CN113608048A - 发动机电控零部件测试系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发动机电控零部件测试系统，本发明的设计构思在于，将信号转接盒与发动机ECU、一般信号模拟、CAN信号仿真以及执行器与测试用的监控计算机整合，随着上述模拟信号及仿真信号的引入，可以大幅减少真实传感器的使用，避免了发动机部分传感器因无过电流保护而损坏，降低测试过程耗材支出的问题；并且，各类信号可以根据测试所需进行任意调节，不再需要借助诸如真实的温度箱和压力腔便可以获得高温和高压信号，体现了操作方便、安全、可靠的特点。本发明极大减少了对发动机台架、试验车辆、真实设备的依赖，相对于现有的发动机零部件测试方式，成本投入明显降低，并能提升测试人员的工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种发动机电控零部件测试系统。
背景技术
发动机电控系统主要包括控制器、传感器、执行器三大组成部分，具体来说，其中车载电子控制单元(ECU)是发动机的大脑，其工作方式是由控制器接收各类传感器采集的信号，进行实时分析、计算和诊断，并给出控制信号来控制执行器动作。在最近的法规标准中，对发动机电控系统中的传感器和执行器这一类零部件的诊断，较以前更加严格，而通常的诊断测试主要有以下几种：
(1)传感器类电路故障测试包括：短路、断路测试；
(2)执行器类电路故障测试包括：短路、断路测试；
(3)温度/压力传感器信号物理幅值超上/下限测试；
(4)温度/压力传感器信号合理性测试；
(5)车载控制器局域网(CAN)通讯类的电控部件诊断测试。
具体而言，对于电路故障类检测，主要基于车辆或者发动机台架，在ECU和发动机线束之间接入信号转接盒(BOB：Break Of Box)，然后在BoB上通过导线连接进行故障注入；对于信号合理性类检测，主要是从车辆或者发动机上拔出相关传感器，借助标准温度箱或压力箱来调节传感器信号。
而上述电控零部件的断路故障的测试，会导致该路电压信号发生急剧跳变，对于发动机的凸轮轴位置传感器、曲轴的位置传感器或者轨压传感器这一类核心零部件来说，这种信号跳变都会导致发动机突然停机，所以这类测试如果在台架或者整车上进行，频繁启停对发动机危害较大。
而上述电控零部件的电源短路故障的测试，同样会造成电压信号的急剧变化，伴随的还有电流的急剧变化，这类测试对零部件本身存在较大的伤害，如果没有过电流保护的话，很容易造成零部件损坏失效。
以及，对于上述信号合理性类故障的测试，温度和压力类传感器的信号需要根据实际场景进行调节，而在台架或整车上对真实传感器的温度或压力实施调节操作，需要借助真实的温度或压力源，导致测试操作较为繁琐，而且对于高压高温类的测试来说，也会带来一定的安全隐患。
发明内容
鉴于上述，本发明旨在提供一种发动机电控零部件测试系统，以解决现有发动机电控零部件测试的不足。
本发明采用的技术方案如下：
一种发动机电控零部件测试系统，其中包括：
发动机ECU、信号转接盒、汽车信号模拟器、执行器、测试计算机和CAN仿真工具；
所述信号转接盒用于信号传递，并用于制造信号电路故障；
所述汽车信号模拟器用于模拟与发动机相关的第一信号，并通过所述信号转接盒将模拟出的所述第一信号传输至所述发动机ECU进行处理；
所述CAN仿真工具用于仿真与发动机相关的第二信号，并通过所述信号转接盒将仿真出的所述第二信号传输至所述发动机ECU进行处理；
所述执行器与所述信号转接盒连接，用于响应并执行与信号相应的动作；
所述测试计算机与所述信号转接盒连接，用于监控测试过程并记录测试数据。
在其中至少一种可能的实现方式中，所述第一信号包括如下一种或多种：发动机转速信号、进气温度信号、进气压力压力信号、水温信号、燃油轨压信号以及排气温度信号。
在其中至少一种可能的实现方式中，所述第二信号包括如下一种或多种：颗粒物传感器、尿素质量液位传感器以及氮氧化合物传感器发出的CAN信号。
在其中至少一种可能的实现方式中，所述信号转接盒内置跳线装置以及可插拔的引脚接头装置，用于通过物理方式模拟信号线路通断，以及与电源或地短路。
在其中至少一种可能的实现方式中，所述执行器包括：喷油器、废气再循环系统控制阀、空气节流阀、油量计量单元、尿素泵以及尿素喷嘴。
在其中至少一种可能的实现方式中，所述CAN仿真工具包括CANOE平台。
在其中至少一种可能的实现方式中，所述测试计算机内置INCA工具。
在其中至少一种可能的实现方式中，所述发动机ECU包括：信号输入处理电路、中央微处理器和输出信号处理电路。
本发明的设计构思在于，将信号转接盒与发动机ECU、一般信号模拟、CAN信号仿真以及执行器与测试用的监控计算机整合，随着上述模拟信号及仿真信号的引入，可以大幅减少真实传感器的使用，避免了发动机部分传感器因无过电流保护而损坏，降低测试过程耗材支出的问题；并且，各类信号可以根据测试所需进行任意调节，不再需要借助诸如真实的温度箱和压力腔便可以获得高温和高压信号，体现了操作方便、安全、可靠的特点。本发明极大减少了对发动机台架、试验车辆、真实设备的依赖，相对于现有的发动机零部件测试方式，成本投入明显降低，并能提升测试人员的工作效率。
附图说明
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步描述，其中：
图1为本发明实施例提供的发动机电控零部件测试系统的流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本发明提出了一种发动机电控零部件测试系统的实施例，具体来说，如图1所示，可以包括如下：
发动机ECU、信号转接盒、汽车信号模拟器、执行器、测试计算机和CAN仿真工具；
所述信号转接盒用于信号传递，并用于制造信号电路故障；
所述汽车信号模拟器用于模拟与发动机相关的第一信号，并通过所述信号转接盒将模拟出的所述第一信号传输至所述发动机ECU进行处理；
所述CAN仿真工具用于仿真与发动机相关的第二信号，并通过所述信号转接盒将仿真出的所述第二信号传输至所述发动机ECU进行处理；
所述执行器与所述信号转接盒连接，用于响应并执行与信号相应的动作；
所述测试计算机与所述信号转接盒连接，用于监控测试过程并记录测试数据。
进一步地，所述第一信号包括如下一种或多种：发动机转速信号、进气温度信号、进气压力压力信号、水温信号、燃油轨压信号以及排气温度信号。
进一步地，所述第二信号包括如下一种或多种：颗粒物传感器、尿素质量液位传感器以及氮氧化合物传感器发出的CAN信号。
进一步地，所述信号转接盒内置跳线装置以及可插拔的引脚接头装置，用于通过物理方式模拟信号线路通断，以及与电源或地短路。
进一步地，所述执行器包括：喷油器、废气再循环系统控制阀、空气节流阀、油量计量单元、尿素泵以及尿素喷嘴。
进一步地，所述CAN仿真工具包括CANOE平台。
进一步地，所述测试计算机内置INCA工具。
进一步地，所述发动机ECU包括：信号输入处理电路、中央微处理器和输出信号处理电路。
利用上述测试系统，至少可以实现发动机运行基本工况测试以及下述四种故障信号模拟测试：电路连续性故障、信号物理幅值超限故障、信号合理性故障以及CAN通讯诊断故障。这里对上述测试方式进行具体说明：
(1)发动机运行工况模拟：通过在信号转接盒BOB进行跳线操作，控制ECU上下电、发动机点火信号线的通断。期间，还可以通过汽车信号模拟器仿真发动机转速和油门踏板位置信号。
(2)电路连续性故障模拟：通过在信号转接盒BOB操作模拟断路故障，例如拔出相应信号引脚接头；以及，针对电源或地短路故障，可以使用橡胶线连通相应信号引脚和ECU电源或地引脚，从而实现对于传感器信号和执行器控制信号的诊断。
(3)信号物理幅值超限故障：通过汽车信号模拟器仿真温度或压力信号，并通过控制其电信号使温度或压力的物理值超过预设的监测上限或下限，以此实现对于传感器信号的诊断。
(4)信号合理性故障模拟：合理性故障通常是在某一特定工况下，信号之间的相互对比。比如冷启动时，发动机歧管进气温度、废气再循环系统控制阀(EGR阀)下游温度同环境温度应该相差不大。如果某个传感器温度测量值对比另外两个出现较大偏差，说明该传感器已经出现故障，测量失准。在实际测试操作时,可以使用装有INCA测试标定工具的计算机查询发动机ECU中关于相关温度传感器的预设比对阈值T1，然后通过汽车信号模拟器仿真出某个传感器的温度T2，某个传感器的温度为T3，使得|T3-T2|>T1，以此实现对于传感器信号的诊断。
(5)CAN通讯诊断故障模拟：通过CAN仿真工具CANOE，仿真相关电控部件的CAN消息发送到车载局域网CAN总线上。在CAN消息中注入相关的故障诊断信号，发动机ECU接收到相关故障信号进行诊断，以实现对发动机上采用CAN通讯的相关传感器信号(如PM传感器器、尿素质量液位传感器和NOx传感器)的诊断。
以上任何一类故障仿真注入后，继而仿真发动机运行工况，来模拟车载诊断OBD测试循环，发动机ECU接收到相关的信号，进行分析诊断，报出相关的故障代码和故障类型。测试过程中，使用INCA标定笔记本进行故障代码和类型读取和过程监控量的记录。
综上所述，本发明的设计构思在于，将信号转接盒与发动机ECU、一般信号模拟、CAN信号仿真以及执行器与测试用的监控计算机整合，随着上述模拟信号及仿真信号的引入，可以大幅减少真实传感器的使用，避免了发动机部分传感器因无过电流保护而损坏，降低测试过程耗材支出的问题；并且，各类信号可以根据测试所需进行任意调节，不再需要借助诸如真实的温度箱和压力腔便可以获得高温和高压信号，体现了操作方便、安全、可靠的特点。本发明极大减少了对发动机台架、试验车辆、真实设备的依赖，相对于现有的发动机零部件测试方式，成本投入明显降低，并能提升测试人员的工作效率。
本发明实施例中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示单独存在A、同时存在A和B、单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项”及其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项或复数项的任意组合。例如，a，b和c中的至少一项可以表示：a，b，c，a和b，a和c，b和c或a和b和c，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，但以上仅为本发明的较佳实施例，需要言明的是，上述实施例及其优选方式所涉及的技术特征，本领域技术人员可以在不脱离、不改变本发明的设计思路以及技术效果的前提下，合理地组合搭配成多种等效方案；因此，本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种发动机电控零部件测试系统，其特征在于，包括：发动机ECU、信号转接盒、汽车信号模拟器、执行器、测试计算机和CAN仿真工具；
所述信号转接盒用于信号传递，并用于制造信号电路故障；
所述汽车信号模拟器用于模拟与发动机相关的第一信号，并通过所述信号转接盒将模拟出的所述第一信号传输至所述发动机ECU进行处理；
所述CAN仿真工具用于仿真与发动机相关的第二信号，并通过所述信号转接盒将仿真出的所述第二信号传输至所述发动机ECU进行处理；
所述执行器与所述信号转接盒连接，用于响应并执行与信号相应的动作；
所述测试计算机与所述信号转接盒连接，用于监控测试过程并记录测试数据。
2.根据权利要求1所述的发动机电控零部件测试系统，其特征在于，所述第一信号包括如下一种或多种：发动机转速信号、进气温度信号、进气压力压力信号、水温信号、燃油轨压信号以及排气温度信号。
3.根据权利要求1所述的发动机电控零部件测试系统，其特征在于，所述第二信号包括如下一种或多种：颗粒物传感器、尿素质量液位传感器以及氮氧化合物传感器发出的CAN信号。
4.根据权利要求1所述的发动机电控零部件测试系统，其特征在于，所述信号转接盒内置跳线装置以及可插拔的引脚接头装置，用于通过物理方式模拟信号线路通断，以及与电源或地短路。
5.根据权利要求1所述的发动机电控零部件测试系统，其特征在于，所述执行器包括：喷油器、废气再循环系统控制阀、空气节流阀、油量计量单元、尿素泵以及尿素喷嘴。
6.根据权利要求1～5任一项所述的发动机电控零部件测试系统，其特征在于，所述CAN仿真工具包括CANOE平台。
7.根据权利要求1～5任一项所述的发动机电控零部件测试系统，其特征在于，所述测试计算机内置INCA工具。
8.根据权利要求1～5任一项所述的发动机电控零部件测试系统，其特征在于，所述发动机ECU包括：信号输入处理电路、中央微处理器和输出信号处理电路。
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