CN110389042A - 一种基于半实物仿真技术的整车电子电气自动化集成测试*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于半实物仿真技术的整车电子电气自动化集成测试***，属于电子电气自动化集成测试领域。为了解决目前整车***功能采用手动测试形式，测试周期长，测试效率低，工作重复量大，测试通过能力严重不足的问题，本发明提供了一种基于半实物仿真技术的整车电子电气自动化集成测试装置，该装置由上位机、半实物仿真动态实时模拟器、信号转接板、整车电子电气集成测试台架、集线柜和暗箱组成。其中半实物仿真动态实时模拟器由实时处理器、IO板卡、CAN板卡、信号调理板卡、程控电源、发动机控制器和变速器控制器组成；通过上位机控制，实现整车电子电气自动化集成测试***的测试功能。
Description
技术领域
本发明属于电子电气自动化集成测试领域。
背景技术
随着汽车电子电气的发展，电气功能的实现以及控制单元之间的相互关系更加复杂，半实物仿真的电子电气集成测试已经成为一种普遍的测试手段，如何实现自动化测试，已经成为测试发展方向的研究重点。传统的半实物仿真集成测试***，采用手动测试形式，由动力***实时模拟器模拟车辆行驶的各种动态工况，整车***功能采用手动测试形式，测试周期长，测试效率低，工作重复量大，测试通过能力严重不足。
发明内容
为了解决目前整车***功能采用手动测试形式，测试周期长，测试效率低，工作重复量大，测试通过能力严重不足的问题，本发明提供了一种基于半实物仿真技术的整车电子电气自动化集成测试装置，
该装置由上位机、半实物仿真动态实时模拟器、信号转接板、整车电子电气集成测试台架、集线柜和暗箱组成。
半实物仿真动态实时模拟器由实时处理器、IO板卡、CAN板卡、信号调理板卡、程控电源、发动机控制器和变速器控制器组成；
程控电源用于为IO板卡、CAN板卡、信号调理板卡、人机交互控制器、舒适域控制器、发动机控制器和变速器控制器供电；
实时处理器通过信号调理板卡分别与IO板卡和CAN板卡通信连接，IO板卡通过模拟器EDAC头与发动机控制器和变速器控制器连接；CAN板卡通过模拟器EDAC头与发动机控制器和变速器控制器连接；
硬线IO信号从实时处理器发出通过信号调理板卡进入IO板卡，再经过模拟器EDAC头，最后信号进入发动机控制器和变速器控制器；硬线IO信号也可按照该路径的反向传输；
CAN/LIN总线信号从实时处理器发出通过信号调理板卡进过CAN板卡，再经过模拟器EDAC头，最后信号进入发动机控制器和变速器控制器；或者CAN/LIN总线信号也可按照该路径的反向传输；
信号转接板由控制器端插接件公头、转接板EDAC头、三通断路器、保险和线束端插接件母头依次连接构成；转接板EDAC头用于与模拟器EDAC头连接，控制器端插接件公头用于与整车电子电气集成测试台架中被测的实车线束母头、实车开关和实车负载连接；
所述的集线柜中设置被测试的舒适域控制器，还设有电源切换板卡、电压采集板卡、电流采集板卡和故障注入板卡；所模拟器中的程控电源通过电源切换板卡、电压采集板卡、电流采集板卡和故障注入板卡连接到被测试的舒适域控制器，被测试的舒适域控制器通过插接件公头与转接板上的线束端接插件母头连接；电源切换板卡用于给被测试的舒适域控制器和人机交互控制器提供所需的ACC电、IG1电、IG2电、ON电或START电模式。
所述的暗箱中设置有人机交互控制器、麦克风和工业摄像头，麦克风采集到暗箱中的音频信号经音频采集卡传输至半实物仿真动态实时模拟器中的实时处理器，工业摄像头采集到暗箱中的人机交互控制器的视频信号经视频采集卡传输至实时处理器；人机交互控制器一端与集线柜中的故障注入板卡连接，另一端与信号转接板中的线束端接插件母头连接。
所述的舒适域控制器为车身控制器、车门控制器和一键启动控制器；
所述的人机交互控制器为车载中控屏和仪表。
所述的上位机与实时处理器通信连接，所述的实时处理器用于转发上位机控制指令，以控制程控电源电压值的大小，并通过电压采集板卡和电流采集板卡采集程控电源的输出电压值和电流值。
模拟故障注入时，上位机控制实时处理器，实时处理器控制故障注入板卡，由故障注入板卡再给舒适域和人机交互控制器产生电路故障，所述的电路包括：对地短路、对电源短路、开路等。
本发明的有益效果：
基于半实物仿真技术的整车电子电气自动化集成测试***，可以模拟各种车辆动态运行工况，通过上位机控制，实现整车电子电气自动化集成测试***的IO信号收发、总线信号收发、故障注入，大负载电流采集，电压采集、音频图像采集等功能，实现半实物仿真整车电子电气集成测试的自动运行，测试控制单元功能及部分性能是否符合设计要求。其自动化程度高，覆盖面广，节约成本，安全经济，效率高，节省时间，可重复性好。
附图说明
图1***示意图；
图2半实物仿真车辆动态实时模拟器闭环运行原理图；
图3PCB转接板构成示意图；
图4集线柜构成示意图；
图5暗箱构成示意图。
具体实施方式
本实施例中一种基于半实物仿真技术的整车电子电气自动化集成测试装置，由上位机、半实物仿真动态实时模拟器、信号转接板和整车电子电气集成测试台架组成。
一种基于半实物仿真技术的整车电子电气自动化集成测试装置，由上位机、半实物仿真动态实时模拟器、信号转接板、整车电子电气集成测试台架、集线柜和暗箱组成。
半实物仿真动态实时模拟器由实时处理器、IO板卡、CAN板卡、信号调理板卡、程控电源、发动机控制器和变速器控制器组成；
程控电源用于为实时处理器、发动机控制器和变速器控制器供电；
实时处理器通过信号调理板卡分别与IO板卡和CAN板卡通信连接，IO板卡通过模拟器EDAC头与发动机控制器和变速器控制器连接；CAN板卡通过模拟器EDAC头与发动机控制器和变速器控制器连接；
硬线IO信号从实时处理器发出通过信号调理板卡进入IO板卡，再经过模拟器EDAC头，最后信号进入发动机控制器和变速器控制器；硬线IO信号也可按照该路径的反向传输；
CAN/LIN总线信号从实时处理器发出通过信号调理板卡进过CAN板卡，再经过模拟器EDAC头，最后信号进入发动机控制器和变速器控制器；或者CAN/LIN总线信号也可按照该路径的反向传输；
信号转接板由控制器端插接件公头、转接板EDAC头、三通断路器、保险和线束端插接件母头依次连接构成；转接板EDAC头用于与模拟器EDAC头连接，控制器端插接件公头用于与整车电子电气集成测试台架中被测的实车线束母头、实车开关和实车负载连接；
所述的集线柜中设置被测试的舒适域控制器，还设有电源切换板卡、电压采集板卡、电流采集板卡和故障注入板卡；所模拟器中的程控电源通过电源切换板卡、电压采集板卡、电流采集板卡和故障注入板卡连接到被测试的舒适域控制器，被测试的舒适域控制器通过插接件公头与转接板上的线束端接插件母头连接；电源切换板卡用于给被测试的舒适域控制器和人机交互控制器提供所需的ACC电、IG1电、IG2电、ON电或START电模式。
所述的暗箱中设置有人机交互控制器、麦克风和工业摄像头，麦克风采集到暗箱中的音频信号经音频采集卡传输至半实物仿真动态实时模拟器中的实时处理器，工业摄像头采集到暗箱中的人机交互控制器的视频信号经视频采集卡传输至实时处理器；人机交互控制器一端与集线柜中的故障注入板卡连接，另一端与信号转接板中的线束端接插件母头连接。
所述的舒适域控制器为车身控制器、车门控制器和一键启动控制器；
所述的人机交互控制器为车载中控屏和仪表。
所述的上位机与实时处理器通信连接，所述的实时处理器用于转发上位机控制指令，以控制程控电源电压值的大小，并通过电压采集板卡和电流采集板卡采集程控电源的输出电压值和电流值。
模拟故障注入时，上位机控制实时处理器，实时处理器控制故障注入板卡，由故障注入板卡再给舒适域和人机交互控制器产生电路故障，所述的电路包括：对地短路、对电源短路、开路等。
上位机中运行如下软件：(下面软件的控制过程最好能够写出来！)
实验管理软件：设计管理仿真模型，快捷方便地生成仿真器执行文件，并下载到仿真器上执行，从而实现编译模型，并能够将模型下载到实时硬件中。能够对所有的IO硬件通道、模块、板卡进行配置和管理，操作简便；能够集成发动机、传动系、车辆动力学、仿真节点等模型，具备与Matlab/Simulink的实时接口，并保证仿真模型生成的执行文件在仿真器上运行的实时性；能够对仿真模型中需要调整的参数进行实时在线修改；设计管理测试界面，通过上位机实现测试的实时操作。方便快捷地对所有输入输出通道进行操作，对所要求类型的信号进行仿真输出，对所要求类型的信号进行准确捕捉、记录。能够实现数据采集和记录、回放，并进行数据分析。实验管理软件包含虚拟汽车上常用的各种控件，包括与车辆状态同步的虚拟仪表、虚拟油门/刹车踏板、整车关键数据实时显示。
CAN\LIN报文配置和集成软件：能够集成CAN报文数据库文件并对CAN报文收发进行配置。能够导入dbc文件并分析dbc文件的有效性。能够基于dbc文件生成测试界面，其中界面不仅能够修改包括周期、各个信号值、报文使能。而且能够显示接收时间、周期、ID、长度、信号名及信号值。可通过Simulink模型中信号来触发一个或多个CAN报文的发送。可通过Simulink模型中信号来开启或关闭一个或多个CAN节点的仿真。该软件支持报文的信号值有多个输入来源，并在上位机软件中进行自由切换，便于测试，如错误值的注入。支持CAN报文信号与模型输入输出信号映射操作以及动态报文发送和动态报文值修改，并在上位机试验软件中对总线所有报文进行监控。
故障仿真软件：上位机通过该软件可实现对指定管脚的故障注入，如对电源短路、对地短路、开路、几个信号之间的短路，可通过Excel表格进行故障注入管脚和类型的定义，并由该软件读取，自动生成操作界面。以避免由于误操作，而对某些不能进行故障注入的管脚进行故障注入，而造成ECU的损坏，对于所有类型的故障注入，都能够由该软件自动来实现故障的注入和取消，故障注入可以实现精确定时控制的自动故障注入，可以配置多个故障同时激活或者逐个激活一组故障。
自动化测试软件：可实现对测试流程的设计、编写和管理，通过与试验管理***的链接，实现测试流程的自动运行和管理，具有基本库，主要包括图形化的逻辑语句，实现如If Else、For、break等控制流程，具有实时平台库：可对仿真模型中的参数进行实时在线读取和修改。实时连续采集所需的信号，包括动态采集，即采集过程中自动化测试工具能够同步进行其他操作，测试序列可在其他平台上复用，自动化测试软件具备与标定工具通讯的能力，支持CANape，该软件支持对Matlab的调用，用于复杂数据的分析和处理。具有数据评估库：提供常用数据评估方法，如数学操作(加减乘除、插值运算、平均值、最大值、最小值等)，位操作等；具有故障注入库：实现对故障注入操作，包括对PIN脚的选择，故障类型选择，故障激活和取消等；具有报告库，报告中记录测试步骤，能够自动生成测试报告。
音频图像分析软件：可实现对整车电子电气试验台连接上的仪表及人机交互界面相关部件进行符号、图片及音频采集，上位机进而对采集下来的数据进行图像识别和声音识别。音频图像分析软件可以实现音频信号分析与识别、图像的模式识别匹配、光学字符识别、图像特征识别、指针类信息识别等功能。上位机能够控制图像采集模块采集人机交互界面的视频和图像，并实现采集的数据与测试***采集到的IO数据流、总线数据流同步，同步时间误差小于50ms，对试验结果的误判达到准确无误。音频图像分析软件能够对音频采集卡和图像采集卡传过来的音频和图像进行分析和识别，再将处理后的判定结果传给自动化测试软件，实现图像、音频信息的闭环采集、分析、处理、判定，从而实现人机交互类控制器的自动化测试。
Claims (3)
1.一种基于半实物仿真技术的整车电子电气自动化集成测试装置，该装置由上位机、半实物仿真动态实时模拟器、信号转接板、整车电子电气集成测试台架、集线柜和暗箱组成。
半实物仿真动态实时模拟器由实时处理器、IO板卡、CAN板卡、信号调理板卡、程控电源、发动机控制器和变速器控制器组成；
程控电源用于为IO板卡、CAN板卡、信号调理板卡、人机交互控制器、舒适域控制器、发动机控制器和变速器控制器供电；
实时处理器通过信号调理板卡分别与IO板卡和CAN板卡通信连接，IO板卡通过模拟器EDAC头与发动机控制器和变速器控制器连接；CAN板卡通过模拟器EDAC头与发动机控制器和变速器控制器连接；
硬线IO信号从实时处理器发出通过信号调理板卡进入IO板卡，再经过模拟器EDAC头，最后信号进入发动机控制器和变速器控制器；硬线IO信号也可按照该路径的反向传输；
CAN/LIN总线信号从实时处理器发出通过信号调理板卡进过CAN板卡，再经过模拟器EDAC头，最后信号进入发动机控制器和变速器控制器；或者CAN/LIN总线信号也可按照该路径的反向传输；
信号转接板由控制器端插接件公头、转接板EDAC头、三通断路器、保险和线束端插接件母头依次连接构成；转接板EDAC头用于与模拟器EDAC头连接，控制器端插接件公头用于与整车电子电气集成测试台架中被测的实车线束母头、实车开关和实车负载连接；
所述的集线柜中设置被测试的舒适域控制器，还设有电源切换板卡、电压采集板卡、电流采集板卡和故障注入板卡；所模拟器中的程控电源通过电源切换板卡、电压采集板卡、电流采集板卡和故障注入板卡连接到被测试的舒适域控制器，被测试的舒适域控制器通过插接件公头与转接板上的线束端接插件母头连接；电源切换板卡用于给被测试的舒适域控制器和人机交互控制器提供所需的ACC电、IG1电、IG2电、ON电或START电模式。
所述的暗箱中设置有人机交互控制器、麦克风和工业摄像头，麦克风采集到暗箱中的音频信号经音频采集卡传输至半实物仿真动态实时模拟器中的实时处理器，工业摄像头采集到暗箱中的人机交互控制器的视频信号经视频采集卡传输至实时处理器；人机交互控制器一端与集线柜中的故障注入板卡连接，另一端与信号转接板中的线束端接插件母头连接。
所述的舒适域控制器为车身控制器、车门控制器和一键启动控制器；
所述的人机交互控制器为车载中控屏和仪表。
2.根据权利要求1所述的基于半实物仿真技术的整车电子电气自动化集成测试装置，其特征在于，
所述的上位机与实时处理器通信连接，所述的实时处理器用于转发上位机控制指令，以控制程控电源电压值的大小，并通过电压采集板卡和电流采集板卡采集程控电源的输出电压值和电流值。
3.根据权利要求1所述的基于半实物仿真技术的整车电子电气自动化集成测试装置，其特征在于，
模拟故障注入时，上位机控制实时处理器，实时处理器控制故障注入板卡，由故障注入板卡再给舒适域和人机交互控制器产生电路故障，所述的电路包括：对地短路、对电源短路和开路。
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