一种通用型汽车故障模拟开关盒的设计与应用

摘要：在汽车研发做标定或者售后维修手册开发故障码验证时，经常会使用到开关盒。一般的开关盒是专用型的，只能与汽车电控模块（ECU）一对一匹配使用。本文论述的是开发一种多模块通用型开关盒，其线束部分与盒体是可分离的，针对不同的ECU接口，定制对应的线束即可实现一对多的匹配。通过使用本开关盒可设置、模拟并验证汽车电控模块故障，避免了汽车线束及元器件的破坏，任何一种模块随时可以进行故障设置和解除，方便快捷。

关键词：开关盒通用型电控模块故障模拟

中图分类号：U463文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）04（B）-0000-00

Abstract：In automobile R & D calibration or DTC verification， often used Break Box.The general Break Box is special， only with automobile electronic control module （ECU） used one-to-one matching.In this paper is to develop a more universal Break Box module， the wire part with the box body is separable， according to different ECU interface， customize the corresponding wiring harness one-to-many matching can be realized.By using the Break Box can be set， fault simulation and validation of car electronic control module， to avoid the damage of automotive wiring harness and components， any kind of module fault set up and ready to be lifted， convenient and quick.

Key words：Break Box， Electronic Control Unit， DTC simulation

0 综述

随着公司越来越多的车型集成多种电控模块以及使用CAN总线通讯，车辆科技感和智能化提高，但是出现故障也呈现系统性、复杂性、偶发性。

为了方便模块故障维修，每个电控模块都设置了诸多的故障代码，并在标定时已经设定好产生和清除故障码的条件，但是由于涉及的因素较多，可能是线束问题也可能是电控模块问题，需要开发出对应的故障码的维修方法。因此在开发维修手册时，需要尽可能模拟出每一个故障码是如何生成，可能产生的原因有哪些，编写成手册指导服务站进行维修。模块与模块或者模块与电气元件之间是通过线束连接，模拟单个信号线路的通断就需要在线束与模块之间连接一个可以控制每条线路通断的开关盒。如何借助开关盒，快速准确查找故障部位，判断控制模块或者线束故障十分重要。

1开关盒的现状

开关盒是一种连接于汽车电控模块与整车线束之间，可以单独控制每条线路通断的装置（如图1），它通常用于汽车线路检测和故障模拟。

目前，开关盒一般是电控模块供应商根据自身的模块接头定制开发的，开关盒体与线束部分不能拆分，如图2所示。由于各种模块之间的接头基本不一样，因此，这种开关盒只能一对一使用在其对应模块。比如，使用于发动机控制模块的开关盒不能适应于车身控制模块，甚至同是发动机控制模块，不同供应商，开关盒也不能互用。

售后在编写维修手册时，需要尽量模拟每个电控模块的故障码，以便能够编写出排除故障的方法，指导服务站维修。因此急需设计一种多模块通用型开关盒，在满足功能需求的同时，降低工具成本。

2 开关盒的功能要求

为了实现开关盒与车辆的方便连接以及一对多要求，开关盒由盒体与线束两部分组成，并且要求开关盒具有以下功能：

1） 盒体与线束部分可拆分，盒体输入与输出端口针脚数至少108PIN。

2） 开关盒可单独控制每个线路的通断性，即每个线路都需要有开关器。

3） 每个线路的输入和输出端都预留检测孔，以便对线路进行测量和故障模拟。

3 通用型开关盒的设计

要实现一对多的功能，必须把盒体和线束分离，设计时先确定盒体部分，线束部分可根据对应的电控模块要求进行设计。

3.1 开关盒体的设计

由于大部分电控模块实际接线的针脚总数一般在100 PIN以下，根据低成本的原则，因此选用108 PIN的开关盒体，盒体输入和输出端接口选用哈丁108 PIN接插件，其接线方法如图3所示。

为了方便后续测量，开关盒体的1-108标号分别对应哈丁接头的1-108号针脚。同时，为了满足通过电流限值的要求，对线路的线径大小设计如下：

1） 线径为1.5mm?的有：1-5、7-8、15-16、23-24、31-32、47-48、59-60、63-64、71-72、79-80、83-84、95-96、107-108 共29根；

2） 线径为1.0mm?的有：6、9-14、17-22、25-30、33-46、49-58、61-62、65-70、73-78、81-82、85-90 共65根；

3） 线径为0.75mm?的有：91-94、97-106 共14根

4） 双绞线有：7&8、16&17、19&20、24&86、33&49、73&74 共6对12根。