專利名稱：汽車ecu綜合控制系統(tǒng)的故障模擬裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型提供一種汽車ECU綜合控制系統(tǒng)的故障模擬裝置，屬于汽車實驗教學技術領域。
背景技術：
目前，在轎車上都采用汽車電子綜合控制系統(tǒng)(即汽車ECU控制系統(tǒng))，整個控制系統(tǒng)由“傳感器”、“控制電腦(ECU)”和“執(zhí)行元件”三部分組成。例如，電噴發(fā)動機控制系統(tǒng)的工作過程是通過各路傳感器將“發(fā)動機轉速”、“節(jié)氣門開度”、“空氣進氣量”、“凸輪軸位置”、“排氣含氧量”、“水溫”及“進氣溫度”等多種信號傳遞給“控制電腦”，經過電腦運算處理后再控制“噴油器”、“高壓點火時刻”、“碳罐電磁閥”及“廢氣再循環(huán)”等執(zhí)行元件的工作狀態(tài)，使發(fā)動機的動力性、經濟性和排氣污染等都控制在最佳狀態(tài)。在汽車實驗教學當中，要想培養(yǎng)出高水平的人才就必須真槍實彈的操練，光靠教具、模型是達不到目的的，只有在車況良好的汽車上面設置故障，然后由學生針對汽車故障現(xiàn)象進行診斷分析，查找故障根源，并解決汽車運行不正常的實際問題，這樣才能使學生掌握真本領。但在汽車上進行反復的拆卸來設置故障會對車輛的損失很大，代價太高。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種能解決上述矛盾、無損于車輛即可實現(xiàn)故障設置和排除故障、鍛煉學生對故障現(xiàn)象的分析判斷能力、并掌握如何用汽車診斷儀器設備來查找和處理故障的汽車ECU綜合控制系統(tǒng)的故障模擬裝置。其技術方案為包括狀態(tài)指示電路和多組由雙穩(wěn)態(tài)開關電路、控制開關電路、預設故障端組成的故障模擬電路，其中控制開關電路包括三極管和繼電器，雙穩(wěn)態(tài)開關電路的輸出端對應接控制開關電路和狀態(tài)指示電路，繼電器的常閉觸點串接在汽車ECU綜合控制系統(tǒng)的控制電腦與傳感器、執(zhí)行元件之間，其常開觸點串接在控制電腦和預設故障端之間，即故障模擬裝置串聯(lián)在汽車電控系統(tǒng)的傳感器與控制電腦之間及控制電腦與執(zhí)行元件之間，用雙穩(wěn)態(tài)開關電路與控制開關電路來控制傳感器、執(zhí)行元件與控制電腦連接線路的“通、斷或高、低電位”狀態(tài)，從而將汽車電控系統(tǒng)設為非正常工作模式，使汽車處在故障運行狀態(tài)，以達到設置故障的目的。
所述的汽車ECU綜合控制系統(tǒng)的故障模擬裝置，雙穩(wěn)態(tài)開關電路采用雙鍵雙穩(wěn)態(tài)開關電路，包括按鍵AN1～2、電阻R1～2、電容C和時鐘電路U，其中電源VCC分別接時鐘電路U的4腳、8腳、經電阻R1接時鐘電路U的2腳、經按鍵AN2接時鐘電路U的6腳，時鐘電路U的1腳接地，其2腳、6腳、5腳對應經按鍵AN1、電阻R2、電容C接地，其3腳作為輸出端接控制開關電路和狀態(tài)指示電路。這樣每一路控制開關電路的“通”、“斷”狀態(tài)由按鍵AN1～2控制，按下按鍵AN1，雙穩(wěn)態(tài)開關電路就輸出高電平，按下按鍵AN2，雙穩(wěn)態(tài)開關電路就輸出低電平。
所述的汽車ECU綜合控制系統(tǒng)的故障模擬裝置，雙穩(wěn)態(tài)開關電路也可以采用單鍵雙穩(wěn)態(tài)開關電路，其輸出端接控制開關電路和狀態(tài)指示電路。
所述的汽車ECU綜合控制系統(tǒng)的故障模擬裝置，控制開關電路包括三極管Q1、繼電器J、電阻R3和二極管D1，其中三極管Q1的基極經電阻R3接雙穩(wěn)態(tài)開關電路的輸出端，其發(fā)射極接地，其集電極分別經繼電器J、二極管D1接電源VCC，繼電器J的常閉觸點串接在汽車ECU綜合控制系統(tǒng)的控制電腦與傳感器、執(zhí)行元件之間，其常開觸點串接在控制電腦和預設故障端之間。當雙穩(wěn)態(tài)開關電路輸出低電平時，繼電器J不動作，汽車ECU綜合控制系統(tǒng)的控制電腦與傳感器、執(zhí)行元件分別連通，車電控系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)，當雙穩(wěn)態(tài)開關電路輸出高電平時，繼電器J動作，其常開觸點閉合，接通控制電腦與預設故障端，從而將汽車電控系統(tǒng)設為非正常工作模式，使汽車處在故障運行狀態(tài)，以達到設置故障的目的。
所述的汽車ECU綜合控制系統(tǒng)的故障模擬裝置，預設故障端包括接電源正極、接搭鐵、斷路狀態(tài)等。
所述的汽車ECU綜合控制系統(tǒng)的故障模擬裝置，狀態(tài)指示電路包括電阻R4～6、三極管Q2～3、二極管D2和發(fā)光二極管LED1～2，其中三極管Q2的發(fā)射極接地，其基極經電阻R5分別接二極管D2的負極和發(fā)光二極管LED1的正極，二極管D2的正極接雙穩(wěn)態(tài)開關電路的輸出端，發(fā)光二極管LED1～2的負極均經電阻R4接地，發(fā)光二極管LED2的正極接三極管Q3的發(fā)射極，三極管Q3的發(fā)射極接電源VCC，其基極分別接三極管Q2的集電極、經電阻R6接電源VCC。整個故障模擬裝置共用同一個狀態(tài)指示電路，只要有一路控制開關電路處于工作狀態(tài)，即雙穩(wěn)態(tài)開關電路輸出高電平，發(fā)光二極管LED1就發(fā)紅光，示意汽車ECU控制系統(tǒng)中有故障存在，當所有控制開關電路都不工作時，發(fā)光二極管LED1的正極為低電平熄滅，同時三極管Q1截止、三極管Q2得電導通，發(fā)光二極管LED2的正極為高電平發(fā)綠色光，示意故障已完全排除。
其工作原理為故障模擬裝置串聯(lián)在汽車電控系統(tǒng)的傳感器與控制電腦之間及控制電腦與執(zhí)行元件之間，用雙穩(wěn)態(tài)開關電路與控制開關電路來控制傳感器、執(zhí)行元件與控制電腦連接線路的“通、斷或高、低電位”狀態(tài)，從而將汽車電控系統(tǒng)設為非正常工作模式，使汽車處在故障運行狀態(tài)，以達到設置故障的目的，實現(xiàn)了無損于車輛的故障設置和排除。
本實用新型與現(xiàn)有技術相比，具有如下優(yōu)點1.用按鍵來設置和解除故障該故障模擬裝置安裝到汽車上，并接入ECU綜合控制系統(tǒng)內即可用鍵盤來任意設置汽車的故障模式，只要按一下按鍵就可以將任何傳感器或執(zhí)行元件設為故障狀態(tài)，此時故障指示燈發(fā)出紅光，示意汽車控制系統(tǒng)處在故障工作狀態(tài)。經過對故障現(xiàn)象的分析判斷或儀器測量確診故障部位，并排除故障。排除故障時，只需要按一下相應的按鍵就完成了，并且故障燈由紅色變成綠色，示意系統(tǒng)運行正常。
2.適應車型廣該故障模擬裝置適用于所有具有電子控制系統(tǒng)的汽車，既可對電噴發(fā)動機控制系統(tǒng)、自動變速器控制系統(tǒng)、ABS制動防抱死系統(tǒng)等進行單獨的系統(tǒng)故障模擬，也可對整車進行綜合性的故障模擬和解除，組合方便靈活。
3.方便配裝目前，生產發(fā)動機、自動變速器、ABS制動等動態(tài)演示性教學系統(tǒng)的單位較多，各種實驗教學系統(tǒng)均缺乏故障模擬功能。該故障模擬裝置可配裝于各種動態(tài)演示系統(tǒng)上，只要將故障模擬裝置連接在電腦控制系統(tǒng)中即可進行ECU控制系統(tǒng)的故障設置和排除。若將故障模擬裝置配裝在運行正常的電控汽車上面效果更好，可對各種傳感器和執(zhí)行元件進行故障設置，使汽車在故障狀態(tài)下運行，以達到更理想的教學效果。


圖1是本實用新型在汽車ECU綜合控制系統(tǒng)中應用的工作原理框圖；圖2是本實用新型采用雙鍵雙穩(wěn)態(tài)開關電路實施例的電路圖。
具體實施方式
包括多組由雙鍵雙穩(wěn)態(tài)開關電路、控制開關電路、預設故障端組成的故障模擬電路和一路共用的狀態(tài)指示電路，其中每組故障模擬電路中雙鍵雙穩(wěn)態(tài)開關電路包括按鍵AN1～2、電阻R1～2、電容C和555時鐘電路U，電源VCC分別接時鐘電路U的4腳、8腳、經電阻R1接時鐘電路U的2腳、經按鍵AN2接時鐘電路U的6腳，時鐘電路U的1腳接地，其2腳、6腳、5腳對應經按鍵AN1、電阻R2、電容C接地，其3腳作為輸出端經電阻R3接控制開關電路中三極管Q1的基極、經狀態(tài)指示電路中二極管D2接發(fā)光二極管LED1的正極和電阻R5。這樣每一路控制開關電路的“通”、“斷”狀態(tài)由按鍵AN1～2控制，按下按鍵AN1，雙穩(wěn)態(tài)開關電路就輸出高電平，再按下按鍵AN2，雙穩(wěn)態(tài)開關電路就輸出低電平。三極管Q1的發(fā)射極接地，其集電極分別經繼電器J、二極管D1接電源VCC，繼電器J的常閉觸點串接在汽車ECU綜合控制系統(tǒng)的控制電腦與傳感器、執(zhí)行元件之間，其常開觸點串接在控制電腦和預設故障端之間。所述的預設故障端可以是接電源正極、接搭鐵、斷路狀態(tài)等。當雙穩(wěn)態(tài)開關電路輸出低電平時，繼電器J不動作，汽車ECU綜合控制系統(tǒng)的控制電腦與傳感器、執(zhí)行元件分別連通，車電控系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)，當雙穩(wěn)態(tài)開關電路輸出高電平時，繼電器J動作，其常開觸點閉合，接通控制電腦與預設故障端，從而將汽車電控系統(tǒng)設為非正常工作模式，使汽車處在故障運行狀態(tài)，以達到設置故障的目的。共用的狀態(tài)指示電路包括電阻R4～6、三極管Q2～3、二極管D2和發(fā)光二極管LED1～2，其中三極管Q2的發(fā)射極接地，其基極經電阻R5分別接二極管D2和發(fā)光二極管LED1，發(fā)光二極管LED1～2的負極均經電阻R4接地，發(fā)光二極管LED2的正極接三極管Q3的發(fā)射極，三極管Q3的發(fā)射極接電源VCC，其基極分別接三極管Q2的集電極、經電阻R6接電源VCC。整個故障模擬裝置共用同一個狀態(tài)指示電路，只要有一路控制開關電路處于工作狀態(tài)，即雙穩(wěn)態(tài)開關電路輸出高電平，發(fā)光二極管LED1就發(fā)紅光，示意汽車ECU控制系統(tǒng)中有故障存在，只有當所有控制開關電路都不工作時，發(fā)光二極管LED1的正極為低電平熄滅，同時三極管Q1截止、三極管Q2得電導通，發(fā)光二極管LED2的正極為高電平發(fā)綠色光，示意故障已完全排除。
雙穩(wěn)態(tài)開關電路也可以采用單鍵雙穩(wěn)態(tài)開關電路，其輸出端接控制開關電路，其工作原理同上。
本實用新型用故障模擬裝置的各路控制開關來控制各傳感器與電腦之間及電腦與執(zhí)行元件之間連接線路的“通、斷或高、低電位”狀態(tài)，從而將汽車電控系統(tǒng)設為非正常工作模式，使汽車處在故障運行狀態(tài)，以達到設置故障的目的。使用時，老師可根據(jù)授課內容預先設置汽車的任意故障或多處故障運行狀態(tài)，故障設置時，只要按一下按鍵就可以將任何傳感器或執(zhí)行元件設為故障模式，并且故障指示燈發(fā)出紅光，示意系統(tǒng)處于故障運行狀態(tài)，學生經過對故障現(xiàn)象的分析判斷或用診斷儀器的測量確定故障部位，并排除故障。故障排除時，按一下按鍵就完成了，故障指示燈由紅光變?yōu)榫G色。該裝置實現(xiàn)了無損于車輛的故障設置和排除故障的操作過程，鍛煉學生對故障現(xiàn)象的分析判斷能力，并掌握如何用汽車診斷儀器設備來查找和處理故障，以真正達到學有所用的目的。
權利要求1.一種汽車ECU綜合控制系統(tǒng)的故障模擬裝置，其特征在于包括狀態(tài)指示電路和多組由雙穩(wěn)態(tài)開關電路、控制開關電路、預設故障端組成的故障模擬電路，其中控制開關電路包括三極管和繼電器，雙穩(wěn)態(tài)開關電路的輸出端對應接控制開關電路和狀態(tài)指示電路，繼電器的常閉觸點串接在汽車ECU綜合控制系統(tǒng)的控制電腦與傳感器、執(zhí)行元件之間，其常開觸點串接在控制電腦和預設故障端之間。
2.如權利要求1所述的汽車ECU綜合控制系統(tǒng)的故障模擬裝置，其特征在于雙穩(wěn)態(tài)開關電路采用雙鍵雙穩(wěn)態(tài)開關電路，包括按鍵AN1～2、電阻R1～2、電容C和時鐘電路U，其中電源VCC分別接時鐘電路U的4腳、8腳、經電阻R1接時鐘電路U的2腳、經按鍵AN2接時鐘電路U的6腳，時鐘電路U的1腳接地，其2腳、6腳、5腳對應經按鍵AN1、電阻R2、電容C接地，其3腳作為輸出端接控制開關電路和狀態(tài)指示電路。
3.如權利要求1所述的汽車ECU綜合控制系統(tǒng)的故障模擬裝置，其特征在于雙穩(wěn)態(tài)開關電路采用單鍵雙穩(wěn)態(tài)開關電路，其輸出端接控制開關電路和狀態(tài)指示電路。
4.如權利要求1所述的汽車ECU綜合控制系統(tǒng)的故障模擬裝置，其特征在于控制開關電路包括三極管Q1、繼電器J、電阻R3和二極管D1，其中三極管Q1的基極經電阻R3接雙穩(wěn)態(tài)開關電路的輸出端，其發(fā)射極接地，其集電極分別經繼電器J、二極管D1接電源VCC。
5.如權利要求1所述的汽車ECU綜合控制系統(tǒng)的故障模擬裝置，其特征在于預設故障端包括接電源正極、接搭鐵、斷路狀態(tài)。
6.如權利要求1所述的汽車ECU綜合控制系統(tǒng)的故障模擬裝置，其特征在于狀態(tài)指示電路包括電阻R4～6、三極管Q2～3、二極管D2和發(fā)光二極管LED1～2，其中三極管Q2的發(fā)射極接地，其基極經電阻R5分別接二極管D2的負極和發(fā)光二極管LED1的正極，二極管D2的正極接雙穩(wěn)態(tài)開關電路的輸出端，發(fā)光二極管LED1～2的負極均經電阻R4接地，發(fā)光二極管LED2的正極接三極管Q3的發(fā)射極，三極管Q3的集電極接電源VCC，其基極分別接三極管Q2的集電極、經電阻R6接電源VCC。
專利摘要本實用新型提供一種汽車ECU綜合控制系統(tǒng)的故障模擬裝置，其特征在于包括狀態(tài)指示電路和多組由雙穩(wěn)態(tài)開關電路、控制開關電路、預設故障端組成的故障模擬電路，其中控制開關電路包括三極管和繼電器，雙穩(wěn)態(tài)開關電路的輸出端對應接控制開關電路和狀態(tài)指示電路，繼電器的常閉觸點串接在汽車ECU綜合控制系統(tǒng)的控制電腦與傳感器、執(zhí)行元件之間，其常開觸點串接在控制電腦和預設故障端之間。本裝置用雙穩(wěn)態(tài)開關電路與控制開關電路來控制傳感器、執(zhí)行元件與控制電腦連接線路的“通、斷或高、低電位”狀態(tài)，從而將汽車電控系統(tǒng)設為非正常工作模式，使汽車處在故障運行狀態(tài)，以達到設置故障的目的，實現(xiàn)了無損于車輛的故障設置和排除。
文檔編號B60L15/18GK2619839SQ0321678
公開日2004年6月9日 申請日期2003年5月6日 優(yōu)先權日2003年5月6日
發(fā)明者楊仲玉 申請人:山東理工大學