一種車輛控制單元故障模擬器及其控制方法與流程
2023-10-08 10:34:14 1
本發明涉及車輛檢修培訓領域，具體涉及一種車輛控制單元故障模擬器及其控制方法。
背景技術：
現在我國汽車行業不斷高速發展，對汽車應用及維修人才的需求也大大增加，要求也越來越高。汽車電控系統檢測技術是當前汽車維修中的關鍵技術環節之一。必然也成為汽車維修培訓的核心課程之一，實踐性很強，並且最好是通過整車實訓的方式，結合實際維修案例，培訓過程中要結合企業實際的工作內容。
①在現有的傳統汽車電控培訓中，對整車進行排故時，由於各種系統的線路混雜在一起，導致培訓過程中，學員分辨困難，極易出現線束以及各個控制單元大規模損壞，對實訓車輛的損耗相當大，極大的造成了培訓困難以及培訓成本的損耗。通過車輛控制單元故障模擬器與原車的控制單元進行連接，學員對應著維修手冊及電路圖結合診斷儀進行檢測與排故，減少了車輛以及設備的損耗，降低了培訓成本。②傳統汽車電控培訓中，培訓師在課程準備時通常要對汽車設置不同的故障點以方便實訓，而在設置故障的同時，也會出現對各個控制單元的線束損壞，比如斷路、短路，都會破壞原車線束的完整性，並且培訓師在課前準備工作強度會加大，連接車輛控制單元故障模擬器後，故障點分明，培訓師在課前準備時只需操作對應的故障點控制器，故障點就會生成，在培訓過程中，學員通過診斷儀讀取汽車各項運行數據，提供檢測依據，進行故障檢測與排除，操作方便，培訓難度下降。③傳統電控實訓臺架設置故障有局限性，比如在試驗臺架上面只能設置斷路或短路某一個故障點，其它的故障就不能夠同時存在，這些故障是不能夠完全真實的模擬汽車日常出現的故障現象，而且也不能完全滿足培訓師的培訓要求。
技術實現要素：
針對以上現有技術中存在的問題，本發明提出了一種車輛控制單元故障模擬器及其控制方法，對汽車整車電控系統進行技術性改裝，就是在整車上準確地將電控及電器部分線路安裝故障設置端及測試端，給被培訓者創造接近實際的工作環境；本發明能夠大大降低在培訓過程中的設備損耗，降低培訓成本，提高培訓的便利性直觀性，大大減輕培訓師的工作強度，對汽車技能培訓有著非常深遠的意義。
本發明的一個目的在於提出一種車輛控制單元故障模擬器。
原車的各個傳感器和執行器分別通過各自的連接導線連接至原車的控制單元；各個傳感器和執行器的連接導線設置在連接導線插頭上，原車的控制單元的連接導線設置在控制單元插頭上，連接導線插頭與控制單元插頭相連接，從而將原車的各個傳感器和執行器連接至原車的控制單元。
本發明的車輛控制單元故障模擬器包括：故障設置器和端子測試盒；其中，故障設置器中的故障設置導線與傳感器和執行器及原車控制單元的連接導線一一對應；從連接導線插頭上拔掉控制單元插頭，原車的控制單元與原車的各個傳感器和執行器斷開連接；故障設置器的一端連接在控制單元插頭上，另一端連接在連接導線插頭上，從而在原車的各個傳感器和執行器與原車的控制單元之間串聯故障設置器，原車的各個傳感器和執行器通過故障設置器中相對應的故障設置導線連接至原車的控制單元；在故障設置器上並聯端子測試盒，故障設置器的每一條故障設置導線對應連接至端子測試盒上的一個測試端；在故障設置器的故障設置導線上設置故障點，並採用萬用表或示波器通過端子測試盒上的測試端進行測量，從而進行排除故障。
故障設置器包括外殼、電路板、多條故障設置導線、跨線點、跨接插頭、滑動電阻、一個或多個定值電阻、轉接線和接地端；其中，多條故障設置導線、跨線點、跨接插頭、滑動電阻和接地端設置在電路板上，一個或多個定值電阻、轉接線和電路板放置在外殼內；每一條故障設置導線與每一條連接傳感器或執行器至原車的控制單元的連接導線相對應；在每一條故障設置導線上設置有跨線點；在無故障點狀態下，每條故障設置導線跨線點上均插有跨接插頭，從而將相應的傳感器或執行器與原車的控制單元導通；跨接插頭從跨線點上拔出，將相應的傳感器或執行器與原車的控制單元斷開；跨線點連接滑動電阻或插入固定電阻，即故障設置導線串聯電阻，設置相應的傳感器或執行器的連接導線中存在電阻；跨線點連接至接地端，將相應的傳感器或執行器設置為負極短路；將不同故障設置導線上的跨界點通過轉接線相互連接，設置多線互相短路。
滑動電阻的阻值範圍在0～1000ω；定值電阻的阻值在0.1～600ω之間。
端子測試盒包括殼體和多個測試端；其中，在殼體的表面設置多個測試端，測試端與故障設置導線一一對應，每一條故障設置導線連接至一個測試端；測試端為暴露在外的金屬觸點。
本發明的另一個目的在於提供一種車輛控制單元故障模擬器的控制方法。
本發明的車輛控制單元故障模擬器的控制方法，包括以下步驟：
1)採用診斷儀讀取實訓車輛的控制單元故障碼，如有故障則進行修復清除，保證實訓車輛沒有故障；
2)實訓車輛熄火，斷掉蓄電池負極線；
3)從連接導線插頭上拔掉控制單元插頭，將原車的控制單元與原車的各個傳感器和執行器斷開連接；
4)將故障設置器的一端連接在控制單元插頭上，另一端連接在連接導線插頭上，並檢查各個插頭是否連接牢固，從而在原車的各個傳感器和執行器與原車的控制單元之間串聯故障設置器；
5)接通蓄電池負極線，啟動實訓車輛；
6)採用診斷儀讀取控制單元故障碼並清除；
7)發動機熄火，培訓師據培訓內容，參照原車電路圖，在故障設置器的故障設置導線上設置故障點，故障類型分為以下四種：
a)傳感器或執行器與控制單元斷路故障：將相應故障設置導線上的跨接插頭從跨線點上拔出，從而將對應的傳感器或執行器與原車的控制單元斷開；
b)傳感器或執行器對負極短路故障：將相應故障設置導線上的跨接插頭從跨線點上拔出，並且將跨線點連接至接地端，從而將對應的傳感器或執行器設置為負極短路；
c)傳感器或執行器存在電阻故障：將相應故障設置導線上的跨接插頭從跨線點上拔出，並且在跨線點上插入固定電阻或串聯上滑動電阻，即故障設置導線串聯電阻，從而設置對應的傳感器或執行器的連接導線中存在電阻；
d)互相短路：將相應的多條故障設置導線上的跨接插頭從跨線點上拔出，採用轉接線將不同故障設置導線上的跨接點相互連接，從而設置多線互相短路；
將以上四種故障類型進行組合，從而形成單線斷路、多線斷路、單線對負極短路、多線對負極短路、多線互相短路、單線對負極短路並存在電阻、多線對負極短路並存在電阻、單線存在電阻或多線存在電阻的故障點；
8)學員針對此故障進行排故，通過觀察車輛的故障現象或採用診斷儀先確定故障現象，進行常規的故障排除，如需要測量傳感器，直接採用萬用表或示波器在端子測量盒的相應的測試端上進行操作，不需要插拔傳感器插頭或破壞連接導線；
9)學員通過測量找到故障點後，培訓師對該故障點進行恢復。
進一步，本發明還能夠在靜態下測量各個傳感器或執行器，包括以下步驟：
1)採用診斷儀讀取控制單元故障碼，如有故障則進行修復清除，保證實訓車輛沒有故障；
2)實訓車輛熄火，斷掉蓄電池負極線；
3)從連接導線插頭上拔掉控制單元插頭，將原車的控制單元與原車的各個傳感器和執行器斷開連接；
4)將故障設置器的一端連接在控制單元插頭上，另一端連接在連接導線插頭上，並檢查各個插頭是否連接牢固，從而在原車的各個傳感器和執行器與原車的控制單元之間串聯故障設置器；
5)通過查閱原車電路圖，找到被測傳感器或執行器的針腳標號，使用萬用表在端子測量盒的測試端上進行測量。
進一步，本發明還能夠在動態下測量各個傳感器或執行器，包括以下步驟：
1)採用診斷儀讀取控制單元故障碼，如有故障則進行修復清除，保證實訓車輛沒有故障；
2)實訓車輛熄火，斷掉蓄電池負極線；
3)從連接導線插頭上拔掉控制單元插頭，將原車的控制單元與原車的各個傳感器和執行器斷開連接；
4)將故障設置器的一端連接在控制單元插頭上，另一端連接在連接導線插頭上，並檢查各個插頭是否連接牢固，從而在原車的各個傳感器和執行器與原車的控制單元之間串聯故障設置器；
5)接通蓄電池負極線，啟動實訓車輛；
6)採用診斷儀讀取控制單元故障碼並清除；
7)通過查閱原車電路圖，找到被測傳感器或執行器的針腳標號，使用萬用表在端子測量盒的測試端上進行測量。
本發明的優點：
本發明在原車的傳感器和執行器與原車的控制單元之間串聯故障設置器，並在故障設置器上並聯端子測試盒；通過故障設置器設置故障點，模擬真實的故障現象，給學員創造接近實際的工作環境，讓學員可以接觸到更加真實的故障案例；並通過端子測試盒上的測試端進行測量，而不需要插拔傳感器插頭或破壞連接導線，讓學員按照嚴密的邏輯思路進行診斷與排除故障，形象直觀、示教功能強，保證學員的學習質量；本發明能夠大大降低在培訓過程中的設備損耗，降低培訓成本，提高培訓的便利性直觀性，大大減輕培訓師的工作強度，對汽車技能培訓有著非常深遠的意義。
附圖說明
圖1為本發明的車輛控制單元故障模擬器的結構框圖；
圖2為本發明的車輛控制單元故障模擬器的故障設置器的一個實施例的示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖，通過具體實施例，進一步闡述本發明。
如圖1所示，本實施例的車輛控制單元故障模擬器包括：故障設置器和端子測試盒；其中，故障設置器中的故障設置導線與傳感器和執行器及原車控制單元的連接導線一一對應；從連接導線插頭上拔掉控制單元插頭，原車的控制單元與原車的各個傳感器和執行器斷開連接；故障設置器的一端連接在控制單元插頭上，另一端連接在連接導線插頭上，從而在原車的各個傳感器和執行器與原車的控制單元之間串聯故障設置器，原車的各個傳感器和執行器通過故障設置器中相對應的故障設置導線連接至原車的控制單元；在故障設置器上並聯端子測試盒，故障設置器的每一條故障設置導線對應連接至端子測試盒上的一個測試端；在故障設置器的故障設置導線上設置故障點。原車指的是實訓車輛。
如圖2所示，故障設置器包括外殼、電路板c、多條故障設置導線l、跨線點a、跨接插頭、滑動電阻r、定值電阻、轉接線和接地端g；多條故障設置導線l、跨線點a、跨接插頭、滑動電阻r和接地端g設置在電路板c上。滑動電阻的阻值範圍在0～1000ω；定值電阻的阻值在0.1～600ω之間。分別為0.1ω、0.3ω、0.5ω、1ω、2ω、2.7ω、3.5ω、3.9ω、5ω、5.6ω、7.5ω、10ω、15ω、20ω、27ω、33ω、39ω、56ω、100ω、150ω、200ω、250ω、270ω、330ω、390ω、470ω、560ω。
在本實施例中，設置一個1缸噴油器故障；設置故障前發動機控制單元無故障碼，發動機熄火併斷開蓄電池負極線，拔出控制單元，連接車輛控制單元故障模擬器。
打開故障設置器蓋板，找到1缸噴油器相對應的故障設置導線，設置斷路或在故障設置導線中串聯電阻，設置完成後關閉故障設置器蓋板。
連接蓄電池負極線，啟動發動機，此時故障現象是發動機抖動。故障現象已生成，學員對此故障進行排故。
發動機抖動有很多原因造成的，如點火系統、噴油系統、進氣系統、發動機機械問題等，學員根據正常的排故思路，明確故障現象後，先用診斷儀讀取發動機故障碼，故障碼為1缸噴油器電氣故障，根據故障碼可明確幾個故障點，分別是：1缸噴油器本身原因，1缸噴油器的連接導線問題，學員通過使用萬用表在端子測量盒上相對應的測試端之間電阻，從而能夠判斷出故障點，最終排除故障。
本實施例的車輛控制單元故障模擬器的控制方法，包括以下步驟：
1)採用診斷儀讀取實訓車輛的控制單元故障碼，如有故障則進行修復清除，保證實訓車輛沒有故障；
2)實訓車輛熄火，斷掉蓄電池負極線；
3)從連接導線插頭上拔掉控制單元插頭，將原車的控制單元與原車的各個傳感器和執行器斷開連接；
4)將故障設置器的一端連接在控制單元插頭上，另一端連接在連接導線插頭上，並檢查各個插頭是否連接牢固，從而在原車的各個傳感器和執行器與原車的控制單元之間串聯故障設置器；
5)接通蓄電池負極線，啟動實訓車輛；
6)採用診斷儀讀取控制單元故障碼並清除；
7)發動機熄火，培訓師據培訓內容，參照原車電路圖，在故障設置器上設置故障點：打開故障設置器，找到1缸噴油器相對應的故障設置導線，設置斷路或在故障設置導線中串聯電阻；
8)學員針對此故障進行排故，通過觀察車輛的故障現象或採用診斷儀先確定故障現象，進行常規的故障排除，直接採用萬用表或示波器在端子測量盒的相應的測試端上進行操作，不需要插拔傳感器插頭或破壞連接導線；
9)學員通過測量找到故障點後，培訓師對該故障點進行恢復。
最後需要注意的是，公布實施例的目的在於幫助進一步理解本發明，但是本領域的技術人員可以理解：在不脫離本發明及所附的權利要求的精神和範圍內，各種替換和修改都是可能的。因此，本發明不應局限於實施例所公開的內容，本發明要求保護的範圍以權利要求書界定的範圍為準。