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技术领域

本申请涉及汽车电控系统测试领域。

背景技术

在对汽车电子控制系统(以下简称电控系统)进行诊断时，首先需要使用 故障诊断仪读取电子控制单元(以下简称ECU)内部存储的故障码等信息，然 后就需要使用一种叫做测试盒的装置对具体的线束、部件及ECU进行检测。这 种测试盒的一端是一组阴接头和一组阳接头，阴接头用于连接电控系统的ECU， 阳接头用于连接汽车线束。阴接头的内部针脚和阳接头的内部针脚一一对应并 且相连，从而保证在测试盒接入的情况下，电控系统ECU与汽车线束之间的电 气连通。另一端是一个面板，面板上排列105个测试端子(具体的测试端子数量 与ECU的针脚数量相同)，每个测试端子都通过线束分别连接到电控系统ECU 的各个针脚上。汽车维修技师对测试盒上的各个测试端子的测试，就等同于测 试电控系统ECU的各个针脚了。比较有代表性测试盒产品是德国大众汽车公司 的测试盒V.A.G1598/42，这种测试盒安装简单，相比于不使用测试盒，测试工 作效率提高了许多。但是，这种测试盒只能测试指定厂家的指定电控系统，对 于不同厂家、不同车型、不同电控系统不能普遍适用。测试时需要一边测试一 边查找面板上测试端子的对照资料，操作不方便并且费时费力，又不形象直观。

发明内容

本发明提供一种新的汽车电控系统测试仪。

本发明提供一种汽车电控系统测试仪，包括测试盒，所述测试盒具有计算 机、控制模块、能够连接汽车线束的M个第一接口端、能够连接汽车电控系统 ECU的M个第二接口端、M条电气线路、N个测试端子及继电器矩阵，N小于 M，各所述电气线路连接与其对应的所述第一、第二接口端，所述控制模块控制 所述电气线路的通断，所述继电器矩阵包括M*N个第三继电器，各所述第三继 电器的坐标是(i，j)，所述i是ECU针脚序号，所述j是测试端子序号，所述继 电器矩阵的M个行输入端分别连接第一接口端，所述继电器矩阵的N个列输出 端分别连接N个测试端子，所述计算机存储有多个电路图及与所述电路图对应 的数据库，所述电路图具有ECU针脚数据，所述数据库存储有ECU针脚和测 试端子的对应关系，当用户选定所述电路图时，所述计算机根据ECU针脚数据 向所述继电器矩阵发出控制指令，使对应坐标的第三继电器闭合。

第一接口端按序排列，其序号依次是1、2、3…M，作为输入信号与汽车线 束的M个线路一一对应并连接。第二接口端与第一接口端一一按序对应，作为 输出信号与汽车ECU的M个针脚一一对应并连接。

M个第一接口端可以集成于同一个接头，即该接头可以具有M个针脚。M 个第二接口端可以集成于同一个接头，即该接头可以具有M个针脚。当然，M 个第一、第二接口端可以分布于两个或两个以上的接头中。

计算机中运行有应用软件，负责电路图的选择、阴阳接头的校验以及电路 图与外界信号的交互；所述的电路图上布局有电气线路的连线关系，电路图上 的具体元器件与ECU通过各个测试端子和端口离线控制开关连接。电路图上的 测试端子和开孔显示器上的物理测试端子一一对应。所述电路图上的端口离线 控制开关也是用不同颜色表示离线状态的端口离线指示器。

计算机存储有电路图及与电路图对应的数据库。通常的，同一个电控系统 可以对应多张电路图，则ECU针脚数据分布于多张电路图。

数据库能够反映ECU针脚和测试端子的对应关系。对于继电器矩阵，每个 第三继电器对应一个ECU针脚和一个测试端子，即，第三继电器的坐标位置由 ECU针脚序号和测试端子序号确定，用户选定电路图后，计算器根据该数据库， 使对应坐标的第三继电器闭合，从而在众多输入信号中确定出与各测试端子匹 配的信号，使这些信号能够连接到对应的测试端子。

各条电气线路的通断由所述控制模块通过第一继电器组控制，所述第一继 电器组包括M个第一继电器，各所述第一继电器连接与其对应的第一、第二接 口端，所述控制模块控制所述第一继电器的通断。第一继电器断开时，切断了 汽车线束和ECU之间的电气连接。

计算机上的应用软件根据点火开关信号，来控制第一继电器的断开或闭合， 当处于ECU离线测试模式时，所有的第一继电器是断开状态，切断与ECU的 连接。此时ECU离线模式指示器显示为一种颜色。当处于ECU在线测试模式 时，所有的第一继电器是闭合状态，此时ECU离线模式指示器显示为另一种颜 色。在这种模式中，应用软件也可以根据具体的端口离线控制开关(该具体的 端口离线控制开关也是在电路图上，并且只有在在线测试模式时有才效)，断开 某一个具体的第一继电器，使其单独切断与ECU的连接，此时这个具体的端口 离线指示器显示为一种表示离线的颜色，否则显示为一种表示在线的颜色。

所述测试盒还具有能够自动产生点火开关信号的第二继电器组，所述第二 继电器组包括M个第二继电器，各所述第二继电器的输入端连接与其对应的第 一接口端。各第二继电器的输出端可以连接点火开关测试端子。

第二继电器组根据控制模块的控制选出系统电路图的点火开关信号线，作 为输出传到测试面板上的点火开关测试端子并通过控制模块反馈到计算机中； 计算机上的应用软件根据点火开关信号决定当前的测试模式，如果点火开关处 于接通状态(Key-on)，则开启ECU在线测试模式；如果点火开关处于断开状 态(Key-off)，则开启ECU离线测试模式。

所述第一继电器组、第二继电器组及继电器矩阵均由汽车点烟器电源供电。

所述的汽车电控系统测试仪，还包括显示器，所述显示器具有与所述测试 端子对应的开孔。即，显示器可以是开孔显示器。

电路图还可以包括图形数据，显示器可以将图形数据显示出来。

所述的汽车电控系统测试仪，还包括第一线束组和第二线束组，所述第一 线束组连接所述第一接口端，所述第二线束组连接所述第二接口端。

第一、第二线束组可以包括一根或至少两根线束。

所述电路图还具有与所述第一继电器对应的端口离线控制开关，所述端口 离线控制开关与所述控制模块信号连接，使对应某一第一继电器的端口离线控 制开关激活时，所述控制模块控制所述某一第一继电器断开。

每个第一继电器都对应一个端口离线控制开关，通过控制该电路图内部的 端口离线控制开关，来控制某一个第一继电器的断开；端口离线控制开关未激 活时，第一继电器闭合；端口离线控制开关激活时，第一继电器断开。

一种所述的汽车电控系统测试仪的测试方法，包括步骤：

a)接收用户输入的电路图选定指令；

b)对比从阴阳接头中读取的ID数据和数据库中的阴阳接头ID数据，如相 同，则进入步骤c)；

c)根据实测车辆的点火开关状态自动选择测试模式，即选择ECU在线测试 模式或选择ECU离线测试模式；

d)控制模块根据所述电路图，闭合对应坐标的第三继电器，使输入信号和相 匹配的测试端子之间电气连通，完成对测试端子的自动设置。

一种汽车电控系统测试仪的测试方法，包括步骤：

a)接收用户输入的电路图选定指令；

b)对比从阴阳接头中读取的ID数据和数据库中的阴阳接头ID数据，如相 同，则进入步骤c)；

c)读取点火开关信号，根据所述点火开关信号确定测试模式；

d)读取端口离线控制开关的状态，如某一个端口离线控制开关打开，则进入 步骤e)；

e)独立断开第一继电器组的特定继电器并使其它继电器继续闭合；

f)控制模块根据所述电路图，闭合对应坐标的第三继电器，使输入信号和 相匹配的测试端子之间电气连通，完成对测试端子的自动设置。

本发明的有益效果是：能够根据选定的具体电路图的ECU针脚数据，自动 更换测试面板上测试端子的定义，再配合更换不同的阴阳接头，即可以实现对 不同汽车制造厂家、不同车型、不同的电控系统的广泛适用。

附图说明

图1是本实施方式汽车电控系统测试仪的外部连线图；

图2是本实施方式汽车电控系统测试仪的内部连线图；

图3是本实施方式汽车电控系统测试方法的流程图；

图4是本实施方式的第一继电器组的结构示意图；

图5是本实施方式的第二继电器组的结构示意图；

图6是本实施方式的继电器矩阵的结构示意图；

图7是本实施方式的电路图的端口离线指示器/控制开关的分布示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1至图7所示，一种汽车电控系统测试仪，包括测试盒4，测试盒具有 计算机1、控制模块M1、能够连接汽车线束的M个第一接口端、能够连接汽车 电控系统ECU的M个第二接口端、M条电气线路10、N个测试端子及继电器 矩阵RM，M和N均是自然数且N小于M，各电气线路连接与其对应的第一、 第二接口端，控制模块控制电气线路的通断，继电器矩阵包括M*N个第三继电 器12，各第三继电器12的坐标是(i，j)，i是ECU针脚序号，j是测试端子序号， 继电器矩阵的M个行输入端分别连接M个第一接口端，继电器矩阵的N个列 输出端分别连接N个测试端子，计算机存储有多个电路图及与所述电路图对应 的数据库，电路图具有ECU针脚数据，数据库包括ECU针脚和测试端子对应 关系的数据库，当用户选定电路图时，计算机根据ECU针脚数据向继电器矩阵 发出控制指令，使对应坐标的第三继电器闭合。

如图1至图7所示，本实施方式汽车电控系统测试仪包括测试盒4、四组连 接线束以及阴阳接头。

测试盒具有作为测试面板的带有开孔的开孔显示器、一台计算机1、一个控 制模块M1、用于切断ECU一侧连接的第一继电器组R1、用于自动产生点火开 关信号的第二继电器组R2及用于根据选定的电路图ECU针脚数据自动定义测 试端子功能的继电器矩阵RM。计算机1存储有不同汽车制造厂家、不同车型、 不同电控系统的电路图，每个系统电路图都有唯一的系统ID，而每个系统电路 图又被拆分为多张电路图，每张电路图又包括ECU针脚数据和图形数据。计算 机内置有应用软件，该应用软件能够根据选定的电路图的ECU针脚数据，产生 相应的控制指令。控制模块M1与计算机1连接，其接受计算机的控制指令。第 一继电器组R1，第二继电器组R2和继电器矩阵RM均与控制模块M1连接， 执行控制模块M1发过来的相应控制指令。同时，第二继电器组R2产生的点火 开关信号也通过控制模块M1送到计算机中，来控制测试盒的工作模式，应用软 件还可以根据端口离线控制开关8，通过控制模块M1来控制第一继电器组R1 内部的具体继电器断开，从而根据用户的意愿断开任意一个通往ECU的线路。 同时，通过计算机的应用软件选定的电路图图形数据显示在测试盒的开孔显示 器2上，它与自动定义的测试端子组合在一起，从而使测试工作更加简单方便， 形象直观。

四组连接线束把阴阳接头和测试盒连接起来，每组连接线束的两头都是标 准的64针圆形接口，可以方便的与不同汽车厂家的不同电控系统的阴阳接头对 接。

对于不同汽车厂家的不同电控系统，需要配备不同的阴阳接头。阴接头背 部和阳接头背部，各有两个64针的圆形接口，连接线束就是通过这四个接口与 测试盒相连接，从而通过更换不同的阴阳接头，可以达到对不同汽车厂家的不 同电控系统的广泛适用。每个阴阳接头的内部均有一个ID存储器。当阴阳接头 通过连接线束和测试盒连接时，测试盒内部的控制模块M1把这个ID信息送入 到计算机中，与选定的系统电路图的数据库中阴阳接头ID进行对比校验，从而 防止错误连接阴阳接头而产生的各个电气损坏或任何测量不准确的情况发生。 阴阳接头的针脚号是依序排列的，它通过圆形接口以及连接线束，依序连接到 测试盒的输入端上。测试盒内部也保持这个顺序对应连接到继电器组R1、R2 的输入端，从而保证动作的继电器与阴阳接头的针脚号对应。而对于继电器矩 阵RM，则是保持这个顺序对应连接到继电器矩阵的行输入端，而继电器矩阵的 列为输出端，各列输出端对应连接到测试端子(P1到P18)。

测试盒通过汽车上的点烟器电源供电，其面板上安装有一个开孔显示器2， 显示器上面有2行9列共18个开孔，开孔内部是18个测试端子(P1到P18)， 显示器右边分别是常火测试端子+B、点火开关测试端子+IG和地线测试端子 GND。

连接线束共有四组，分别是线束C1、C2、C3和C4，每组线束的两端也都 是一个64针的圆形接头，每组线束内部也同样由64条线路组成。其中的线束 C1，C2与阳接头连接，线束C1和线束C2的前124条线路用来传递汽车线束 的信号，线束C2的后4条线路用来传递阳接头的ID信息。线束C3、C4线束 与阴接头连接，线束C3和C4的前124条线路用来传递汽车电控系统ECU的信 号，线束C4的后4条线路用来传递阴接头的ID信息。

控制模块M1根据计算机的控制指令控制第一继电器组R1、第二继电器组 R2和继电器矩阵RM执行相应的动作，同时它也把第二继电器组R2传来的点 火开关信号传到计算机中。

第一继电器组R1是一个由124个第一继电器7组成的继电器组，它们在测 试盒内把线束C1、C2中的124个阳接头信号和线束C3，C4的124个阴接头信 号依序连接起来，从而使阴接头和阳接头上相互对应的针脚通过第一继电器组 R1相互连接。计算机上的应用软件根据点火开关信号，来控制第一继电器的断 开或闭合，当处于ECU离线测试模式时，所有的第一继电器是断开状态，切断 与ECU的连接。此时ECU离线模式指示器9显示为红色(ECU离线模式指示 器也是电路图里的一个图形指示部件)。当处于ECU在线测试模式时，所有的 第一继电器是闭合状态，此时ECU离线模式指示器9显示为绿色。在这种模式 中，应用软件也可以根据具体的端口离线控制开关8(端口离线控制开关或端口 离线指示器是电路图里的一个图形控制部件或指示部件)，断开某一个具体的第 一继电器，使其单独切断与ECU的连接，此时这个具体的端口离线指示器显示 为红色，否则显示为绿色。端口离线控制开关8具有开关和指示的功能，在进 行离线指示时，可称为端口离线指示器。

对于第一继电器组，其可以仅由一个控制信号控制，实现各第一继电器的 同时断开或闭合。

第二继电器组R2也是一个由124个第二继电器11组成的继电器组，它的 输入是连接线束C1、C2中的124个阳接头信号，依序与阳接头的相应针脚对应。 第二继电器组R2根据控制模块M1的控制从中选出系统电路图的点火开关信号 线，作为输出传到测试面板上的点火开关测试端子+IG并通过控制模块M1反馈 到计算机中。

对于第二继电器组，各第二继电器可以单独控制。

计算机上的应用软件根据点火开关信号决定当前的测试模式，如果点火开 关处于接通状态(Key-on)，则开启ECU在线测试模式；如果点火开关处于断 开状态(Key-off)，则开启ECU离线测试模式。

继电器矩阵RM是个由124*18个第三继电器12组成的矩阵，它的输入是 线束C1、C2中的124个阳接头信号，依序与阳接头的相应针脚对应。输出分别 连接到测试面板上的18个测试端子(P1到P18)上，计算机应用软件根据选定 的电路图的ECU针脚数据，向继电器矩阵RM发出控制指令，使相应交叉点上 的继电器闭合，从而在124个输入信号中找到和选定的电路图ECU测试端子相 匹配的信号，并把这些信号连接到测试端子(P1到P18)上，它们与选定的电 路图图形数据组合在一起，从而使测试工作简单方便，形象直观，从而提高用 户对电控系统测试工作的效率和准确率。

第一继电器组R1、第二继电器组R2、继电器矩阵RM和控制模块M1都通 过汽车点烟器6上的汽车电源3供电，这个电源的火线和地线也分别被通往测 试盒面板上的常火测试端子+B和地线测试端子GND上。

一个可以作为面板的开孔显示器2，用于显示选定电路图的图形数据，显示 器开孔里面安装有相应的测试端子(P1到P18)。测试端子的定义是由应用软件 根据选定的电路图的ECU针脚数据，通过控制模块M1，控制继电器矩阵RM 来实现；当不同的电路图被选择时，各个测试端子的定义也动态地做相应的变 化，从而使用本装置可以广泛适用于不同汽车厂家的不同电控系统，以及同一 个电控系统的不同张的电路图。

计算机中运行有应用软件，负责电路图的选择、阴阳接头的校验、测试模 式的确定以及电路图与外界信号的交互；所述的电路图上布局有电气线路的连 线关系，电路图上的具体元器件与ECU通过各个测试端子和端口离线控制开关 连接。电路图上的测试端子和开孔显示器上物理测试端子一一对应。端口离线 指示器用不同的颜色表示端口离线状态，绿色表示端口在线，红色表示端口离 线。图7中，对于ECU离线模式指示器9，可以用绿色表示ECU在线，可以用 红色表示ECU离线。

本实施方式中，第一继电器、第二继电器及第三继电器可以结构相同。第 一继电器组R1有M个继电器；第二继电器组R2有M个继电器；继电器矩阵 RM有M*N个继电器，各继电器的坐标是(i，j)，其中，i不大于M，j不大于N。 对于第一继电器组R1，M个继电器可以同时动作、或某一个动作、或某几个同 时动作；对于第二继电器组R2，只控制M个继电器中的某一个动作；对于继电 器矩阵RM，控制M*N个继电器中最多N个继电器动作，其中每行、每列均至 多控制一个继电器动作。

对于第一继电器组R1，根据需要，切断通往ECU一侧(第二接口端)的电 气连接，形成ECU离线测试模式。对于第二继电器组R2，从M个输入信号线 中，找到汽车的点火开关信号线，实测时，汽车点火开关接通时，该点火开关 信号线对应的第二继电器闭合，从而进入ECU在线测试模式。对于继电器矩阵 RM，从M个输入信号中，找到和当前显示器显示的电路图对应的最多N个测 试端子，并做以电气连接。

如图3所示，整个系统通过以下工作过程实现：

程序起动，用户在应用软件上从具体的电控系统中选择某一张电路图，阴 阳接头ID、系统ID、电路图ID、选定的电路图ECU针脚数据和图形数据下载 的应用软件中；

应用软件根据阴阳接头ID，提示用户选用具体的阴阳接头；

用户把具体的阴阳接头分别接到汽车线束，汽车ECU和测试盒上，应用程 序读取阴阳接头中的ID，与数据库中的阴阳接头ID进行对比，如果检验失败过 则返回，提示用户重新选择阴阳接头；

如果检验成功，则进行到下一步，应用软件根据选定的电路图ECU针脚数 据，控制第二继电器组R2产生点火开关信号；

如果此时点火开关处于断开状态，则进入到ECU离线测试模式；

如果此时点火开关处于接通状态，则进入到ECU在线测试模式；

在ECU在线测试模式中，检验端口离线控制开关，如果某一个端口离线控 制开关激活，则根据用户的选择通过控制模块M1控制第一继电器组R1中的某 一个继电器，使其与ECU一侧断开。

状态数据暂存功能，它记录系统ID、电路图ID、选定的电路图的ECU针 脚数据、点火开关状态、测试模式、端口离线指示器信号等。

下一步是应用软件定义控制面板上的测试端子(P1到P18)。

选定电路图的图形数据通过开孔显示器显示出来。

监测状态数据，看点火开关状态、测试模式、端口离线指示器信号是否有 变化，如果有变化则返回到重新读取点火开关更新相应指示器信号状态。

监测电路图是否有变化，也就是用户是否打算重新选择系统电路图或在同 一个系统内选择另外一张电路图，如果有则返回到选择系统电路图步骤；如果 用户没有打算重新选择电路图，则监测用户是否有退出指令，如果有则退出程 序，否则返回到状态数据监测。

如图3所示，一种汽车电控系统测试方法，包括如下步骤：

S101：程序开始；

S102：选定电路图；

S103：获取电路图数据，包括阴阳接头ID、系统ID、电路图ID、选定的 电路图ECU针脚数据和图形数据等；

S104：接入阴阳接头；

S105：检验阴阳接头ID，即比较阴阳接头ID和数据库中的阴阴接头ID是 否相同，如相同则进入步骤S106；如失败则返回，提示用户重新选择阴阳接头；

S106：求出点火开关信号线并读取点火开关信号；

S107：判断测试模式，并根据点火开关信号确定测试模式，如果是ECU离 线测试模式，则进入步骤S108；否则，进入步骤S109；

S108：启动ECU离线测试模式，使第一继电器组R1的各继电器全部断开；

S109：启动电ECU在线测试模式，使第一继电器组R1的各继电器全部闭 合；

S110：判断端口离线控制开关，如某一个端口离线控制开关打开(ON)， 则进入步骤S111；

S111：独立断开第一继电器组R1的特定继电器并使其它继电器继续闭合；

S112：状态数据暂存，数据包括系统ID、电路图ID、选定的电路图ECU 针脚数据、点火开关状态信号、测试模式、端口离线控制开关指令等；

S113：继电器矩阵动作，完成测试端子的设置；

S114：显示电路图；

S115：判断监测状态数据，是否变化？

S116：判断电路图是否需要变化？

S117：判断是否需要退出？

S118：退出程序。

本发明提供一种汽车电控系统测试仪及其测试方法，能够根据选定的具体 电路图的ECU针脚数据，自动更换测试面板上测试端子的定义，再配合更换不 同的阴阳接头组，即可以实现对不同汽车制造厂家、不同车型、不同的电控系 统的广泛适用。更换的阴阳接头可以通过其内部的ID进行检验，防止任何可能 的错误连接。同时，实际的测试面板上的测试端子与开孔显示器显示的虚拟电 路图组合在一起，使电控系统测试工作更加直观，简单和方便。本测试仪还能 根据汽车的点火开关信号，更换为ECU离线测试模式和ECU在线测试模式， 特别是在ECU在线测试模式下，可以根据用户的意愿断开任意一个通往ECU 的线路。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认 定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术 人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。