CN116802508A - 自动线束测试器 - Google Patents

Abstract

本主题涉及自动线束测试器(100)，用于使用多路复用器(102、103、104、105)测试导线之间的连续性和短路。连续性电路块(106)具有恒定电流源(110)和差分放大器(111)。导线之间短路检测电路(107)具有至少一个多路复用器，即第三多路复用器和第四多路复用器(104、105)。本主题消除了测试线束(101)时的人工干预。因此，本发明提供了一种用于测试线束的自动、可靠、简单且耗时较少的***。

Description

自动线束测试器

技术领域

本主题大体上涉及一种自动线束(wiring harness)测试器。更特别地但不排他地，本主题涉及一种用于机动车辆的自动线束测试器。

背景技术

一般而言，汽车总有连接车辆的传感器和致动器的某种程度的布线(wiring)。有时需要测试导线，以检查导线之间的连续性和短路，尤其是在维护和诊断期间。典型地，这样的测试使用与ECU相连的万用表来完成。维修工程师常常需要快速确定故障并处理故障，以便能够在短时间内将车辆恢复到正常状态。维修机械师常常使用包括专用***式设备的工具来对车辆进行诊断并确定故障。车辆显示单元常常配置为指示通过车载诊断识别的故障，这有助于维修工程师识别问题并解决问题。维修手册中引用了故障代码来识别故障和/或执行进一步的逐步诊断。接近内部部件和线束以检测故障是与这些诊断测试相关的典型挑战。

附图说明

在所有附图中，相同的数字用于指代相似的特征和部件。

图1示例性地例示了自动线束测试器的框图。

图2(a)示例性地例示了自动线束测试器的电路图。

图2(b)示例性地例示了连续性电路块的电路图。

图2(c)示例性地例示了短路检测块的电路图。

图3示例性地例示了用于测试线束的连续性的框图。

图4示例性地例示了用于测试线束连续性的框图，其中所述线束具有连续性。

图5示例性地例示了用于测试线束连续性的框图，其中所述线束没有连续性。

图6示例性地例示了用于测试线束之间短路的框图，其中所述线束之间没有短路。

图7示例性地例示了用于测试线束之间短路的框图，其中所述线束之间存在短路。

图8示例性地例示了自动线束测试器的流程图。

具体实施方式

线束是任何机动车辆中连接传感器和致动器的一部分。在维修时，需要对车辆的线束进行连续性和短路测试。传统上，线束的测试使用万用表人工完成，这需要连续的人工监测。如果发现连接有故障，则用一组新导线更换整个设置。这导致每当线束出现故障时就有不必要的额外成本。此外，连续的人工监测包含更多的工时、更多的时间和能量需求。此外，人工干预越多，误操作和人为错误的可能性就越大。传统的方法包含通过端到端的检查来检查连续性，如果导线被切断并在另一端接地，这确实会显示出期望的结果，从而建立连通性。测试线束的完整传统方法在操作和处理上很复杂，因为这样的一种测试方法需要对导线进行端到端的检查。因此，需要一种在没有人工干预和人工错误的情况下测试线束的***，并且***简单且易于操作。因此，为了避免所述问题，需要一种改进的***来测试线束，该***克服了上述所有问题以及现有技术的其他问题。

本发明的目标是提供一种用于车辆的改进的线束测试器，以便于简单且可靠地测试车辆线束。使用示例性框图和电路图来描述本主题。所要求保护的主题适用于任何机动车辆，具有所需的变化并且不脱离本发明的范围。本发明公开了一种自动线束测试器，其主要包括待测线束、一组4个多路复用器、至少两个电路块(即，一个连续性电路块和另一个短路检测块)、控制器和输出模块。控制器通过一组多路复用器连接到两个电路块(即，连续性电路块和短路检测块)。根据一个实施例，根据特别情况的要求，多路复用器可以为16引脚或32引脚多路复用器。控制器与两个电路块之间的连接使得来自电路的输出(即，电路是否连续以及导线之间是否短路以及哪根导线短路)通过输出模块或者通过显示屏和声音通知或者用户容易识别的任何其他类型的通知中的一者或多者传送。显示屏可以为板载LCD/LED屏或任何带有应用程序平台的手持设备。

根据本主题的一个方面，连续性电路块配置有恒定动力源、连接到恒定动力源的负载点A和连接到负载点A的差分放大器。差分放大器进一步连接到控制器以发送输出。

根据本主题的一个方面，线束通过负载点A连接到连续性电路块。

根据本主题的一个方面，恒定动力源供应的动力最小低于阈值动力，从而防止负载点A运行。

根据本主题的一个方面，当控制器通过连续性电路块的差分放大器检测到高于或等于预定范围的电压值的电压时，控制器通过输出模块传送线束具有连续性。

根据本主题的一个方面，当控制器通过连续性电路块的差分放大器检测到小于预定范围的电压值的电压范围时，控制器通过输出模块传送没有连续性。

根据本主题的一个方面，来自输出模块的输出可以为与带应用程序平台的手持设备集成的LCD/LED显示屏、声音通知，或者用户容易识别的任何其他类型的通知。

根据本主题的一个方面，连接到连续性电路块的线束由控制或操作至少一个多路复用器的逻辑表管理。

根据本主题的一个方面，短路检测块配置有至少一个第二多路复用器，使得第二多路复用器监测连接到短路检测块的所有线束两端的电压。

根据本主题的实施例，短路检测块的至少一个多路复用器为多路分解器。

根据本主题的一个方面，短路检测块检测未附接到连续性电路块的一组线束处的电压，使得如果检测到未附接到连续性电路块的任何线束处的电压，则控制器接收低信号以传送导线之间存在短路。

根据本主题的一个方面，当控制器通过短路检测块未检测到电压时，控制器通过输出模块传送导线之间没有短路。

根据本主题的一个方面，当控制器通过短路检测块检测到电压时，控制器通过输出模块传送导线之间存在短路。

根据本主题的一个方面，当在未附接到连续性电路块的一组线束和连接到连续性电路块的导线处检测到电压时，控制器检测到短路导线。

根据本主题的一个方面，开关设置为启用在车辆的地面电平与ECU电平之间切换。

参考附图进一步描述本主题。应该注意的是，说明书和附图仅仅例示了本主题的原理。可以设计各种设置，尽管本文中没有明确描述或示出它们，但是这些设置包含了本主题的原理。此外，本文中列举本主题的原理、方面和示例的所有陈述及其具体示例旨在包含其同等方案。

图1示例性地例示了自动线束测试器的框图。自动线束测试器(100)包括线束块(101)，线束块(101)通过至少一个多路复用器(102、103、104、105)连接到两个电路：短路检测块(107)和连续性电路块(106)。第一和第二多路复用器(102、103)连接到连续性电路块(106)，而至少第二和第三多路复用器(104、105)连接到短路检测块(107)。多路复用器(102、103、104、105)可以为任何“N”引脚多路复用器(102、103、104、105)，其中，“N”可以为根据用户要求的任何引脚数，例如多路复用器可以为32引脚或16引脚。多路复用器(102、103、104、105)通过控制器进行操作。要测试连续性的线束块(101)由控制或操作多路复用器的逻辑表定义或管理。例如，考虑以下16引脚多路复用器的逻辑表。

逻辑表：

0 0 0 0 C0有效，C1到C15无效

0 0 0 1 C1有效，其他15个引脚无效

0 0 1 0 C2有效，其他15个引脚无效

………………………………………

将反相器(未示出)结合在第一多路复用器(102)和第二多路复用器(103)的引脚处，以保持一次启用一个多路复用器。例如，在连接到16根导线的16引脚多路复用器中，所有的导线都将按照这个逻辑表进行测试。换言之，线束块(101)的所有导线将按照逻辑表连接到点A。用户可以根据需要添加任意数量的多路复用器，从而根据需要灵活定制。连续性电路块(106)包括恒定电流源(110)和差分放大器(111)。控制器(108)配置为从两个电路(即，连续性电路块(106)和短路检测块(107))接收输入。使用输出模块(109)将从控制器(108)接收到的输出通知给用户。输出模块可以为任何形式的传送通知平台，LED/LCD显示屏、声音通知或任何其他移动平台或任何手持设备。

图2(a)示例性地例示了具有一个或多个16引脚多路复用器(102、103、104、105)的自动线束测试器的电路图的实施例。完整的电路图示出了第一和第二多路复用器(102、103)将连续性电路块(106)的负载点A分别连接到线束块(101)的第一组16根导线和第二组16根导线。第三和第四多路复用器(104、105)分别连接到线束块(101)的第一组16根导线和第二组16根导线，使得所有多路复用器(102、103、104、105)的组合连接线束中的所有32根导线。图1中示意性示出的自动线束测试器(100)由外部DC恒定动力源(110)提供动力。这种简单的自动线束测试器(100)用作用于有效检查车辆线束的完全可靠且快速的工具。因为当前的布线测试是自动的，所以线束测试器(100)执行诊断检查。一旦***线束测试器(100)并且开启了检查模式，线束测试器(100)就在输出模块(109)的专用屏幕上显示结果。自动线束测试器(100)消除了人工干扰，显示关于所连接的线束块(101)的连续性的结果，并检测导线之间的短路。根据已知技术的用于检查导线连接性的工具和方法包含使用数字/模拟万用表或连续性测试器，当多根导线短路时，数字/模拟万用表或连续性测试器在指示期望的结果方面具有局限性。拨动开关(201)设置为将连续性电路块(106)的负载点A切换到车辆的ECU电平到地面电平。9伏电池(110)为用于这种应用的主动力源。电压调节器(202)用于导出所有其他部分所需的5伏电压。根据本发明的实施例，已经例示了电压调节器7805(202)。恒定动力源(110)为一定范围的负载提供恒定电流和恒定电压，根据实施例，负载范围可以为0欧姆至5兆欧。结合了差分放大器(111)来放大电流流过电阻R3时电阻R3两端的电压降。当负载点A连接到0欧姆至5兆欧范围内的负载时，恒定电流流过电阻R3，并且差分放大器(111)将该恒定电流放大，提供高信号给微控制器。对于高于5兆欧的任何负载，没有电流流过电阻R3，并且将提供低信号给微控制器(108)。

图2(b)和图2(c)分别示例性地例示了连续性电路块(106)和短路检测块(107)的电路图。在图2(b)中，连续性电路块(106)包括恒定动力源(110)，诸如9伏电池。连续性电路块(106)进一步连接到负载点A(303)并且包括差分放大器(111)。电压调节器7805(202)用于导出电路其他部分所需的5伏电压。恒定动力源(110)向负载A提供0欧姆至5兆欧范围的恒定电流，从而恒定电流流过电阻器R3。二极管D1(203)在电路两端提供反向电压保护。6伏的齐纳二极管D2(204)用于在负载点A(303)导出小于5伏的电压。来自9伏电池的6伏的动力用作动力源，使得剩余的3伏用于驱动PNP晶体管。通过这种配置，齐纳二极管D2确保负载点A(303)的电压在整个测试阶段小于5伏。差分放大器(111)放大从负载点A(303)输出的电压，并且放大的电压被发送到控制器(未示出)。图2(c)例示了用于检测导线之间短路的电路。第一多路复用器(102)和第二多路复用器(103)用于将来自负载点A(303)的输出连接到线束块(101)上的相应引脚。线束块(101)的引脚的选择是基于多路复用器上的所选线路来完成的。使用反相器(未示出)一次仅启用第一多路复用器(102)和第二多路复用器(103)中的一个多路复用器。第三和第四多路复用器(104、105)用于读取连接到线束块(101)的各个引脚的状态。使用反相器IC一次仅启用第三和第四多路复用器(104、105)中的一个多路复用器。当正在测量一个引脚的连续性时，第三和第四多路复用器(104、105)用于一个接一个地读取其他引脚的状态。倘若施加在正在进行连续性测试的引脚上的电压出现在任何其他引脚上，则这些引脚短路。图3示例性地例示了用于测试线束连续性的连续性电路块(106)的框图。连续性电路块(106)包括恒定动力源(110)，诸如9伏电池。连续性电路块(106)进一步连接到负载点A(303)并且包括差分放大器(111)。恒定电流源(110)将向负载点A(303)发送动力，差分放大器(111)进一步放大在接收到恒定电流后从负载点A(303)接收到的反馈，于是差分放大器(111)的输出为发送到微控制器(108)的放大的电压。恒定电流的目的是防止负载在测试阶段运行。存在诸如传感器的某些负载，当在测试阶段操作时，这些负载共享对微控制器(108)的输出或反馈，这可能潜在地误导工具/***的目的。因此，恒定电流源保持非常小或低于预定阈值，以消除此类误差。如本发明的连续性电路块(106)中配置的低电流既不会使负载运行也不会损害负载。当所述输出信号(即，恒定电流源(110)和恒定电压源)中的一者等于或大于阈值时，负载点A(303)运行。

图4示例性地例示了测试线束连续性的框图，所述线束的连续性完好无损，即没有缺陷。线束块(101)通过负载点A连接到连续性电路块(106)。引脚1(501)为供电线，并且引脚2(502)为接地线。9伏的恒定电流源110的动力被降压到最小电流和电压，诸如2.2伏的理论值，并被发送到负载点A(303)，例如线束块(101)的导线1。倘若所述2.2伏被直接发送到控制器(108)，则控制器(108)将不检测电压，因此差分放大器(111)用于放大由负载发送的电压，然后微控制器(108)接收放大的电压。如果微控制器(108)接收到处于可以由微控制器(108)识别的预定值范围(例如3伏至5伏的范围)的放大电压，则微控制器(108)通过输出模块(109)指示电路中存在连续性。也可以使用车辆电池来代替恒定电流电池。

图5示例性地例示了用于测试线束连续性的框图，线束没有连续性(即，有缺陷)。在所述布置中，微控制器(108)未接收到来自差分放大器(111)的输出，因此通过输出模块(109)指示电路中没有连续性。因此，在连续性电路块(106)中，微控制器(108)有效地检查出了电路的回路在所有点上都是闭合的。如果微控制器(108)从差分放大器(111)接收到的输出在可以由微控制器(108)识别的预定电压范围内，则连续性的通知将通过输出模块(109)传送给用户，否则传送没有连续性。

图6示例性地例示了用于测试线束之间短路的框图，线束之间没有短路。短路检测块(107)包括用于测试导线之间短路的第三和第四多路复用器(104、105)。第三和第四多路复用器(104、105)监测导线两端的电压。为了例示，考虑一种情况，其中，称为W1、W2、W3和W4(未示出)的导线为线束中的4根不同的导线。第三和第四多路复用器(104、105)为多路分解器，它们同时监测所有导线两端的电压。当连续性电路块(106)连接到多路复用器(102、103)以测试相对于W1(未示出)的连续性时，第三和第四多路复用器(104、105)将监测W2、W3和W4(未示出)中的每一者处的电压。如果在W2、W3、W4处没有电压，则第三和第四多路复用器(104、105)将向控制器提供高电压输入，即控制器接收到高电压，指示导线之间没有短路。如果没有短路，则控制器总是接收到恒定的高电压，意味着导线之间没有短路，并且该恒定的高电压通过输出模块(109)以短–NILL(Short–NILL)的形式传送给用户。

图7示例性地例示了用于测试线束之间短路的框图，线束之间存在短路。考虑与段落00019中的示例相同的示例，倘若在W3处存在任何电压，则控制器将接收到低电压，例如2.2伏，指示W1与W3之间存在短路。由于当存在短路时由第三和第四多路复用器(104、105)接收到的电压大约为2.2伏或与连接到连续性电路块(106)的导线相等的电压，所以它被用于驱动晶体管，使得它向微控制器(108)提供低压输入，指示导线之间存在短路。如果没有短路，则控制器总是接收到预定伏特的恒定高电压，意味着导线之间没有短路。第三和第四多路复用器(104、105)将检查没有连接到连续性电路块(106)的所有导线中的短路。根据本发明的实施例，线束块可以包括用于传感器(例如，节流阀位置传感器(TPS))的线束或者车辆负载的一个或多个其他线束。

图8示例性地例示了根据本发明的自动线束测试器(100)的工作的流程图。恒定电流和恒定电压由恒定电流源(110)传递到负载点A(303)，如步骤(801)所示。负载点A(303)通过一个或多个第一多路复用器(102、103)连接到线束块(101)，如步骤(802)所示。差分放大器(111)放大来自负载点A(303)的输出电压，如步骤(803)所示。将差分放大器(111)的输出发送到控制器(108)。控制器(108)确定从差分放大器(111)接收到的输入是否大于预定值，如步骤(804)所示。如果控制器(108)接收到的输入大于预定范围的电压值，则控制器(108)通过输出模块(109)传送线束的连续性，如步骤(805)所示。如果控制器(108)接收到的输入小于预定范围的电压值，则控制器(108)通过输出模块(109)传送线束没有连续性，如步骤(806)所示。

本发明诊断导线之间的短路。负载点A(303)连接到线束块(101)，如步骤(802)所示。一个或多个第二多路复用器(104、105)检测未附接到连续性电路块(106)的另一组导线两端的电压，如步骤(807)所示。一个或多个第二多路复用器(104、105)向控制器(108)发送信号，如步骤(808)所示。倘若在未附接到连续性电路(106)的一组导线处检测到电压，则一个或多个第二多路复用器(104、105)向控制器(108)发送比预定电压低的电压信号。控制器确定从一个或多个第二多路复用器(104、105)接收到的信号是否小于预定电压，如步骤(809)所示。倘若控制器(108)确定低电压，则控制器(108)通过输出模块(109)传送在连接到连续性电路块(106)的导线和具有电压的导线之间存在短路，如步骤(810)所示。倘若控制器(108)确定低电压，则控制器(108)通过输出模块(109)传送在连接到连续性电路块(106)的导线与具有电压的导线之间没有短路，如步骤(811)所示。在不脱离本发明的范围的情况下，许多其他的改进和修改可以并入本文中。

附图标记列表

100：自动线束测试器

101：线束块

102：第一多路复用器

103：第二多路复用器

104：第三多路复用器

105：第四多路复用器

106：连续性电路块

107：短路检测块

108：微控制器

109：输出模块

110：恒定动力源

111：差分放大器

201：拨动开关

202：电压调节器

203：二极管D1

204：齐纳二极管D2

303：负载点A

501：引脚1

502：引脚2

801-811流程图步骤

Claims (20)

1.一种用于车辆的自动线束测试器(100)，其中，所述自动线束测试器(100)包括：

线束块(101)，所述线束块(101)包括多根导线；

一个或多个多路复用器，

短路检测块(107)；

连续性电路块(106)；

输出模块(109)；以及

连接到所述连续性电路块(106)和所述短路检测块(107)的控制器(108)，

其中，所述控制器(108)将来自所述短路检测块(107)和所述连续性电路块(106)中的一者或多者的输出传送到所述输出模块(109)。

2.如权利要求1所述的用于车辆的自动线束测试器(100)，其中，所述连续性电路块(106)包括：

恒定动力源和恒定电压源(110)中的一者；

连接到所述恒定动力源和恒定电压源(110)的负载点A(303)；

连接到所述负载点A(303)的差分放大器(111)，其中，所述差分放大器(111)进一步连接到所述控制器(108)，进一步地，其中，所述差分放大器(111)向所述控制器(108)提供输出信号。

3.如权利要求1所述的用于车辆的自动线束测试器(100)，其中，所述线束块(101)通过所述负载点A(303)连接到所述连续性电路块(106)。

4.如权利要求2所述的用于车辆的自动线束测试器(100)，其中，所述恒定动力源和恒定电压源(110)中的一者低于预定阈值，其中，当所述输出信号中的一者等于或大于所述阈值时，所述负载点A(303)运行。

5.如权利要求2所述的用于车辆的自动线束测试器(100)，其中，恒定电流流过电阻R3，并且所述差分放大器(111)放大所述电阻R3两端的电压降。

6.如权利要求2所述的用于车辆的自动线束测试器(100)，其中，齐纳二极管D2(204)仅允许预定范围的电压施加到负载点A(303)。

7.如权利要求2所述的用于车辆的自动线束测试器(100)，其中，在所述控制器(108)通过所述连续性电路块(106)的所述差分放大器(111)检测到预定范围的电压值时，所述控制器(108)通过所述输出模块(109)传送线束具有连续性。

8.如权利要求2所述的用于车辆的自动线束测试器(100)，其中，在所述控制器通过所述连续性电路块(106)的所述差分放大器(111)接收到的输出电压处于预定范围的电压值之外时，所述控制器(108)向所述输出模块(109)传送线束没有连续性。如权利要求1所述的用于车辆的自动线束测试器(100)，其中，所述输出模块(109)可以为与移动设备上的手持应用程序平台集成的LCD、LED显示屏、声音通知、或者用户容易识别的任何其他类型的通知中的一者。

9.如权利要求1所述的用于车辆的自动线束测试器(100)，其中，连接到所述连续性电路块(106)的所述线束块(101)由控制或操作第一多路复用器和第二多路复用器(102、103)中的一者或多者的逻辑表管理。

10.如权利要求1所述的用于车辆的自动线束测试器(100)，其中，所述短路检测块(107)包括第三多路复用器(104)和第四多路复用器(105)中的一者或多者，其中，所述第三多路复用器和第四多路复用器(104、105)中的一者或多者监测连接到所述短路检测块(107)的所有线束(101)两端的电压，以诊断短路状况。

11.如权利要求9所述的用于车辆的自动线束测试器(100)，其中，所述第三多路复用器和第四多路复用器中(104、105)的一者或多者为反向多路复用器。

12.如权利要求1所述的用于车辆的自动线束测试器(100)，其中，所述短路检测块(107)检测未附接到所述连续性电路块(106)的一组线束处的电压，其中，在所述控制器(108)在未附接到所述连续性电路块(106)的所述线束中的任一者处检测到电压时，所述控制器(108)接收低信号以指示短路状况。

13.如权利要求1所述的用于车辆的自动线束测试器(100)，其中，当所述控制器通过所述短路检测块(107)没有检测到电压时，所述控制器(108)向所述输出模块(109)传送所述导线之间没有短路。

14.如权利要求1所述的用于车辆的自动线束测试器(100)，其中，在所述控制器通过所述短路检测块(107)检测到电压时，所述控制器(108)通过所述输出模块(109)传送所述导线之间存在短路。

15.如权利要求1所述的用于车辆的自动线束测试器(100)，其中，在未附接到所述连续性电路块(106)的一组线束和连接到所述连续性电路块(106)的导线处检测到电压时，所述控制器(108)检测到导线之间存在短路。

16.如权利要求1所述的用于车辆的自动线束测试器(100)，其中，拨动开关(201)设置为在所述车辆的ECU电平与地面电平之间切换传感器。

17.一种诊断线束块(101)的连续性的方法，包括以下步骤：

使恒定电流(801)和恒定电压通过连接到连续性电路块(106)的负载点A(303)；

通过差分放大器(111)放大来自所述负载点A(303)的电压输出(803)；

如果所述控制器(108)通过所述连续性电路块(106)的所述差分放大器(111)检测到预定范围的电压值，则所述控制器(108)通过所述输出模块(109)传送线束具有连续性(805)；

如果所述控制器(108)通过所述连续性电路块(106)的所述差分放大器(111)没有检测到预定范围的电压值，则所述控制器(108)通过所述输出模块(109)传送线束没有连续性(806)。

18.如权利要求18所述的方法，其中，所述恒定电流和所述恒定电压由齐纳二极管D2(204)限制。

19.一种诊断导线之间短路的方法，包括以下步骤：

通过一个或多个第一多路复用器(102、103)将负载点A(303)连接(802)到线束块(101)；

通过一个或多个第二多路复用器(104、105)检测(807)未附接到所述连续性电路块(106)的另一组导线两端的电压；

通过所述一个或多个第二多路复用器(104、105)向控制器发送信号(808)；

如果控制器检测到比预定电压低的电压信号，则所述控制器(108)通过输出模块(109)传送所述导线之间存在短路(810)；

如果控制器检测到比预定电压高的电压信号，则所述控制器(108)通过输出模块(109)传送所述导线之间没有短路(811)。

20.如权利要求20所述的方法，其中，一次启用一个多路复用器。