專利名稱：仿真控制器以及包括其的車載模塊運行環境仿真系統的制作方法
技術領域：
仿真控制器以及包括其的車載模塊運行環境仿真系統
技術領域：
本實用新型屬于測試技術領域，尤其涉及一種仿真控制器以及包括該仿真控制器的車載模塊運行環境仿真系統。
背景技術：
隨著科技進步和時代發展，現代車輛電器系統日趨復雜、系統集成化程度也日益提高，各種車載模塊被越來越多地應用到現代汽車上，因此對于這些車載模塊進行相應的測試、認證工作(例如，整個模塊控制的系統認證和耐久認證等)業已成為保證整車質量的
重要環節之一。然而，在對車載模塊進行測試時需要使其處于正常的運行狀態，這樣就要提供多個外部環境加以支持，這些外部環境包括具備正確的電源供給、正確的傳感器信號、正確的執行裝置以及由其他車載模塊通過通信總線發送過來的各種信號。基于上述外部環境的復雜性，在現有技術中通常是通過使用一臺整車來實現單個車載模塊的相關測試工作。顯然， 采用這種現有方式存在著許多不足之處。例如，測試用樣車的整車制造成本很高、測試費用大且在僅針對單一車載模塊情形下浪費嚴重、不能按照測試程序來驗證不同的工況、測試效率不高(諸如當需要測試車載模塊在倒檔情況下的運行狀況時，由于整車無法自動切換測試工況而只能手工操作來切換擋位)等。因此，亟需改進上述的現有測試手段。然而，正如以上提及的，試圖可靠、有效、完整地提供車載模塊的外部環境以便完成相應的測試，這確實又是相當復雜和困難的。
實用新型內容有鑒于此，本實用新型的目的之一在于提供一種仿真控制器，以有效解決現有技術中存在的上述及其他方面的問題。此外，本實用新型的目的還在于提供一種包括上述仿真控制器的車載模塊運行環境仿真系統，從而能更好地滿足現實需要。為了實現上述及其他的目的，本實用新型采用了以下技術方案—種仿真控制器，其用于與需要測試的車載模塊通信連接并包括輸入和輸出單元，其用于接收來自外界的第一信號并輸出所述車載模塊運行時所需的模擬傳感器信號，所述第一信號包括流程控制信號和傳感器信號；通信單元，其用于通過通信總線接收來自所述車載模塊的第二信號并輸出所述車載模塊運行時所需的總線信號；以及主控單元，其與所述輸入和輸出單元以及所述通信單元相連接，用于處理所述第一信號和所述第二信號以生成所述模擬傳感器信號和所述總線信號。 在上述的仿真控制器中，優選地，所述通信單元包括第一子單元，其用于收發高速 CAN總線信號。 在上述的仿真控制器中，優選地，所述通信單元包括第二子單元，其用于收發低速CAN總線信號。在上述的仿真控制器中，優選地，所述通信單元包括第三子單元，其用于收發 J1850總線信號。一種車載模塊運行環境仿真系統，其包括如以上任一項所述的仿真控制器，所述車載模塊運行環境仿真系統還包括車載模塊，其與所述仿真控制器通信連接；執行裝置，其與所述車載模塊通信連接并受控于所述車載模塊而執行操作動作；傳感器，其與所述車載模塊通信連接用于輸入傳感器信號；以及供電裝置，其與所述車載模塊和所述仿真控制器相連接用于為它們提供電能。在上述的車載模塊運行環境仿真系統中，優選地，所述車載模塊運行環境仿真系統還包括監測裝置，其用于監測所述執行裝置受控于所述車載模塊的操作動作執行情況。在上述的車載模塊運行環境仿真系統中，優選地，所述監測裝置是可編程序邏輯控制器PLC。在上述的車載模塊運行環境仿真系統中，優選地，所述供電裝置中設置有電源轉換單元，其用于將輸入的交流電轉換成直流電以提供給所述車載模塊和所述仿真控制器。在上述的車載模塊運行環境仿真系統中，優選地，所述電源轉換單元是用于將 220V交流電轉換成12V直流電的變壓器。本實用新型的有益效果在于本仿真控制器具有設計合理、測試應用范圍廣、運行性能可靠并且使用方便等眾多優點，通過采用包括該仿真控制器的車載模塊運行環境仿真系統能夠構建可廣泛使用的車載模塊運行最小化系統，極大地簡化車載模塊的測試、認證工作(如可將整車驗證簡化為Buck驗證)，顯著降低測試成本，同時還能夠實現車載模塊運行工況的自動切換，提高測試效率。因此，適于將本實用新型在本領域以及相關技術領域進行廣泛應用。
以下將結合附圖和實施例，對本實用新型的技術方案作進一步的詳細描述。其中圖1是本實用新型中的仿真控制器一個實施例的組成結構示意圖；圖2是圖1中的通信單元的組成結構示意圖；圖3是本實用新型中的車載模塊運行環境仿真系統一個實施例的整體構架示意圖；以及圖4是本實用新型中的車載模塊運行環境仿真系統另一個實施例的整體構架示意圖。附圖標記說明1仿真控制器2供電裝置[0031]3通信總線4車載模塊[0032]5執行裝置6傳感器[0033]7監測裝置10主控單元[0034]11輸入和輸出單元12通信單元[0035]121 第一子單元123 第三子單元B 傳感器信號
122第二子單元 A 流程控制信號 C 模擬傳感器信號
具體實施方式首先，需要說明的是，在本文中所使用的術語“高速CAN總線”和“低速CAN總線” 具有本技術領域的普通含義，即高速CAN總線主要是用于連接發動機、傳動系、制動系、轉向系、懸架、巡航等與車輛行駛直接相關的系統，其傳輸速率能夠達到500Kbit/s ；低速CAN 總線則是主要用來連接車輛內外部照明、燈光信號、空調、組合儀表、中央門鎖等，其傳輸速率一般是 100Kbit/s。其次，還應當指出的是，本實用新型將包括以下進行具體描述以及隱含的任意單個技術特征，或者被顯示以及隱含在附圖中的任意單個技術特征，或者任意技術特征之間的任意組合，或者任意技術特征、組合之間的任意概括。總體而言，本仿真控制器的設計目的在于將其用來與需要測試的車載模塊進行通信連接，以便對各種輸入信號進行處理從而產生并輸出與該車載模塊測試相關的各種仿真模擬信號。作為舉例，在圖1和圖2中采用示意性的方式分別圖示出了本仿真控制器一個實施例以及其中的通信單元的組成情況，下面將通過結合這兩個附圖來詳細地說明本實用新型的基本構架及其所具備特點和優點。如圖1所示，在該實施例中，仿真控制器1主要包括主控單元10、輸入和輸出單元 11和通信單元12等組成單元。其中，主控單元10是仿真控制器1中最為核心的部分，它與輸入和輸出單元11、通信單元12相互連接用來對經由這兩個單元輸入的信號進行相應處理，從而生成進行車載模塊測試時所需要的各種仿真模擬信號。通過參考圖3能夠更好地理解上述信號處理過程，這將在本文的后述內容中進行描述。在圖1示出的實施例中，輸入和輸出單元11是信號交互通道，就本仿真控制器1 所要實現的功能而言，輸入和輸出單元11主要是用來接收來自外界的信號(例如，圖3中的流程控制信號A和傳感器信號B)，隨后如圖3所示，再將經由主控單元10處理后的模擬傳感器信號C輸出。對于通信單元12而言，它是用來與外界通過通信總線進行信號交互，即它可以根據現有的多種車載總線協議(例如，博世公司的CAN、SAE的J1850、大眾公司的ABUS等)來接收或發送各種總線信號。作為一個優選的情形，如圖2所示，可以在上述的通信單元12 中同時設置用于收發高速CAN總線信號的第一子單元121、用于收發低速CAN總線信號的第二子單元122以及用于收發J1850總線信號的第三子單元123，這些子單元可通過能商業購得的芯片來實現。當然，根據實際測試需求或在某些特殊場合下，還可以使得省略或簡化上述的第一子單元121、第二子單元122和第三子單元123的一個或多個，或者另外設置其他一些子單元而使得通信單元12能夠處理更多類型的總線信號。請參閱圖3，它圖示出了本實用新型中的車載模塊運行環境仿真系統一個實施例的整體構架，在該車載模塊運行環境仿真系統中已經設置了上述的仿真控制器。在圖3中， 該車載模塊運行環境仿真系統主要包括仿真控制器1、供電裝置2、需要進行測試的車載模塊4、執行裝置5和傳感器6。[0045]在以上這些組成部分中，供電裝置2是用來為仿真控制器1和車載模塊4提供電能，對它而言，應當保證由其所提供的輸出電壓能滿足車載模塊4的要求、輸出功率滿足整個系統的功率要求。在供電裝置2采用交流電作為輸入電源的情形下，在使用時通常需要在該供電裝置2中設置電源轉換單元，以便將所輸入的交流電轉換成直流電來提供給車載模塊運行環境仿真系統使用。例如，可以借助于通用的變壓器來將220V或其他電壓值的交流電轉換成12V或其他適用電壓值的直流電。在使用本車載模塊運行環境仿真系統進行測試時，一方面是通過仿真控制器1經由它的輸入和輸出單元11來接收并處理流程控制信號A和傳感器信號B，所輸入的流程控制信號A是被設定用來對整個測試過程進行控制，而傳感器信號B則是經過D/A轉換處理成模擬傳感器信號C之后，再由仿真控制器1通過上述的輸入和輸出單元11發送至車載模塊4，從而為該車載模塊4提供了測試所需的正確的傳感器信號，即通過實施以上模擬仿真方式而能夠成功地構建出被測的車載模塊4運行時需要的外部傳感器環境。另一方面，在本車載模塊運行環境仿真系統的實施例中，仿真控制器1還通過通信總線3與車載模塊4進行重要的數據信息交互通信。具體而言，這樣的處理過程主要包括了通過前述的通信單元12中設置的一個或多個子單元來處理相關的車載總線協議、主控單元10完成業務邏輯處理等，從而模擬仿真出被測的車載模塊4運行時所需要的總線環境。這樣，就連同以上實現的外部傳感器環境一起而構建成了測試車載模塊4所需要的正常運行環境。此外，如圖3所示，在本車載模塊運行環境仿真系統實施例中，還設置了執行裝置 5和傳感器6并將它們與車載模塊4保持通信連接，其中的執行裝置5是被提供用于響應車載模塊4的控制指令來完成相應的執行動作，而傳感器6則是用來向車載模塊4提供傳感器信號，由此就可以非常有效的構建出測試功能較為完整、測試效率頗佳的車載模塊運行環境仿真系統來滿足測試所需。另外，在進行實際測試、認證時，還可以針對上述的車載模塊運行環境仿真系統再為其增設監測功能，圖4顯示出了這樣的車載模塊運行環境仿真系統一個實施例的整體構架。在該實施例中，它的基本組成情況與圖3的示例基本相同，區別之處在于增加了監測裝置7用來對執行裝置5進行監測，即監測后者在整個測試過程中由于受到車載模塊4的控制而執行操作動作的情況。優選地，可以采用可編程序邏輯控制器PLC來實現監測裝置7， 由此能夠進一步完善并豐富上述車載模塊運行環境仿真系統的功能，從而為車載模塊的測試過程提供更加全面、有效的控制手段。以上列舉了若干具體實施例來詳細闡明本實用新型的仿真控制器以及包括該仿真控制器的車載模塊運行環境仿真系統，這些個例僅供說明本實用新型的原理及其實施方式之用，而非對本實用新型的限制，在不脫離本實用新型的精神和范圍的情況下，本領域的普通技術人員還可以做出各種變形和改進。因此，所有等同的技術方案均應屬于本實用新型的范疇并為本實用新型的各項權利要求所限定。
權利要求1.一種仿真控制器，其特征在于，所述仿真控制器用于與需要測試的車載模塊通信連接并包括輸入和輸出單元，其用于接收來自外界的第一信號并輸出所述車載模塊運行時所需的模擬傳感器信號，所述第一信號包括流程控制信號和傳感器信號；通信單元，其用于通過通信總線接收來自所述車載模塊的第二信號并輸出所述車載模塊運行時所需的總線信號；以及主控單元，其與所述輸入和輸出單元以及所述通信單元相連接，用于處理所述第一信號和所述第二信號以生成所述模擬傳感器信號和所述總線信號。
2.根據權利要求1所述的仿真控制器，其特征在于，所述通信單元包括第一子單元，其用于收發高速CAN總線信號。
3.根據權利要求1或2所述的仿真控制器，其特征在于，所述通信單元包括第二子單元，其用于收發低速CAN總線信號。
4.根據權利要求1或2所述的仿真控制器，其特征在于，所述通信單元包括第三子單元，其用于收發J1850總線信號。
5.根據權利要求3所述的仿真控制器，其特征在于，所述通信單元包括第三子單元，其用于收發J1850總線信號。
6.一種車載模塊運行環境仿真系統，其特征在于，所述車載模塊運行環境仿真系統包括如權利要求1-5中任一項所述的仿真控制器，所述車載模塊運行環境仿真系統還包括車載模塊，其與所述仿真控制器通信連接；執行裝置，其與所述車載模塊通信連接并受控于所述車載模塊而執行操作動作；傳感器，其與所述車載模塊通信連接用于輸入傳感器信號；以及供電裝置，其與所述車載模塊和所述仿真控制器相連接用于為它們提供電能。
7.根據權利要求6所述的車載模塊運行環境仿真系統，其特征在于，所述車載模塊運行環境仿真系統還包括監測裝置，其用于監測所述執行裝置受控于所述車載模塊的操作動作執行情況。
8.根據權利要求7所述的車載模塊運行環境仿真系統，其特征在于，所述監測裝置是可編程序邏輯控制器PLC。
9.根據權利要求6-8中任一項所述的車載模塊運行環境仿真系統，其特征在于，所述供電裝置中設置有電源轉換單元，其用于將輸入的交流電轉換成直流電以提供給所述車載模塊和所述仿真控制器。
10.根據權利要求9所述的車載模塊運行環境仿真系統，其特征在于，所述電源轉換單元是用于將220V交流電轉換成12V直流電的變壓器。
專利摘要本實用新型涉及一種仿真控制器，其用于與需要測試的車載模塊通信連接并包括輸入和輸出單元，其用于接收來自外界的第一信號并輸出該車載模塊運行時所需的模擬傳感器信號，所述第一信號包括流程控制信號和傳感器信號；通信單元，其用于通過通信總線接收來自該車載模塊的第二信號并輸出該車載模塊運行時所需的總線信號；主控單元，其與輸入和輸出單元以及通信單元相連接，用于處理所述第一信號和第二信號以生成模擬傳感器信號和總線信號。它具備設計合理、應用范圍廣、運行可靠且使用方便等優點。還涉及一種包括上述仿真控制器的車載模塊運行環境仿真系統，從而構建出可廣泛使用的車載模塊運行最小化系統，顯著簡化測試、認證工作，提高測試效率。
文檔編號G05B17/02GK202120048SQ20112017043
公開日2012年1月18日 申請日期2011年5月25日 優先權日2011年5月25日
發明者丁美玲, 傅申, 張涵青, 徐征遙, 林義 申請人:上海通用汽車有限公司, 泛亞汽車技術中心有限公司