示波器)对测量模块进行测量，既直接测量出各个装置的电气信号；相对与现技术，本发明避免了使用测量工具测量插头的电气信号容易造成插头的形变，从而降低了插头的使用寿命的情况，同时也解决了现技术中会破坏原有线的塑料表皮的完整性，降低线束的使用寿命，严重时可能导致线束异常的问题。

2.而且本发明在测量时各个装置中的原装插头和原装插座是相互连通的，可在运行状态下直接实施的电气信号测量，大大提升了测量结果的准确性。

附图说明

图1是现技术中电动汽车内部构造图。

图2是现技术ECU单元构成示意图。

图3是现技术对ECU单元测量的第一种方法框图。

图4是现技术对ECU单元测量的第二种方法框图。

图5是本发明的结构框图。

图6是具体实施方式中的电动汽车的动力部分结构框图。

图7是具体实施方式加入本发明后的结构框图。图8是第一ECU控制线或第二执行器控制线或第三传感器控制线的结构示意图

附图标号说明：1.测量模块；11.第一转接线模块；111.原装ECU插座；112.原装ECU插头；113.第一ECU插头；114.第一ECU插座；115.第一ECU控制线；116.测量连接线；12.第二转接线模块；121.第二执行器插座；122.第二执行器插头；123.原装执行器插头；124.原装执行器插座；125.第二执行器控制线；13.第三转接线模块；131.第三传感器插座；132.第三传感器插头；133.原装传感器插头；134.原装传感器插座；135.第三传感器控制线；211第一电气测量孔.；212.第二电气测量孔；213.第一电气测量接口；214.第二电气测量接口；215.第一测量连接线；216.第二测量连接线；217.电池管理器原装ECU插座；218.高压继电器插座；313.第一低压接头；314.第二低压接头；315.主接触器控制线；8.测量专用电缆；91.连接接口；92.测量接口；

具体实施方式

下面结合具体实施例和说明书附图对本发明予以详细说明。

请参阅图1-7所示，所示，本发明关于一种无损的汽车低压电气信号测量装置，包括第一转接线模块11、与原车传感器数量相对应的第二转接线模块12、与原车执行器数量相对应的第三转接线模块13，设置在车外的测量模块1，其中第一转接线模块11设置汽车上原装ECU插座111与原装ECU插头112之间，并分别与原装ECU插座111、原装ECU插头112电性连接；其中所述第二转接线模块12设置在汽车上的原装执行器插座124与原装执行器插头123之间，并分别与原装执行器插头123、原装执行器插座124电性连接；第三转接线模块13设置在原装感应器插座与原装感应器插头之间，并分别与原装感应器插座、原装感应器插头电性连接；其中所述第一转接线模块11、第二转接线模块12、第三转接线模块13均设置在车内且分别引出一测量连接线116，且所述测量连接线116与测量模块1电性连接。

通过在原装ECU插座111与原装ECU插头112之间、原装执行器插座124与原装执行器插头123之间、在原装感应器插座与原装感应器插头之间分别设置有第一转接线模块11、第二转接线模块12、第三转接线模块13，同时其中所述第一转接线模块11、第二转接线模块12、第三转接线模块13分别引出一测量连接线116，且所述测量连接线116与测量模块1电性连接；可直接采用测量工具(如万用表、示波器)对测量模块1进行测量，既直接测量出各个装置的电气信号；相对与现技术，本发明避免了使用测量工具测量插头的电气信号容易造成插头的形变，从而降低了插头的使用寿命的情况，同时也解决了现技术中会破坏原有线的塑料表皮的完整性，降低线束的使用寿命，严重时可能导致线束异常的问题。

而且本发明在测量时各个装置中的原装插头和原装插座是相互连通的，可在运行状态下直接实施的电气信号测量，大大提升了测量结果的准确性。

参阅图5所示，进一步，所述第一转接线模块11包括第一ECU插座114、第一ECU插头113、第一ECU控制线115，其中所述第一ECU插座114与原装ECU插头112电性连接，所述第一ECU插头113与原装ECU插座111电性连接，第一ECU插座114通过第一ECU控制线115与第一ECU插头113电性连接；所述第二转接线模块12包括第二执行器插座121、第二执行器插头122、第二执行器控制线125，所述第二执行器插座121与原装执行器插头123电性连接，所述第二执行器插头122与原装执行器插座124电性连接，所述第二执行器插座121通过第二执行器控制线125与第二执行器插头122电性连接；所述第三转接线模块13包括第三传感器插座131、第三传感器插头132、第三传感器控制线135，其中所述第三传感器插座131与原装传感器插头133电性连接，所述第三传感器插头132与原装传感器插座134电性连接，第三传感器插座131通过第三传感器控制线135与第三传感器插头132连接；其中所述第一ECU控制线115、第二执行器控制线125、第三传感器控制线135分别通过测量连接线116与测量模块1电性连接。

如图8所示，进一步，所述第一ECU控制线115、第二执行器控制线125、第三传感器控制线135均由一个T型三通连接器以及两条测量专用电缆8组成，其中所述T型三通连接器设有两个相互电性连通的连接接口91以及一个测量接口92，其中测量接口92分别与两个连接接口91电性连通；所述测量连接线的一端116与测量接口92连接，另一端与测量模块1电性连接；两条测量专用电缆8的一端分别与T型三通连接器的两个连接接口91电性连接，其中第一ECU控制线115中的两条测量专用电缆8的另一端分别与第一ECU插座114、第一ECU插头113连接；其中第二执行器控制线中125的两条测量专用电缆8的另一端分别与第二执行器插座121、第二执行器插头122连接；其中第三传感器控制线135中的两条测量专用电缆8的另一端分别与第三传感器插座131、第三传感器插头132连接。

参阅图5-7所示，进一步，所述测量模块1为电气测量模组，其中所述电气测量模组设有多个电气测量接口，且所述电气测量模组还设有多个与电气测量接口电性连通的电气测量孔，其中从第一转接线模块11、第二转接线模块12、第三转接线模块13引出的测量连接线116分别与电气测量接口电性连接。

进一步，所述第一ECU插头113、第二执行器插头122、第三传感器插头132均为低压插头，所述第一ECU插座114、第二执行器插座121、第三传感器插座131均为低压插座，所述第一ECU控制线115、第二执行器控制线125、第三传感器控制线135均为低压控制线。

参阅图6-7所示，下面通过具体实施方式对本发明作进一步说明：

如图6所示，以下为某型号电动汽车的动力部分连接关系，

如图6所示，其中粗线为高压电，从高压电池输出，经过高压配电箱后，达到动力电机，最终驱动汽车行驶。高压电箱里为一组高压接触器(高压继电器)，如图5的高压主接触器，由来自电池管理器的主接触器控制线315控制其开关，决定了是否给动力电机供电。其中细线为低压控制线，图5中电池管理器ECU通过第一低压接头313和第二低压接头314将主接触器控制线315连接起来，并与高压继电器连通。

如图6-7所示，在车内加装本装置后，多增设有一个第一转接线模块11以及一个第二转接线模块12；原来的第一低压接头313和第二低压接头314和主接触器控制线315不变，第一转接线模块11包括原接头相同型号的第一ECU插座114、第一ECU插头113、第一ECU控制线115，其中所述第一ECU插头113与电池管理器原装ECU插座217电性连接，第一ECU控制线115的两端分别与第一ECU插座114、第一ECU插头113电性连接，所述第一ECU插座114与第一低压接头313电性连接；其中第二转接线模块12包括原接头相同型号的第二执行器插座121、第二执行器插头122、第二执行器控制线125，所述第二执行器插座121与第二低压接头314电性连接，第二执行器控制线125的两端分别与第二执行器插座121、第二执行器插头122连通，所述第二执行器插头122与高压继电器插座218电性连接；同时在第一ECU控制线115以及第二执行器控制线125中分别引出第一测量连接线215、第二测量连接线216，其中测量模块1为电气测量模组，其中所述电气测量模组设有第一电气测量接口213、第二电气测量接口214，且所述电气测量模组还设有第一电气测量孔211与第二电气测量孔212，其中第一测量连接线215、第二测量连接线216分别与第一电气测量接口213、第二电气测量接口214电性连接；用户可以直接采用测量工具(如万用表、示波器)对测量模块1的第一电气测量孔211进行测量，既可对应测量出第一低压接头313与电池管理器原装ECU插座217之间的电气信号；用户对第二电气测量孔212进行测量，既可对应测量出第二低压接头314与高压继电器插座218之间的电气信号；相对于现技术，本发明可直接采用测量工具(如万用表、示波器)对测量模块1进行测量，既直接测量出各个装置的电气信号；相对与现技术，本发明不需要破线测量，避免了使用测量工具测量插头的电气信号容易造成插头的形变，从而降低了插头的使用寿命的情况，同时也解决了现技术中会破坏原有线的塑料表皮的完整性，降低线束的使用寿命，严重时可能导致线束异常的问题。而且本发明在测量时各个装置中的原装插头和原装插座是相互连通的，可在运行状态下直接实施的电气信号测量，大大提升了测量结果的准确性。

针对以上所论述的具体实施方式，本发明还提供一种无损的汽车低压电气信号测量装置的使用方法，包括以下步骤：

S1.将汽车熄火，将汽车蓄电池断开，使汽车处于完全断电状态；

S2.将第一低压接头313和电池管理器原装ECU插座217分离；同时将第二执行器插头122与高压继电器插座218分离；

S3.第一ECU插头113与电池管理器原装ECU插座217电性连接，所述第一ECU插座114与第一低压接头313电性连接；第一ECU控制线115的两端分别与第一ECU插座114、第一ECU插头113电性连接

S4.第二执行器插座121与第二低压接头314电性连接，所述第二执行器插头122与高压继电器插座218电性连接；第二执行器控制线125的两端分别与第二执行器插座121、第二执行器插头122连通；

S5.第一ECU控制线115引出第一测量连接线215，第二执行器控制线125中引出第二测量连接线216，且第一测量连接线215与第二测量连接线216并分别与车外的测量模块1中的第一电气测量接口213、第二电气测量接口214电性连接；

S6.将将高压电池与电池管理器ECU连接；

S7.用户直接通过测量工具(如万用表、示波器)测量测量模块1的第一电气测量孔211、第二电气测量孔212，可以分别测得第一低压接头313和第二低压接头314的两端的电压、电阻，以及两端是否联通。

(如果发现两端无法联通，也就是主接触器控制线315断了，可使用短接电线直接短接测量模块1对应的第一电气测量孔211、第二电气测量孔212，临时性解决断路问题)

以上实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种无损的汽车低压电气信号测量装置，其特征在于：包括第一转接线模块、与原车传感器数量相对应的第二转接线模块、与原车执行器数量相对应的第三转接线模块，设置在车外的测量模块，其中第一转接线模块设置汽车上原装ECU插座与原装ECU插头之间，第一转接线模块的两端分别与原装ECU插座、原装ECU插头电性连接；其中所述第二转接线模块设置在汽车上的的原装执行器插座与原装执行器插头之间，第二转接线模块的两端分别与原装执行器插头、原装执行器插座电性连接；第三转接线模块设置在原装感应器插座与原装感应器插头之间，第三转接线模块的两端分别与原装感应器插座、原装感应器插头电性连接；其中所述第一转接线模块、第二转接线模块、第三转接线模块均设置在车内且分别引出一测量连接线，且所述测量连接线与测量模块电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种无损的汽车低压电气信号测量装置，其特征在于：所述第一转接线模块包括第一ECU插座、第一ECU插头、第一ECU控制线，其中所述第一ECU插座与原装ECU插头电性连接，所述第一ECU插头与原装ECU插座电性连接，第一ECU插座通过第一ECU控制线与第一ECU插头电性连接；所述第二转接线模块包括第二执行器插座、第二执行器插头、第二执行器控制线，所述第二执行器插座与原装执行器插头电性连接，所述第二执行器插头与原装执行器插座电性连接，所述第二执行器插座通过第二执行器控制线与第二执行器插头电性连接；所述第三转接线模块包括第三传感器插座、第三传感器插头、第三传感器控制线，其中所述第三传感器插座与原装传感器插头电性连接，所述第三传感器插头与原装传感器插座电性连接，第三传感器插座通过第三传感器控制线与第三传感器插头连接；其中所述第一ECU控制线、第二执行器控制线、第三传感器控制线分别通过测量连接线与测量模块电性连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种无损的汽车低压电气信号测量装置，其特征在于：所述测量模块为电气测量模组，其中所述电气测量模组设有多个电气测量接口，且所述电气测量模组还设有多个与电气测量接口电性连通的电气测量孔，其中从第一转接线模块、第二转接线模块、第三转接线模块引出的测量连接线分别与电气测量接口电性连接。

4.根据权利要求2所述的一种无损的汽车低压电气信号测量装置，其特征在于:所述第一ECU控制线、第二执行器控制线、第三传感器控制线均由一个T型三通连接器以及两条测量专用电缆组成，其中所述T型三通连接器设有两个相互电性连通的连接接口以及一个测量接口，其中测量接口分别与两个连接接口电性连通；所述测量连接线与测量接口连接，两条测量专用电缆的一端分别与T型三通连接器的两个连接接口电性连接，其中第一ECU控制线中的两条测量专用电缆的另一端分别与第一ECU插座、第一ECU插头连接；其中第二执行器控制线中的两条测量专用电缆的另一端分别与第二执行器插座、第二执行器插头连接；其中第三传感器控制线中的两条测量专用电缆的另一端分别与第三传感器插座、第三传感器插头连接。

5.根据权利要求2所述的一种无损的汽车低压电气信号测量装置，其特征在于：所述第一ECU插头、第二执行器插头、第三传感器插头均为低压插头，所述第一ECU插座、第二执行器插座、第三传感器插座均为低压插座，所述第一ECU控制线、第二执行器控制线、第三传感器控制线均为低压控制线。

6.一种无损的汽车低压电气信号测量装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.将汽车熄火，将汽车蓄电池断开，使汽车处于完全断电状态；

S2.将原装ECU插座与原装ECU插头分离；将原装执行器插头、原装执行器插座分离；将原装感应器插座与原装感应器插头分离；

S3.第一转接线模块的两端分别与原装ECU插座与原装ECU插头电性连通，第二转接线模块的两端分别与原装执行器插头、原装执行器插座电性连通，第三转接线模块的两端分别与原装感应器插座与原装感应器插头电性连通；

S4.第一转接线模块、第二转接线模块、第三转接线模块分别引出一测量连接线并与测量模块电性连接；

S5.将汽车蓄电池接上，将汽车启动；

S6.用户直接通过测量工具测量测量模块，可测量出原装ECU插座与原装ECU插头之间的电气信号，原装执行器插头与原装执行器插座之间的电气信号，原装感应器插座与原装感应器插头之间的电气信号。