CN210573378U - Ecu检查装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种ECU检查装置，即使在连结测试样品与检查机的电缆中产生电磁噪声，也能以简单的结构来去除所产生的该电磁噪声，并能使输入测试样品的信号满足输入波形误差要求，从而能防止检查装置发生误检测。该ECU检查装置包括：向作为检查对象的ECU发送模拟控制信号、并从ECU接收反馈信号的检查机；经由信号传输线路与检查机相连接、对从检查机经由信号传输线路而发送的模拟控制信号进行滤波的滤波单元；以及与滤波单元相连接、对经滤波单元滤波后的模拟控制信号进行放大、并将放大后的模拟控制信号发送至ECU的放大单元。

Description

ECU检查装置

技术领域

本实用新型涉及对作为检查对象的ECU进行检查的ECU检查装置，特别涉及能对利用爆燃传感器的ECU进行异常检查的ECU检查装置。

背景技术

作为现代汽车电子的核心元件之一，多采用ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)来对各种数据(如刹车、换挡等)和汽车运行的各种状态(如发动机状态、油耗、加速等)随时进行监控，并按照预先设计的程序对来自各种传感器的信息进行计算，经处理后将各参数发送至各相关执行机构来执行各种预定的控制功能。为了对ECU及其控制对象的性能进行检查，多采用通过向检查对象输出模拟信号并利用反馈信号来进行检查的检查装置。然而，作为检查对象的ECU及其控制对象通常由不同的部门来生产，因此，不仅需要对ECU单体的性能进行检查，还需要对ECU及其控制对象的组合体的性能进行检查。

以往，作为对像这样由不同部门所生产的ECU及其控制对象的性能进行检查的ECU检查方法，例如在专利文献1中提出有如下方案：首先，利用检查装置对ECU单体进行验收检查，然后，将控制对象与ECU相连接而形成ECU-控制对象组合体，并通过程序处理由同一检查装置向ECU-控制对象组合体发送模拟信号，从而利用同一检查装置对ECU-控制对象组合体进行装配检查。根据上述技术，仅需一台检查装置即可进行上述多种检查，因此，能抑制设备成本的提高。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2008-070941号公报

实用新型内容

实用新型所要解决的技术问题

在专利文献1中，虽然记载了对包含ECU的测试样品进行检查的方法，但并未对检查装置的误检测进行任何记载，此外，也未对由连结测试样品与检查机的电缆所产生的电磁噪声的影响给出任何启示。

与之相对，在当前的ECU检查工程中，由连结测试样品与检查机的电缆所产生的噪声会对检查结果造成很大影响。尤其是在KNS(knock sensor：爆燃传感器)检查工序中，要求KNS信号的检测误差精度在±1％以内，对检测误差精度的要求较高。针对像这样的检测误差精度要求，上述由连结电缆所产生的噪声变得无法忽视。

通常，在由一根导线所构成的电缆中会产生较大的噪声，因此，多采用由两根导线呈螺旋状构成的电缆(双绞线)来连结测试样品与检查机。然而，即使在像这样的双绞线中也会产生噪声，而该噪声会对KNS信号等造成影响，从而导致检查装置发生误检测。

本实用新型是为了解决如上所述的问题而完成的，其目的在于，提供一种ECU检查装置，即使在连结测试样品与检查机的电缆中产生电磁噪声，也能以简单的结构来去除所产生的该电磁噪声，并能使输入测试样品的信号满足输入波形误差要求，从而能防止检查装置发生误检测。

解决技术问题的技术方案

本实用新型所涉及的ECU检查装置包括：检查机，该检查机向作为检查对象的ECU发送模拟控制信号，并从所述ECU接收反馈信号；滤波单元，该滤波单元经由信号传输线路与所述检查机相连接，对从所述检查机经由所述信号传输线路而发送的所述模拟控制信号进行滤波；以及放大单元，该放大单元与所述滤波单元相连接，对经所述滤波单元滤波后的所述模拟控制信号进行放大，并将放大后的所述模拟控制信号发送至所述ECU。

优选为所述滤波单元的截止频率为18KHz以下。

优选为由所述放大单元进行放大后的所述模拟控制信号相对于从所述检查机输出的所述模拟控制信号的电压值误差小于等于±1％。

优选为所述滤波单元是低通滤波电路，包括：第1电阻，该第1电阻的一端与所述信号传输线路相连接，其电阻值为20KΩ；以及电容器，该电容器并联连接在所述第1电阻的另一端与接地之间，其电容值为470pF。

优选为所述放大单元的放大倍数为1.41倍。

优选为所述放大单元包括：第2电阻，该第2电阻的一端与所述第1电阻的另一端相连接，其电阻值为36KΩ；运算放大器，该运算放大器的反相输入端与所述第2电阻的另一端相连接，该运算放大器的输出端与所述ECU的控制信号输入端相连接；以及第3电阻，该第3电阻并联连接在所述运算放大器的所述反相输入端与所述运算放大器的所述输出端之间，其电阻值为51KΩ。

优选为所述滤波单元及所述放大单元靠近所述ECU进行设置。

优选为所述信号传输线路为双绞线，在构成所述双绞线的一对导线上分别连接有一个所述滤波单元，所述放大单元是差分放大电路，该差分放大电路的反相输入端经由一个所述滤波单元与所述一对导线中的一根导线相连接，该差分放大电路的同相输入端经由另一个所述滤波单元与所述一对导线中的另一根导线相连接。

实用新型效果

根据本实用新型的ECU检查装置，即使在连结测试样品与检查机的电缆中产生电磁噪声，也能以简单的结构来去除所产生的该电磁噪声，并能使输入测试样品的信号满足输入波形误差要求，从而能防止检查装置发生误检测。

附图说明

图1是表示本实用新型所涉及的ECU检查装置的整体结构的框图。

图2是用于对本实用新型的实施方式1所涉及的ECU检查装置的电路结构进行说明的电路图。

图3是用于对构成图2所示的滤波单元的低通滤波电路的电路结构进行说明的电路图。

图4是用于对采用本实用新型的实施方式1所涉及的ECU检查装置前后的输出波形的比较结果进行说明的波形图。

图5(a)～图5(c)是用于对本实用新型的实施方式2所涉及的ECU检查装置中的滤波单元的电路结构进行说明的电路图。

具体实施方式

下面，参照附图对本实用新型所涉及的ECU检查装置进行说明。

图1是表示本实用新型所涉及的ECU检查装置10的整体结构的框图。

如图1所示，ECU检查装置10包括检查机1，该检查机1利用各种模拟控制对象、例如调速器模块(未图示)等，产生并向检查对象4发送各种模拟控制信号，并且，从检查对象4接收反馈信号，从而对检查对象4的性能进行检查。另外，作为检查对象4，例如为ECU，其在接收到来自检查机1的模拟控制信号后，根据内部所存储的程序来执行相应的处理，并输出反馈信号。

以往，通过例如双绞线等信号传输线路将检查对象4与检查机1直接相连接，由此，能利用每一根导线在传输中辐射出来的电波来抵消另一根线上发出的电波，从而在一定程度上降低信号干扰。然而，该双绞线自身也会产生电磁噪声，而且，也无法消除检查机1自身所产生的电磁噪声的影响。尤其是在KNS检查工序中，面对±1％这样的KNS信号的检测误差的高精度要求，上述这些电磁噪声均变得无法忽视。

为此，如图1所示，本实用新型的ECU检查装置10还包括滤波单元2，该滤波单元2经由信号传输线路与检查机1相连接，对从检查机1经由信号传输线路而发送的模拟控制信号进行滤波。利用该滤波单元2，能将上述由信号传输线路和检查机1自身所产生的电磁噪声一并滤除，因此，能确保输入至后级的模拟控制信号的检测误差精度满足较高的要求。由此，能避免以下两种情况的发生，即：作为检查对象4的ECU虽然为合格品，但因接收到错误的模拟控制信号而发生误动作，从而导致检查装置发生误检测；或者，作为检查对象4的ECU虽然为不合格品，但因接收到有问题的模拟控制信号反而执行了正确的动作，从而导致检查装置无法判断出ECU的问题。

另外，本申请的发明人经研究发现，例如在进行KNS检查时，检测对象4内部的爆燃传感器模块4A自身就能将小于229Hz的噪声和大于26KHz的噪声完全滤除。然而，通过对检查机1所输出的模拟控制信号进行检测发现，造成干扰的是约20KHz左右的噪声，而该噪声无法被爆燃传感器模块4A自身所滤除，因此，需要使滤波单元2能够滤除20KHz的噪声。因而，优选为将滤波单元2的截止频率设为18KHz以下。

此外，如图1所示，本实用新型的ECU检查装置10还包括放大单元3，该放大单元3与滤波单元2相连接，对经滤波单元2滤波后的模拟控制信号进行放大，并将放大后的模拟控制信号发送至检查对象4。本申请的发明人经研究发现，对于成为正弦波波形的模拟控制信号，经滤波单元2滤波后模拟控制信号会发生衰减，若将衰减后的模拟控制信号直接输入至检查对象4，则输入波形的电压会产生误差，从而也会导致检查对象4发生误动作。因此，通过在滤波单元2的后级设置放大单元3，能将经滤波后的模拟控制信号进行放大，从而能减小输入至检查对象4的模拟控制信号相对于从检查机1输出的模拟控制信号的电压值误差。

另外，由放大单元3进行放大后的模拟控制信号相对于从检查机1输出的模拟控制信号的电压值误差优选为小于等于±1％。

下面，参照附图对本实用新型的优选实施方式进行说明。

实施方式1.

图2是用于对本实施方式1所涉及的ECU检查装置的电路结构进行说明的电路图。图3是用于对构成图2所示的滤波单元2的低通滤波电路的电路结构进行说明的电路图。

如图2所示，检查机1产生模拟控制信号，具有VIN1、VIN2、VIN3三个输出端子。VIN1端子与VIN2端子经由一股双绞线与滤波单元2中的一组低通滤波电路相连接，VIN3端子与VIN2端子经由另一股双绞线与滤波单元2中的另一组低通滤波电路相连接。关于低通滤波电路的具体结构，将在后文中详细说明。滤波单元2中的一组低通滤波电路的两个输出端分别与放大单元3中的一个差分放大电路的同相输入端和反相输入端相连接，滤波单元2中的另一组低通滤波电路的两个输出端分别与放大单元3中的另一个差分放大电路的同相输入端和反相输入端相连接。两个差分放大电路的输出端分别与检查对象4相连接，将经滤波单元2滤波并经放大单元3放大后的模拟控制信号输出至检查对象4内部的爆燃传感器模块4A。检查对象4在爆燃传感器模块4A接收到来自放大单元3的模拟控制信号后，根据内部所存储的程序来执行与该模拟控制信号相对应的处理，并向检查机1输出例如CAN(Controller Area Network：控制器局域网络)监控信号等反馈信号。检查机1根据所接收到的CAN监控信号来判断检查对象4是否存在异常。

下面对滤波单元2和放大电路3的具体电路结构进行说明。

如图2所示，滤波单元2由两组共四个低通滤波电路构成。其中的一个低通滤波电路包括：电阻R1，该电阻R1的一端经由构成一股双绞线的一对导线中的一根导线，与VIN1端子相连接；以及电容器C1，该电容器C1并联连接在电阻R1的另一端与接地之间。另一个低通滤波电路包括：电阻R2，该电阻R2的一端经由构成一股双绞线的一对导线中的另一根导线，与VIN2端子相连接；以及电容器C2，该电容器C2并联连接在电阻R2的另一端与接地之间。又一个低通滤波电路包括：电阻R7，该电阻R7的一端经由构成另一股双绞线的一对导线中的一根导线，与VIN3端子相连接；以及电容器C3，该电容器C3并联连接在电阻R7的另一端与接地之间。再一个低通滤波电路包括：电阻R8，该电阻R8的一端经由构成另一股双绞线的一对导线中的另一根导线，与VIN2端子相连接；以及电容器C4，该电容器C4并联连接在电阻R8的另一端与接地之间。

另外，如图2所示，放大单元3由两个差分放大电路构成。其中的一个差分放大电路包括：电阻R3，该电阻R3的一端与滤波单元2中的一个低通滤波电路的输出端、即上述电阻R1的另一端相连接；运算放大器A1，该运算放大器A1的反相输入端与电阻R3的另一端相连接，该运算放大器A1的输出端与检查对象4的控制信号输入端相连接；电阻R5，该电阻R5并联连接在运算放大器A1的反相输入端与运算放大器A1的输出端之间；电阻R4，该电阻R4的一端与滤波单元2中的另一个低通滤波电路的输出端、即上述电阻R2的另一端相连接；以及电阻R6，该电阻R6并联连接在电阻R4的另一端与接地之间。另一个差分放大电路包括：电阻R9，该电阻R9的一端与滤波单元2中的又一个低通滤波电路的输出端、即上述电阻R7的另一端相连接；运算放大器A2，该运算放大器A2的反相输入端与电阻R9的另一端相连接，该运算放大器A2的输出端与检查对象4的控制信号输入端相连接；电阻R11，该电阻R11并联连接在运算放大器A2的反相输入端与运算放大器A2的输出端之间；电阻R10，该电阻R10的一端与滤波单元2中的再一个低通滤波电路的输出端、即上述电阻R8的另一端相连接；以及电阻R12，该电阻R12并联连接在电阻R10的另一端与接地之间。

下面对滤波单元2和放大单元3的一个结构例的元器件参数进行说明。

作为一个示例，设VIN2端子例如为接地端子，VIN2端子上的电压为噪声电压Vnoise，VIN1端子上的电压为模拟控制信号电压与噪声电压之和、即Vin+Vnoise，且VIN1端子上的电压远大于VIN2端子上的电压，此时，运算放大器A1的反相输入端电压高于同相输入端电压，由于虚短、虚断的作用，输出电压向负方向变化。

首先，VIN1端子上的电压Vin+Vnoise和VIN2端子上的电压Vnoise分别通过由电阻R1和电容器C1构成的低通滤波电路，由电阻R1和电容器C1所决定的截止频率上的、特定频率的噪声被滤除。

参照图3对低通滤波电路的电路结构进行说明。如上所述，例如在进行KNS检查时，为了滤除爆燃传感器模块4A自身所无法滤除的、造成干扰的约20KHz左右的噪声，优选将低通滤波电路的截止频率fc设为18KHz以下。为此，先选择电阻R1的电阻值r＝20KΩ±1％，根据以下式(1)

[数学式1]

fc＝1/(2×π×r×c) (1)

可求出电容器C1的电容值c＝470pF±1％，此时，低通滤波电路的截止频率fc＝16.6KHz～17.3KHz，满足设计要求。

然后，由于通过低通滤波电路后的模拟控制信号的幅值会因滤波电路的作用而衰减为原来的约0.70776倍，并且，如上所述，为了减小输入至检查对象4的模拟控制信号相对于从检查机1输出的模拟控制信号的电压值误差，优选将由放大单元3进行放大后的模拟控制信号相对于从检查机1输出的模拟控制信号的电压值误差控制为小于等于±1％，因此，需要将后级的差分放大电路的放大倍数控制为约1.41倍。

如图2所示，设电阻R3的电阻值r3＝36KΩ±1％，电阻R5的电阻值r5＝51KΩ±1％，差分放大电路的放大倍数A由r5/r3来决定。若进一步考虑电阻和电容器的温度的影响，设温度的最大值T_max＝398K，温度的最小值T_min＝233K，常温温度T_nom＝25℃+273＝298K，电阻的温度系数TC_R＝0.0001K^∧-1，电容器的温度系数TC_C＝0.00006K^∧-1，电阻R3的最大电阻值为r3_max，电阻R3的最小电阻值为r3_min，电阻R5的最大电阻值为r5_max，电阻R5的最小电阻值为r5_min，则下式(2)～(5)成立。

[数学式2]

r3_max＝36KΩ×(1+1％)×[1+(T_max-T_nom)×TC_R]

＝36.7KΩ (2)

[数学式3]

r3_min＝36KΩ×(1－1％)×[1+(T_nom-T_min)×TC_R]

＝35.9KΩ (3)

[数学式4]

r5_max＝51KΩ×(1+1％)×[1+(T_max-T_nom)×TC_R]

＝52KΩ (4)

[数学式5]

r5_min＝51KΩ×(1－1％)×[1+(T_nom-T_min)×TC_R]

＝50.8KΩ (5)

此时，若设低通滤波电路的衰减倍数B＝0.71171～0.70507倍，检查机1的输出波形电压为U，输入检查对象4的输入波形电压为U’，检测误差精度Δ的最大值为Δ_max，检测误差精度Δ的最小值为Δ_min，则由于Δ＝∣U’－U∣/U×100％，因此，下式(6)、式(7)成立。

[数学式6]

Δ_max＝∣r5_max/r3_max×B_max-1∣×100％

＝0.826％ (6)

[数学式7]

Δ_min＝∣r5_min/r3_min×B_min-1∣×100％

＝0.115％ (7)

根据上述式(6)和式(7)可知，检测误差精度Δ的最大值和最小值均小于等于±1％，因此，输入至检查对象4的模拟控制信号相对于从检查机1输出的模拟控制信号的电压值误差满足设计要求。

以上仅对滤波单元2中的一个低通滤波电路和放大单元3中的一个差分放大电路的元器件参数进行了说明，但滤波单元2中的其它低通滤波电路和放大单元3中的另一个差分放大电路的元器件参数也可以设得与以上所说明的元器件参数相同。

另外，以上示出了滤波单元2由两组共四个低通滤波电路构成、放大单元3由两个差分放大电路构成的结构，但本实用新型并不局限于此。例如，也可以仅由一组低通滤波电路来构成滤波单元2，且仅由一个差分放大电路来构成放大单元3，或者，也可以由两组以上的低通滤波电路来构成滤波单元2，且由两个以上的差分放大电路来构成放大单元3，只要低通滤波电路的数量与差分放大电路的数量相对应即可。

下面，参照图4对本实施方式1的技术效果进行说明。

图4是用于对采用本实施方式1所涉及的ECU检查装置前后的输出波形的比较结果进行说明的波形图。图4中的虚线表示未设置滤波单元2和放大单元3而将检查机1直接通过双绞线与检查对象4相连接时的输入检查对象4的电压的实测波形，实线表示设置了滤波单元2和放大单元3时的输入检查对象4的电压的实测波形。

如图4所示，在未设置滤波单元2和放大单元3的情况下，电压波形上会产生如图中圆圈所圈出那样的脉冲方波噪声。通过测量可知，该方波噪声的频率约为20KHz。另一方面，在设置有滤波单元2和放大单元3的情况下，上述脉冲方波噪声被滤除，输入检查对象4的模拟控制信号的精度得以提高。另外，如图4所示，在设置有滤波单元2和放大单元3的情况下，虽然电压波形的幅值有些许降低，但降低的幅度非常小，基本不会对输入检查对象4的模拟控制信号的精度造成影响。

由此可知，根据本实施方式1，既能滤除连结检查对象4与检查机1的双绞线中所产生的电磁噪声，又能减小输入至检查对象4的模拟控制信号相对于从检查机1输出的模拟控制信号的电压值误差，因此，能防止检查装置发生误检测。

此外，优选为滤波单元2及放大单元3尽量靠近检查对象4进行设置，并且，这一点也同样适用于后述的实施方式2。根据这一结构，能防止放大单元3与检查对象4之间多余的连接线路对模拟控制信号造成二次污染，因此，能进一步提高模拟控制信号的精度，防止检查装置发生误检测。

实施方式2.

在实施方式1中，对滤波单元2是由电阻和电容所构成的低通滤波电路的情况进行了说明，但本实用新型的滤波单元并不局限于此。在本实施方式2中，对利用其它电路结构来构成滤波单元2的情况进行说明。

图5(a)～图5(c)是用于对本实施方式2所涉及的ECU检查装置中的滤波单元的电路结构进行说明的电路图。

如图5(a)所示，滤波单元由电感器L和电阻R构成。电感器L的一端连接输入电压Vin，另一端连接输出电压Vout。电阻R并联连接在输出端Vout与接地之间。根据上述结构，滤波单元的截止频率fc根据下式(8)来进行计算。

[数学式8]

另外，如图5(b)所示，滤波单元也可以由电感器L和电容器C构成。电感器L的一端连接输入电压Vin，另一端连接输出电压Vout。电容器C并联连接在输出端Vout与接地之间。根据上述结构，滤波单元的截止频率fc根据下式(9)来进行计算。

[数学式9]

另外，如图5(c)所示，滤波单元也可以由电感器L、电容器C和电阻R三者构成。电感器L的一端连接输入电压Vin，另一端与电容器C的一端相连接。电容器C的另一端连接输出电压Vout。电阻R并联连接在输出端Vout与接地之间。根据上述结构，滤波单元的截止频率fc根据下式(10)来进行计算。

[数学式10]

当采用上述图5(a)～(c)的电路结构来构成滤波单元时，只要满足截止频率为18KHz以下，均可获得与上述实施方式1相同的技术效果。

另外，当采用上述图5(a)～(c)的电路结构来构成滤波单元时，与滤波单元相对应，通过调整后级的放大单元的放大倍数，同样可以使得经放大单元放大后的模拟控制信号相对于从检查机输出的模拟控制信号的电压值误差小于等于±1％，因此，如上所述的差分放大电路的结构同样适用于本实施方式2所涉及的ECU检查装置。

此外，以上对利用差分放大电路来构成放大单元的结构进行了说明，但本实用新型并不局限于此。例如，也可以采用三极管、IGBT、场效应管等电阻元件、甚至集成芯片等来构成放大单元，只要所构成的放大单元的放大倍数与前级的滤波单元的衰减倍数之积使得经放大单元放大后的模拟控制信号相对于从检查机输出的模拟控制信号的电压值误差小于等于±1％即可。

以上对本实用新型的各实施方式进行了说明。应当认为本次披露的各实施方式的所有方面仅是举例表示，并非是限制性的。本实用新型的范围由权利要求书来表示，而并非由上述实施方式来表示，本实用新型的范围还包括与权利要求书等同的含义及范围内的所有的修正和变形。

工业上的实用性

如上所述，根据本实用新型的ECU检查装置在对作为检查对象的ECU进行检查时、特别是在对利用爆燃传感器的ECU进行异常检查时是有用的。

标号说明

1 检查机

2 滤波单元

3 放大单元

4 检查对象

4A 爆燃传感器模块

10 ECU检查装置

L 电感器

R、R1～R12 电阻

C、C1～C4 电容器

Claims (8)

1.一种ECU检查装置，其特征在于，包括：

检查机，该检查机向作为检查对象的ECU发送模拟控制信号，并从所述ECU接收反馈信号；

滤波单元，该滤波单元经由信号传输线路与所述检查机相连接，对从所述检查机经由所述信号传输线路而发送的所述模拟控制信号进行滤波；以及

放大单元，该放大单元与所述滤波单元相连接，对经所述滤波单元滤波后的所述模拟控制信号进行放大，并将放大后的所述模拟控制信号发送至所述ECU。

2.如权利要求1所述的ECU检查装置，其特征在于，

所述滤波单元的截止频率为18KHz以下。

3.如权利要求2所述的ECU检查装置，其特征在于，

由所述放大单元进行放大后的所述模拟控制信号相对于从所述检查机输出的所述模拟控制信号的电压值误差小于等于±1％。

4.如权利要求2所述的ECU检查装置，其特征在于，

所述滤波单元是低通滤波电路，包括：

第1电阻，该第1电阻的一端与所述信号传输线路相连接，其电阻值为20KΩ；以及

电容器，该电容器并联连接在所述第1电阻的另一端与接地之间，其电容值为470pF。

5.如权利要求4所述的ECU检查装置，其特征在于，

所述放大单元的放大倍数为1.41倍。

6.如权利要求5所述的ECU检查装置，其特征在于，

所述放大单元包括：

第2电阻，该第2电阻的一端与所述第1电阻的另一端相连接，其电阻值为36KΩ；

运算放大器，该运算放大器的反相输入端与所述第2电阻的另一端相连接，该运算放大器的输出端与所述ECU的控制信号输入端相连接；以及

第3电阻，该第3电阻并联连接在所述运算放大器的所述反相输入端与所述运算放大器的所述输出端之间，其电阻值为51KΩ。

7.如权利要求1至6的任一项所述的ECU检查装置，其特征在于，

所述滤波单元及所述放大单元靠近所述ECU进行设置。

8.如权利要求1至6的任一项所述的ECU检查装置，其特征在于，

所述信号传输线路为双绞线，

在构成所述双绞线的一对导线上分别连接有一个所述滤波单元，

所述放大单元是差分放大电路，该差分放大电路的反相输入端经由一个所述滤波单元与所述一对导线中的一根导线相连接，该差分放大电路的同相输入端经由另一个所述滤波单元与所述一对导线中的另一根导线相连接。

Images