CN111830936A - Ecu检测校准系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种ECU检测校准系统，包括上位机控制模块、信号模拟发生器模块、信号故障注入模块、负载故障注入模块、模拟负载和电源模块；所述上位机控制模块分别与信号模拟发生器模块、信号故障注入模块、受试ECU、负载故障注入模块、模拟负载和电源模块连接，信号模拟发生器模块与信号故障注入模块连接，信号故障注入模块与受试ECU连接，受试ECU与负载故障注入模块连接，负载故障注入模块与模拟负载连接，电源模块还分别与信号模拟发生器模块、信号故障注入模块、受试ECU、负载故障注入模块和模拟负载连接。本发明能够满足各种机型控制器检测与校准的要求，提升了检测效率，缩短了测试时间并降低了测试成本。

Description

ECU检测校准系统

技术领域

本发明涉及发动机控制器技术领域，具体涉及一种ECU检测校准系统。

背景技术

随着国际与国内排放法规要求的逐步升级，以及世界范围内的电子化浪潮，极大地促进了发动机电控化的发展，尤其是近些年国际与国内环保意识与力度的增强，加快推进了电控化的步伐。

随着电控化发展要求，需要电控化改造及配机的机型越来越多，在各类发动机控制器检测的时候，存在着大量重复的工作。

因此，有必要开发一种ECU检测校准系统。

发明内容

本发明的目的提供一种ECU检测校准系统，能满足各种机型控制器检测与校准的要求，能提升检测效率，缩短测试时间并降低测试成本。

本发明所述的ECU检测校准系统，包括上位机控制模块、信号模拟发生器模块、信号故障注入模块、负载故障注入模块、模拟负载和电源模块；

所述上位机控制模块分别与信号模拟发生器模块、信号故障注入模块、受试ECU、负载故障注入模块、模拟负载和电源模块连接，信号模拟发生器模块与信号故障注入模块连接，信号故障注入模块与受试ECU连接，受试ECU与负载故障注入模块连接，负载故障注入模块与模拟负载连接，电源模块还分别与信号模拟发生器模块、信号故障注入模块、受试ECU、负载故障注入模块和模拟负载连接；

所述信号模拟发生器模块用于接收上位机控制模块发出的指令，按照指令要求配置好相应的信号，并输出给信号故障注入模块；

所述信号故障注入模块用于接收上位机控制模块发出的指令，按照指令要求给信号模拟发生器模块传输过来的信号添加故障，并传输给受试ECU；

所述上位机控制模块用于实时采集受试ECU传输过来的数据，一是读取ECU编码，判定受试ECU的类型、信号需求和测试流程，二是读取输入信号值、电流波形值，并与设置的标准值进行对比，如有偏差，则进行标定补偿；

所述负载故障注入模块用于接收上位机控制模块发出的指令，按照指令要求给模拟负载添加故障，并传输给受试ECU；

所述模拟负载用于接收上位机控制模块发出的指令，按照指令要求给模拟负载设定负载参数；所述模拟负载将采集到的电感负载电流值、指示灯信号状态以及继电器信号状态传输给上位机控制模块；

所述电源模块用于给各模块供电，同时给受试ECU提供电源故障模拟；

所述上位机控制模块在采集到受试ECU的编码信号后，确认ECU的类型，按照ECU类型识别到ECU的输入与输出类型，并发出指令给信号模拟发生器模块、信号故障注入模块、负载故障注入模块、模拟负载和电源模块，各模块按ECU的类型及需求，配置好相应的信号及负载，作为受试ECU的输入输出信号，并按照预设流程完成相关测试。

进一步，所述信号模拟发生器模块包括第一逻辑处理芯片、电压信号输出模块、电流信号输出模块、电阻信号输出模块、PWM方波输出模块、正弦波输出模块、第一模拟开关、第二模拟开关、第三模拟开关、第四模拟开关和第五模拟开关，以上各模块的连接关系如下：

所述第一逻辑处理芯片分别与第一模拟开关、第二模拟开关、第三模拟开关、第四模拟开关和第五模拟开关连接，控制各个模拟开关的开关和闭合状态，从而控制信号模拟发生器模块输出的信号类型；所述电压信号输出模块与第一模拟开关连接；电流信号输出模块与第二模拟开关连接；电阻信号输出模块与第三模拟开关连接；PWM方波输出模块与第四模拟开关连接；正弦波输出模块与第五模拟开关连接；所述第一模拟开关、第二模拟开关、第三模拟开关、第四模拟开关和第五模拟开关的输出端并联，并与所述信号故障注入模块连接。

进一步，所述信号故障注入模块包括第二逻辑处理芯片、第一对地短路发生器、第一对电源短路发生器、第一断路发生器、干扰源发生器、第六模拟开关、第七模拟开关、第八模拟开关、第九模拟开关和第十模拟开关；以上各模块的连接关系如下：

所述第二逻辑处理芯片分别与第六模拟开关、第七模拟开关、第八模拟开关、第九模拟开关和第十模拟开关连接，控制各个模拟开关的开关和闭合状态，从而控制信号故障注入模块输出的信号类型；第一对地短路发生器、第一对电源短路发生器、第一断路发生器、干扰源发生器和第十模拟开关的各输入端并联，并与所述信号模拟发生器模块连接；第一对地短路发生器与第六模拟开关连接；第一对电源短路发生器与第七模拟开关连接；第一断路发生器与第八模拟开关连接；干扰源发生器与第九模拟开关连接；第六模拟开关、第七模拟开关、第八模拟开关、第九模拟开关和第十模拟开关的各输出端并联，并与受试ECU连接。

进一步，所述负载故障注入模块包括第三逻辑处理芯片、第二对地短路发生器、第二对电源短路发生器、第二断路发生器、负载短路发生器、第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器和第五继电器；以上各模块的连接关系如下：

所述第三逻辑处理芯片分别与第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器和第五继电器连接，控制各个模拟开关的开关和闭合状态，从而控制负载故障注入模块输出的信号类型；第一继电器、第二对地短路发生器、第二对电源短路发生器、第二断路发生器和负载短路发生器的各输入端并联，并与受试ECU进行连接；第二对地短路发生器与第二继电器连接；第二对电源短路发生器与第三继电器连接；第二断路发生器与第四继电器连接；负载短路发生器与第五继电器连接；第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器和第五继电器并联，并与所述模拟负载进行连接。

进一步，所述模拟负载包括第四逻辑处理芯片、电磁阀类模拟负载、指示灯负载、继电器负载、电流采集电路、指示灯状态采集电路和继电器状态采集电路；以上各模块的连接关系如下：

所述第四逻辑处理芯片与上位机控制模块进行数据交互；所述第四逻辑处理芯片还分别与电磁阀类模拟负载、电流采集电路、指示灯状态采集电路和继电器状态采集电路连接；所述负载故障注入模块分别与电磁阀类模拟负载、指示灯负载和继电器负载连接；电磁阀类模拟负载与电流采集电路连接；指示灯负载与指示灯状态采集电路连接；继电器负载与继电器状态采集电路连接。

本发明具有以下优点：

（1）具有一整套完整的ECU辅助测试模块，如上位机控制模块、信号模拟发生器模块、信号故障注入模块、负载故障注入模块、模拟负载以及电源模块，可对自动对ECU进行完整的测试，并显示测试结果。

（2）信号模拟发生器模块能够根据ECU信号输入需求，自动配置信号的输出类型。

（3）能够根据ECU对不同负载需求进行配置，并且自动检测驱动喷油电流波形的拐点，自动判断喷油起点，精确计算出喷油脉宽。

（4）能够根据检测大纲要求，在上位机控制程序中配置好测试流程，并按照测试流程自动完成测试，并显示和保存测试结果。

（5）上位机控制模块能够自动识别受试ECU类型，并自动为ECU配置好输入与输出信号、负载，并按照预先设定好的测试流程完成测试。

（6）配置了信号故障注入模块和负载故障注入模块，能够模拟出各种类型故障，对ECU的监控、报警和诊断功能进行完整的测试。

（7）系统根据流程检测后的结果，与内置数据对比，产生数据代码，将修正数据发送给被测控制器；通过循环修正数据，通过标定能够提高发动机控制器的一致性。

综上所述，本发明主要为了满足各种机型控制器检测与校准的要求，大大地提升了检测效率，缩短了测试时间并降低了测试成本，为ECU的智能制造奠定扎实的基础。

附图说明

图1为本实施例的原理框图；

图2为本实施例中信号模拟发生器模块的原理框图；

图3为本实施例中信号故障注入模块的原理框图；

图4为本实施例中负载故障注入模块的原理框图；

图5为本实施例中模拟负载的原理框图；

图6为本实施例中ECU数据自动校准方案框图；

其中：1、上位机控制模块，2、信号模拟发生器模块，3、信号故障注入模块，4、受试ECU，5、负载故障注入模块，6、模拟负载，7、电源模块。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，本实施例中，一种ECU检测校准系统，由上位机控制模块1、信号模拟发生器模块2、信号故障注入模块3、负载故障注入模块5、模拟负载6和电源模块7组成。所述上位机控制模块1是本系统的核心部分，分别与信号模拟发生器模块2、信号故障注入模块3、受试ECU4、负载故障注入模块5、模拟负载6和电源模块7通过485通讯进行连接，上位机控制模块1采集到受试ECU4的编码信号后，确认ECU的类型，按照ECU类型识别到ECU的输入与输出类型，并发出指令给信号模拟发生器模块2、信号故障注入模块3、负载故障注入模块5、模拟负载6和电源模块7，这些模块按ECU的类型及需求，配置好相应的信号及负载，作为受试ECU4的输入输出信号，并按照预设流程完成相关测试。

所述信号模拟发生器模块2还分别与信号故障注入模块3和电源模块7进行连接，电源模块7给信号模拟发生器2供电，上位机控制模块1给信号模拟发生器模块2发出指令，按照指令要求配置好相应的信号，并将相应的信号输出给信号故障注入模块3。

所述信号故障注入模块3还分别与受试ECU4和电源模块7进行连接，信号模拟发生器模块2将配置好的信号传输给信号故障注入模块3，上位机控制模块1给信号故障注入模块3发出指令，信号故障注入模块3按照指令要求给信号模拟发生器模块2传输过来的信号添加故障（短路、短路等），经过添加相应的故障后，传输给受试ECU4。电源7给信号故障注入模块3进行供电。

所述受试ECU4还分别与负载故障注入模块5和电源模块7进行连接。上位机控制模块1能实时采集受试ECU4传输过来的数据，一是读取ECU编码，判定受试ECU4的类型、信号需求和测试流程，二是读取输入信号值、电流波形值等等，并与设置的标准值进行对比，如有偏差，通过软件进行标定补偿。信号故障注入模块3将信号输出至受试ECU4。负载故障注入模块5作为负载的一部分与受试ECU4进行连接。电源模块7给受试ECU4供电，并接收上位机控制模块1的指令，给受试ECU4注入电源故障。

所述负载故障注入模块5还分别与模拟负载6和电源模块7进行连接。上位机控制模块1给负载故障注入模块5发出指令，负载故障注入模块5按照指令要求给模拟负载6添加故障（短路、短路等），模拟负载6将配置好的负载接入至负载故障注入模块5，经过添加相应的故障后，传输给受试ECU4。电源7给负载故障注入模块5进行供电。

所述模拟负载6还与电源模块7进行连接。上位机控制模块1给模拟负载6发出指令，按照指令要求给模拟负载6设定负载参数（电感、电阻等）。模拟负载6将采集到的电感负载电流值、指示灯信号状态、继电器信号状态等信号传输给上位机控制模块1。负载故障注入模块5将故障注入模拟负载6内，电源模块7给模拟负载6供电，提供工作电源。

所述电源模块7给上述模块提供基础供电。同时，电源模块7给受试ECU4提供电源故障模拟，电源模块7接收上位机控制模块1的信号指令，通过指令控制输出至受试ECU4的电源故障模拟的电压值。

如图2所示，本实施例中，所述信号模拟发生器模块包括第一逻辑处理芯片、电压信号输出模块、电流信号输出模块、电阻信号输出模块、PWM方波输出模块、正弦波输出模块、第一模拟开关、第二模拟开关、第三模拟开关、第四模拟开关和第五模拟开关，以上各模块的连接关系如下：

所述第一逻辑处理芯片分别与第一模拟开关、第二模拟开关、第三模拟开关、第四模拟开关和第五模拟开关连接，控制各个模拟开关的开关和闭合状态，从而控制信号模拟发生器模块输出的信号类型；所述电压信号输出模块与第一模拟开关连接；电流信号输出模块与第二模拟开关连接；电阻信号输出模块与第三模拟开关连接；PWM方波输出模块与第四模拟开关连接；正弦波输出模块与第五模拟开关连接；所述第一模拟开关、第二模拟开关、第三模拟开关、第四模拟开关和第五模拟开关的输出端并联，并与所述信号故障注入模块3连接。

如图3所示，本实施例中，所述信号故障注入模块包括第二逻辑处理芯片、第一对地短路发生器、第一对电源短路发生器、第一断路发生器、干扰源发生器、第六模拟开关、第七模拟开关、第八模拟开关、第九模拟开关和第十模拟开关；以上各模块的连接关系如下：

所述第二逻辑处理芯片分别与第六模拟开关、第七模拟开关、第八模拟开关、第九模拟开关和第十模拟开关连接，控制各个模拟开关的开关和闭合状态，从而控制信号故障注入模块输出的信号类型；第一对地短路发生器、第一对电源短路发生器、第一断路发生器、干扰源发生器和第十模拟开关的各输入端并联，并与所述信号模拟发生器模块2连接；第一对地短路发生器与第六模拟开关连接；第一对电源短路发生器与第七模拟开关连接；第一断路发生器与第八模拟开关连接；干扰源发生器与第九模拟开关连接；第六模拟开关、第七模拟开关、第八模拟开关、第九模拟开关和第十模拟开关的各输出端并联，并与受试ECU4连接。

如图4所示，本实施例中，所述负载故障注入模块包括第三逻辑处理芯片、第二对地短路发生器、第二对电源短路发生器、第二断路发生器、负载短路发生器、第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器和第五继电器；以上各模块的连接关系如下：

所述第三逻辑处理芯片分别与第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器和第五继电器连接，控制各个模拟开关的开关和闭合状态，从而控制负载故障注入模块输出的信号类型；第一继电器、第二对地短路发生器、第二对电源短路发生器、第二断路发生器和负载短路发生器的各输入端并联，并与受试ECU4进行连接；第二对地短路发生器与第二继电器连接；第二对电源短路发生器与第三继电器连接；第二断路发生器与第四继电器连接；负载短路发生器与第五继电器连接；第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器和第五继电器并联，并与所述模拟负载6进行连接。

如图5所示，本实施例中，所述模拟负载包括第四逻辑处理芯片、电磁阀类模拟负载、指示灯负载、继电器负载、电流采集电路、指示灯状态采集电路和继电器状态采集电路；以上各模块的连接关系如下：

所述第四逻辑处理芯片与上位机控制模块通过485串口进行数据交互；所述第四逻辑处理芯片还分别与电磁阀类模拟负载、电流采集电路、指示灯状态采集电路和继电器状态采集电路连接；所述负载故障注入模块分别与电磁阀类模拟负载、指示灯负载和继电器负载连接；电磁阀类模拟负载与电流采集电路连接；指示灯负载与指示灯状态采集电路连接；继电器负载与继电器状态采集电路连接。

如图6所示，本实施例中，上位机控制模块1通过预设程序将控制指令发送给信号模拟发生器模块2和信号故障注入模块3，信号故障注入模块3按要求将故障注入信号，信号进入受试ECU4，受试ECU4将采集到的数据1（包括AD信号、频率信号和其他数据）传输给上位机控制模块1，受试ECU4将负载信号输出至负载故障注入模块5，注入故障后进入模拟负载6，模拟负载6将采集的数据3（包括负载电流值、灯类信号状态、继电器类信号状态）发送至上位机控制模块1，上位机控制模块1通过分析，将数据2（即ECU校准数据）发送给受试ECU4，受试ECU4通过ECU校准数据进行自我校准。通过不断循环上述自我校准过程，不断修正受试ECU4内部MAP图数据，将MAP图内各个数据修正至一个最佳值。

本系统由多个可编程模块组成，每个模块都可与上位机控制模块1进行通讯，上位机控制模块1能够实时监控到各个模块的工作情况，并控制各个模块正常工作。

本系统的信号模拟发生器模块2能够模拟产生发动机的各类信号，且每路信号输出可通过上位机软件配置输出电流、电压、电阻等信号类型；同时，能够通过上位机软件进行所有路信号的通断使能。

本系统的模拟负载6能够通过上位机软件配置不同的模拟负载，同时监控发动机控制器产生的各类负载是否正常工作。同时还能够检测电磁阀负载的电流拐点，自动标记喷油脉宽起始点，精确计算出喷油脉宽。

本系统的上位机控制模块1能够根据各类发动机控制器检测大纲，设定不同的检测流程，该测试系统按照检测流程进行顺序检测，并显示测试结果。

本系统能够根据接入的受试ECU4，上位机控制模块1自动识别受试ECU4的类型，自动调用信号配置方式，自动完成检测流程。

本系统的信号故障注入模块3能够模拟发动机各类信号故障，信号故障能够通过上位机软件进行配置。

本系统的负载故障注入模块5能够模拟发动机各类负载故障，负载故障能够通过上位机软件进行配置。

本系统根据流程检测后的结果，与内置数据对比，产生数据代码，将修正数据发送给被测控制器，通过修正数据，能够提高发动机控制器的一致性。

本系统用于电控共轨柴油机控制器、电控单体泵柴油机控制器、电控气体机控制器等高速电磁阀控制器的检测与校准。

Claims (5)

1.一种ECU检测校准系统，其特征在于：包括上位机控制模块（1）、信号模拟发生器模块（2）、信号故障注入模块（3）、负载故障注入模块（5）、模拟负载（6）和电源模块（7）；

所述上位机控制模块（1）分别与信号模拟发生器模块（2）、信号故障注入模块（3）、受试ECU（4）、负载故障注入模块（5）、模拟负载（6）和电源模块（7）连接，信号模拟发生器模块（2）与信号故障注入模块（3）连接，信号故障注入模块（3）与受试ECU（4）连接，受试ECU（4）与负载故障注入模块（5）连接，负载故障注入模块（5）与模拟负载（6）连接，电源模块（7）还分别与信号模拟发生器模块（2）、信号故障注入模块（3）、受试ECU（4）、负载故障注入模块（5）和模拟负载（6）连接；

所述信号模拟发生器模块（2）用于接收上位机控制模块（1）发出的指令，按照指令要求配置好相应的信号，并输出给信号故障注入模块（3）；

所述信号故障注入模块（3）用于接收上位机控制模块（1）发出的指令，按照指令要求给信号模拟发生器模块（2）传输过来的信号添加故障，并传输给受试ECU（4）；

所述上位机控制模块（1）用于实时采集受试ECU（4）传输过来的数据，一是读取ECU编码，判定受试ECU（4）的类型、信号需求和测试流程，二是读取输入信号值、电流波形值，并与设置的标准值进行对比，如有偏差，则进行标定补偿；

所述负载故障注入模块（5）用于接收上位机控制模块（1）发出的指令，按照指令要求给模拟负载（6）添加故障，并传输给受试ECU（4）；

所述模拟负载（6）用于接收上位机控制模块（1）发出的指令，按照指令要求给模拟负载（6）设定负载参数；所述模拟负载（6）将采集到的电感负载电流值、指示灯信号状态以及继电器信号状态传输给上位机控制模块（1）；

所述电源模块（7）用于给各模块供电，同时给受试ECU（4）提供电源故障模拟；

所述上位机控制模块（1）在采集到受试ECU（4）的编码信号后，确认ECU的类型，按照ECU类型识别到ECU的输入与输出类型，并发出指令给信号模拟发生器模块（2）、信号故障注入模块（3）、负载故障注入模块（5）、模拟负载（6）和电源模块（7），各模块按ECU的类型及需求，配置好相应的信号及负载，作为受试ECU（4）的输入输出信号，并按照预设流程完成相关测试。

2.根据权利要求1所述的ECU检测校准系统，其特征在于：所述信号模拟发生器模块（2）包括第一逻辑处理芯片、电压信号输出模块、电流信号输出模块、电阻信号输出模块、PWM方波输出模块、正弦波输出模块、第一模拟开关、第二模拟开关、第三模拟开关、第四模拟开关和第五模拟开关，以上各模块的连接关系如下：

所述第一逻辑处理芯片分别与第一模拟开关、第二模拟开关、第三模拟开关、第四模拟开关和第五模拟开关连接，控制各个模拟开关的开关和闭合状态，从而控制信号模拟发生器模块（2）输出的信号类型；所述电压信号输出模块与第一模拟开关连接；电流信号输出模块与第二模拟开关连接；电阻信号输出模块与第三模拟开关连接；PWM方波输出模块与第四模拟开关连接；正弦波输出模块与第五模拟开关连接；所述第一模拟开关、第二模拟开关、第三模拟开关、第四模拟开关和第五模拟开关的输出端并联，并与所述信号故障注入模块（3）连接。

3.根据权利要求1或2所述的ECU检测校准系统，其特征在于：所述信号故障注入模块（3）包括第二逻辑处理芯片、第一对地短路发生器、第一对电源短路发生器、第一断路发生器、干扰源发生器、第六模拟开关、第七模拟开关、第八模拟开关、第九模拟开关和第十模拟开关；以上各模块的连接关系如下：

所述第二逻辑处理芯片分别与第六模拟开关、第七模拟开关、第八模拟开关、第九模拟开关和第十模拟开关连接，控制各个模拟开关的开关和闭合状态，从而控制信号故障注入模块输出的信号类型；第一对地短路发生器、第一对电源短路发生器、第一断路发生器、干扰源发生器和第十模拟开关的各输入端并联，并与所述信号模拟发生器模块（2）连接；第一对地短路发生器与第六模拟开关连接；第一对电源短路发生器与第七模拟开关连接；第一断路发生器与第八模拟开关连接；干扰源发生器与第九模拟开关连接；第六模拟开关、第七模拟开关、第八模拟开关、第九模拟开关和第十模拟开关的各输出端并联，并与受试ECU（4）连接。

4.根据权利要求3所述的ECU检测校准系统，其特征在于：所述负载故障注入模块（5）包括第三逻辑处理芯片、第二对地短路发生器、第二对电源短路发生器、第二断路发生器、负载短路发生器、第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器和第五继电器；以上各模块的连接关系如下：

所述第三逻辑处理芯片分别与第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器和第五继电器连接，控制各个模拟开关的开关和闭合状态，从而控制负载故障注入模块（5）输出的信号类型；第一继电器、第二对地短路发生器、第二对电源短路发生器、第二断路发生器和负载短路发生器的各输入端并联，并与受试ECU（4）进行连接；第二对地短路发生器与第二继电器连接；第二对电源短路发生器与第三继电器连接；第二断路发生器与第四继电器连接；负载短路发生器与第五继电器连接；第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器和第五继电器并联，并与所述模拟负载（6）进行连接。

5.根据权利要求1或2或4所述的ECU检测校准系统，其特征在于：所述模拟负载（6）包括第四逻辑处理芯片、电磁阀类模拟负载、指示灯负载、继电器负载、电流采集电路、指示灯状态采集电路和继电器状态采集电路；以上各模块的连接关系如下：

所述第四逻辑处理芯片与上位机控制模块进行数据交互；所述第四逻辑处理芯片还分别与电磁阀类模拟负载、电流采集电路、指示灯状态采集电路和继电器状态采集电路连接；所述负载故障注入模块（5）分别与电磁阀类模拟负载、指示灯负载和继电器负载连接；电磁阀类模拟负载与电流采集电路连接；指示灯负载与指示灯状态采集电路连接；继电器负载与继电器状态采集电路连接。

Images