专利名称：基于网络的汽车发动机综合分析仪自动测试与分析系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种基于网络的汽车发动机综合分析仪自动测试与智能分析系统，尤其是能 够实现在局域网内，对汽车或汽车各总成实验台的各种电信号进行远程自动测试与智能主动 分析。
背景技术：
为了提高汽车的动力性、经济性、舒适性和环保性，现在的汽车普遍安装了多种电控系 统，如发动机电控系统、自动变速器电控系统、制动防抱死电控系统等等，有的已经成为标 准配置，如电控安全气囊、电控自动空调、电控中控锁等，并且随着电子技术的发展，有向 集成化、模块化、智能化及网络化方向发展的趋势，汽车电控系统也越来越复杂，从而给汽 车维修以及故障诊断方法带来了新的挑战，汽车发动机综合分析仪就是在这种情况下应运而 生的。但是公知的汽车发动机综合分析仪附带多种探针、海豚夹和刺线器等附属工具，在采 集汽车电子系统电信号时，需要用这些附属工具通过使用刺线器穿刺导线、使用探针挑开防 水胶堵等才能够采集到相关电信号并加以人工分析，这一方面致使数据分析准备的时间过长， 采集一个信号往往就需要准备20分钟以上。另一方面会破坏汽车原有的防水性、防尘性和密 闭性，甚至导致一些汽车电子部件提前失效。第三，汽车发动机综合分析仪只能在现场进行 分析，当数据采集现场不适合人进入时(尾气排放超标对身体有害，或科研中极限试验时可 能发生飞车等危险情况)，测试工作往往就无法进行。第四，汽车发动机综合分析仪的数据显
示屏幕一般使用n寸或更小的显示器，能同时观察数据的人数有限，不适合开展大面积专业 技术培训与职业教育教学活动。第五，当前在汽车服务行业全面掌握汽车电子控制系统传感
器、执行器和ECU信号测量分析的髙级技术人才大量缺乏，劳动与交通部门组织职业技能鉴
定与专业技术等级评定时，由于其准备的时间过长且过于烦瑣，很难深入地开展这方面的评 定与鉴定工作。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种基于网络的汽车发动机综合分析仪自动测试与智能分析 系统，主要包括控制模块(图1-5)、通讯电缆(图1-4)、汽车发动机综合分析仪(图1-6)、 网络接口 (图1-7)、远端计算机(图1-8)、测量信号处理软件、数据库、远程访问软件(图 l-7)等构成。该系统不但能够实现在局域网内使用计算机鼠标、或使用遥控器远程控制汽车 发动机综合分析仪的信号自动采集与显示，并且具备对这些采集到的电信号进行智能主动对 比分析的功能，本发明适用于针对所有车系的汽车和汽车各总成实验台的电信号进行自动采 集与智能分析，只需要根据不同的车型对控制模块做不同的电连接就可以实现。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是开发一个控制模块(图1-5)安装在汽车 或汽车各总成实验台，也可以安装在测试台上，控制模块的一端与汽车或汽车各总成实验台 (图1-1)的ECU (图1-2)或电路(图1-3)电连接，另一端与汽车发动机综合分析仪(图 l-6)的分析电路连接。这个控制模块(图1-5)内部装有一个继电器组(或光偶组或三极管 组)，模块内还装有一个芯片，通过集成电路把它们组合在一起，根据计算机发出的指令实现 继电器组(或光偶组或三极管组)电路的通断，以实现控制模块内部不同的电连接，达到自 动测试汽车或汽车各总成实验台各种电信号的目的。
采用软件编程开发测量信号处理软件、远程访问软件(图1-7),采用USB标准通讯接口 连接远端计算机(图1-8)与发动机综合分析仪(图1-6),实现计算机或遥控器控制下的自 动测试与显示。发动机综合分析仪(图1-6)可以通过网络接口 (图1-7),与远程的多台计 算机连接，实现远程控制。
釆用编程器开发硬件的控制程序，使之能够接收来自计算机鼠标或遥控器的不同信号。 预先编制汽车或汽车各总成实验台需要测试的电路测试点输入计算机或手持式的遥控器，通 过屏幕显示或组号指令实现汽车发动机综合分析仪探测电路的自动移动测试，再通过测量信 号处理软件在屏幕上显示出来。
数据库中预先存储汽车所有传感器、执行器和ECU的标准波形图，把带有典型意义的故 障波形图以及常见的形成原因和处理方法也汇编写入数据库，通过编码与实测信号一一对应 地调取出来，实现对这些电信号的主动智能分析。
使用投影仪或电子白板，把测到的汽车或汽车各总成实验台运行中的真实电信号，以及 预先存储的标准数据一同投射到大屏幕，实现大面积专业技术培训和知识、技术的广泛传播 与普及。
通过上述设计，本发明的有益效果在于在局域网内任意一个接点，使用计算机鼠标就 可以把汽车发动机综合分析仪的信号探针直接放置在汽车电子系统任何电路上采集相关电信 号，不必使用刺线器反复穿刺汽车导线，节省了大量准备与转换测试点的操作时间，也不必
在现场采集；既能够在汽车或汽车各总成实验台上自动测试，也能够在局域网内控制汽车发 动机综合分析仪进行远程自动测量；具有标准信号与实测信号的自动对比分析功能，并且所 有的分析过程可以直观地通过投影仪和电子白板展示给所有学生，开展大面积职业教育和专 业技术培训、技术等级考核与技能鉴定。
附图i是基于网络的汽车发动机综合分析仪自动测试与智能分析系统与汽车和各汽车总 成实验台的连接图。附图2是对空气流量传感器5V参考电压与12V加热电源自动测试与分 析的实施例。附图3是对空气流量传感器反馈信号波形与电压自动测试与分析的实施例。附 图4是对车载CAN总线与多路信息传输系统高位与低位链路自动测试与分析的实施例。 附图1中
1. 是汽车或汽车各总成实验台
2. 是汽车或汽车各总成的控制单元ECU
3. 是汽车或汽车各总成的控制电路
4. 是通讯电缆
5. 是自动测试控制模块
6. 是发动机综合分析仪
7. 是遥控器
8. 是网络接口
9. 是多个远程终端计算机 附图2中
1. 是空气流量传感器
2. 是空气流量传感器5V参考电压自动测量点
3. 是空气流量传感器12V加热电源自动测量点
4. 是发动机ECU
5. 是燃油泵继电器 附图3中
1. 是空气流量传感器
2. 是空气流量传感器反馈信号线
3. 是空气流量传感器反馈信号自动测量点，其特性是怠速1.4V左右，急加速达到3.4V电
压，并有波形输出 4.是发动机ECU 附图4中
1. 发动机控制ECU
2. 仪表控制ECU
3. CAN的高位测试点
4. CAN的低位测试点
具体实施方案
如附图1所示连接方式，控制模块(图1-5)的一端通过USB标准接口和通讯电缆(图 1-4 )连接发动机综合分析仪(图1-6 )，另 一端连接在汽车或汽车各总成实验台(图1-1)的 控制单元(图1-2)、或控制电路(图1-3)上，发动机综合分析仪(图1-6)通过通讯电缆 (图1-4 )、网络接口 (图1-7 )又和远程终端计算机(图1-8 )相连。发动机综合分析仪(图 l-6)是成熟产品，有双通道、4通道和8通道多种规格，根据科研和教学的需要选购适合的 产品。打开发动机综合分析仪(图1-6),在远程计算机上打开汽车发动机综合分析仪自动测 试与智能分析系统软件的控制界面，点击鼠标将双通道或更多通道的虛拟探头拖到需要测试 的传感器、执行器、EGU电路的测试点上，使用鼠标点击测试的项目，测量信号处理软件立 即显示真实的电压、波形或方波图，十分方便快捷，测试点转换在瞬间完成。点击鼠标，系 统自动选择调取相关诊断帮助信息同屏显示。远程计算机连接投影设备，就能将处在不同地 理位置的汽车或汽车各总成实验台(图1-1)的相关动态电参数、数据投射到大屏幕上，供 数百人同时分析研究。
在附图2所示的实施例，是对空气流量传感器5V参考电压与12V加热电源自动测试与分 析的实施例。空气流量传感器(图2-1)与发动机ECU (图2-5 )有三条电缆连接，其工作原 理是起动发动机时，燃油泵继电器(图2-5 )将12V加热电源送入空气流量传感器(图2-1 )， 发动机ECU (图2-5 )将5V参考电压也送入空气流量传感器(图2-1 )。点击鼠标将一个通道 的虛拟探头拖到空气流量传感器5V参考电压自动测量点(图2-3)上，将另一个通道的虛拟 探头拖到空气流量传感器12V加热电源自动测量点(图2-4)上，测量信号处理软件立即分 别显示真实的传感器参考电压5V和加热电源12V的两条图形。若空气流量传感器(图2-1) 有故障，点击鼠标系统可自动调取相关诊断帮助信息同屏显示。
在附图3所示的实施例中，若空气流量传感器(图3-1)通过电缆(图3-2)将空气流量
信息传输到发动机ECU (图3-4)。点击鼠标将一个通道的虛拟探头拖到空气流量传感器反馈 信号自动测量点(图3-3)上，测量信号处理软件立即显示真实的传感器反馈电压，怠速时 1.4V左右，急加速可达到3.4V，并能显示波形图。点击鼠标可调取诊断帮助信息同屏显示。
在附图4所示的实施例中，发动机ECU (图4-1)与仪表ECl)(图4-2)用两条双纹网线 (图4-3)和(图4-4)传递数据。在"CAN测试"按钮点击鼠标，系统自动将两个通道的虛 拟探头拖到CAN总线高位与低位的测试点(图4-3 )和(图4-4 )上，则测量信号处理软件立 即分别显示真实的CAN链路高位与低位的现实波形图，无论CAN通讯处在正常状态下或故障 状态下，无论是激活状态还是睡眠状态。此时，鼠标点击"标准波形图与诊断帮助"按钮， 弹出另一窗口，系统自动调出数据库中CAN的相关资料与诊断帮助信息。
在一台汽车上，电信号自动测试点的数目多达近百个，涵盖汽车所有电子控制系统。
还有另 一种可供选择的远程控制方案使用遥控器远程实现发动机综合分析仪的自动测 试分析。将需要自动测试的测试点按顺序编码，通过编程确定控制模块的编码与遥控器编码 一致，使用发动机综合分析仪自带的显示器显示真实的电压、波形或方波图。该测试例使用 遥控器自动测试电信号，更具隐蔽性，适合技能鉴定与技术考核使用。
由于各车型汽车电子系统的电信号基本一致，其传感器、执行器和电控单元的工作性质 也基本类似，因此本发明具备良好的广泛性与通用性，能适用于所有车系的各种车型真实汽 车和各类汽车电子总成系统实验台，只需要根据不同的车型，改变控制模块(图1-5)与汽
车控制单元ECU (图1-2)或汽车各总成的控制电路(图1-3)的接线接点就可以进行自动测 试与智能分析。
权利要求
1.本发明涉及一种基于网络的汽车发动机综合分析仪自动测试与智能分析系统.其特征在于在局域网内任意一个接点，使用计算机鼠标就可以把汽车发动机综合分析仪的信号探针直接放置在汽车电子系统任何电路上采集相关电信号，不必使用刺线器反复穿刺汽车导线，节省了大量准备与转换测试点的操作时间，也不必在现场采集；既能够在汽车或汽车各总成实验台上自动测试，也能够在局域网内控制汽车发动机综合分析仪进行远程自动测量；具有标准信号与实测信号的自动对比分析功能，并且所有的分析过程可以直观地通过投影仪和电子白板展示给所有学生，开展大面积职业教育和专业技术培训、技术等级考核与技能鉴定。
2. 如权利要求1的方法，其特征在于开发一个控制模块(图1-5)安装在汽车或汽车各总 成实验台，也可以安装在测试台上，控制模块的一端与汽车或汽车各总成实验台(图1-1) 的ECU(图l-2)或电路(图1-3)电连接，另一端与汽车发动机综合分析仪(图1-6)的 分析电路连接。
3. 如前述任一权利要求的方法，其特征在于这个控制模块(图1-5)内部装有一个继电器 组(或光偶组或三极管组)，模块内还装有一个芯片，通过集成电路把它们组合在一起， 根据计算机或遥控器发出的指令实现继电器组(或光偶组或三极管組)电路的通断，以实 现控制模块内部不同的电连接，达到自动测试汽车或汽车各总成实验台各种电信号的目 的。
4. 如前述任一权利要求的方法，其特征在于采用软件编程开发测量信号处理软件、远程访 问软件，采用USB标准通讯接口连接远端计算机(图1-8)与发动机综合分析仪(图1-6), 实现计算机或遥控器控制下的自动测试与显示，发动机综合分析仪(图1-6)还可以通过 网络接口 (图1-7),与远程的多台计算机连接，实现远程控制。
5. 如前述任一权利要求的方法，其特征在于采用编程器开发硬件的控制程序，使之能够接 收来自计算机鼠标或遥控器的不同信号，预先编制汽车或汽车各总成实验台需要测试的电路测试点输入计算机或手持式的遥控器，通过屏幕显示或组号指令实现汽车发动机综合分 析仪探测电路的自动移动测试，再通过测量信号处理软件在屏幕上显示出来。
6. 如前述任一权利要求的方法，其特征在于数据库中预先存储汽车所有传感器、执行器和 ECU的标准波形图，把带有典型意义的故障波形图以及常见的形成原因和处理方法也汇编 写入数据库，通过编码与实测信号一一对应地调取出来，实现对这些电信号的主动智能分 析。
7.如前述任一权利要求的方法，其特征在于由于各车型汽车电子系统的电信号基本一致， 其传感器、执行器和电控单元的工作性质也基本类似，因此具备良好的广泛性与通用性， 能适用于所有车系的各种车型真实汽车和各类汽车电子总成系统实验台，只需要根据不同 的车型，改变控制模块与汽车电路的接线接点就可以进行自动测试与智能分析；既适用于 静止的汽车或汽车各总成实验台，也适用于动态行驶的汽车。
全文摘要
本发明涉及一种基于网络的汽车发动机综合分析仪自动测试与智能分析系统，其特征在于在局域网内任意一个接点，使用计算机鼠标就可以把汽车发动机综合分析仪的信号探针直接放置在汽车电子系统任何电路上采集相关电信号，不必使用刺线器反复穿刺汽车导线，节省了大量准备与转换测试点的操作时间，也不必在现场采集；既能够在汽车或汽车各总成实验台上自动测试，也能够在局域网内控制汽车发动机综合分析仪进行远程自动测量；具有标准信号与实测信号的自动对比分析功能，并且所有的分析过程可以直观地通过投影仪和电子白板展示给所有学生，开展大面积职业教育和专业技术培训、技术等级考核与技能鉴定。
文档编号G05B23/02GK101178600SQ20071006135
公开日2008年5月14日 申请日期2007年10月8日 优先权日2007年10月8日
发明者征 王 申请人:天津市优耐特汽车电控技术服务有限公司