專利名稱：汽車電氣系統(tǒng)故障的自動(dòng)模擬裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于人員培訓(xùn)考核技術(shù)領(lǐng)域，涉及汽車駕駛員及維修人員培訓(xùn)考核用 的汽車電氣系統(tǒng)故障的自動(dòng)模擬裝置。
背景技術(shù)：
汽車電氣系統(tǒng)的基本工作模式為汽車電氣系統(tǒng)傳感器采集工作數(shù)據(jù)，傳遞給汽車 電氣系統(tǒng)控制器，汽車電氣系統(tǒng)控制器對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，輸出控制信號(hào)給汽車電氣系統(tǒng) 執(zhí)行器，控制執(zhí)行器完成相應(yīng)動(dòng)作。如果在傳感器、控制器和執(zhí)行器之間的電氣信號(hào)連接出 現(xiàn)問題，則會(huì)造成汽車電氣系統(tǒng)故障。中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?2224075. 6，名稱“汽車電氣接線及 故障顯示器”給出的方案是各路電器均通過熔斷器接至母線，熔斷器與發(fā)光器件并接，一旦 熔斷器熔斷，發(fā)光器件則發(fā)光，指示故障所在，給維修尋找故障提供方便。該方案不能對(duì)汽 車電氣故障隨意人為設(shè)置和撤銷，不適用于人員培訓(xùn)。在汽車電氣系統(tǒng)的培訓(xùn)中，查找并排除信號(hào)連接故障是一項(xiàng)基本并且重要的內(nèi) 容，也是考核汽車電氣維修人員技能的一項(xiàng)重要內(nèi)容。目前使用的培訓(xùn)和考核方式主要有 三種，其一是書面形式，該種方式涉及內(nèi)容廣泛，但脫離實(shí)際，造成實(shí)際操作技能的欠缺；其 二是在車外教具或模型上進(jìn)行，該種形式的問題是受限于教具或模型，內(nèi)容單一；其三是在 車況良好的實(shí)車上反復(fù)拆裝信號(hào)連線，設(shè)置故障，但是該種方式對(duì)車輛損壞較大，成本高， 耗時(shí)長(zhǎng)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是解決在汽車電氣系統(tǒng)培訓(xùn)中不用拆裝實(shí)車上電信號(hào)的連接 設(shè)備，而又能設(shè)置實(shí)車上的電信號(hào)故障，在車上直接進(jìn)行人員培訓(xùn)、考核，提出一種汽車電 氣系統(tǒng)故障的自動(dòng)模擬裝置。實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方案為本實(shí)用新型汽車電氣系統(tǒng)故障的自動(dòng)模擬裝置，它包括計(jì)算 機(jī)和故障設(shè)置箱，其特征是所述故障設(shè)置箱包括微處理器、鎖存器組、繼電器驅(qū)動(dòng)器組、繼 電器組和EEPROM ；所述的鎖存器組包括有第一鎖存器、第二鎖存器、第三鎖存器、……、第N 鎖存器；所述的繼電器驅(qū)動(dòng)器組包括有第一繼電器驅(qū)動(dòng)器、第二繼電器驅(qū)動(dòng)器、第三繼電器 驅(qū)動(dòng)器、……、第N繼電器驅(qū)動(dòng)器；所述的繼電器組包括有第一繼電器、第二繼電器、第三繼 電器、……、第N繼電器；第一鎖存器、第一繼電器驅(qū)動(dòng)器、第一繼電器組成模擬電氣故障信 號(hào)的第一故障控制通道，第二鎖存器、第二繼電器驅(qū)動(dòng)器、第二繼電器組成模擬電氣故障信 號(hào)的第二故障控制通道，第三鎖存器、第三繼電器驅(qū)動(dòng)器、第三繼電器組成模擬電氣故障信 號(hào)的第三故障控制通道，……，第N鎖存器、第N繼電器驅(qū)動(dòng)器、第N繼電器組成模擬電氣 故障信號(hào)的第N故障控制通道，故障控制通道的個(gè)數(shù)N取值1 256 ；鎖存器組、繼電器驅(qū) 動(dòng)器組、繼電器組形成的故障控制通道數(shù)不少于汽車電氣系統(tǒng)可能發(fā)生故障的信號(hào)線數(shù)， 每個(gè)信號(hào)線中設(shè)置一個(gè)繼電器，每個(gè)故障控制通道控制一種故障信號(hào)模擬；接線時(shí)將被模 擬的信號(hào)線斷開，繼電器配置外圍電路，布置在斷開的兩段信號(hào)線之間，繼電器的公共端接于斷開信號(hào)的前段，常閉端接于后段，繼電器的公共端到繼電器的常閉端連線又將斷開的 信號(hào)線接通，控制端接于相應(yīng)繼電器驅(qū)動(dòng)器輸出端，常開端空閑。所述微處理器嵌入汽車電氣系統(tǒng)故障自動(dòng)模擬處理程序，該程序按如下功能編 制故障設(shè)置箱的初始化，根據(jù)計(jì)算機(jī)傳遞來的故障設(shè)置指令在故障設(shè)置箱中控制繼電器 組完成故障設(shè)置功能，在故障設(shè)置箱掉電的情況下，保存最近一次計(jì)算機(jī)傳遞來的故障設(shè) 置指令，在故障設(shè)置箱再次上電時(shí)，自動(dòng)讀入最近一次故障設(shè)置指令，向計(jì)算機(jī)回傳接收到 的故障設(shè)置指令。本實(shí)用新型汽車電氣系統(tǒng)故障的自動(dòng)模擬裝置優(yōu)點(diǎn)是1.通過計(jì)算機(jī)自動(dòng)設(shè)置和解除故障。通過計(jì)算機(jī)的串口 RS232與故障設(shè)置箱的微 控制器連接，由微控制器控制繼電器自動(dòng)完成故障的設(shè)置和解除，實(shí)現(xiàn)汽車電氣系統(tǒng)在無 損條件下的故障模擬、培訓(xùn)、考核；2.可實(shí)現(xiàn)汽車電氣系統(tǒng)的各種故障模擬，真實(shí)反映實(shí)車故障情況。包括信號(hào)斷路、 與某一信號(hào)短路、與電源短路、與地短路、與某可調(diào)模擬量電平信號(hào)連接、各種類型的故障 間歇性出現(xiàn)、多類型的故障組合；3.實(shí)現(xiàn)故障模擬指令掉電存儲(chǔ)，滿足考核現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際要求。微處理器通過IIC總線 和EEPROM連接，當(dāng)故障設(shè)置箱掉電時(shí)，EEPROM保存最近一次的由計(jì)算機(jī)傳遞來的故障模 擬指令，在故障設(shè)置箱再次上電時(shí)自動(dòng)讀取并設(shè)置最近一次故障，滿足考核現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際要求。

圖1本實(shí)用新型汽車電氣系統(tǒng)故障的自動(dòng)模擬裝置的結(jié)構(gòu)框圖；圖2模擬汽車電氣系統(tǒng)斷路故障的繼電器外圍電路原理圖；圖3模擬汽車電氣系統(tǒng)短路故障的繼電器外圍電路原理圖；圖4模擬汽車電氣系統(tǒng)電平信號(hào)缺陷故障的繼電器外圍電路原理圖；圖5汽車電氣系統(tǒng)故障自動(dòng)模擬處理程序流程圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型汽車電氣系統(tǒng)故障的自動(dòng)模擬裝置具體實(shí) 施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。圖1給出了本實(shí)用新型汽車電氣系統(tǒng)故障的自動(dòng)模擬裝置的結(jié)構(gòu)框圖。本實(shí)用新 型汽車電氣系統(tǒng)故障自動(dòng)模擬裝置，它包括計(jì)算機(jī)100和故障設(shè)置箱，所述故障設(shè)置箱包 括微處理器200、鎖存器組300、繼電器驅(qū)動(dòng)器組400、繼電器組500和EEPR0M700 ；所述的鎖存器組300包括有第一鎖存器301、第二鎖存器302、第三鎖存器 303、……、第N鎖存器η;所述的繼電器驅(qū)動(dòng)器組400包括有第一繼電器驅(qū)動(dòng)器401、第二繼 電器驅(qū)動(dòng)器402、第三繼電器驅(qū)動(dòng)器403、……、第N繼電器驅(qū)動(dòng)器η ；所述的繼電器組500 包括有第一繼電器501、第二繼電器502、第三繼電器503、……、第N繼電器η，本實(shí)施例η 取值70;第一鎖存器301、第一繼電器驅(qū)動(dòng)器401、第一繼電器501組成模擬電氣故障信號(hào) 的第一故障控制通道，第二鎖存器302、第二繼電器驅(qū)動(dòng)器402、第二繼電器502組成模擬電 氣故障信號(hào)的第二故障控制通道，第三鎖存器303、第三繼電器驅(qū)動(dòng)器403、第三繼電器503 組成模擬電氣故障信號(hào)的第三故障控制通道，……，第七十鎖存器370、第七十繼電器驅(qū)動(dòng)器470、第七十繼電器570組成模擬電氣故障信號(hào)的第70故障控制通道，鎖存器組300、繼 電器驅(qū)動(dòng)器組400、繼電器組500形成的故障控制通道數(shù)不少于汽車電氣系統(tǒng)可能發(fā)生故 障的信號(hào)線數(shù)，例如富康、捷達(dá)、桑塔納汽車電氣系統(tǒng)信號(hào)數(shù)不大于70，本實(shí)施例故障控制 通道數(shù)η取值70，對(duì)于更高級(jí)的汽車，電氣系統(tǒng)信號(hào)大于富康、捷達(dá)、桑塔納汽車，η取值可 達(dá)256，每個(gè)信號(hào)線中設(shè)置一個(gè)繼電器，一個(gè)故障控制通道控制一個(gè)電氣信號(hào)的故障模擬， 接線時(shí)將被模擬的信號(hào)線斷開，繼電器配置外圍電路，布置在斷開的兩段信號(hào)線之間，繼電 器的公共端接于斷開信號(hào)的前段，常閉端接于后段，繼電器的公共端到繼電器的常閉端連 線又將斷開的信號(hào)線接通，控制端接于相應(yīng)繼電器驅(qū)動(dòng)器輸出端，常開端空閑。以第一故障控制通道工作為例，工作時(shí)向計(jì)算機(jī)(100)輸入故障設(shè)置指令，計(jì)算 機(jī)(100)生成汽車電氣系統(tǒng)故障模擬信號(hào)經(jīng)RS232總線送微處理器(200)，經(jīng)微處理器 (200)處理后送相應(yīng)故障控制通道的鎖存器、該鎖存器經(jīng)相應(yīng)繼電器驅(qū)動(dòng)器激發(fā)相應(yīng)的繼 電器，該繼電器動(dòng)作，繼電器的舌簧由常閉端接線腳轉(zhuǎn)移至常開端接線腳，模擬該通路的故 障狀態(tài)，計(jì)算機(jī)(100)輸入撤銷故障設(shè)置指令，繼電器動(dòng)作恢復(fù)，汽車電氣系統(tǒng)恢復(fù)正常 狀態(tài)；正常狀態(tài)時(shí)汽車電氣系統(tǒng)傳感器601的相應(yīng)傳感器采集的信號(hào)加給第一繼電器501 的公共端5腳，該信號(hào)由該繼電器的公共端經(jīng)繼電器的常閉端1腳送到汽車電氣系統(tǒng)控制 器602，再由汽車電氣系統(tǒng)執(zhí)行器603實(shí)施操控汽車相應(yīng)功能。微處理器(200)通過IIC總 線和EEPR0M(700)連接，EEPROM(700)的作用在于當(dāng)微處理器(200)掉電時(shí)，保存最近一次 由計(jì)算機(jī)(100)傳遞來的故障模擬指令，在故障設(shè)置箱再次上電時(shí)自動(dòng)讀取并設(shè)置最近一 次故障。總體線路連接后，列出各個(gè)繼電器承擔(dān)模擬故障控制的對(duì)應(yīng)關(guān)系矩陣表，該矩陣 表提示了每個(gè)故障通道對(duì)應(yīng)的汽車電氣系統(tǒng)線路故障，供培訓(xùn)考核教員設(shè)置汽車電氣系統(tǒng) 使用。為了減縮本實(shí)用新型汽車電氣系統(tǒng)故障的自動(dòng)模擬裝置的設(shè)備量，采用一個(gè)繼電 器驅(qū)動(dòng)器帶動(dòng)多個(gè)單體繼電器，目前市場(chǎng)供應(yīng)的一個(gè)繼電器驅(qū)動(dòng)器可以驅(qū)動(dòng)七個(gè)單體繼電
ο可以根據(jù)汽車類型需要，故障控制通道數(shù)配置可增減；故障控制通道配置值取 256時(shí)，即可勝任當(dāng)前桑塔納、捷達(dá)、富康品牌汽車電氣系統(tǒng)故障模擬。本實(shí)用新型汽車電氣系統(tǒng)故障的自動(dòng)模擬裝置計(jì)算機(jī)(100)采用普通的PC機(jī)，微 處理器(200)采用NEC78F9234，鎖存器組(300)采用74HC373，繼電器驅(qū)動(dòng)組采用UNL2003， 繼電器組(500)采用普通的電磁繼電器，EEPROM(700)采用AT24C02。計(jì)算機(jī)(100)和微處 理器(200)之間通過RS232連接。不管哪一種汽車，他們的電氣系統(tǒng)基本故障可歸類，可歸為三，或四，或更多，視具 體汽車而定。下面給出①信號(hào)斷路故障、②信號(hào)短路故障、③汽車電氣系統(tǒng)電平信號(hào)缺陷故 障為例進(jìn)行說明。①信號(hào)斷路故障，如加速踏板傳感器到發(fā)動(dòng)機(jī)控制器之間的信號(hào)斷路、第一缸噴 油器到發(fā)動(dòng)機(jī)控制器之間的信號(hào)斷路、左前輪轉(zhuǎn)速傳感器到ABS控制器之間的信號(hào)斷路；②信號(hào)短路故障，如右前輪轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)和右前輪轉(zhuǎn)速傳感器地信號(hào)短路、雙 溫度開關(guān)與30#電源線短路、前氧傳感器信號(hào)和前氧傳感器負(fù)極信號(hào)短路；③汽車電氣系統(tǒng)電平信號(hào)缺陷故障，如發(fā)動(dòng)機(jī)控制器的空氣流量計(jì)信號(hào)輸入引腳接入1. 5V模擬量電平信號(hào)、發(fā)動(dòng)機(jī)控制器的進(jìn)氣溫度信號(hào)輸入引腳接入2. 3V模擬量電平 信號(hào)、發(fā)動(dòng)機(jī)控制器的后氧傳感器信號(hào)輸入引腳接入0. 9V模擬量電平信號(hào)。通過繼電器外圍電路的不同適應(yīng)性配置，可分別實(shí)現(xiàn)上述三種類型故障模擬控 制，下面簡(jiǎn)要介紹實(shí)現(xiàn)①信號(hào)斷路故障、②信號(hào)短路故障和③汽車電氣系統(tǒng)電平信號(hào)缺陷 故障模擬控制的繼電器外圍電路。本實(shí)用新型汽車電氣系統(tǒng)故障的自動(dòng)模擬裝置的第一個(gè)實(shí)施例為汽車電氣系統(tǒng) 信號(hào)線斷路故障的模擬，圖2給出了模擬汽車電氣系統(tǒng)斷路故障的繼電器外圍電路原理 圖；該電路包括有第一繼電器501、第一限流電阻R1、第一限流發(fā)光二極管D1。第一繼電器 501的5腳為公共端，1腳為常閉端，2腳為常開端，3腳為控制端，4腳為電源接線端，控制 端3腳通過第一繼電器驅(qū)動(dòng)器401和第一鎖存器301與微控制器200的IO 口連接，由微控 制器200控制3腳電平的高低，4腳接微控制器200的電源正極VCC，來自汽車電氣系統(tǒng)的 某信號(hào)A由公共端5腳進(jìn)入第一繼電器501，由常閉端1腳輸出，在3腳輸入的控制電平為 高，即與4腳電平相同的情況下，第一繼電器501繞組無電流通過，信號(hào)A直接通過繼電器 5腳、1腳，信號(hào)A處于導(dǎo)通狀態(tài)，此時(shí)汽車電氣系統(tǒng)正常工作；當(dāng)繼電器3腳輸入的控制電 平為低，即與微控制器200的電源地電平相同的情況下，此時(shí)第一繼電器501的3腳與4腳 間有電位差，第一繼電器501繞組有電流通過，舌簧片偏到常開端2腳，則5腳和2腳連接， 而2腳為空腳，未與其它器件相接，信號(hào)A通路受阻，此時(shí)汽車電氣系統(tǒng)的信號(hào)A處于斷路 狀態(tài)，即設(shè)置了汽車電氣系統(tǒng)一個(gè)信號(hào)斷路的故障。如果將繼電器的3腳再次接高電平，可 使繼電器的5腳和1腳導(dǎo)通，信號(hào)A再次處于導(dǎo)通狀態(tài)，即恢復(fù)了汽車電氣系統(tǒng)信號(hào)通路正 ?？赏ㄟ^狀態(tài)。本實(shí)用新型汽車電氣系統(tǒng)故障的自動(dòng)模擬裝置的第二個(gè)實(shí)施例為汽車電氣系統(tǒng) 連接短路故障的模擬，圖3給出了模擬汽車電氣系統(tǒng)短路故障的繼電器外圍電路原理圖； 該電路包括有第二繼電器502、第二限流電阻R2、第二限流發(fā)光二極管D2，第二繼電器502 的5腳為公共端，1腳為常閉端，2腳為常開端，3腳為控制端，4腳為電源接線端，第二繼電 器502的控制端3腳通過第二繼電器驅(qū)動(dòng)器402和第二鎖存器302與微控制器200的IO 口連接，由微控制器200控制3腳電平的高低，4腳接微控制器200的電源正極VCC，來自汽 車電氣系統(tǒng)的某信號(hào)A接繼電器的公共端5，繼電器的常閉端1處于不連接狀態(tài)，繼電器 的長(zhǎng)開端與某信號(hào)B連接。在繼電器3腳電平為高，即與繼電器4腳電平相同的情況下，第 二繼電器502繞組無電流通過，信號(hào)A不經(jīng)過繼電器，直接輸出，此時(shí)汽車電氣系統(tǒng)正常工 作。當(dāng)繼電器3腳電平為低，即與微控制器200的電源地電平相同的情況下，此時(shí)第二繼電 器502的3腳與4腳間有電位差，第二繼電器502繞組有電流通過，舌簧片偏到常開端2腳， 則5腳和2腳導(dǎo)通，而2腳與某信號(hào)B連接，則信號(hào)A與信號(hào)B短接，即設(shè)置了汽車電氣系 統(tǒng)的一個(gè)信號(hào)的傳輸線與其它信號(hào)傳輸線短路的故障狀態(tài)。如果將繼電器的3腳再次接高 電平，可以使繼電器的5腳和1腳導(dǎo)通，信號(hào)A與信號(hào)B斷開，即恢復(fù)了汽車電氣系統(tǒng)信號(hào)A 的原工作狀態(tài)，消除了汽車電氣系統(tǒng)信號(hào)故障模擬；在圖3所示的電路原理圖中，信號(hào)B可 以是汽車電氣系統(tǒng)的某個(gè)傳感器信號(hào)或某個(gè)執(zhí)行器信號(hào)，也可是汽車電氣系統(tǒng)的電源信號(hào) 或地信號(hào)，即通過圖3所示的電路原理圖，可以實(shí)現(xiàn)汽車電氣系統(tǒng)的信號(hào)和電源或地短接。本實(shí)用新型汽車電氣系統(tǒng)故障的自動(dòng)模擬裝置的第三個(gè)實(shí)施例為汽車電氣系統(tǒng) 電平信號(hào)缺陷故障的模擬，圖4給出了模擬汽車電氣系統(tǒng)電平信號(hào)缺陷故障的繼電器外圍電路原理圖；該電路包括有第三繼電器503、第三限流電阻R3、第三限流發(fā)光二極管D3，第 三繼電器503的5腳為公共端，1腳為常閉端，2腳為常開端，3腳為控制端，4腳為電源接線 端，第三繼電器503的控制端3腳通過繼電器驅(qū)動(dòng)器403和鎖存器303與微控制器200的 IO 口連接，由微控制器200控制3腳電平的高低，4腳接微控制器200的電源正極VCC，車 載蓄電池電源正極經(jīng)過穩(wěn)壓電路轉(zhuǎn)換為與汽車電氣系統(tǒng)控制器供電電源相同的電平，并 將其標(biāo)記為電源POWER ；電源POWER經(jīng)過第四電阻R4和可變電阻R5與車載蓄電池的負(fù)極 CAR_GND連接；繼電器的常開端2腳同時(shí)與第四電阻R4和可變電阻R5連接，第四電阻R4 和可變電阻R5連接成可調(diào)分壓電路，通過調(diào)整可調(diào)電阻R5的阻值可以改變繼電器常開端 2的電位；來自汽車電氣系統(tǒng)的某信號(hào)A接繼電器的公共端5，繼電器的常閉端1處于不連 接狀態(tài)。在繼電器3腳電平為高，即與繼電器4腳電平相同的情況下，第三繼電器503繞組 無電流通過，信號(hào)A不經(jīng)過繼電器，直接輸出，此時(shí)汽車電氣系統(tǒng)正常工作；當(dāng)繼電器3腳電 平為低，即與微控制器200的電源地電平相同的情況下，此時(shí)第三繼電器503的3腳與4腳 間有電位差，第三繼電器503繞組有電流通過，舌簧片偏到常開端2腳，而2腳連接到第四 電阻R4和可變電阻R5之間，則信號(hào)A與某可調(diào)模擬量電平信號(hào)導(dǎo)通，即設(shè)置了汽車電氣系 統(tǒng)信號(hào)與某可調(diào)模擬量電平信號(hào)連接的故障。如果將繼電器的3腳再次接高電平，可以使 繼電器的5腳和1腳導(dǎo)通，信號(hào)A與可調(diào)模擬量電平信號(hào)斷開，即恢復(fù)了汽車電氣系統(tǒng)信號(hào) A的原工作狀態(tài)，消除了汽車電氣系統(tǒng)信號(hào)故障模擬。對(duì)于圖2、圖3和圖4所示的電路原理圖中，第一繼電器501、第二繼電器502、第 三繼電器503的外圍電路并接入第一限流電阻R1、第二限流電阻R2、第三限流電阻R3和第 一限流發(fā)光二極管D1、第二限流發(fā)光二極管D2、第三限流發(fā)光二極管D3，采用發(fā)光二極管 可以方便觀察繼電器是否動(dòng)作，利于調(diào)試和維修，第一限流電阻R1、第二限流電阻R2、第三 限流電阻R3分別為第一限流發(fā)光二極管D1、第二限流發(fā)光二極管D2、第三限流發(fā)光二極管 D3的保護(hù)電阻。本實(shí)用新型汽車電氣系統(tǒng)故障自動(dòng)模擬裝置可以實(shí)現(xiàn)的故障模擬并不僅限于圖 2、圖3和圖4所示的三種類型。比如，通過微控制器200控制某一繼電器的控制端3腳間 歇性的輸出高低電平，模擬汽車電氣系統(tǒng)的某一信號(hào)處于間歇性的故障；另外，通過微控制 器200控制多個(gè)繼電器的控制端3腳處于低電平，模擬汽車電氣系統(tǒng)的多個(gè)信號(hào)處于多種 故障狀態(tài)。具體工作原理不再贅述。故障設(shè)置箱的微處理器(200)嵌入汽車電氣系統(tǒng)故障自動(dòng)模擬處理程序，圖5給 出了汽車電氣系統(tǒng)故障自動(dòng)模擬處理程序流程圖。如圖1和圖5所示，該程序按圖5給出的 程序流程和如下功能編制故障設(shè)置箱的初始化；根據(jù)計(jì)算機(jī)(100)傳遞來的故障設(shè)置指 令在故障設(shè)置箱中控制繼電器組(500)完成故障設(shè)置功能；在故障設(shè)置箱掉電的情況下， 保存最近一次計(jì)算機(jī)(100)傳遞來的故障設(shè)置指令，在故障設(shè)置箱再次上電時(shí)，自動(dòng)讀入 最近一次故障設(shè)置指令；向計(jì)算機(jī)(100)回傳接收到的故障設(shè)置指令，確保在計(jì)算機(jī)(100) 和故障設(shè)置箱包含的微控制器200之間傳遞的故障設(shè)置指令的正確性。
權(quán)利要求1.一種汽車電氣系統(tǒng)故障的自動(dòng)模擬裝置，它包括計(jì)算機(jī)(100)和故障設(shè)置箱，其特 征是所述故障設(shè)置箱包括微處理器000)、鎖存器組(300)、繼電器驅(qū)動(dòng)器組000)、繼電 器組(500)和EEPROM(700)；所述的鎖存器組(300)包括有第一鎖存器(301)、第二鎖存器(302)、第三鎖存器(303)、……、第N鎖存器(η)；所述的繼電器驅(qū)動(dòng)器組(400)包括有第 一繼電器驅(qū)動(dòng)器G01)、第二繼電器驅(qū)動(dòng)器002)、第三繼電器驅(qū)動(dòng)器003)、……、第N繼 電器驅(qū)動(dòng)器(η)；所述的繼電器組(500)包括有第一繼電器(501)、第二繼電器(502)、第三 繼電器(503)、……、第N繼電器(η)；第一鎖存器(301)、第一繼電器驅(qū)動(dòng)器001)、第一 繼電器(501)組成模擬電氣故障信號(hào)的第一故障控制通道，第二鎖存器(302)、第二繼電器 驅(qū)動(dòng)器002)、第二繼電器(50 組成模擬電氣故障信號(hào)的第二故障控制通道，第三鎖存器(303)、第三繼電器驅(qū)動(dòng)器003)、第三繼電器(50 組成模擬電氣故障信號(hào)的第三故障控 制通道，……，第N鎖存器(η)、第N繼電器驅(qū)動(dòng)器(η)、第N繼電器(η)組成模擬電氣故障 信號(hào)的第N故障控制通道；鎖存器組(300)、繼電器驅(qū)動(dòng)器組(400)、繼電器組(500)形成的 故障控制通道數(shù)不少于汽車電氣系統(tǒng)可能發(fā)生故障的信號(hào)線數(shù)，每個(gè)信號(hào)線中設(shè)置一個(gè)繼 電器，每個(gè)故障控制通道控制一種故障信號(hào)模擬；接線時(shí)將被模擬的信號(hào)線斷開，繼電器配 置外圍電路，布置在斷開的兩段信號(hào)線之間，繼電器的公共端接于斷開信號(hào)的前段，常閉端 接于后段，繼電器的公共端到繼電器的常閉端連線又將斷開的信號(hào)線接通，控制端接于相 應(yīng)繼電器驅(qū)動(dòng)器輸出端，常開端空閑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車電氣系統(tǒng)故障的自動(dòng)模擬裝置，其特征是所述汽車 電氣系統(tǒng)信號(hào)線斷路故障模擬的繼電器外圍電路包括有第一繼電器(501)、第一限流電阻 (Rl)、第一限流發(fā)光二極管(Dl)，第一繼電器(501)的控制端3腳通過第一繼電器驅(qū)動(dòng)器(401)和第一鎖存器(301)與微控制器Q00)的IO口連接，由微控制器(200)控制3腳電 平的高低，4腳接微控制器Ο00)的電源正極VCC，來自汽車電氣系統(tǒng)的某信號(hào)A由公共端 5腳進(jìn)入第一繼電器(501)，由常閉端1腳輸出，常開端2腳為空腳。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車電氣系統(tǒng)故障的自動(dòng)模擬裝置，其特征是所述汽車 電氣系統(tǒng)信號(hào)線短路故障模擬的繼電器外圍電路包括有第二繼電器(502)、第二限流電阻 (R2)、第二限流發(fā)光二極管(D2)，第二繼電器(502)的控制端3腳通過第二繼電器驅(qū)動(dòng)器(402)和第二鎖存器(302)與微控制器(200)的IO口連接，由微控制器(200)控制3腳電 平的高低，4腳接微控制器Ο00)的電源正極VCC，來自汽車電氣系統(tǒng)的某信號(hào)A接繼電器 的公共端5，繼電器的常閉端1處于不連接狀態(tài)，繼電器的常開端與某信號(hào)B連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車電氣系統(tǒng)故障的自動(dòng)模擬裝置，其特征是所述述汽車 電氣系統(tǒng)信號(hào)線電平信號(hào)缺陷故障模擬的繼電器外圍電路包括有第三繼電器(503)、第三 限流電阻(R3)、第三限流發(fā)光二極管(D3)，第三繼電器(503)的控制端3腳通過繼電器驅(qū) 動(dòng)器(40 和鎖存器(30 與微控制器Q00)的IO 口連接，由微控制器(200)控制3腳電 平的高低，4腳接微控制器O00)的電源正極VCC，車載蓄電池電源正極經(jīng)過穩(wěn)壓電路轉(zhuǎn)換 為與汽車電氣系統(tǒng)控制器供電電源相同的電平，并將其標(biāo)記為電源POWER ；電源POWER經(jīng) 過第四電阻(R4)和可變電阻(R5)與車載蓄電池的負(fù)極CAR_GND連接；繼電器的常開端2 腳同時(shí)與第四電阻(R4)和可變電阻(R5)連接，第四電阻(R4)和可變電阻(R5)連接成可 調(diào)分壓電路，通過調(diào)整可調(diào)電阻(R5)的阻值可以改變繼電器常開端2的電位；來自汽車電 氣系統(tǒng)的某信號(hào)A接繼電器的公共端5，繼電器的常閉端1處于不連接狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車電氣系統(tǒng)故障的自動(dòng)模擬裝置，其特征是所述的第N 鎖存器(η)、第N繼電器驅(qū)動(dòng)器(η)、第N繼電器(η)組成模擬電氣故障信號(hào)的第N故障控 制通道中的N取值1 256。
專利摘要本實(shí)用新型屬于人員培訓(xùn)考核技術(shù)領(lǐng)域，涉及電氣系統(tǒng)故障的自動(dòng)模擬裝置。其目的是解決不用拆裝實(shí)車設(shè)備，在實(shí)車上設(shè)置故障，提出一種汽車電氣系統(tǒng)故障的自動(dòng)模擬裝置，它包括計(jì)算機(jī)和故障設(shè)置箱，所述故障設(shè)置箱包括微處理器、鎖存器組、繼電器驅(qū)動(dòng)器組、繼電器組和EEPROM；繼電器布置在斷開的電氣信號(hào)線之間，微處理器控制繼電器動(dòng)作，斷開或接通電氣信號(hào)線，實(shí)現(xiàn)故障模擬。優(yōu)點(diǎn)是不用拆散實(shí)車設(shè)備，實(shí)現(xiàn)汽車電氣系統(tǒng)在無損條件下的故障模擬、培訓(xùn)、考核；模擬故障類型多，效果真實(shí)，設(shè)備簡(jiǎn)單，成本低。
文檔編號(hào)G09B25/02GK201877066SQ200920266379
公開日2011年6月22日 申請(qǐng)日期2009年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月11日
發(fā)明者李峰, 王大方 申請(qǐng)人:李峰, 王大方