CN110632495A - 电路故障模拟系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电路故障模拟系统及方法，电路故障模拟系统对车辆发动机管理系统中的部件进行故障模拟测试，电路故障模拟器包括模拟控制器和电路故障模拟模块，电路故障模拟模块包括多个主通路和一个故障通路，模拟控制器接收电路故障测试列表，并根据电路故障测试列表控制电路故障模拟模块中的继电器闭合或断开，以使主通路和/或故障通路导通，对故障进行模拟和修复；发动机电子控制单元连接多个主通路的一端，每个车辆线束连接一个主通路的另一端；每个主通路分别连接故障通路的一端，多个测试端连接故障通路的另一端；所述发动机电子控制单元将发动机运行参数，包括故障检测和修复的结果发送给所述记录软件。

Description

电路故障模拟系统和方法

技术领域

本发明涉及模拟电子技术领域，特别涉及一种电路故障模拟系统和方法。

背景技术

发动机管理系统(EMS)中包括多种部件，如各种传感器(压力传感器、温度传感器等)和执行器(如喷油器)等，这些部件的电路故障检测属于排放法规中在线诊断系统(OBD)的基本要求，目前车辆售后维修服务也强烈依赖OBD系统提供的相关故障信息，因此，OBD系统的匹配开发，尤其是相关部件电路故障诊断的匹配开发，是发动机管理系统匹配开发的重要内容。为了保证OBD系统有效地检测出各部件的相关电路故障，在OBD系统的匹配开发过程中就需要大量反复地模拟各个部件发生各种类型电路故障的情况，其中包括线路开路、对电源短路、对地短路以及相关传感器的合理性故障和执行器的功能性故障。

目前，各种电路故障的模拟借助信号转接盒的飞线形式，或者拨键开关式模拟器。信号转接盒的飞线形式是根据需要拔除信号转接盒的相应PIN脚，然后通过飞线的方式进行ECU的信号端开路、短接到电源、短接到地线，以模拟发动机管理系统中各部件(传感器、执行器等)的线路开路、对电源短路、对地短路等电路故障。由于各车型和各发动机型号的线束配置不同，线束原理图繁多，这种方法既耗费时间又容易出错，在模拟过程中通过飞线方式模拟各部件电路故障杂乱无序，且极易因为飞线错误损坏发动机电子控制单元的模块和相关传感器(执行器)。同时，对于相关传感器信号合理性故障或执行器的功能性故障模拟，则需要借助额外的电阻盒或示波器等设备，操作不便且费时费力。而拨键开关式模拟器仍需要手动选择开关位置，手动拨动模式开关以选择正常模型和故障模式，然后在手动拨动故障模式开关以模拟对电源短路、对地短路和线路开路故障，每一个电路都需要一对拨键开关。为了提高性能和满足法规要求，新型内燃机的传感器和执行器日益增多，EMS系统需要诊断的电路也是越来越多，以带涡轮增压和进排气相位控制功能的缸内直喷发动机为例，需要约100对拨键开关，局限于拨键开关的形状结构和大小，这种拨键式故障模拟器会越来越笨重，尺寸也会越来越大。结构尺寸太大难于安装在车辆的副驾驶，也不便以坐在驾驶员位置的实验员对PIN脚的选取，由于大量项目需求，这种模拟器也不便频繁在不同车辆安装和拆卸使用。

两种故障模拟器都存在不足和局限性，其中，信号转接盒的飞线形式杂乱无序，且极易因为飞线错误损坏发动机电子控制单元的模块和相关传感器(执行器)；新型内燃机复杂性和拨键开关结构限制，拨键开关式模拟器结构尺寸大而笨重，不便在车辆上安装使用。同时两种故障模拟方式都需要在故障模拟器上手动操作，且PIN脚频繁插拔以及结构尺寸局限实际车辆安装使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电路故障模拟系统和方法，以解决现有的发动机零部件电路故障模拟过程难度较大的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种电路故障模拟系统，所述电路故障模拟系统对车辆发动机管理系统中的部件进行故障模拟测试，所述电路故障模拟系统包括记录软件、故障模拟控制界面、电路故障模拟器、发动机电子控制单元和多个车辆线束，其中：

所述记录软件用于保存发动机运行参数，并将所述发动机运行参数发送给所述故障模拟控制界面；

所述故障模拟控制界面根据项目软件和数据形成电路故障测试列表，将所述电路故障测试列表发送给所述电路故障模拟器，并根据所述发动机运行参数控制所述电路故障模拟器；

所述电路故障模拟器包括模拟控制器和电路故障模拟模块，所述电路故障模拟模块包括多个主通路和一个故障通路，所述模拟控制器接收所述电路故障测试列表，并根据所述电路故障测试列表控制所述电路故障模拟模块中的继电器闭合或断开，以使所述主通路和/或所述故障通路导通，对故障进行模拟和修复；

所述发动机电子控制单元连接多个所述主通路的一端，每个所述车辆线束连接一个所述主通路的另一端；

每个所述主通路分别连接所述故障通路的一端，多个测试端连接所述故障通路的另一端；

所述发动机电子控制单元对故障和修复进行检测，并形成所述发动机运行参数，发送给所述记录软件。

可选的，在所述的电路故障模拟系统中，所述测试端包括电源端、地端、PWM信号端和AD信号端，其中：

所述电源端输出12V电压，所述地端输出0V电压，所述PWM信号端输出PWM信号，所述AD信号端输出AD信号。

可选的，在所述的电路故障模拟系统中，所述电路故障模拟模块包括多个第一开关、多个第二开关、第四开关、第五开关、第六开关和第七开关，所述第一开关为常闭开关，所述第二开关、第四开关、第五开关、第六开关和第七开关为常开开关，其中；

每个所述第一开关均连接在一个所述主通路中，两端分别连接所述发动机电子控制单元和所述车辆线束；

每个所述第二开关均用于一个主通路与所述故障通路连接，两端分别直接连接所述发动机电子控制单元和间接耦合至所述测试端；

所述第四开关连接在所述故障通路中，两端分别连接所述第二开关和所述电源端；

所述第五开关连接在所述故障通路中，两端分别连接所述第二开关和所述地端；

所述第六开关连接在所述故障通路中，两端分别连接所述第二开关和所述PWM信号端；

所述第七开关连接在所述故障通路中，两端分别连接所述第二开关和所述AD信号端。

可选的，在所述的电路故障模拟系统中，所述电路故障模拟系统还包括多个第三开关、第八开关、第九开关和第一滑动变阻器，所述第三开关、第八开关和第九开关为常开开关，其中：

每个所述第三开关的一端均连接所述第九开关和第一滑动变阻器，另一端均连接一个所述车辆线束；

所述第八开关连接在所述故障通路中，两端分别连接所述第二开关和第一滑动变阻器；

所述第九开关一端连接所述第一滑动变阻器，另一端连接5V电压。

可选的，在所述的电路故障模拟系统中，所述电路故障模拟系统还包括第十开关和第二滑动变阻器，所述第十开关为常开开关，所述第二滑动变阻器为功率变阻器，其中：

所述第十开关连接在所述故障通路中，两端分别连接所述第二开关和第二滑动变阻器；

所述第二滑动变阻器的另一端连接所述第三开关。

可选的，在所述的电路故障模拟系统中，所述所述电路故障模拟器还包括显示装置，所述显示装置用于根据所述电路故障测试列表显示处于故障模拟状态中的故障路径，根据所述发动机运行参数显示模拟故障类型、故障模拟已模拟次数，以及是否处于故障模拟状态中。

可选的，在所述的电路故障模拟系统中，所模拟故障类型包括线路开路、线路断开的对电源短路、线路不断开对电源短路、线路断开的对地短路、线路不断开的对地短路、不同占空比PWM故障、AD模拟信号故障、线路断开的线路并联电阻故障、线路不断开的线路并联电阻故障、线路串联普通电阻故障、线路串联功率电阻故障、线路不断开的两路短接故障、一路线路断开的两路短接故障。

可选的，在所述的电路故障模拟系统中，所述发动机运行参数包括故障标志位和修复标志位，所述记录软件根据所述故障标志位和修复标志位判断是否检测到故障或故障是否修复，所述显示装置包括故障状态指示灯，当处于故障标志位多次显示为检测到故障时，所述故障状态指示灯点亮，所述发动机电子控制单元根据所述故障模拟已模拟次数和所述故障状态指示灯判定故障发生和修复是否确认。

可选的，在所述的电路故障模拟系统中，所述项目软件和数据包括所述零部件、所述故障路径、引脚号码、故障形式、完成状态、开始模拟和中止模拟。

本发明还提供一种基于上述电路故障模拟系统的电路故障模拟方法，包括：

对单个故障路径进行单次故障模拟和修复，包括：某一零部件连接至某一所述车辆线束，通过电路故障模拟控制界面单独控制该所述车辆线束的故障类型、故障模拟开始和中止、故障修复开始和中止；

对单个故障路径进行多次故障模拟和修复，包括：某一零部件连接至某一所述车辆线束，通过电路故障模拟控制界面单独控制该所述车辆线束的故障类型，设置循环次数，车辆发动机启动，发动机电子控制单元对故障进行检测，若检测到故障则所述故障模拟已模拟次数增加一次，发动机电子控制单元根据故障检测结果形成测量文件，记录软件记录测量文件，车辆发动机熄火，车辆发动机再次启动直至所述故障模拟已模拟次数达到所述循环次数，否则确认故障，点亮故障状态指示灯，自动移除故障；车辆发动机启动，发动机电子控制单元对修复进行检测，若未检测到故障则所述修复模拟已模拟次数增加一次，发动机电子控制单元根据修复检测结果形成测量文件，记录软件记录测量文件，车辆发动机熄火，车辆发动机再次启动直至所述修复模拟已模拟次数达到所述循环次数，否则确认修复，熄灭故障状态指示灯；

对多个故障路径进行多次故障模拟和修复，包括：某一零部件连接至某一所述车辆线束，或多个零部件连接至多个所述车辆线束，通过电路故障模拟控制界面设置多个电路故障测试列表，设置故障类型和循环次数，对单个故障路径的电路故障进行多次故障模拟和修复，在完成某个故障路径测试后，自动跳转到下个故障路径的电路故障进行测试。

可选的，在所述的电路故障模拟方法中，还包括：

当进行线路开路故障模拟时，控制第一开关断开；

当进行线路断开的对电源短路故障模拟时，控制第一开关断开，控制第二开关和第四开关闭合；

当进行线路不断开对电源短路故障模拟时，控制第二开关和第四开关闭合；

当进行线路断开的对地短路故障模拟时，控制第一开关断开，控制第二开关和第五开关闭合；

当进行线路不断开的对地短路故障模拟时，控制第二开关和第五开关闭合；

当进行不同占空比PWM故障故障模拟时，控制第一开关断开，控制第二开关和第六开关闭合；

当进行AD模拟信号故障故障模拟时，控制第一开关断开，控制第二开关和第七开关闭合；

当进行线路断开的线路并联电阻故障故障模拟时，控制第一开关断开，控制第二开关、第八开关和第九开关闭合；

当进行线路不断开的线路并联电阻故障故障模拟时，控制第二开关、第八开关和第九开关闭合；

当进行线路串联普通电阻故障故障模拟时，控制第一开关断开，控制第二开关、第三开关和第八开关闭合；

当进行线路串联功率电阻故障故障模拟时，控制第一开关断开，控制第二开关、第三开关和第十开关闭合；

当进行线路不断开的两路短接故障故障模拟时，控制两个第二开关闭合；

当进行一路线路断开的两路短接故障故障模拟时，控制两个第二开关闭合，控制与两个所述第二开关中的一个相连的一个第一开关断开。

在本发明提供的电路故障模拟系统和方法中，通过模拟控制器接收电路故障测试列表，并根据所述电路故障测试列表控制电路故障模拟模块中的继电器闭合或断开，以使所述主通路和/或所述故障通路导通，对故障进行模拟和修复，实现了在实际车辆上电路故障模拟自动化，同时完全自动或半自动进行故障模拟、故障检测、故障修复(移除)和发动机运行参数保存过程，节省在线诊断系统开发匹配过程的电路故障检查时间，提高效率；本发明电路故障模拟避免飞线方式错误操作损坏发动机电子控制单元的模块和相关传感器(执行器)的风险；集成串并电阻模块和占空比PWM发生器模块，节省外部设备硬件成本；设计的电路故障模拟器尺寸较小，重量较轻，便于不同项目车辆间的拆装使用；显示装置为LCD显示屏，可视化提醒操作者当前所进行的操作。

附图说明

图1～2是本发明一实施例电路故障模拟系统示意图；

图3是本发明另一实施例电路故障模拟方法示意图；

图中所示：11-记录软件；12-故障模拟控制界面；20-电路故障模拟器；21-模拟控制器；22-电路故障模拟模块；23-显示装置；30-发动机电子控制单元；40-车辆线束。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的电路故障模拟系统和方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

本发明的核心思想在于提供一种电路故障模拟系统和方法，以解决现有的发动机零部件电路故障模拟过程难度较大的问题。

为实现上述思想，本发明提供了一种电路故障模拟系统和方法，所述电路故障模拟系统对车辆发动机管理系统中的部件进行故障模拟测试，其特征在于，所述电路故障模拟系统包括记录软件、故障模拟控制界面、电路故障模拟器、发动机电子控制单元和多个车辆线束，其中：所述记录软件用于保存发动机运行参数，并将所述发动机运行参数发送给所述故障模拟控制界面；所述故障模拟控制界面根据项目软件和数据形成电路故障测试列表，将所述电路故障测试列表发送给所述电路故障模拟器，并根据所述发动机运行参数控制所述电路故障模拟器；所述电路故障模拟器包括模拟控制器和电路故障模拟模块，所述电路故障模拟模块包括多个主通路和一个故障通路，所述模拟控制器接收所述电路故障测试列表，并根据所述电路故障测试列表控制所述电路故障模拟模块中的继电器闭合或断开，以使所述主通路和/或所述故障通路导通，对故障进行模拟和修复；所述发动机电子控制单元连接多个所述主通路的一端，每个所述车辆线束连接一个所述主通路的另一端；每个所述主通路分别连接所述故障通路的一端，多个测试端连接所述故障通路的另一端；所述发动机电子控制单元对故障和修复进行检测，并形成所述发动机运行参数，发送给所述记录软件。

<实施例一>

本实施例提供一种电路故障模拟系统，所述电路故障模拟系统对车辆发动机管理系统中的部件进行故障模拟测试，如图1所示，所述电路故障模拟系统包括记录软件11、故障模拟控制界面12、电路故障模拟器20、发动机电子控制单元30和多个车辆线束40，其中：所述记录软件11用于记录测量文件，即保存所述发动机运行参数(发动机管理系统中的运行参数)，并将所述发动机运行参数发送给所述故障模拟控制界面12；所述故障模拟控制界面12根据所述项目软件和数据形成电路故障测试列表，将所述电路故障测试列表发送给所述电路故障模拟器20，并根据所述发动机运行参数控制所述电路故障模拟器20；所述电路故障模拟器20包括模拟控制器21和电路故障模拟模块22，所述电路故障模拟模块22包括多个主通路和一个故障通路，所述模拟控制器21接收所述电路故障测试列表，并根据所述电路故障测试列表控制所述电路故障模拟模块22中的继电器闭合或断开，以使所述主通路和/或所述故障通路导通，对故障进行模拟和修复；所述发动机电子控制单元30连接多个所述主通路的一端，每个所述车辆线束40连接一个所述主通路的另一端；每个所述主通路分别连接所述故障通路的一端，多个测试端连接所述故障通路的另一端；所述发动机电子控制单元30对故障和修复进行检测，并形成所述发动机运行参数，发送给所述记录软件11。

根据项目软件和数据配置需要进行电路故障测试列表(见表1)，可通过编译软件操作，主要包括零部件、故障路径(与零部件对应)、对应PIN脚号码(与零部件对应)、所模拟的故障类型、模拟循环完成状态、开始模拟和中止模拟等信息及命令控制。根据项目数据、文件(如发动机软件、数据和线束图等)在项目软件中生成需要检查零部件－故障路径名称－对应PIN脚号码－故障类型信息，其中对应PIN脚号码和所模拟的故障类型用于模拟控制器21控制对应的微型继电器，实现需要的模拟的故障类型。模拟循环完成状态用于显示该故障路径是否曾经模拟和修复过程，曾经模拟和修复过显示完成(“Y”)，否则为不完成(“N”)，主要提醒操作员该故障路径的进展。开始模拟和中止模拟用于单独模拟和修复某个故障路径的某一故障类型。

故障模拟控制界面主要向模拟控制器21发送命令，控制故障模拟器的微型继电器，选择故障类型，同时接收记录软件的运行参数决定故障模拟开始时刻和结束时刻。故障模拟控制界面还决定故障模拟方式，可使能和关闭单个故障路径单次故障模拟或修复，可使能和关闭固定运转循环次数的单个故障路径的故障模拟和修复，还可根据故障路径列表按顺序批量使能和关闭固定运转循环次数的多个故障路径的故障模拟和修复。

表1编译软件界面示例

具体的，如图2所示，在所述的电路故障模拟系统中，所述测试端包括电源端、地端、PWM信号端和AD信号端，其中：所述电源端输出12V电压，所述地端输出0V电压，所述PWM信号端输出PWM信号，所述AD信号端输出AD信号。所述电路故障模拟模块22包括多个第一开关1、多个第二开关2、第四开关4、第五开关5、第六开关6和第七开关7，所述第一开关1为常闭开关，所述第二开关2、第四开关4、第五开关5、第六开关6和第七开关7为常开开关，其中；每个所述第一开关1均连接在一个所述主通路中，两端分别连接所述发动机电子控制单元30和所述车辆线束40；每个所述第二开关2均用于一个主通路与所述故障通路连接，两端分别直接连接所述发动机电子控制单元30和间接耦合至所述测试端；所述第四开关4连接在所述故障通路中，两端分别连接所述第二开关2和所述电源端；所述第五开关5连接在所述故障通路中，两端分别连接所述第二开关2和所述地端；所述第六开关6连接在所述故障通路中，两端分别连接所述第二开关2和所述PWM信号端；所述第七开关7连接在所述故障通路中，两端分别连接所述第二开关2和所述AD信号端。

进一步的，在所述的电路故障模拟系统中，所述电路故障模拟系统22还包括多个第三开关3、第八开关8、第九开关9和第一滑动变阻器R1，所述第三开关3、第八开关8和第九开关9为常开开关，其中：每个所述第三开关3的一端均连接所述第九开关9和第一滑动变阻器R1，另一端均连接一个所述车辆线束40；所述第八开关8连接在所述故障通路中，两端分别连接所述第二开关2和第一滑动变阻器R1；所述第九开关9一端连接所述第一滑动变阻器R1，另一端连接5V电压。所述电路故障模拟系统22还包括第十开关10和第二滑动变阻器R2，所述第十开关10为常开开关，所述第二滑动变阻器R2为功率变阻器，其中：所述第十开关10连接在所述故障通路中，两端分别连接所述第二开关2和第二滑动变阻器R2；所述第二滑动变阻器R2的另一端连接所述第三开关3。

第一开关1、第二开关2、第三开关3、第四开关4、第五开关5、第六开关6和第七开关7、第八开关8、第九开关9和第十开关均为继电器或微型继电器(以下简称为“微型继电器”)。基本电路故障类型有线路开路、对电源短路(线路断开)、对地短路(线路断开)、不同占空比PWM故障、AD模拟信号故障(0-5V)、线路并联电阻故障(线路断开)、线路并联电阻故障(线路不断开)、线路串联电阻故障(普通电阻)、线路串联电阻故障(功率电阻)、两个电路短接故障(线路不断开)、两个电路短接故障(一路线路不断开)、对电源短路故障(线路不断开)和对地短路故障(线路不断开)。

正常无故障状态：各微型继电器处于默认状态，即对各继电器不控制，第一开关处于默认闭合状态，其它继电器处于常开状态，即该线路的ECU端和车辆线束端直接连通，该电路在正常无故障状态。

开路故障(线路断开)：若要控制A路信号开路故障，控制其对应的第一开关断开，其它微型继电器不做控制，该电路断开，发动机电子控制单元端A1悬空，模拟电路开路故障。

对电源短路故障(线路断开)：若要控制A路信号的发动机电子控制单元对电源短路，控制其对应的第一开关断开，控制微型继电器第二开关和第四开关接通，其它微型继电器不做控制，该电路A断开，发动机电子控制单元端对电源短路，模拟对电源短路故障。

对地短路故障(线路断开)：若要控制A路信号的发动机电子控制单元对电地短路，控制其对应的第一开关1断开，控制微型继电器第二开关2和第五开关5接通，其它微型继电器不做控制，该电路A断开，发动机电子控制单元端对地短路，模拟对地短路故障。

不同占空比PWM故障：若要控制A路信号的发动机电子控制单元对不同占空比PWM故障，控制其对应的第一开关1断开，控制微型继电器第二开关2和第六开关6接通，其它微型继电器不做控制，该电路A断开，发动机电子控制单元端接不同占空比PWM，模拟不同占空比PWM故障。

AD模拟信号故障：若要控制A路信号的AD模型信号故障，控制其对应的第一开关1断开，控制微型继电器第二开关2和第七开关7接通，其它微型继电器不做控制，该电路A断开，发动机电子控制单元端接不同AD模拟信号，模拟不同AD模拟信号故障。

线路并联电阻故障(线路断开)：若要控制A路信号的发动机电子控制单元并联电阻故障(线路断开)，控制其对应的第一开关1断开，控制其对应的第二开关2第八开关8第九开关9接通，其它微型继电器不做控制，该电路A断开，通过调节第一滑动变阻器R1，即可实现发动机电子控制单元端接不同占空比PWM，模拟线路并联电阻故障(线路断开)。

线路并联电阻故障(线路不断开)：若要控制A路信号并联电阻故障(线路不断开)，控制其对应的第二开关2第八开关8和第九开关9接通，其它微型继电器不做控制，该电路A信号并联一定阻值电阻到5V，模拟线路并联电阻故障(线路不断开)。

线路串联电阻故障(普通电阻)：若要控制A路信号的串联电阻故障，控制其对应的第一开关1断开，控制微型继电器第二开关2、第三开关3和第八开关8接通，其它微型继电器不做控制，通过调节第一滑动变阻器R1，即可实现A路信号串联不同阻值电阻故障，模拟线路串联电阻故障(普通电阻)。

线路串联电阻故障(功率电阻)：若要控制A路信号的串联电阻故障，控制微型继电器第一开关1断开，控制其对应的第二开关2、第三开关3和第十开关10接通，其它微型继电器不做控制，通过调节第二滑动变阻器R2，即可实现A路信号串联不同阻值功率电阻故障，模拟线路串联电阻故障(功率电阻)。(对于加热功率线路，串联电阻较小，1-10Ω，普通电阻会由于过热和烧坏，故使用耐高温的功率电阻)

两个电路短接故障(线路不断开)：若要控制A路信号和B路信号直接短接故障，控制其对应的两个第二开关2接通，其它微型继电器不做控制，即可实现A路信号和B路信号直接端接故障，模拟两个线路短接故障(线路不断开)。

两个电路短接故障(一路线路不断开)：若要控制A路信号的发动机电子控制单元端和B路信号短接故障，控制A对应的第一开关1断开，控制A和B对应的两个第二开关2接通，其它微型继电器不做控制，即可实现A路信号的发动机电子控制单元端和B路信号直接端接故障，模拟两个线路短接故障(一路线路不断开)。

对电源短路故障(线路不断开)：若要控制A路信号对电源短路故障(线路不断开)，控制其对应的第二开关2和第四开关4接通，其它微型继电器不做控制，该电路A不断开，直接对电源12V短路，模拟A路对电源短路故障(线路不断开)。

对地短路故障(线路不断开)：若要控制A路信号对地短路故障(线路不断开)，控制其对应的第二开关2和第五开关5接通，其它微型继电器不做控制，该电路A不断开，直接对地短路，模拟A路对地短路故障(线路不断开)。

整个电路故障模拟模块共用一套基本电路故障模拟模块，如串电阻故障类型，只需要一套滑动变阻器，一次只能模拟一个电路串电阻故障，不能同时模拟两路电路串电阻故障。

另外，在所述的电路故障模拟系统中，所述电路故障模拟器20还包括显示装置23，所述显示装置23用于根据所述车辆线束40连接的零部件显示处于故障模拟状态中的故障路径名称，根据所述发动机运行参数显示模拟故障类型、故障模拟已模拟次数，以及是否处于故障模拟状态中。所模拟故障类型包括线路开路、线路断开的对电源短路、线路不断开对电源短路、线路断开的对地短路、线路不断开的对地短路、不同占空比PWM故障、AD模拟信号故障、线路断开的线路并联电阻故障、线路不断开的线路并联电阻故障、线路串联普通电阻故障、线路串联功率电阻故障、线路不断开的两路短接故障、一路线路断开的两路短接故障。所述发动机运行参数还包括故障标志位和修复标志位，所述记录软件根据所述故障标志位和修复标志位判断是否检测到故障或故障是否修复，所述显示装置包括故障状态指示灯，当处于故障标志位多次显示为检测到故障时，所述故障状态指示灯点亮，所述发动机电子控制单元所述故障模拟已模拟次数和所述故障状态指示灯判定故障发生和修复是否确认。所述项目软件和数据包括部件、故障路径、引脚号码、故障形式、完成状态、开始模拟和中止模拟。

在本实施例提供的电路故障模拟系统和方法中，通过模拟控制器接收电路故障测试列表，并根据所述电路故障测试列表控制电路故障模拟模块中的继电器闭合或断开，以使所述主通路和/或所述故障通路导通，对故障进行模拟和修复，实现了在实际车辆上电路故障模拟自动化，同时完全自动或半自动进行故障模拟、故障检测、故障修复(移除)和发动机运行参数保存过程，节省在线诊断系统开发匹配过程的电路故障检查时间，提高效率；本发明电路故障模拟避免飞线方式错误操作损坏发动机电子控制单元的模块和相关传感器(执行器)的风险；集成串并电阻模块和占空比PWM发生器模块，节省外部设备硬件成本；设计的电路故障模拟器尺寸较小，重量较轻，便于不同项目车辆间的拆装使用；显示装置为LCD显示屏，可视化提醒操作者当前所进行的操作。

综上，上述实施例对电路故障模拟系统的不同构型进行了详细说明，当然，本发明包括但不局限于上述实施中所列举的构型，任何在上述实施例提供的构型基础上进行变换的内容，均属于本发明所保护的范围。本领域技术人员可以根据上述实施例的内容举一反三。

<实施例二>

本实施例提供一种基于上一实施例中的电路故障模拟系统的电路故障模拟方法，包括：对单个故障路径进行单次故障模拟和修复、对单个故障路径进行多次故障模拟和修复和对多个故障路径进行多次故障模拟和修复。

具体的，对单个故障路径进行单次故障模拟和修复(例如仅仅对图2中的A路进行一次故障模拟)，包括：某一故障路径连接至某一所述车辆线束(连接到A2)，通过电路故障模拟控制界面单独控制该所述车辆线束的故障类型、故障模拟开始和中止、故障修复开始和中止；

如图3所示，对单个故障路径进行多次故障模拟和修复(例如对图2中的A路进行故障模拟)，包括：某一故障路径连接至某一所述车辆线束(连接到A2)，记录软件根据发动机软件和数据等文件配置，生成故障路径测试列表，并发给故障模拟控制界面，通过故障模拟控制界面单独控制该所述车辆线束的故障类型，设置循环次数，车辆下电，记录软件开始记录循环次数和故障类型，并开启故障模拟，车辆上电，车辆发动机启动，发动机电子控制单元对故障进行检测，发动机电子控制单元根据故障检测结果形成测量文件，记录软件记录测量文件，若检测到故障则故障标志位记录一次，所述故障模拟已模拟次数增加一次，若故障模拟已模拟次数未达到循环次数，则记录软件未确认故障，车辆下电，车辆发动机熄火，车辆发动机再次启动，发动机电子控制单元再次进行故障检测，若所述故障模拟已模拟次数达到所述循环次数，则确认故障，车辆下电，点亮故障状态指示灯，自动移除故障(故障修复)；车辆上电，车辆发动机启动，发动机电子控制单元对修复进行检测，发动机电子控制单元根据修复检测结果形成测量文件，记录软件记录测量文件，若未检测到故障(即检测到修复)则修复标志位记录一次修复，所述修复模拟已模拟次数根据修复标志位增加一次，若所述修复模拟已模拟次数未达到所述循环次数，则未确认故障，车辆下电，车辆发动机熄火，车辆发动机再次启动，发动机电子控制单元再次对修复进行检测，若所述修复模拟已模拟次数达到所述循环次数，则确认修复，熄灭故障状态指示灯，车辆下电，记录软件测量文件保存。

如图3所示，对多个故障路径进行多次故障模拟和修复(例如对图2中的A路进行多种故障模拟，或对图2中的A路和B路依次进行故障模拟)，包括：一个零部件连接至一个所述车辆线束(连接到A2)，或多个零部件连接至多个所述车辆线束(分别连接到A2和B2)，记录软件根据发动机软件和数据等文件配置，通过电路故障模拟控制界面设置生成多个故障路径测试列表，设置故障类型和循环次数，对某个故障路径的多次故障模拟和修复(整个过程同上述单个故障路径进行多次故障模拟和修复的过程)，在完成某个电路故障测试列表后，自动跳转到下个故障路径的电路故障测试列表，对下个故障路径的电路故障进行测试，(判断是否有下一个故障电路，若无则结束流程，若有则清除故障内存，对下一个电路故障路径进行测试，跳转到设置故障类型和循环次数)。对于发动机电子控制单元(ECU)可自动控制车辆上下电和发动机启动熄火的项目，根据故障模拟控制界面设置，在车辆停车怠速工况下，实现车辆上下电、发动机起动熄火、记录、故障模拟、故障移除和记录保存全自动化，批量自动化记录故障模拟和修复过程。对于发动机电子控制单元无法自动控制车辆上下电或发动机启动熄火的项目，则需要手动操作车辆上下电和起动熄火发动机过程，半自动化记录故障模拟和修复过程。

进一步的，如图2所述，在所述的电路故障模拟方法中，当不进行故障模拟时，无需控制任何开关。当进行线路开路故障模拟时，控制第一开关1断开；当进行线路断开的对电源短路故障模拟时，控制第一开关1断开，控制第二开关2和第四开关4闭合；当进行线路不断开对电源短路故障模拟时，控制第二开关2和第四开关4闭合；当进行线路断开的对地短路故障模拟时，控制第一开关1断开，控制第二开关2和第五开关5闭合；当进行线路不断开的对地短路故障模拟时，控制第二开关2和第五开关5闭合；当进行不同占空比PWM故障故障模拟时，控制第一开关1断开，控制第二开关2和第六开关6闭合；当进行AD模拟信号故障故障模拟时，控制第一开关1断开，控制第二开关2和第七开关7闭合；当进行线路断开的线路并联电阻故障故障模拟时，控制第一开关1断开，控制第二开关2、第八开关8和第九开关9闭合；当进行线路不断开的线路并联电阻故障故障模拟时，控制第二开关2、第八开关8和第九开关9闭合；当进行线路串联普通电阻故障故障模拟时，控制第一开关1断开，控制第二开关2、第三开关3和第八开关8闭合；当进行线路串联功率电阻故障故障模拟时，控制第一开关1断开，控制第二开关2、第三开关3和第十开关10闭合；当进行线路不断开的两路短接故障故障模拟时，控制两个第二开关2闭合；例如，控制连接A1和B1的第二开关闭合。当进行一路线路断开的两路短接故障故障模拟时，控制两个第二开关2闭合，控制与两个所述第二开关2中的一个相连的一个第一开关1断开，例如，控制连接A1的第一开关闭合，控制连接A1和B1的第二开关闭合。

本实施例中的电路故障模拟方法具有以下有益效果：

电路故障的模拟和修复自动化，通过模拟控制器21控制微型继电器的通断和电路选择，实现电路故障模拟和移除，避免操作员需要侧身车辆副驾驶座寻找相应PIN脚，并飞线或拨键模拟电路故障。

故障模拟、文件测量、故障移除、测量文件保存可完全自动化或半自动化完成；根据设置条件，智能识别故障模拟和修复是否满足条件；批量自动或半自动进行多个电路故障模拟和修复过程。

完整的电路故障类型模拟，可实现线路开路、对电源短路(线路断开)、对地短路(线路断开)、串联电阻、并联电阻、不同占空比PWM故障、两个电路相互短接，对电源短路(线路不断开)和对地短路(线路不断开)电路故障模拟。特别是串并电阻和占空比PWM故障模式，原有技术需外接滑动变阻器和占空比发生器(如示波器)来实现，本案将串并电阻和占空比PWM发生器集合在故障模拟器中，节省外部设备。

小型化，轻量化。本方案电路故障模拟器尺寸较小，重量较轻，便于不同项目车辆的拆装使用。

LCD显示屏显示。可显示模拟的故障路径名称、所模拟电路故障类型、电路故障模拟已模拟次数和故障状态指示器，可视化提醒操作者当前所进行的操作。

上述常开开关和常闭包括为微型继电器但不限于微型继电器类型(如多路开关微型继电器)，包括任何类型继电器用于控制电路通断和电路选择。上述记录软件的反馈参数(故障标志位(error flag)、修复标志位(cycle flag)、故障指示器状态(MIL灯)和运转循环次数(counter))仅为本发明的优选实施例而已，不限于这些参数，包括任何用于判定故障模拟和修复确认状态的参数或措施。上述所列部件和故障路径仅为本发明的优选实施例而已，不限于这些故障路径和部件，包括任何需要电路故障检查的故障和路径部件。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (11)

1.一种电路故障模拟系统，所述电路故障模拟系统对车辆发动机管理系统中的部件进行故障模拟测试，其特征在于，所述电路故障模拟系统包括记录软件、故障模拟控制界面、电路故障模拟器、发动机电子控制单元和多个车辆线束，其中：

所述记录软件用于保存发动机运行参数，并将所述发动机运行参数发送给所述故障模拟控制界面；

所述故障模拟控制界面根据项目软件和数据形成电路故障测试列表，将所述电路故障测试列表发送给所述电路故障模拟器，并根据所述发动机运行参数控制所述电路故障模拟器；

所述电路故障模拟器包括模拟控制器和电路故障模拟模块，所述电路故障模拟模块包括多个主通路和一个故障通路，所述模拟控制器接收所述电路故障测试列表，并根据所述电路故障测试列表控制所述电路故障模拟模块中的继电器闭合或断开，以使所述主通路和/或所述故障通路导通，对故障进行模拟和修复；

所述发动机电子控制单元连接多个所述主通路的一端，每个所述车辆线束连接一个所述主通路的另一端；

每个所述主通路分别连接所述故障通路的一端，多个测试端连接所述故障通路的另一端；

所述发动机电子控制单元对故障和修复进行检测，并形成所述发动机运行参数，发送给所述记录软件。

2.如权利要求1所述的电路故障模拟系统，其特征在于，所述测试端包括电源端、地端、PWM信号端和AD信号端，其中：

所述电源端输出12V电压，所述地端输出0V电压，所述PWM信号端输出PWM信号，所述AD信号端输出AD信号。

3.如权利要求2所述的电路故障模拟系统，其特征在于，所述电路故障模拟模块包括多个第一开关、多个第二开关、第四开关、第五开关、第六开关和第七开关，所述第一开关为常闭开关，所述第二开关、第四开关、第五开关、第六开关和第七开关为常开开关，其中；

每个所述第一开关均连接在一个所述主通路中，两端分别连接所述发动机电子控制单元和所述车辆线束；

每个所述第二开关均用于一个主通路与所述故障通路连接，两端分别直接连接所述发动机电子控制单元和间接耦合至所述测试端；

所述第四开关连接在所述故障通路中，两端分别连接所述第二开关和所述电源端；

所述第五开关连接在所述故障通路中，两端分别连接所述第二开关和所述地端；

所述第六开关连接在所述故障通路中，两端分别连接所述第二开关和所述PWM信号端；

所述第七开关连接在所述故障通路中，两端分别连接所述第二开关和所述AD信号端。

4.如权利要求3所述的电路故障模拟系统，其特征在于，所述电路故障模拟系统还包括多个第三开关、第八开关、第九开关和第一滑动变阻器，所述第三开关、第八开关和第九开关为常开开关，其中：

每个所述第三开关的一端均连接所述第九开关和第一滑动变阻器，另一端均连接一个所述车辆线束；

所述第八开关连接在所述故障通路中，两端分别连接所述第二开关和第一滑动变阻器；

所述第九开关一端连接所述第一滑动变阻器，另一端连接5V电压。

5.如权利要求4所述的电路故障模拟系统，其特征在于，所述电路故障模拟系统还包括第十开关和第二滑动变阻器，所述第十开关为常开开关，所述第二滑动变阻器为功率变阻器，其中：

所述第十开关连接在所述故障通路中，两端分别连接所述第二开关和第二滑动变阻器；

所述第二滑动变阻器的另一端连接所述第三开关。

6.如权利要求5所述的电路故障模拟系统，其特征在于，所述所述电路故障模拟器还包括显示装置，所述显示装置用于根据所述电路故障测试列表显示处于故障模拟状态中的故障路径，根据所述发动机运行参数显示模拟故障类型、故障模拟已模拟次数，以及是否处于故障模拟状态中。

7.如权利要求6所述的电路故障模拟系统，其特征在于，所模拟故障类型包括线路开路、线路断开的对电源短路、线路不断开对电源短路、线路断开的对地短路、线路不断开的对地短路、不同占空比PWM故障、AD模拟信号故障、线路断开的线路并联电阻故障、线路不断开的线路并联电阻故障、线路串联普通电阻故障、线路串联功率电阻故障、线路不断开的两路短接故障、一路线路断开的两路短接故障。

8.如权利要求7所述的电路故障模拟系统，其特征在于，所述发动机运行参数包括故障标志位和修复标志位，所述记录软件根据所述故障标志位和修复标志位判断是否检测到故障或故障是否修复，所述显示装置包括故障状态指示灯，当处于故障标志位多次显示为检测到故障时，所述故障状态指示灯点亮，所述发动机电子控制单元根据所述故障模拟已模拟次数和所述故障状态指示灯判定故障发生和修复是否确认。

9.如权利要求8所述的电路故障模拟系统，其特征在于，所述项目软件和数据包括所述零部件、所述故障路径、引脚号码、故障形式、完成状态、开始模拟和中止模拟。

10.一种基于权利要求9所述的电路故障模拟系统的电路故障模拟方法，其特征在于，包括：

对单个故障路径进行单次故障模拟和修复，包括：某一零部件连接至某一所述车辆线束，通过电路故障模拟控制界面单独控制该所述车辆线束的故障类型、故障模拟开始和中止、故障修复开始和中止；

对单个故障路径进行多次故障模拟和修复，包括：某一零部件连接至某一所述车辆线束，通过电路故障模拟控制界面单独控制该所述车辆线束的故障类型，设置循环次数，车辆发动机启动，发动机电子控制单元对故障进行检测，若检测到故障则所述故障模拟已模拟次数增加一次，发动机电子控制单元根据故障检测结果形成测量文件，记录软件记录测量文件，车辆发动机熄火，车辆发动机再次启动直至所述故障模拟已模拟次数达到所述循环次数，否则确认故障，点亮故障状态指示灯，自动移除故障；车辆发动机启动，发动机电子控制单元对修复进行检测，若未检测到故障则所述修复模拟已模拟次数增加一次，发动机电子控制单元根据修复检测结果形成测量文件，记录软件记录测量文件，车辆发动机熄火，车辆发动机再次启动直至所述修复模拟已模拟次数达到所述循环次数，否则确认修复，熄灭故障状态指示灯；

对多个故障路径进行多次故障模拟和修复，包括：某一零部件连接至某一所述车辆线束，或多个零部件连接至多个所述车辆线束，通过电路故障模拟控制界面设置多个电路故障测试列表，设置故障类型和循环次数，对单个故障路径的电路故障进行多次故障模拟和修复，在完成某个故障路径测试后，自动跳转到下个故障路径的电路故障进行测试。

11.如权利要求10所述的电路故障模拟方法，其特征在于，还包括：

当进行线路开路故障模拟时，控制第一开关断开；

当进行线路断开的对电源短路故障模拟时，控制第一开关断开，控制第二开关和第四开关闭合；

当进行线路不断开对电源短路故障模拟时，控制第二开关和第四开关闭合；

当进行线路断开的对地短路故障模拟时，控制第一开关断开，控制第二开关和第五开关闭合；

当进行线路不断开的对地短路故障模拟时，控制第二开关和第五开关闭合；

当进行不同占空比PWM故障故障模拟时，控制第一开关断开，控制第二开关和第六开关闭合；

当进行AD模拟信号故障故障模拟时，控制第一开关断开，控制第二开关和第七开关闭合；

当进行线路断开的线路并联电阻故障故障模拟时，控制第一开关断开，控制第二开关、第八开关和第九开关闭合；

当进行线路不断开的线路并联电阻故障故障模拟时，控制第二开关、第八开关和第九开关闭合；

当进行线路串联普通电阻故障故障模拟时，控制第一开关断开，控制第二开关、第三开关和第八开关闭合；

当进行线路串联功率电阻故障故障模拟时，控制第一开关断开，控制第二开关、第三开关和第十开关闭合；

当进行线路不断开的两路短接故障故障模拟时，控制两个第二开关闭合；

当进行一路线路断开的两路短接故障故障模拟时，控制两个第二开关闭合，控制与两个所述第二开关中的一个相连的一个第一开关断开。

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