一种用于检测车辆的ECU的方法和系统与流程

本发明涉及车辆领域，尤其涉及一种用于检测车辆的ECU的方法以及一种用于检测车辆的ECU的系统。

背景技术：

近些年车辆技术不断发展，越来越多的车辆装配有电子控制单元(ECU，Electronic Control Unit)。借助ECU，可以实现对车辆各部件的控制。随着车辆保有量的飞速增长，需要进行ECU检测的车辆数量也急剧增加。另一方面，车辆报废量也随之增加，急需将报废车辆拆解处理。为推进绿色循环经济，将报废件重新利用成为重要举措。为此，针对拆车件、再制造件的产业链也随之迅速发展起来。目前，再制造的技术水平也日益向智能化方向发展，市场对再制造件的要求也越来越严格。然而，市面上没有一套可针对车辆ECU进行高效、准确、全面检测的检测方案。

整车厂、拆车厂、再制造厂，大多都直接将ECU安装在车辆上或者在台架上试用，确定其是否正常运行。不利的是，测试环境相对复杂，环境因素干扰较大，测试不够全面，耗费成本高，而且效率低，无法批量生产等。

传统的检测方式必须要求检测人员必须有相关技术背景。此外，传统的检测方式测试手段单一、繁琐，重复性工作较多，测试标准不统一，并且受人员干预等主观影响较大。这造成测试过程不够严谨、测试结果不够可靠。

普遍的测试环境与实车环境差别较大，目前通常的测试手段是采用逐一地模拟某一输入信号，然后对车辆的ECU的对应功能进行测试，而无法全面实时模拟实车工况环境，忽略整车环境参数变化对测试带来的影响。

技术实现要素：

本发明的任务是，提供一种用于检测车辆的ECU的方法，该方法包括以下步骤：

-根据待测试项设定测试标准；

-根据测试标准模拟生成在所述车辆实际运行时存在的信号；

-将所生成的信号传送给所述车辆的ECU；

-从车辆的ECU捕捉信号；

-对所捕捉的信号进行处理；

-输出处理结果。

根据本发明的一种优选实施方式，在根据待测试项设定测试标准的步骤中，待测试项可以由用户选择性地且累加性地配置。用户可以自行选择性地设置想要测试ECU的某项或某几项功能。所述测试项例如包括车载电源、传感器电源、用于运行车辆的传感器、物理参量(例如机油压力、节气门后压力、节气门后温度等)。可选择地，待测试项或者由根据本发明的检测系统预给定，或者由用户从待测试项列表中选择，或者由用户通过输入设备给定。

根据本发明的一种优选实施方式，在车辆实际运行时存在的信号包括传感器信号和由其他控制模块产生的信号。所述传感器信号例如涉及由以下传感器产生的信号：温度传感器、压力传感器、氧传感器、流量传感器、转速传感器、位置传感器、爆震传感器等。所述其他控制模块例如涉及发动机控制模块、自动变速器控制模块、大灯控制模块、中央控制门锁控制模块、ABS控制模块、电动车窗控制模块、仪表板控制模块、安全气囊控制模块、自动空调控制模块、电控悬架控制模块等，还包括原厂或其他诊断仪器，所述其他诊断仪器可以给ECU发送执行动作指令，直接让ECU输出动作，但无法模拟车辆在正常工作状态时的信号。这些模块可以有线地或无线地与车辆的ECU 连接。所述连接例如借助CAN总线、K线、LIN总线、Zigbee协议、蓝牙、WLAN、串行通信接口(COM)、RS485协议等实现。

根据本发明的一种优选实施方式，所模拟生成的在车辆实际运行时存在的信号包括车辆在正常运行情况下的信号和车辆在故障运行情况下的信号。有利地，可以根据车辆在故障运行时的状况来模拟生成信号。信号的生成可以依照先前在车辆故障运行时获取的信号实现，也可以依照车辆的运行模型通过数值计算地实现。

根据本发明的一种优选实施方式，在根据测试标准模拟生成在车辆实际运行时存在的信号的步骤中，可以根据测试标准实时地并行地生成一路或多路信号。所述一路或多路信号的并行生成可以借助高速信号处理芯片、例如FPGA、DSP等硬件地或软件地实现。所生成的多路信号相对独立，模拟生成的信号更接近车辆运行状况，实时性更好，信号变化更接近物理传感器。由此，保证测试环境准确无干扰。

根据本发明的一种优选实施方式，从车辆的ECU捕捉信号的步骤包括从车辆的ECU的通信线路捕捉数据和捕捉从所述车辆的ECU发送到执行器的信号。从车辆的ECU的通信线路捕捉数据可以理解为，捕捉ECU的CAN总线、COM接口、RS485等通信线路上的数据、例如故障信息、数据流等。有利地，例如可以捕捉上述其他控制模块与ECU通过CAN总线通信时ECU发送至CAN总线的信息。从车辆的ECU捕捉执行器信号可以理解为捕捉ECU针对确定的执行器所输出的信号，例如点火线圈驱动信号、喷油嘴驱动信号、节气门驱动信号、故障灯驱动信号等。

根据本发明的一种优选实施方式，从车辆的ECU的通信线路捕捉数据和捕捉从所述车辆的ECU发送到执行器的信号可以并行地实施。对通信数据的捕捉和对发送到执行器的信号的捕捉或者可以通过例如高速数据采样模块同时实现，当然或者也可以顺序地实现。

根据本发明的一种优选实施方式，所述方法步骤能够循环地实施。是否循环实施方法步骤以及循环实施的参量(例如循环次数、循环实施的时间)可以由用户设置。用户可以自行设置循环测试ECU 的某项或某几项功能，以便例如进行高强度的老化测试。

根据本发明的一种有利实施方式，所述方法还包括自动统计各个确定类型的ECU经常出现的故障点或损坏点的步骤。在针对确定类型的ECU进行批量测试时，可以对该种类型ECU经常出现的故障点或损坏点进行统计。通过这种方式，能够使ECU的检测或开发人员了解该特定类型的ECU存在的问题，以便对其进行进一步开发和完善。

根据本发明的另一方面，还提供一种用于检测车辆的ECU的系统，其构造用于实施以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述系统包括以下模块：

-测试标准设定模块，其用于根据待测试项设定测试标准；

-实车信号生成模块，其用于根据测试标准模拟生成在所述车辆实际运行时存在的信号，并将所述信号传送给所述车辆的ECU；

-信号捕捉模块，其用于从所述车辆的ECU捕捉信号；

-信号处理模块，其用于对所捕捉的信号进行处理；

-结果输出模块，其用于输出处理结果。

根据本发明的一种优选实施方式，该系统采用闭环检测的方式。也就是说，该系统根据测试标准模拟生成车辆实际运行时存在的信号，将所模拟生成的信号传送到车辆的ECU，随后对ECU反馈回的信号进行处理，最终得到检测结果。

根据本发明的一种优选实施方式，测试标准设定模块可以设置有人机接口，用户可以借助该人机接口设置待测试项并且获得待测试项信息。测试标准设定模块也可以设置有能与其他装置通信的接口，以便接收来自其他装置的信号，该信号例如可以用于远程控制测试标准设定模块。类似地，结果输出模块也可以设置有人机接口，用户可以借助该人机接口获得测试结果。优选地，测试标准设定模块和结果输出模块可以构造为一个共同的模块。该共同的模块也可称作智能诊断软件模块。

根据本发明的一种有利实施方式，上述一个或多个模块可以硬件地或软件地实现。它们可以具有可能按照硬件方式和/或按照软件方式构造的接口。当按照硬件方式构造时，该接口例如可以是所谓的ASIC系统的一部分，其包含上述单元的不同功能。然而，该接口也可能是单独的集成电路或者至少部分由分立的组件组成。当按照软件方式构造时，该接口例如可以是在数据库或微控制器中与其他软件模块并存的软件模块。

从属权利要求是本发明的有利实施方式。尽管本发明已借助优选实施例进行了描述，但其不局限于此，而是可以在许多方面进行修改。

根据本发明的方案能够很好地解决现有技术中存在的不利。根据本发明，对ECU的检测过程操作简单，无需多余操作，一键执行智能检测。根据本发明能够实现自动化地检测，即自动模拟行车动作，依次检测ECU的每个功能。此外，根据本发明的方案能够自动捕捉通信数据，并将测试结果例如以报告形式输出。特别地，输出的报告还可以包含自动统计的、关于各个确定类型的ECU经常出现的故障点或损坏点的信息。根据本发明的方案还具有测试项可配置的优点，用户可以自定义测试项，一键完成测试工作。这使得检测过程能够全面高效地实施，仅需数分钟即可完成所有的功能测试。根据本发明的检测还具有安全环保的优点，与传统的台架测试相比，无噪音和尾气污染，且更加安全。

根据本发明的方案可应用于车辆制造厂的ECU功能检测、拆车厂或配件商等的ECU报废回收检测、ECU维修、4S店快速诊断等。

附图说明

图1：根据本发明的用于检测车辆的ECU的方法的流程图；

图2：根据本发明的用于检测车辆的ECU的系统的框图；

图3：根据图2的智能诊断软件模块的人机交互界面；

图4：验证ECU系统电流电压在各个工作状态是否正常的流程图；

图5：在进行ECU系统电压测试时发动机转速与ECU系统电流的曲线图；

图6：验证ECU的CAN通信功能是否正常的流程图；

图7：验证在发动机高速运转时ECU的点火系统是否正常的流程图；

图8：验证ECU的制动开关信号是否正常的流程图。

具体实施方式

图1示出根据本发明的用于检测车辆的ECU的方法的流程图。

在方法步骤S11中，根据待测试项设定测试标准。例如，如果测试车辆的系统电源、CAN总线通信、水温信号、油门踏板，则根据各测试项设定与其对应的测试标准。

在方法步骤S12中，根据所述测试标准模拟生成在所述车辆实际运行时存在的信号。该信号体现出实际传感器的变化情况，所述变化情况包括车辆正常运行情况和车辆故障运行情况。

在方法步骤S13中，将所生成的信号传送给车辆的ECU。响应于所述信号，ECU根据其自身的控制算法输出响应信号。

在方法步骤S14中，从所述车辆的ECU捕捉信号。所述捕捉信号包括在通信线路、例如CAN总线、COM接口、RS485等上捕捉数据和捕捉从ECU发送到执行器的信号。在通信线路上的数据可以涉及故障信息、数据流等。从ECU发送到执行器的信号可以涉及对相应执行器的控制信号。例如，针对“GCP HD”型号ECU的“故障灯”测试项，在方法步骤S12中模拟车辆故障运行，则车辆的ECU会给车辆故障灯输出低电平信号，该低电平信号用于点亮故障灯，向车辆驾驶员发出故障的警告；与此相反，模拟车辆正常运行，则车辆的ECU会给车辆故障灯输出高电平信号，该高电平信号用于关闭故障灯，向车辆驾驶员提示正常。在该方法步骤中，可以捕捉ECU向故障灯发送的信号。

在方法步骤S15中，对所捕捉的信号进行处理。该方法步骤的目的在于，将所捕捉的信号中的有用信息提取出来。根据通信线路的类型、例如总线的类型或者根据执行器的类型应用不同的信号处理方法。

在方法步骤S16中，输出处理结果。在该实施例中，处理结果例如可以人机交互界面的形式和/或以报告的形式输出。输出的处理结果也可以保存在存储介质上。

图2示出根据本发明的用于检测车辆的ECU的系统的框图。该系统由计算机平台、实车传感器信号生成模块、通信数据捕捉模块、执行器信号捕捉模块、ECU组成。智能诊断软件模块和底层数据处理模块构造在所述计算机平台上。

在该实施例中，智能诊断软件模块首先根据待测试项设定测试标准。可选择地，经过底层数据处理模块处理后，将测试标准传送到实车传感器信号生成模块。在接收到智能诊断软件模块的测试指令后，实车传感器信号生成模块借助高速信号处理芯片、例如FPGA并行生成多路传感器信号。所生成的多路信号相对独立地传送到ECU。ECU在接收到这些多路信号输出之后输出响应信号。该响应信号由通信线路上的数据信号和发送到执行器的信号组成。通信数据捕捉模块和执行器信号捕捉模块分别同时捕捉上述信号，并分别将上述信号发送到底层数据处理模块进行处理。在经过底层数据处理模块的处理之后，将与测试有关的有用信息提取出来，例如故障信息、ECU的状态信息等。最后，再次在智能诊断软件模块上向用户输出这些信息。在该实施例中，本系统采用闭环诊断模式。由于对通信数据和执行器信号同时进行捕捉，因此本系统的诊断方式结合了协议性诊断和功能性诊断。

图3示出根据图2的智能诊断软件模块的人机交互界面。由图3可知，该人机交互界面分为三个域。左侧域设置用于控制人机交互界面，其包含有用于控制诊断开始和停止的按钮、用于升级智能诊断软件模块的设备升级按钮、用于设置人机交互界面语言的按钮、用于退出人机交互界面的按钮等。中间域设置用于显示测试项列表和各测试项的检测进度。右侧域设置用于显示与检测相关的信息。例如，在右侧域中示出ECU的品牌与型号、本系统的电压与电流、某确定的测试项的设定值与实际值以及故障码。

在ECU全面功能测试模式中，用户通过人机交互界面选择待测试的ECU型号、例如重汽GCP HD型号的ECU。据此，系统自动调取出该型号ECU的所有测试项，如在图3中示出的那样。所述测试项可以与ECU型号相关联地存储在该系统中，也可以由用户从外部导入到该系统中。在用户点选“诊断”按钮之后，系统自动对ECU的各个待测试项进行测试，合格通过测试的项以对勾标示，未合格通过测试的项以叉标示。在所有测试项测试完成之后，系统自动生成报告，该报告明确指出该ECU运行是否正常以及哪些功能存在故障。

在ECU自定义测试模式中，用户通过人机交互界面选择待测试的ECU型号、例如同样为重汽GCP HD型号的ECU。据此，系统同样自动调出该型号ECU的所有测试项，如在图3中示出的那样。用户可根据需要选择或取消一个或多个待测试项。在用户点选“诊断”按钮之后，系统自动对所选择的待测试项进行测试，合格通过测试的项以对勾标示，未合格通过测试的项以叉标示。在所选择的所有测试项测试全部测试完成之后，系统生成报告，该报告明确指出该ECU运行是否正常和/或哪些功能存在故障。

要指出的是，不论在ECU全面功能测试模式中还是在ECU自定义测试模式中，均可由用户选择性地设置该系统是否自动循环地测试所选择的测试项，该循环测试可用于ECU的老化测试。

借助根据本发明系统的一个测试示例是重汽GCP HD型号的ECU的系统电源测试。该测试的目的是验证ECU系统电流电压在各个工作状态是否正常，该测试的具体步骤参见图4。在进行该测试之前，先给ECU通电，然后模拟所有实际传感器的正常输入值，模拟达到理想实车工况的情形。在测试时，首先模拟ECU上电，打开车辆点火开关，然后不断加大油门，使发动机转速不断提升，并且查看在各个阶段时ECU系统的电压电流情况。在该测试中，ECU系统电压为24±0.5V，并且保持其不变。图5示出在进行ECU系统电压测试时发动机转速与ECU系统电流的曲线图，横坐标示出发动机转速，以“转/分”为单位；纵坐标示出ECU系统电流，以“A”为单位。由图5可以看出，在ECU上电时，ECU系统电流为0-0.05A；在打开点火开关时，ECU系统电流为0.05-0.15A；在发动机转动时，ECU系统电流为0.15-0.25A，并且ECU系统电流随着发动机转速的增大而增大。如果在测试时出现电流过大的情形，则说明ECU存在例如短路故障，则必须断开ECU的电源，以保护ECU系统不被损坏。相反，如果在测试时出现电流过小的情形，则说明ECU存在例如断路故障，向用户作出相应提示。

借助根据本发明系统的另一测试示例是CAN通信测试。该测试的目的是验证ECU的CAN通信功能是否正常，该测试的具体步骤参见图6。同样，在进行该测试之前，先将ECU通电，然后模拟所有实际传感器的正常输入值，模拟达到理想实车工况的情形。在测试时，首先模拟让发动机开始工作，使发动机的转速逐渐达到工作状态，比如重汽GCP HD型号的ECU工作在800转/分钟。在此期间，使ECU以预给定的时间间隔向CAN总线发送数据帧，并且判断在CAN总线上是否存在数据。如果在CAN总线上没有数据，则说明ECU的CAN通信功能存在故障。如果在CAN总线上存在数据，本系统会自动匹配CAN通信的波特率。在CAN通信的波特率匹配时的情况下，如果本系统接收的数据不正确，则证明CAN通信存在故障。

借助根据本发明系统的另一测试示例是点火系统测试。该测试的目的是验证在发动机高速运转时ECU的点火系统是否正常，该测试的具体步骤参见图7。同样，在进行该测试之前，先将ECU通电，然后模拟所有实际传感器的正常输入值，模拟达到理想实车工况的情形。在测试时，模拟不断加大油门，使发动机一直处于高速运转状态，比如重汽GCP HD型号的ECU工作在2800转/分钟，实时捕捉各路点火信号，查看是否有不点火或漏点火的情况。如果每个缸的点火信号都有输出且长期稳定工作，则说明没有漏点火的情况。在该测试方案中，用户可以自定义本系统对点火系统进行循环测试，使ECU长时间工作在极限情况下，检查点火系统是否没有故障。因此，这种测试方式可以作为老化测试。

借助根据本发明系统的另一测试示例是制动开关测试。该测试的目的是验证ECU的制动开关信号是否正常，该测试的具体步骤参见图8。同样，在进行该测试之前，先将ECU通电，然后模拟所有实际传感器的正常输入值，模拟达到理想实车工况的情形。在测试时，模拟车辆发动机启动，加大油门；通过CAN读取制动开关数据流状态，并且检查制动开关状态数据流显示值是否为“关闭”；然后模拟制动；通过CAN读取制动开关数据流状态，并且检查制动开关状态数据流显示值是否为“打开”。在该测试方案中，用户可以自定义本系统对制动开关进行循环测试，例如进行1000次制动测试，查看制动信号输出是否及时、是否有漏输出情况，以及验证ECU是否出现偶尔制动失灵或制动不及时的现象。

本发明具有全智能的优点，用户只需要简单操作，例如选择测试项，点击启动测试，几分钟后就能得到对整个ECU的测试结果报告。整个测试过程自动完成，并且可智能判断ECU的各功能是否正常。此外，本系统还可以自定义老化测试，例如验证ECU，进行1000次制动测试，检查是否出现偶尔制动失灵或者制动不及时的现象，是否存在安全问题等。同样，可以使点火系统长时间高速运转，以检查是否存在漏点火或不点火的现象，是否存在转速不稳定的现象。本系统还可以具有自动统计各款ECU经常出现的故障点或损坏点的功能，以方便用户改进。

本方案针对整车模拟实车工作状态，对ECU的所有功能进行检测，并智能给出结果报告，同时可以统计各款ECU常坏的故障点。本系统不仅用于新品ECU的批量检测，而且用于ECU售后维修硬件稳定性的测试，例如ECU系统电源是否有损坏、硬件线路是否有损坏或者器件是否存在老化或不稳定现象等。