基于硬件在環(huán)的車身電控系統(tǒng)測試平臺的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種汽車電器系統(tǒng)試驗(yàn)裝置和方法，具體的是涉及一種用于驗(yàn)證車身電控系統(tǒng)，包括無鑰匙進(jìn)入啟動控制器(PEPS)、車身控制器(BCM)、自適應(yīng)前大燈調(diào)節(jié)控制器(AFS)和儀表(IPK)四個車身電控單元的硬件在環(huán)(HIL)測試平臺。
【背景技術(shù)】
[0002]由于汽車電器系統(tǒng)日趨復(fù)雜，在新車型開發(fā)過程中，需要對車身電控系統(tǒng)進(jìn)行功能測試、性能測試和診斷測試，確保車身電器的可靠性與穩(wěn)定性。目前大部分的汽車電子產(chǎn)品測試是通過手工臺架搭建測試環(huán)境，可重用性低，難以模擬極限工況或動態(tài)工況，對測試人員依賴性較高，測試效率低；部分自動化設(shè)備只能測試單個汽車電子控制器，無法進(jìn)行集成測試，或者只能模擬靜態(tài)環(huán)境，不能進(jìn)行動態(tài)測試。
[0003]為了解決以上問題，需要一種能針對被測車型進(jìn)行建模仿真，為車身電控系統(tǒng)提供一個接近整車實(shí)際運(yùn)行環(huán)境，能夠模擬各種工況和故障模式，實(shí)現(xiàn)多個控制器集成測試的車身電控系統(tǒng)的硬件在環(huán)(HIL)測試平臺。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于硬件在環(huán)的車身電控系統(tǒng)測試平臺，該測試平臺能對被測車型進(jìn)行建模仿真，為車身電控系統(tǒng)提供一個接近整車實(shí)際運(yùn)行環(huán)境；該測試平臺能夠模擬極限工況或動態(tài)工況，能夠快速復(fù)現(xiàn)故障模式，能夠?qū)崿F(xiàn)多個控制器的集成匹配測試，從而提高測試效率。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種基于硬件在環(huán)的車身電控系統(tǒng)測試平臺，包括上位機(jī)、測試機(jī)柜、可移動端子臺和實(shí)驗(yàn)室汽車臺架；
[0007]所述測試機(jī)柜有多個模塊組成，包括機(jī)柜電源輸入模塊、可編程電源、電源切換模塊、發(fā)動機(jī)控制器和變速箱控制器、負(fù)載箱、PXI實(shí)時控制器、發(fā)動機(jī)控制器和變速箱控制器輸入故障注入模塊、發(fā)動機(jī)控制器和變速箱控制器負(fù)載故障注入模塊、硬件板卡；
[0008]所述可移動端子臺用于測試機(jī)柜、待測控制器和實(shí)驗(yàn)室汽車臺架的連接，可移動端子臺包括臺架電源切換模塊、待測控制器輸入故障注入模塊、待測控制器負(fù)載故障注入模塊、端子臺，待測控制器安裝于端子臺上；
[0009]所述實(shí)驗(yàn)室汽車臺架用于搭建整車車身開關(guān)和真實(shí)負(fù)載；
[0010]所述上位機(jī)通過網(wǎng)線與測試機(jī)柜中的PXI實(shí)時控制器相連，實(shí)時監(jiān)控測試平臺運(yùn)行；所述PXI實(shí)時控制器與硬件板卡通過背板連接，與發(fā)動機(jī)模型的數(shù)據(jù)交換，同時硬件板卡還與發(fā)動機(jī)控制器、變速箱控制器、負(fù)載箱通過線束連接，模擬激勵信號，測量輸出信號;
[0011 ] 所述測試機(jī)柜中的機(jī)柜電源輸入模塊外接電源，實(shí)現(xiàn)機(jī)柜電源的功率分配、系統(tǒng)保護(hù)；
[0012]所述測試機(jī)柜通過線束與實(shí)驗(yàn)室汽車臺架連接，實(shí)現(xiàn)臺架的供電；所述可移動端子臺通過機(jī)柜面板接插件與測試機(jī)柜連接，通過線束與實(shí)驗(yàn)室汽車臺架和待測控制器連接，模擬待測控制器激勵信號，測量待測控制器輸出信號，同時通過可移動端子臺上的臺架電源切換模塊實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室臺架電源狀態(tài)的切換；
[0013]所述測試機(jī)柜上的發(fā)動機(jī)控制器和變速箱控制器輸入故障注入模塊一端與發(fā)動機(jī)控制器和變速箱控制器輸入端連接，另一端連接到硬件板卡，模擬發(fā)動機(jī)控制器和變速箱控制器輸入信號對地短路、對電源短路、開路故障；所述測試機(jī)柜上的發(fā)動機(jī)控制器和變速箱控制器負(fù)載故障注入模塊一端與發(fā)動機(jī)控制器和變速箱控制器輸出端連接，另一端分別連接到負(fù)載和硬件板卡，模擬發(fā)動機(jī)控制器和變速箱控制器負(fù)載對地短路、對電源短路、開路故障；
[0014]所述可移動端子臺上的待測控制器輸入故障注入模塊一端與待測控制器輸入端連接，另一端通過機(jī)柜面板接插件連接到硬件板卡，模擬待測控制器輸入信號對地短路、對電源短路、開路故障；所述可移動端子臺上的待測控制器負(fù)載故障注入模塊一端與待測控制器輸出端連接，另一端通過機(jī)柜面板接插件連接到硬件板卡，通過線束連接到臺架負(fù)載，模擬待測控制器負(fù)載對地短路、對電源短路、開路故障。
[0015]所述硬件板卡包括發(fā)動機(jī)模擬信號發(fā)生模塊、模擬量信號發(fā)生模塊、模擬量信號測量模塊、數(shù)字量信號發(fā)生模塊、數(shù)字量信號測量模塊、PWM信號發(fā)生模塊、PWM信號測量模塊、電阻模擬信號發(fā)生模塊、電流模擬信號發(fā)生模塊、電流信號測量模塊、CAN通訊模塊、LIN通訊模塊。
[0016]所述測試機(jī)柜外接交流電源，經(jīng)機(jī)柜電源輸入模塊轉(zhuǎn)換，分為交流輸出和直流輸出，其中交流輸出為PXI實(shí)時控制器和可編程電源供電，直流輸出為發(fā)動機(jī)控制器和變速箱控制器故障注入模塊、電源切換模塊、硬件板卡供電，并通過連接測試機(jī)柜和可移動端子臺的機(jī)柜面板接插件，為可移動端子臺上的待測控制器故障注入模塊和臺架電源切換模塊供電。
[0017]所述可編程電源輸出電源信號經(jīng)電源切換模塊輸出后，模擬整車電源狀態(tài)，用于為發(fā)動機(jī)控制器、變速箱控制器和負(fù)載箱供電，并通過機(jī)柜面板接插件傳遞電源信號到可移動端子臺上的臺架電源切換模塊，同步整車電源狀態(tài)，為待測控制器供電，并通過線束為實(shí)驗(yàn)室汽車臺架上的臺架開關(guān)及負(fù)載供電。
[0018]進(jìn)一步，通過線束將測試機(jī)柜電源信號連接到實(shí)驗(yàn)室汽車臺架，并通過連接可移動端子臺和實(shí)驗(yàn)室汽車臺架之間的線束，傳遞電源信號到可移動端子臺上的臺架電源切換模塊，實(shí)現(xiàn)可移動端子臺和實(shí)驗(yàn)室汽車臺架電源信號的交互。
[0019]本實(shí)用新型的測試平臺是針對手工臺架試驗(yàn)的缺陷而提出的，能對被測車型進(jìn)行建模仿真，為車身電控系統(tǒng)提供一個接近整車實(shí)際運(yùn)行環(huán)境，并能夠兼顧手動測試和自動化測試。該測試平臺能夠模擬極限工況或動態(tài)工況，能夠快速復(fù)現(xiàn)故障模式，能夠?qū)崿F(xiàn)多個控制器的集成匹配測試，能夠?qū)y試過程進(jìn)行組織管理，實(shí)現(xiàn)自動化測試，減少試驗(yàn)人員的勞動消耗，提高測試效率；并且該測試平臺采用模塊化設(shè)計，易于維護(hù)和擴(kuò)展測試能力。
[0020]本實(shí)用新型的測試平臺與現(xiàn)有測試系統(tǒng)相比，其積極效果是:
[0021]1、測試機(jī)柜、可移動端子臺和臺架都可以移動，可以減少連接線束長度，方便連接，易于布置。
[0022]2、測試機(jī)柜采用模塊化設(shè)計，便于后期維護(hù)，并且可以根據(jù)新的需求，快速增加配置，縮短開發(fā)周期。
[0023]3、上位機(jī)采用基于配置的NI VeriStand實(shí)時測試軟件，可以快速開發(fā)友好的圖形化界面，降低了程序界面開發(fā)的成本，實(shí)現(xiàn)手動測試；而且該軟件可以回放不同路況路譜，模擬整車動態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)HIL動態(tài)測試和待測控制器的集成匹配測試。
[0024]4、上位機(jī)采用NI Teststand測試管理軟件，可以管理測試過程，同時采用多線程技術(shù)，可以并行測試，自動化程度高，能有效地減少試驗(yàn)人員的勞動強(qiáng)度，提高工作效率，避免因人工操作而產(chǎn)生的失誤，克服了手工臺架試驗(yàn)的缺陷。
[0025]5、該測試平臺采用故障注入模塊，可以快速復(fù)現(xiàn)故障模式，實(shí)現(xiàn)故障診斷功能。
【附圖說明】
[0026]圖1為本實(shí)用新型基于硬件在環(huán)的車身電控系統(tǒng)測試平臺電源信號傳遞示意圖；
[0027]圖2為本實(shí)用新型的測試平臺控制信號傳遞示意圖；
[0028]圖3為本實(shí)用新型的測試平臺測試流程圖。
[0029]圖中:I上位機(jī)，2測試機(jī)柜，3可移動端子臺，4實(shí)驗(yàn)室汽車臺架(臺架)。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0031]參見圖2，一種基于硬件在環(huán)(HIL)的車身電控系統(tǒng)測試平臺，包括上位機(jī)(PC)1、測試機(jī)柜2、可移動端子臺3和實(shí)驗(yàn)室汽車臺架4。
[0032]所述測試機(jī)柜2有多個模塊組成，包括機(jī)柜電源輸入模塊、可編程電源、電源切換模塊、發(fā)動機(jī)控制器(EMS)和變速箱控制器(T⑶)、負(fù)載箱、PXI實(shí)時控制器(下位機(jī))、發(fā)動機(jī)控制器和變速箱控制器故障注入模塊、硬件板卡，其中硬件板卡包括發(fā)動機(jī)模擬信號發(fā)生模塊、模擬量信號發(fā)生模塊、模擬量信號測量模塊、數(shù)字量信號發(fā)生模塊、數(shù)字量信號測量模塊、PWM信號發(fā)生模塊、PWM信號測量模塊、電阻模擬信號發(fā)生模塊、電流模擬信號發(fā)生模塊、電流信號測量模塊、CAN通訊模塊、LIN通訊模塊。所述發(fā)動機(jī)控制器和變速箱控制器故障注入模塊包括發(fā)動機(jī)控制器和變速箱控制器輸入故障注入模塊、發(fā)動機(jī)控制器和變速箱控制器負(fù)載故障注入模塊。
[0033]所述可移動端子臺3用于測試機(jī)柜2、待測控制器和實(shí)驗(yàn)室汽車臺架4的連接，待測控制器包括無鑰匙進(jìn)入啟動控制器(PEPS)、車身控制器(BCM)、自適應(yīng)前大燈調(diào)節(jié)控制器(AFS)和儀表(IPK)，可移動端子臺3包括臺架電源切換模塊、待測控制器故障注入模塊、端子臺，待測控制器安裝于端子臺上。所述待測控制器故障注入模塊包括待測控制器輸入故障注入模塊、待測控制器負(fù)載故障注入模塊。
[0034]所述實(shí)驗(yàn)室汽車臺架4用于搭建整車車身開關(guān)和真實(shí)負(fù)載；實(shí)驗(yàn)室汽車臺架真實(shí)負(fù)載有:無鑰匙進(jìn)入啟動控系統(tǒng)(PEPS)天線、雨刮電機(jī)，玻璃升降電機(jī)，鼓風(fēng)機(jī)，暖風(fēng)電機(jī)，洗滌液壺，電控門鎖機(jī)構(gòu)，電動后視鏡，前組合燈，后組合燈，室內(nèi)燈，側(cè)轉(zhuǎn)向燈，喇機(jī)，電子風(fēng)扇、點(diǎn)煙器，逆變器，倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)，胎壓檢測系統(tǒng)和娛樂系統(tǒng)。
[0035]所述上位機(jī)I通過網(wǎng)線與測試機(jī)柜2中的PXI實(shí)時控制器(下位機(jī))相連，實(shí)時監(jiān)控測試平臺運(yùn)行；所述PXI實(shí)時控制器(下位機(jī))與硬件板卡通過背板連接，與發(fā)動機(jī)模型的數(shù)據(jù)交換，同時硬件板卡還與發(fā)動機(jī)控制器(EMS)、變速箱控制器(T⑶)、負(fù)載箱通過線束連接，模擬激勵信號，測量輸出信號。
[0036]所述測試機(jī)柜2中的機(jī)柜電源輸入模塊連接220V外接電源，實(shí)現(xiàn)機(jī)柜電源的功率分配、系統(tǒng)保護(hù)。
[0037]所述測試機(jī)柜2通過線束與實(shí)驗(yàn)室汽車臺架4連接，實(shí)現(xiàn)臺架的供電；所述可移動端子臺3通過機(jī)柜面板接插件與測試機(jī)柜2連接，通過線束與實(shí)驗(yàn)室汽車臺架4和待測控制器連接，模擬待測控制器激勵信號，測量待測控制器輸出信號，同時通過可移動端子臺3上的臺架電源切換模塊實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室臺架4電源狀態(tài)的切換。
[0038]所述測試機(jī)柜2上的發(fā)動機(jī)控制器和變速箱控制器輸入故障注入模塊一端與發(fā)動機(jī)控制器和變速箱控制器輸入端連接，另一端連接到硬件板卡，模擬發(fā)動機(jī)控制器和變速箱控制器輸入信號對地短路、對電源短路、開路故障；所述測試機(jī)柜2上的發(fā)動機(jī)控制器和