专利名称：汽车故障设置和清除的方法与装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种能够根据需要，人为设置汽车各种故障并清除所设故障的方法与装置。 特别是能够实现在真实汽车、或汽车各电子总成系统实验台上，人为控制各种故障反复出现 或消失，达到能重复使用的教学实验目的。
背景技术：
汽车故障，是指汽车总成或部件总成，部分地或完全地丧失了原设计功能的现象。汽车 故障从形成到发展，是一个极其复杂的过程，特别是目前所使用的汽车，大多数都采用了电 子控制技术，机械故障与电子故障往往交织在一起，更增加了对汽车故障进行定量定性分析 的难度。当前，在汽车设计制造与汽车性能研究领域，多数都集中在关注汽车的安全性能， 如碰撞实验等，较少有关于汽车电子系统传感器、'执行器以及控制器的故障试验，包括某个 传感器或执行器发生故障以后，对整个汽车电子系统的影响，甚至整车动力性、行驶性、经 济性等性能的影响研究与试验。另一方面，随着汽车保有量的不断增加，汽车维修服务行业也获得了空前的发展机会与 发展空间，但是行业技术人才却大量缺乏，该行业在三年前就被国家确定为四个紧缺人才行 业之一。在汽车维修服务行业内，全面掌握针对汽车电子控制系统以及传感器、执行器和ECU (汽车电子控制器)的故障诊断、检测分析以及维护保养的高级技术人才十分稀缺，劳动与 交通部门组织技能等级评定与技术考核，也很难涉及这一领域。第三，在汽车运用与服务工程职业教育、行业专业技术培训等方面，也缺乏一种能在实 物上，使汽车电子系统各种传感器、执行器和ECU的故障反复出现的装置，以便反复进行故 障检测、故障诊断、故障排除的教学活动，通过"故障再现、过程重演"的方式，真实地进 行针对汽车故障的诊断方法、检修流程、维修工艺以及操作规范的重复练习。我们不可能等 到汽车故障真的出现了，再组织大家前去学习如何诊断分析。发明内容针对上述问题，本发明提供了一种汽车故障设置与故障清除的方法与装置，它是在汽车
或汽车各总成实验台(图1-1)上连接一个继电器组或光藕组(图1-5)，把汽车或汽车各总 成的电路(图1-4)连接到这个继电器组或光藕组(图1-5)'上，它实际上也是一个控制模块 (图1-5),可以安装在汽车、汽车各总成实验台(图1-1)以及控制柜等不同的位置，使用 插接器与汽车或各汽车总成控制器(图l-2)插接器连接，也可以直接与汽车或汽车各总成 实验台的控制线東(图1-3)连接，十分方便快捷。连接完成后，使用故障设置箱(图l-6) 内的故障按钮、遥控器(图1-7)或计算机(图1-8)鼠标操纵，就可实现汽车或汽车各总成 控制电路的断路、短路、搭接等不同类型的故障。另一种方式是修改汽车电控系统的正常信 号其方法之一是针对线性电阻式的传感器与执行器，通过在电路上串联一个带表头的可变 电阻(图2-4)的方式，修改反馈ECU的信号(图2-3),使ECU产生错误计算，进而控制执行器发生错误动作，或者使执行器动作不到位。第三种方式是干扰汽车电控系统的正常信号 其方法之一是对车载CAN总线与多路信息传输系统施加一个干扰源(图3-6),影响网络系统 的数据传输质量(图3-4 ),也可干扰转速传感器的脉冲信号(图3-5 )，实现故障的实际发生， 单个故障数目在40个以上，还可以设置复合故障，即点火系统有故障的同时，供油系统也有 故障，电子进气系统还有故障。上述各种类型故障的实现全部是真实的，根据车型的不同可 使ECU(图l-2)存储不同的故障代码，并造成动态数据流参数的改变。从外观上可以看到汽 车或汽车各总成系统工作不良，如发动机无法起动、起动困难、怠速转速偏高或偏低、加速 迟滞、怠速游车、尾气排放恶劣等。使用汽车故障诊断仪可以读到这些故障数据及故障信息。 故障出现的范围函盖所有传感器、执行器与ECU;故障发生的性质包括断路、短路、搭接、 搭铁、信号过高、信号过低等；故障涉及类型主要有反馈信号故障、电源电压故障、参考电 压故障、校正信号故障、控制电路故障以及数据传输质量故障等。使用万用表、汽车示波器、 发动机综合分析仪、尾气分析仪等汽车维修设备都可以采集到相关的故障数据与故障信l、。通过上述设计，本发明的有益效果在于上述各种类型故障的出现与清除可以随时发生， 且全部控制在安全的范围内，不会对汽车或汽车各总成造成任何损害。故障设置和清除的方 法与装置适用于多种形式既适用于汽车，也适用于汽车各总成实验台；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。其结构以及与汽车或汽车各总成实验台 的连接如附图所示
附图1是汽车故障设置和清除装置的与汽车或汽车各总成实验台连接的示意图，附图2 是修改信号导致故障的原理图，附图3是干扰信号导致故障的原理图，附图4是故障设置面板内设置修改信号故障的装置图。 附图l标注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3. 是汽车或汽车各总成的控制电路4. 是通讯电缆5. 是控制模块(带继电器组或光藕组)6. 是故障设置箱7. 是遥控器8. 是计算机 附图2标注1. 是汽车或汽车各总成的控制单元2. 是汽车或汽车各总成的传感器3. 是带显示表头的可变电阻 附图3标注1. 是汽车或CAN总线实验台的控制器12. 是汽车，CAN总线实验台的控制器23. 是发送脉冲信号的转速传感器4. 是网络链路5. 是信号线6. 是控制模块(带继电器组或光藕组) 附图4标注1. 是故障设置面板2. 是电阻表3. 是可变电阻器4. 是电阻表的干电池盒5. 是电阻表电源开关6. 是电路控制开关具体实施方案
手动设置故障结构组成包括故障设置箱(图1-6)与故障设置面板、故障设置按钮。 根据需要，拨动与欲设故障相对应的故障设置按钮，就可实现断路、短路、搭接、搭铁等类 型的故障。设置信号修改类型的故障结构组成包括故障设置箱(图1-6)内的故障设置面板(图 4-1)、电阻表(图4-2)、电池盒(图4-4)、电阻表电源开关(图4-5)和电路控制开关(图 4-6)等。在故障设置面板(图4-1)打开电阻表电源开关(图4-5),打开电路控制开关(图 4-6)，调谐电阻值(图4-3)至预想的数值，由于在汽车电子系统电路中增加了电阻，因A 反馈到汽车或各汽车总成控制器(图l-2)电压被改变，达到设置故障的目的。设置信号干扰类型的故障结构组成包括外接的控制模块(图1-5)、遥控器(图1-7) 或计算机(图1-8),使用遥控器(图1-7)或计算机(图1-8)启动控制模块(图1-5),控 制模块就会释放一个干扰，这个干扰会影响汽车CAN总线与多路信息传输的网络数据传输,f 量，如果把这个干扰施加在转速传感器的反馈信号线上，转速传感器的脉冲信号也会发生改 变，从而实现故障的发生。故障设置还可以使用遥控器(图1-7)、计算机(图1-8)远程设置故障，以增加故淳设 置的隐蔽性，用于汽车或汽车各总成的实际故障诊断维修技能考核。
权利要求
1. 本发明涉及一种能够根据需要，人为设置汽车各种故障并清除所设故障的方法与装置。特 别是能够实现在真实汽车、或汽车各电子总成系统实验台上，人为控制各种故障反复出现 或消失，达到能重复使用的教学实验目的。
2. 如权利要求l的方法，其特征在于它是在汽车或汽车各总成实验台(图1-1)上连接一 个继电器组或光藕组(图1-5 )，把汽车或汽车各总成的电路(图1-4)连接到这个继电器 组或光藕组(图1-5)上，它实际上也是一个控制模块(图l-5)，可以安装在汽车、汽车 各总成实验台(图l-l)以及控制柜等不同的位置，使用插接器与汽车或各汽车总成控制 器(图1-2)插接器连接，也可以直接与汽车或汽车各总成实验台的控制线東(图1-3) 连接，十分方便快捷。连接完成后，使用故障设置箱(图1-6)内的故障按钮、遥控器(图 1-7)或计算机(图1-8)鼠标操纵，就可实现汽车或汽车各总成控制电路的断路、短路、 搭接等不同类型的故障。
3. 如前述任一权利要求的方法，其特征在于另一种方式是修改汽车电控系统的正常信号 其方法之一是针对线性电阻式的传感器与执行器，通过在电路上串联一个带表头的可变电 阻(图2-4)的方式，修改反馈ECU的信号(图2-3)，使ECU产生错误计算，进而控制执 行器发生错误动作，或者使执行器动作不到位。
4. 如前述任一权利要求的方法，其特征在于第三种方式是干扰汽车电控系统的正常信号 其方法之一是对车载CAN总线与多路信息传输系统施加一个干扰源(图3-6),影响网络 系统的数据传输质量(图3-4),也可干扰转速传感器的脉冲信号(图3-5),实现故障的 实际发生。
5. 如前述任一权利要求的方法，其特征在于单个故障数目在40个以上，还可以设置复合 故障，即点火系统有故障的同时，供油系统也有故障，电子进气系统还有故障。上述各种 类型故障的实现全部是真实的，根据车型的不同可使ECU(图l-2)存储不同的故障代码， 并造成动态数据流参数的改变，从外观上可以看到汽车或汽车各总成系统工作不良，如发 动机无法起动、起动困难、怠速转速偏高或偏低、加速迟滞、怠速游车、尾气排放恶劣等。 使用汽车故障诊断仪可以读到这些故障数据及故障信息。
6. 如前述任一权利要求的方法，其特征在于故障出现的范围函盖所有传感器、执行器与 ECU;故障发生的性质包括断路、短路、搭接、搭铁、信号过高、信号过低等；故障涉及类型主要有反馈信号故障、电源电压故障、参考电压故障、校正信号故障、控制电路故障 以及数据传输质量故障等。使用万用表、汽车示波器、发动机综合分析仪、尾气分析仪等 汽车维修设备都可以采集到相关的故障数据与故障信息。
7. 如前述任一权利要求的方法，其特征在于故障设置和清除的方法与装置适用于多种形式 既适用于汽车，也适用于汽车各总成实验台；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。
8. 如前述任一权利要求的方法，其特征在于手动设置故障一一结构组成包括故障设置箱(图 l-6)与故障设置面板、故障设置按钮。根据需要，拨动与欲设故障相对应的故障设置按 钮，就可实现断路、短路、搭接、搭铁等类型的故障。
9. 如前述任一权利要求的方法，其特征在于设置信号修改类型的故障一一结构组成包括故 障设置箱(图1-6)内的故障设置面板(图4-1)、电阻表(图4-2)、电池盒(图4-4)、 电阻表电源开关(图4-5)和电路控制开关(图4-6)等，在故障设置面板(图4-1)打 开电阻表电源开关(图4-5),打开电路控制开关(图4-6)，调谐电阻值(图4-3)至预 想的数值，由于在汽车电子系统电路中增加了电阻，因此反馈到汽车或各汽车总成控制器(图1-2)电压被改变，达到设置故障的目的。
10. 如前述任一权利要求的方法，其特征在于设置信号干扰类型的故障一一结构组成包括外 接的控制模块(图1-5 )、遥控器(图1-7 )或计算机(图1-8 )，使用遥控器(图1-7 )或 计算机(图1-8)启动控制模块(图1-5),控制模块就会释放一个干扰，这个干扰会影响 汽车CAN总线与多路信息传输的网络数据传输质量，如果把这个干扰施加在转速传感器的 反馈信号线上，转速传感器的脉冲信号也会发生改变，从而实现故障的发生，达到设置硬 故障和软故障的目的。
全文摘要
本发明涉及一种能够根据需要，人为设置汽车各种故障并清除所设故障的方法与装置。特别是能够实现在真实汽车、或汽车各电子总成系统实验台上，人为控制各种故障反复出现或消失，达到能重复使用的教学实验目的。故障发生的性质包括断路、短路、搭接、搭铁、信号过高、信号过低等；故障涉及类型主要有反馈信号故障、电源电压故障、参考电压故障、校正信号故障、控制电路故障以及数据传输质量故障等。使用万用表、汽车示波器、发动机综合分析仪、尾气分析仪等汽车维修设备都可以采集到相关的故障数据与故障信息。
文档编号G09B25/00GK101145297SQ20071006126
公开日2008年3月19日 申请日期2007年9月29日 优先权日2007年9月29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