CN206388062U - 新能源汽车整车控制器测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种新能源汽车整车控制器测试系统，其搭建了控制器在环测试平台，其通过实时处理核心单元模拟被控对象模型，通过总线通讯单元作为CAN总线通讯接口，并通过电源单元和输入输出单元将整车控制器和模拟的被控对象连接起来，实现了整车控制器的在环测试平台的搭建，同时通过故障注入单元对整车控制器的驱动装置及传感器进行故障输入，实现了整车控制器的故障模拟测试，另外，冷却单元的设置使得实时处理核心单元及电源单元在高速复杂的在环测试中得以保持稳定的工作状态，提高了整车控制器测试的精度及安全性。

Description

新能源汽车整车控制器测试系统

技术领域

本实用新型涉及整车控制器测试领域，尤其涉及一种新能源汽车整车控制器测试系统。

背景技术

近年来，由于车用电子控制技术的蓬勃发展，关于控制器相关的测试技术需求也相应增长。对于车厂来说，早期的测试方式大多是在产品开发初期利用实验室台架的方式进行前期的验证与测试，但是这样的作法所需要花费的成本费用一般都是十分昂贵的，而且在这样的台架上，所能进行的测试也大多为一个稳态测试，要做的整体的动态行为评估，往往还需要进行实车的验证。此外，为了要达到法规的需求，也有许多测试工况程序的要求必须达成(如NEDC，FTP75等等)。因此，这种测试方法因为外在的实验条件的改变与成本的考虑，要进行一个稳定且重复性的测试，较为困难，并且这种测试方式由于目标控制器功能相对简单，且控制器网络也较为不复杂，故其基本都是使用手工的方式进行测试的，这样会造成许多人力与时间的浪费。另外，随著产品投产时间的压力越来越大，对于上市的时间要求也越来越严苛，需要一个可以快速验证控制器功能的方法。

传统的整车控制器手工测试缺点：

·手动测试

·集成原始的电缆线束

·无动态仿真(模型)

·没有或有限的自动操作

·没有或有限的可重用性

·难以处理电子控制单元(ECU)不同的变型

·不能自动化生成测试报告。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种新能源汽车整车控制器测试系统，以为新能源整车控制器提供在环测试平台，并使整车控制器能够在其研发阶段经过测试尽早地发现设计缺陷以做出控制算法或硬件结构的优化。

为达到上述技术目的，本实用新型提供一种新能源汽车整车控制器测试系统，其包括实时处理核心单元、输入输出单元、总线通讯单元、故障注入单元、电源单元和冷却单元，所述总线通讯单元、电源单元和实时处理核心单元均通过所述输入输出单元与整车控制器电信连接，所述故障注入单元与所述整车控制器电信连接，所述输入输出单元、总线通讯单元、故障注入单元和电源单元均与所述实时处理核心单元电信连接，所述冷却单元与所述实时处理核心单元和电源单元相邻设置。

进一步的，所述实时处理核心单元包括被控对象模型平台。

进一步的，所述被控对象模型平台包括发动机模型、电机模型、电池模型、变速箱模型和整车动力学模型，所述发动机模型、电机模型、电池模型、变速箱模型和整车动力学模型均分别与所述输入输出单元、总线通讯单元、故障注入单元和电源单元电信连接。

进一步的，所述总线通讯单元包括所述整车控制器所在的CAN总线上的所有控制器节点以及与所述控制器节点数量相对应的CAN通道。

进一步的，所述故障注入单元包括驱动装置错误注入模块和传感器错误注入模块。

进一步的，所述电源单元包括车载电源。

进一步的，所述新能源汽车整车控制器测试系统还包括断路接线盒，所述实时处理核心单元、输入输出单元、总线通讯单元和电源单元中的线路均集成于所述断路接线盒中。

进一步的，所述新能源汽车整车控制器测试系统还包括控制中心，所述控制中心与所述实时处理核心单元电信连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提供的新能源汽车整车控制器测试系统搭建了控制器在环测试平台，其通过实时处理核心单元模拟被控对象模型，通过总线通讯单元作为CAN总线通讯接口，并通过电源单元和输入输出单元将整车控制器和模拟的被控对象连接起来，实现了整车控制器的在环测试平台的搭建，同时通过故障注入单元对整车控制器的驱动装置及传感器进行故障输入，实现了整车控制器的故障模拟测试，另外，冷却单元的设置使得实时处理核心单元及电源单元在高速复杂的在环测试中得以保持稳定的工作状态，提高了整车控制器测试的精度及安全性。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型实施例提供的新能源汽车整车控制器测试系统的模块结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的新能源汽车整车控制器测试系统中实时处理核心单元的模块结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的新能源汽车整车控制器测试系统作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

本实用新型的核心思想在于，提供一种新能源汽车整车控制器测试系统，其搭建了控制器在环测试平台，其通过实时处理核心单元模拟被控对象模型，通过总线通讯单元作为CAN总线通讯接口，并通过电源单元和输入输出单元将整车控制器和模拟的被控对象连接起来，实现了整车控制器的在环测试平台的搭建，同时通过故障注入单元对整车控制器的驱动装置及传感器进行故障输入，实现了整车控制器的故障模拟测试，另外，冷却单元的设置使得实时处理核心单元及电源单元在高速复杂的在环测试中得以保持稳定的工作状态，提高了整车控制器测试的精度及安全性。

请参考图1和图2，图1为本实用新型实施例提供的新能源汽车整车控制器测试系统的模块结构示意图；图2为本实用新型实施例提供的新能源汽车整车控制器测试系统中实时处理核心单元的模块结构示意图。

如图1所示，本实用新型实施例提供一种新能源汽车整车控制器测试系统，其实时处理核心单元、输入输出单元、总线通讯单元、故障注入单元、电源单元和冷却单元，所述总线通讯单元、电源单元和实时处理核心单元均通过所述输入输出单元与整车控制器电信连接，所述故障注入单元与所述整车控制器电信连接，所述输入输出单元、总线通讯单元、故障注入单元和电源单元均与所述实时处理核心单元电信连接，所述冷却单元与所述实时处理核心单元和电源单元相邻设置。

本实用新型实施例提供的新能源汽车整车控制器测试系统搭建了控制器在环测试平台，其通过实时处理核心单元模拟被控对象模型，通过总线通讯单元作为CAN总线通讯接口，并通过电源单元和输入输出单元将整车控制器和模拟的被控对象连接起来，实现了整车控制器的在环测试平台的搭建，同时通过故障注入单元对整车控制器的驱动装置及传感器进行故障输入，实现了整车控制器的故障模拟测试，另外，冷却单元的设置使得实时处理核心单元及电源单元在高速复杂的在环测试中得以保持稳定的工作状态，提高了整车控制器测试的精度及安全性。

进一步的，所述实时处理核心单元包括被控对象模型平台。基于应用广泛性，在本实施例中选用Matlab/Simulink模型搭建被控对象模型平台。根据整车控制器的功能特性，在搭建模型平台时可有目的性地简化整车模型。如图2所示，所述被控对象模型平台包括发动机模型、电机模型、电池模型、变速箱模型和整车动力学模型，所述发动机模型、电机模型、电池模型、变速箱模型和整车动力学模型均分别与所述输入输出单元、总线通讯单元、故障注入单元和电源单元电信连接。

在本实施例中，所述整车控制器被控对象的模型策略如下：

发动机模型：使用详细模型或简化模型；

电机模型：使用效率查表模型；

电池模型：使用带有充放功能的详细模型；

变速箱模型：简化为减速器；

整车动力学模型：使用简单的一维动力学或复杂的多维动力学模型。

所述实时处理核心单元最基本的功能为：模拟动力系统和虚拟车辆等复杂的、大型的、对处理性能要求极高的模型；与IO单元进行设置和通讯；与总线系统进行设置和通讯；与故障注入单元进行设置和通讯。

针对不同的整车控制器，对于实时处理核心单元的选择上也会有所不同：

单控制器测试

对于单个整车控制器的功能测试和网络测试，首先由于使用了CAN残余总线的解决方案，因此模型相对不会太过复杂；其次单个整车控制器的待测输入输出(I/O)数量相对较少，所以出于性价比的考量，实时处理核心单元处理器的选择上可使用处理速度相对较慢的单核处理器。

多控制器测试

如果该整车控制器将被集成在一个域(domain)中进行集成测试，那么首先按照该domain所涉及的被控对象的复杂程度，模型的size也会变的庞大而复杂；其次整个测试平台需兼顾domain中其他控制器的I/O需求，因此对于I/O的处理上的任务也会很大程度上增加了主处理器的符合，所以在这种应用场景下实时处理核心单元处理器必须选择高速的处理器。多核或者多处理器技术增加了主处理器的多线程并行处理任务的能力，对于大型测试系统也是必不可少的。多核或者多处理器技术，即为，将不同模型下载到不同的核内并行运行，确保了在复杂任务管理模式下系统的实时性。

进一步的，所述总线通讯单元包括所述整车控制器所在的CAN总线上的所有控制器节点以及与所述控制器节点数量相对应的CAN通道。对于整车控制器的测试除了功能测试以外还有网络测试，为了满足整车控制器的网络测试，测试平台必须构建起整车控制器所在该条CAN总线的所有CAN节点，例如整车控制器所属的PT CAN总线上还包括有MCU，BMS，EMS等等控制器的节点，那么在做测试平台硬件设计的时候必须也配备相应数量的CAN通道以模拟这些控制器与整车控制器的交互信息。

进一步的，所述故障注入单元包括驱动装置错误注入模块和传感器错误注入模块。所述故障注入单元的基本功能是为了满足控制器对于诊断测试的需求。由于汽车本身驾驶环境以及汽车各部件的运行环境会对各个部件或者连接线束造成损坏，因此车辆控制器的容错机制以及故障诊断机制都需要极为强大，那么同样的，对于控制器该部分的功能验证就需要一个可远程控制的故障注入系统来模拟出各种常见的电气故障给控制器。该故障注入单元具备以下基本功能：实时故障模拟、大电流通道和高电压通道、连接松动模拟、用于定制式系统集成的API、自动化测试配置、可用于远程控制。所述故障注入单元输入的故障支持：对地/蓄电池短路、Pin之间的短接的故障、断路故障、漏电流故障、虚接故障。通过所述故障注入单元能够完全模拟出这些故障给整车控制器，并使用诊断设备读取到相应的故障码。

进一步的，所述电源单元为车载12V或24V电源，以模拟真实电源供应情况。

进一步的，所述新能源汽车整车控制器测试系统还包括断路接线盒，所述实时处理核心单元、输入输出单元、总线通讯单元和电源单元中的线路均集成于所述断路接线盒中。该新能源汽车整车控制器测试系统使用标准的机柜式或桌面式断路接线盒面板(BoB)，为测试系统提供了标准化的线路连接。它的前面板上带有用于与ECU、CAN总线通讯、车载诊断以及点火和喷油器的LED显示连接和所有I/O线路的桥接电路，并可连接负载、故障模拟及其他组件，在测试过程中可以方便的对每一路管脚进行测量，外接调理和手动通断。

进一步的，所述新能源汽车整车控制器测试系统还包括控制中心，所述控制中心与所述实时处理核心单元电信连接，以远程操控实时处理核心单元进行整车控制器的测试。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变形而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种新能源汽车整车控制器测试系统，其特征在于，包括实时处理核心单元、输入输出单元、总线通讯单元、故障注入单元、电源单元和冷却单元，所述总线通讯单元、电源单元和实时处理核心单元均通过所述输入输出单元与整车控制器电信连接，所述故障注入单元与所述整车控制器电信连接，所述输入输出单元、总线通讯单元、故障注入单元和电源单元均与所述实时处理核心单元电信连接，所述冷却单元与所述实时处理核心单元和电源单元相邻设置。

2.根据权利要求1所述新能源汽车整车控制器测试系统，其特征在于，所述实时处理核心单元包括被控对象模型平台。

3.根据权利要求2所述新能源汽车整车控制器测试系统，其特征在于，所述被控对象模型平台包括发动机模型、电机模型、电池模型、变速箱模型和整车动力学模型，所述发动机模型、电机模型、电池模型、变速箱模型和整车动力学模型均分别与所述输入输出单元、总线通讯单元、故障注入单元和电源单元电信连接。

4.根据权利要求1所述新能源汽车整车控制器测试系统，其特征在于，所述总线通讯单元包括所述整车控制器所在的CAN总线上的所有控制器节点以及与所述控制器节点数量相对应的CAN通道。

5.根据权利要求1所述新能源汽车整车控制器测试系统，其特征在于，所述故障注入单元包括驱动装置错误注入模块和传感器错误注入模块。

6.根据权利要求1所述新能源汽车整车控制器测试系统，其特征在于，所述电源单元包括车载电源。

7.根据权利要求1所述新能源汽车整车控制器测试系统，其特征在于，还包括断路接线盒，所述实时处理核心单元、输入输出单元、总线通讯单元和电源单元中的线路均集成于所述断路接线盒中。

8.根据权利要求1至7任一项所述新能源汽车整车控制器测试系统，其特征在于，还包括控制中心，所述控制中心与所述实时处理核心单元电信连接。