汽車電子駐車控制器硬件在環(huán)測試裝置及方法

汽車電子駐車控制器硬件在環(huán)測試裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及汽車電子駐車控制器硬件在環(huán)測試裝置及方法，其特征在于該測試裝置包括dSPACE機(jī)柜、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、開關(guān)模塊、傳感器監(jiān)測模塊、坡道驅(qū)動模塊和坡道保護(hù)模塊；所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括制動電機(jī)、制動卡鉗和壓力螺母，所述dSPACE機(jī)柜包括DS1006處理器板卡、DS2202板卡、DS2211板卡和DS4302CAN通信板卡；其連接關(guān)系為：DS1006處理器板卡通過PHS總線分別與DS2202板卡、DS2211板卡和DS4302CAN通信板卡連接；在dSPACE機(jī)柜中存儲有坡道控制程序；所述dSPACE機(jī)柜中DS2202板卡的數(shù)字輸入通道和DS4302CAN通信板卡的CAN總線通道與被測的ECU的輸入端連接，dSPACE機(jī)柜中DS2202板卡的數(shù)字輸出通道與被測的ECU的輸入端連接，制動電機(jī)與被測的ECU的輸出端連接；所述開關(guān)模塊包括EPB開關(guān)、繼電器和開關(guān)板；EPB開關(guān)一端連接至繼電器的常開觸點。
【專利說明】
汽車電子駐車控制器硬件在環(huán)測試裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及汽車主動性安全技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及汽車電子駐車控制器硬件在環(huán)測試裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車電子駐車控制器硬件在環(huán)測試裝置是實現(xiàn)對汽車底盤控制器檢測的裝置，它可以為電子駐車控制器的策略開發(fā)和功能完善提供很好的依據(jù)。電子駐車控制器測試即在實車環(huán)境下檢測電子駐車控制器具備的功能策略的完備性，包括在各種工況條件下對其進(jìn)行的測試?，F(xiàn)有技術(shù)中，在控制器開發(fā)過程中，需要對其控制策略進(jìn)行反復(fù)地修改，因此，在一個開發(fā)周期過程中，從設(shè)計出控制器開始，到裝配到實車上進(jìn)行測試，存在諸多問題:1.采用實車測試的方式，極大地延長了控制器開發(fā)周期，增加了開發(fā)成本，浪費(fèi)了大量的時間；2.實車測試需要實現(xiàn)控制器運(yùn)行的各種工況，這對駕駛員的操作以及對工況參數(shù)的獲取都有極高的要求;3.控制器安裝在實車上，對制動力大小的測量產(chǎn)生了很大的困難。
[0003]專利號為ZL2011103226913的中國專利公開一種電子駐車制動系統(tǒng)及其駐車控制方法，該控制方法采用電子駐車按鈕來實施駐車制動和駐車釋放，這種開關(guān)單元在需要大量檢測電子駐車控制器的功能的過程中是非常不方便的，而且通過多次點按的方式會大大地縮短電子駐車按鈕的使用壽命;通過壓力傳感器測得的夾緊力作為評測電子駐車控制器功能特性的依據(jù)，如果壓力傳感器故障，那么單純地依靠反饋的壓力值并不能觀察出是否制動或釋放;又如專利號為ZL2013208835791的中國專利公開了一種用于電子駐車制動系統(tǒng)的硬件在環(huán)測試臺，坡道試驗臺角度值通過上位機(jī)給電機(jī)驅(qū)動電路控制指令，從而控制電機(jī)驅(qū)動電路驅(qū)動控制電機(jī)旋轉(zhuǎn)，以帶動旋轉(zhuǎn)式托盤旋轉(zhuǎn)至預(yù)設(shè)角度值，通過這種方式獲取的實際坡道角度值與理論坡道角度值存在一定的誤差，無法實時監(jiān)測坡道角度值，而且精度差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明擬解決的技術(shù)問題是，提供一種汽車電子駐車控制器硬件在環(huán)測試裝置及方法。該測試裝置及方法通過:(I)硬件在環(huán)測試運(yùn)行快速，可以很快的進(jìn)行一輪系統(tǒng)的整車測試，反饋回開發(fā)人員，為電子駐車控制器策略開發(fā)提供更多的時間。(2)通過dSPACE機(jī)柜的輸入/輸出通道和CAN通信板卡進(jìn)行車輛狀態(tài)信號的交互，實現(xiàn)各種車輛所需的運(yùn)行環(huán)境。⑶傳感器監(jiān)測模塊和dSPACE機(jī)柜連接，可以直接將制動力的大小反饋回來，也可以對制動電機(jī)電流的大小進(jìn)行監(jiān)測。
[0005 ]本發(fā)明解決所述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種汽車電子駐車控制器硬件在環(huán)測試裝置，其特征在于該測試裝置包括dSPACE機(jī)柜、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、開關(guān)模塊、傳感器監(jiān)測模塊、坡道驅(qū)動模塊和坡道保護(hù)模塊;所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括制動電機(jī)、制動卡鉗和壓力螺母，
[0007]所述dSPACE機(jī)柜包括DS1006處理器板卡、DS2202板卡、DS2211板卡和DS4302CAN通信板卡；其連接關(guān)系為:DS1006處理器板卡通過PHS總線分別與DS2202板卡、DS2211板卡和DS4302CAN通信板卡連接;在dSPACE機(jī)柜中存儲有坡道控制程序；
[0008]所述dSPACE機(jī)柜中DS2202板卡的數(shù)字輸入通道和DS4302CAN通信板卡的CAN總線通道與被測的E⑶的輸入端連接，dSPACE機(jī)柜中DS2211板卡的數(shù)字輸出通道與被測的E⑶的輸入端連接，制動電機(jī)與被測的ECU的輸出端連接；
[0009]所述開關(guān)模塊包括EPB開關(guān)、繼電器和開關(guān)板;EPB開關(guān)一端連接至繼電器的常開觸點，繼電器的常閉觸點與開關(guān)板的輸出端連接，開關(guān)板輸入端與dSPACE機(jī)柜的DS2202板卡的數(shù)字輸出通道連接;繼電器的線圈正端和線圈負(fù)端分別連接至開關(guān)板的電源端和接地端;EPB開關(guān)和被測的ECU的電源端均與dSPACE機(jī)柜的DS2211板卡的數(shù)字輸出通道連接，繼電器的公共點與被測的ECU的輸入端連接；
[0010]所述傳感器監(jiān)測模塊包括壓力傳感器、變送器和電流傳感器，變送器的輸出端和電流傳感器的輸出端分別與dSPACE機(jī)柜的DS2202板卡的模數(shù)轉(zhuǎn)換通道連接，壓力傳感器置于制動卡鉗與壓力螺母之間，壓力傳感器與變送器的輸入端連接，電流傳感器嵌套至制動電機(jī)的電機(jī)正端；
[0011]所述坡道驅(qū)動模塊包括步進(jìn)電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器、光電編碼器和格雷碼轉(zhuǎn)CAN;步進(jìn)電機(jī)通過步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器與dSPACE機(jī)柜相連接；光電編碼器通過格雷碼轉(zhuǎn)CAN與dSPACE機(jī)柜連接；
[0012]所述坡道保護(hù)模塊包括硬件保護(hù)板和限位單元，硬件保護(hù)板和限位單元均與dSPACE機(jī)柜連接，限位單元通過硬件保護(hù)板與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器相連接。
[0013]—種汽車電子駐車控制器硬件在環(huán)測試方法，該方法使用上述的測試裝置，具體測試過程是:
[0014]I)靜態(tài)夾緊控制通過給繼電器的線圈正端RelayH端加電壓，繼電器線圈周圍產(chǎn)生磁場，使繼電器的銜鐵接觸常開觸點，EPB開關(guān)發(fā)制動請求，經(jīng)過其內(nèi)部電路處理，將其轉(zhuǎn)化為ES_SW1?ES_SW4四種狀態(tài);通過繼電器的常開觸點Relay 5?Relay 8將四種狀態(tài)傳給繼電器的公共點Relay 9?Relay 12，而公共點Relay 9?Relay 12連接至ECU的SWl?SW4引腳，即實現(xiàn)了從真實駐車開關(guān)信號到ECU開關(guān)信號之間的傳遞，ECU接收到制動請求命令，根據(jù)ECU內(nèi)部的控制策略，驅(qū)動制動電機(jī)正轉(zhuǎn);通過電流傳感器在上位機(jī)界面實時讀取制動電流的大小，當(dāng)制動電流到達(dá)閾值電流，ECU立即將制動電機(jī)兩端的電壓置低電平，此時制動電機(jī)將會停轉(zhuǎn);通過壓力傳感器可以讀取當(dāng)前制動壓力值，實現(xiàn)汽車電子駐車的靜態(tài)夾緊；
[0015]2)靜態(tài)釋放控制真實開關(guān)模式下，EPB開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)通過繼電器直接給到ECU;虛擬開關(guān)模式下，采用上位機(jī)控制虛擬開關(guān)方式實現(xiàn)Release釋放控制，繼電器線圈兩端電壓釋放，從而銜鐵在彈簧力的作用下恢復(fù)原位，接觸常閉觸點Relay I?Re lay4 ；由dSPACE機(jī)柜的DS2202板卡的數(shù)字輸出通道發(fā)出靜態(tài)釋放請求，經(jīng)過開關(guān)板的信號處理，將其轉(zhuǎn)化為SW_SW1?SW_SW4四種狀態(tài)，開關(guān)狀態(tài)由常閉觸點Relayl?Relay4傳送到公共點Relay9?Relayl2，進(jìn)而實現(xiàn)開關(guān)狀態(tài)由dSPACE機(jī)柜到ECU的傳輸ECU接收到制動請求命令，根據(jù)其內(nèi)部的控制策略，驅(qū)動制動電機(jī)反轉(zhuǎn)；由dSPACE機(jī)柜的模數(shù)轉(zhuǎn)換通道實時采集壓力傳感器和電流傳感器的大小，從而ECU根據(jù)制動電流大小控制制動電機(jī)停轉(zhuǎn)時機(jī)，監(jiān)測制動壓力的大小，實現(xiàn)汽車電子駐車的靜態(tài)釋放控制；
[0016]3)自動駐車控制首先由dSPACE機(jī)柜將仿真出的車輛狀態(tài)信號通過CAN線傳輸給ECU，ECU檢測車速信號，若發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號為零且車速信號為零并且保持2.5s，ECU驅(qū)動制動電機(jī)正轉(zhuǎn)夾緊，ECU接收電流傳感器的制動電流大小，當(dāng)制動電流超過了設(shè)定的閾值電流，ECU給制動電機(jī)驅(qū)動單元發(fā)制動停止命令，實現(xiàn)汽車電子駐車的自動駐車控制；
[0017]4)坡道駛離控制dSPACE機(jī)柜發(fā)控制信號給步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的控制信號為低電平有效，通過光電編碼器實時監(jiān)測步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度，并通過格雷碼轉(zhuǎn)CAN將所獲取的角度值傳給dSPACE機(jī)柜，如果檢測到當(dāng)前角度值和輸入角度值相等，由dSPACE機(jī)柜發(fā)送停止信號給步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器，由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器控制步進(jìn)電機(jī)停止旋轉(zhuǎn)，由此獲得實驗所需坡道角度值；制動電機(jī)處于夾緊狀態(tài)，坡道值通過CAN線由dSPACE機(jī)柜發(fā)送給ECU，由ECU內(nèi)部控制策略進(jìn)行判定，若達(dá)到當(dāng)前坡道制動電機(jī)釋放轉(zhuǎn)矩時，ECU驅(qū)動制動電機(jī)反轉(zhuǎn)釋放，實現(xiàn)坡道駛離控制。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為:
[0019]本發(fā)明測試裝置通過dSPACE機(jī)柜實現(xiàn)對電子駐車開關(guān)模塊、坡道驅(qū)動模塊、坡道保護(hù)模塊和傳感器監(jiān)測模塊進(jìn)行信號交互，在測試過程中，需要大量反復(fù)的進(jìn)行夾緊和釋放操作，因此開關(guān)模塊可以快速地實現(xiàn)虛擬開關(guān)與真實開關(guān)(通過上位機(jī)界面可以實現(xiàn)二者之間的切換，虛擬開關(guān)的實現(xiàn)是通過dSPACE機(jī)柜發(fā)出制動和釋放信號給到開關(guān)板，經(jīng)過開關(guān)板信號轉(zhuǎn)換之后再給到繼電器，給到繼電器的信號和真實開關(guān)給到繼電器的信號是一致的；真實開關(guān)是指真實存在的電子駐車開關(guān))狀態(tài)的切換，如果真實開關(guān)出現(xiàn)故障，可以用虛擬開關(guān)替代，而且虛擬開關(guān)還可以延長真實開關(guān)的使用壽命;傳感器監(jiān)測模塊可以在夾緊或者釋放的過程中，實時地監(jiān)測制動壓力以及制動電機(jī)電流的變化，由于在實際的操作過程中，由于電源供電不足等原因造成制動電機(jī)無法實施夾緊，而電機(jī)確實產(chǎn)生了夾緊動作，僅僅通過微弱的制動壓力判斷電機(jī)是否產(chǎn)生了相應(yīng)的動作顯然是很片面的，因此可以通過制動壓力和電機(jī)電流這兩個關(guān)鍵因素的變化判斷駐車夾緊或者駐車釋放，這樣即使制動壓力沒有變化，在制動電流的變化中也可以看到電機(jī)的動作。通過坡道驅(qū)動模塊中的光電編碼器與格雷碼轉(zhuǎn)CAN可以實現(xiàn)±30°范圍內(nèi)任意坡道角度值地改變，極大地簡化了硬線資源的分配，而且可以通過上位機(jī)實時地控制步進(jìn)電機(jī)根據(jù)當(dāng)前坡道角度值與輸入坡道角度值之間的關(guān)系，從而控制步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的快慢，以最理想的速度實現(xiàn)所需的坡道角度值，提高了坡道角度的精度;坡道保護(hù)模塊可以防止由于步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)角度過大而引起的坡道實驗裝置損壞，為實驗裝置提供了安全保障。
[0020]本發(fā)明測試裝置及測試方法通過搭建汽車電子駐車控制器硬件在環(huán)測試平臺，模擬實車運(yùn)行狀態(tài)，能高效地實現(xiàn)汽車電子駐車控制器的在環(huán)測試。不僅可以模擬出實車各種運(yùn)行工況，檢測自動駐車控制器的大部分功能性故障，而且相比于實車測試顯著縮短了電子駐車控制器開發(fā)周期，節(jié)約了開發(fā)成本。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明汽車電子駐車控制器硬件在環(huán)測試裝置結(jié)構(gòu)圖。
[0022]圖2為本發(fā)明中開關(guān)模塊的繼電器管腳分布圖
[0023]圖3為本發(fā)明中坡道保護(hù)模塊的硬件保護(hù)電路連接圖
[0024]圖中，Ι-dSPACE機(jī)柜、2-ECU(電子駐車控制器)、3_執(zhí)行機(jī)構(gòu)、4_開關(guān)模塊、5-傳感器監(jiān)測模塊、6-坡道驅(qū)動模塊、7-坡道保護(hù)模塊，41-EPB開關(guān)、42-繼電器、43-開關(guān)板、53-電流傳感器、51-壓力傳感器、52-變送器、61-步進(jìn)電機(jī)、62-步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器、63-光電編碼器、64-格雷碼轉(zhuǎn)CAN、71-硬件保護(hù)板、72-限位單元。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但并不以此作為對本申請權(quán)利要求保護(hù)范圍的限定。
[0026]本發(fā)明汽車電子駐車控制器硬件在環(huán)測試裝置(簡稱測試裝置，參見圖1-3)包括dSPACE機(jī)柜1、執(zhí)行機(jī)構(gòu)3、開關(guān)模塊4、傳感器監(jiān)測模塊5、坡道驅(qū)動模塊6和坡道保護(hù)模塊7;所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)3包括制動電機(jī)、制動卡鉗和壓力螺母，
[0027]所述dSPACE機(jī)柜I包括DS1006處理器板卡、DS2202板卡、DS2211板卡和DS4302CAN通信板卡;其連接關(guān)系為:DS1006處理器板卡通過PHS總線分別與DS2202板卡、DS2211板卡和DS4302CAN通信板卡連接;在dSPACE機(jī)柜中存儲有坡道控制程序；
[0028]所述DS2202板卡包括38路數(shù)字輸入(DIG_IN)通道、16路數(shù)字輸出(DIG_0UT)通道、9路脈沖輸出(PWM_0UT)通道;所述DS2211板卡包括16路模數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)通道、16路數(shù)字輸出(DIG_0UT)通道;所述DS4302CAN通信板卡包括4路獨立的CAN總線通道，能同時仿真4種不同速率的總線；
[0029]所述dSPACE機(jī)柜I中DS2202板卡的數(shù)字輸入通道和DS4302CAN通信板卡的CAN總線通道與被測的ECU 2的輸入端連接，dSPACE機(jī)柜I中DS2211板卡的數(shù)字輸出通道與被測的ECU 2的輸入端連接，制動電機(jī)與被測的ECU的輸出端連接；
[0030]所述開關(guān)模塊4包括EPB開關(guān)41、繼電器42和開關(guān)板43 ;EPB開關(guān)41 一端連接至繼電器42的常開觸點，繼電器42的常閉觸點與開關(guān)板43的輸出端連接，開關(guān)板43輸入端與dSPACE機(jī)柜I的DS2202板卡的數(shù)字輸出通道連接;繼電器42的線圈正端和線圈負(fù)端分別連接至開關(guān)板43的12V電源端和接地端GND ;EPB開關(guān)41和被測的ECU的電源端均與dSPACE機(jī)柜的DS2211板卡的數(shù)字輸出通道連接，繼電器的公共點(指圖2中的Re lay9?Re lay 12四個觸點)與被測的ECU的輸入端連接；
[0031]所述傳感器監(jiān)測模塊5包括壓力傳感器51、變送器52和電流傳感器53，變送器52的輸出端和電流傳感器53的輸出端分別與dSPACE機(jī)柜I的DS2202板卡的模數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)通道連接，即變送器52輸出模擬電壓信號連接至dSPACE機(jī)柜的DS2202板卡的兩路模數(shù)轉(zhuǎn)換通道，同理電流傳感器53輸出的模擬電流值連接至DS2202板卡的兩路模數(shù)轉(zhuǎn)換通道，壓力傳感器51置于制動卡鉗與壓力螺母之間，壓力傳感器51與變送器52的輸入端連接，電流傳感器53嵌套至制動電機(jī)的電機(jī)正端；
[0032]所述坡道驅(qū)動模塊6包括步進(jìn)電機(jī)61、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器62、光電編碼器63和格雷碼轉(zhuǎn)CAN 64;步進(jìn)電機(jī)61通過步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器62與dSPACE機(jī)柜I相連接;光電編碼器63通過格雷碼轉(zhuǎn)CAN 64與dSPACE機(jī)柜I連接；
[0033]所述坡道保護(hù)模塊7包括硬件保護(hù)板71和限位單元72，限位單元72固定在步進(jìn)電機(jī)輸出軸的斜下方，與步進(jìn)電機(jī)輸出軸垂直線夾角60°;限位單元72通過硬件保護(hù)板71與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器62相連接，硬件保護(hù)板71和限位單元72均與dSPACE機(jī)柜I連接。
[0034]本發(fā)明中所述繼電器42(參見圖2)包括常閉觸點、常開觸點、公共點、線圈負(fù)端和線圈正端，圖2中Rel ay I?Rel ay 4為四個常閉觸點，Relay 5?Re I ay 8為四個常開觸點，Relay9?Re lay 12為四個公共點，Relay 13和Re lay 14分別為線圈負(fù)端和線圈正端。其中通過Relay 13和Relay 14兩個引腳控制繼電器42 ,Relay 13始終接地，Relay9?Relay 12四個公共點接至被測的ECU2的SWl?SW4和dSPACE機(jī)柜I的DS2202板卡的4路數(shù)字輸入(DIG_IN)通道；當(dāng)Re lay 14端無電壓時，Re lay I?Re lay4四個常閉觸點導(dǎo)通，分別連接至開關(guān)板的輸出端SW_SW1?SW_SW4;若RelayH接12V電壓，繼電器的Relay5?Relay8四個常開觸點導(dǎo)通，分別連接至EPB開關(guān)41的四個引腳ES_SW1?ES_SW4。
[0035]本發(fā)明測試裝置的進(jìn)一步特征在于所述硬件保護(hù)板71包括三個與門、一個非門和一個或門，具體連接方式(參見圖3)是:與門A的一個輸入端和與門B的一個輸入端與限位單元72中的一個限位開關(guān)L的公共點連接，與門B的另一個輸入端和與門C的一個輸入端與限位單元72中的另一個限位開關(guān)R的公共點連接，與門C的另一個輸入端連接非門的輸出端，非門的輸入端和與門A的另一個輸入端均與dSPACE機(jī)柜I的DS2211板卡的數(shù)字輸出通道和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器62的輸入端連接;與門A、與門B和與門C的輸出端均與或門的輸入端連接，或門的輸出端與保護(hù)繼電器的線圈正端連接，保護(hù)繼電器線圈負(fù)端接地，保護(hù)繼電器的公共點連接至步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器62的脈沖輸入端，保護(hù)繼電器的常開觸點連接至接地端，保護(hù)繼電器的常閉觸點和dSPACE機(jī)柜I的DS2202板卡的脈沖輸出(PWM_0UT)通道連接；由dSPACE機(jī)柜I的DS2211板卡的數(shù)字輸出通道輸出的步進(jìn)電機(jī)61轉(zhuǎn)向控制信號連接至步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器62的方向輸入端，還與與門A的輸入端相連接;dSPACE機(jī)柜I的電源端VCC與限位單元72中的兩個限位開關(guān)(限位開關(guān)L和限位開關(guān)R)的一端連接，dSPACE機(jī)柜I的接地端GND與限位單元72中的兩個限位開關(guān)(限位開關(guān)L和限位開關(guān)R)的另一端連接。
[0036]本發(fā)明測試裝置的進(jìn)一步特征在于所述壓力傳感器型號為JHBM-M壓力傳感器，限位單元型號為XZ-15GW-B。光電編碼器63和格雷碼轉(zhuǎn)CAN64主要作用是將步進(jìn)電機(jī)14驅(qū)動形成的坡道值實時地反饋給dSPACE機(jī)柜I。其中光電編碼器63為12位絕對式光電編碼器，其角度識別精度可達(dá)0.08° ;格雷碼轉(zhuǎn)CAN 64采用逐位異或法，即將光電編碼器63反饋回的坡度信號，由左邊第二位開始，將每位與左邊一位解碼后的值進(jìn)行異或，作為該位解碼后的值，依次異或，直到最低位，轉(zhuǎn)換后的值經(jīng)過CAN線給到dSPACE機(jī)柜I的DS4302CAN通信板卡。
[0037]本發(fā)明測試裝置的進(jìn)一步特征在于所述坡道控制程序的具體流程是:首先初始化坡道參數(shù)，坡道參數(shù)包括輸入角度值(In)、當(dāng)前角度值(An)、步進(jìn)電機(jī)61旋轉(zhuǎn)的最小精度值(pre)、占空比(dc)、頻率⑴、開關(guān)和轉(zhuǎn)向狀態(tài)(sd);比較輸入角度值In和當(dāng)前角度值A(chǔ)n的大小，如果輸入角度值與當(dāng)前角度值的差值沒有超過步進(jìn)電機(jī)61旋轉(zhuǎn)的最小精度值，SPIn-An I Spre，步進(jìn)電機(jī)61無動作，即占空比dc為零，否則，轉(zhuǎn)而判斷開關(guān)和轉(zhuǎn)向狀態(tài)sd的狀態(tài)，若sd = 00或01，步進(jìn)電機(jī)61以50%的占空比進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，即dc = 50; sd = 00，步進(jìn)電機(jī)61逆時針旋轉(zhuǎn)沒有觸碰限位開關(guān);sd = 01，步進(jìn)電機(jī)61順時針旋轉(zhuǎn)沒有觸碰限位開關(guān);sd= 10，步進(jìn)電機(jī)61逆時針旋轉(zhuǎn)觸碰限位開關(guān)，dc = O，步進(jìn)電機(jī)61停止動作;sd = 11，步進(jìn)電機(jī)61順時針旋轉(zhuǎn)觸碰限位開關(guān)，dc = 0，步進(jìn)電機(jī)61停止動作。步進(jìn)電機(jī)61的旋轉(zhuǎn)速度是通過控制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器62的輸出脈沖頻率控制的，(I)如果輸入角度值與當(dāng)前角度值之差不大于8°，步進(jìn)電機(jī)61以50Hz的頻率旋轉(zhuǎn)，S卩I In-An I $8°時，f = 50Hz。(2)如果輸入角度值與當(dāng)前角度值的差值在8°?16°之間，步進(jìn)電機(jī)61以90Hz的頻率旋轉(zhuǎn)，8卩8°〈 | In-An | S 16°時，f =90Hz。( 3)如果輸入角度值與當(dāng)前角度值的差值在16°?30°之間，步進(jìn)電機(jī)61以160Hz的頻率旋轉(zhuǎn)，即16°〈I In-An I $30°時，f = 160Hz。(4)如果輸入角度值與當(dāng)前角度值的差值大于30°，步進(jìn)電機(jī)61以200Hz的頻率旋轉(zhuǎn)，即30° < | In-An |時，f = 200Hz。在本測試裝置中，設(shè)定觸碰限位開關(guān)，即停止步進(jìn)電機(jī)61旋轉(zhuǎn)，以保護(hù)坡道試驗臺。本發(fā)明通過坡道控制程序?qū)崿F(xiàn)對步進(jìn)電機(jī)的啟停、速度的控制，坡道控制程序存儲在dSPACE機(jī)柜中。
[0038]本發(fā)明中dSPACE機(jī)柜可以實現(xiàn)數(shù)字信號的輸入/輸出和PWM信號的輸出，也可以通過CAN通信板卡與ECU2進(jìn)行通訊;制動電機(jī)接收被測的ECU 2發(fā)出的夾緊和釋放信號進(jìn)行相應(yīng)的動作;開關(guān)模塊4中的繼電器42可以實現(xiàn)在真實電子駐車開關(guān)和虛擬駐車開關(guān)之間的切換;傳感器監(jiān)測模塊5與dSPACE機(jī)柜I的模數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)通道連接，實時監(jiān)測制動壓力和制動電流的變化;坡道驅(qū)動模塊6和坡道保護(hù)模塊7可以實現(xiàn)一定范圍內(nèi)任意坡道角度的變換，使得檢測電子駐車控制器的坡道駛離功能變得準(zhǔn)確、可行。
[0039]本發(fā)明測試裝置的工作原理是:本發(fā)明測試裝置可以實現(xiàn)對電子駐車控制器功能測試，其中ECU(電子駐車控制器)2為主控單元，控制制動電機(jī)根據(jù)ECU內(nèi)部的控制策略產(chǎn)生相應(yīng)地夾緊和釋放動作;dSPACE機(jī)柜I是整個測試裝置的核心，負(fù)責(zé)傳感器(電流傳感器53和壓力傳感器51)、執(zhí)行器(制動電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)61)等信號的交互;開關(guān)模塊4可以通過繼電器42實現(xiàn)真實開關(guān)模式和虛擬開關(guān)模式之間的切換，真實開關(guān)模式下，EPB開關(guān)41的開關(guān)狀態(tài)通過繼電器42直接給到ECU2，虛擬開關(guān)模式下，通過dSPACE機(jī)柜I發(fā)出制動或釋放請求命令，經(jīng)過開關(guān)板43的處理后，再由繼電器42傳送到ECU2;傳感器監(jiān)測模塊5可以通過電流傳感器53實時監(jiān)測制動電機(jī)的電流大小，壓力傳感器51可以實時反饋夾緊力的大小;坡道驅(qū)動模塊6可以通過格雷碼轉(zhuǎn)CAN64將步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)角度通過CAN線反饋給dSPACE機(jī)柜I;坡道保護(hù)模塊7包括硬件保護(hù)板71和限位單元72。步進(jìn)電機(jī)61旋轉(zhuǎn)超過設(shè)定的值，觸碰到限位單元72，轉(zhuǎn)向控制信號由硬件保護(hù)板的處理后送給步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器62，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器62的控制使能信號變?yōu)榈碗娖?，步進(jìn)電機(jī)61停止轉(zhuǎn)動。當(dāng)坡道控制程序“跑飛”時，即步進(jìn)電機(jī)61旋轉(zhuǎn)角度超出了所設(shè)定的角度閾值范圍，若繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，則會造成坡道試驗臺的損壞，為了防止這種情況的發(fā)生，在坡道實驗臺上加入了坡道保護(hù)模塊。
[0040]硬件在環(huán)仿真是一種半實物仿真，即實際的控制器和虛擬的對象(車輛)，軟件模型在dSPACE機(jī)柜里面的硬件中運(yùn)行就可以稱為在環(huán)，本發(fā)明測試裝置都是在環(huán)測試。本發(fā)明汽車電子駐車控制器硬件在環(huán)測試裝置可以用來模擬實車運(yùn)行工況，對汽車電子駐車的靜態(tài)夾緊、靜態(tài)釋放、自動駐車、坡道駛離等功能做出評價，檢測汽車電子駐車控制器的大部分功能是否正常，進(jìn)而為汽車電子駐車控制器控制策略的完善提供依據(jù)。
[0041]以下是本發(fā)明測試裝置在測試汽車電子駐車控制器是否在環(huán)的具體測試過程:
[0042]I)靜態(tài)夾緊控制作為汽車電子駐車控制器所具備的基本功能，靜態(tài)夾緊控制策略是汽車電子駐車控制器的核心<^?13開關(guān)41具備3種狀態(tài):4口口17、1^16386、他1:皿1。通過給繼電器42的線圈正端Relay 14端加一個12V的電壓，繼電器42線圈周圍產(chǎn)生磁場，使得繼電器42的銜鐵接觸常開觸點，EPB開關(guān)41發(fā)制動請求，經(jīng)過其內(nèi)部電路處理，將其轉(zhuǎn)化為ES_SWl?ES_SW4四種狀態(tài);通過繼電器42的常開觸點Relay5?Relay8將四種狀態(tài)傳給繼電器42的公共點Relay9?Relayl2，而公共點Relay9?Relayl2連接至ECU2的SWl?SW4引腳，SP實現(xiàn)了從真實駐車開關(guān)信號到ECU2開關(guān)信號之間的傳遞，ECU 2接收到制動請求命令，根據(jù)ECU內(nèi)部的控制策略，驅(qū)動制動電機(jī)正轉(zhuǎn);通過電流傳感器53在上位機(jī)界面(通過上位機(jī)里的軟件可以實現(xiàn)對dSPACE機(jī)柜I中通道信息的監(jiān)測與操作。)可以實時讀取制動電流的大小，當(dāng)制動電流到達(dá)閾值電流，ECU2將制動電機(jī)兩端的電壓置低電平，此時制動電機(jī)將會停轉(zhuǎn);通過壓力傳感器51可以讀取當(dāng)前制動壓力值。
[0043]2)靜態(tài)釋放控制EPB開關(guān)41的第二種狀態(tài)即為靜態(tài)釋放請求端，若采用EI3B開關(guān)41發(fā)出靜態(tài)釋放命令，其過程與靜態(tài)夾緊過程類似，此處不再進(jìn)行贅述。采用上位機(jī)控制虛擬開關(guān)方式實現(xiàn)Release釋放控制，如圖2所示，繼電器42線圈兩端斷開電壓，銜鐵就會在彈簧的壓力下恢復(fù)原位，從而使得常閉觸點Relay I?Relay4與公共點Relay9?Relay 12導(dǎo)通；由dSPACE機(jī)柜I的DS2202板卡的數(shù)字輸出通道發(fā)出靜態(tài)釋放請求，經(jīng)過開關(guān)板43的信號處理，將其轉(zhuǎn)化為SW_SW1?SW_SW4四種狀態(tài)；由于繼電器42的公共點Relay9?Relayl2與ECU2的四個開關(guān)狀態(tài)SWl?SW4連接，因此經(jīng)過開關(guān)板43處理過的開關(guān)狀態(tài)最終給到了電子駐車控制器ECU2，ECU2接收到制動請求命令，根據(jù)其內(nèi)部的控制策略，驅(qū)動制動電機(jī)反轉(zhuǎn)；由dSPACE機(jī)柜I的模數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)通道實時采集壓力傳感器51和電流傳感器53的大小，從而ECU2根據(jù)制動電流大小控制制動電機(jī)停轉(zhuǎn)時機(jī)，通過監(jiān)測制動壓力的大小，可以作為靜態(tài)釋放控制的評價依據(jù)。
[0044]3)自動駐車控制自動駐車控制是汽車電子駐車制動的一種智能駐車功能，當(dāng)檢測到車輛處于停車狀態(tài)，ECU2會智能判斷其為可以駐車狀態(tài)，進(jìn)而發(fā)送駐車命令，實現(xiàn)駐車制動。首先由dSPACE機(jī)柜I將仿真出的車輛狀態(tài)信號通過CAN線傳輸給ECU2，ECU2檢測車速信號，若發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號為零且車速信號為零并且保持2.5s，ECU2驅(qū)動制動電機(jī)正轉(zhuǎn)夾緊，ECU2接收電流傳感器53的制動電流大小，當(dāng)制動電流超過了設(shè)定的閾值電流，ECU2給制動電機(jī)驅(qū)動單元發(fā)制動停止命令，制動電機(jī)停轉(zhuǎn)。
[0045]4)坡道駛離控制dSPACE機(jī)柜I發(fā)控制信號給步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器62，步進(jìn)電機(jī)為兩相混合式步進(jìn)電機(jī)，型號為110HS12，技術(shù)規(guī)格為:步距角1.8°，電流為5A，引線數(shù)量為4根，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器62的控制信號為低電平有效，控制信號的正端連接在一起作為信號的公共端。通過光電編碼器63實時監(jiān)測步進(jìn)電機(jī)61的旋轉(zhuǎn)角度，并通過格雷碼轉(zhuǎn)CAN64將所獲取的角度值傳給dSPACE機(jī)柜I，如果檢測到當(dāng)前角度值和輸入角度值相等，由dSPACE機(jī)柜I發(fā)送停止信號給步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器62，由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器62控制步進(jìn)電機(jī)61停止旋轉(zhuǎn)，由此獲得實驗所需坡道角度值;制動電機(jī)處于夾緊狀態(tài)，坡道值通過CAN線信號如發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號、檔位信號、油門踏板位置信號、離合器踏板位置信號等由dSPACE機(jī)柜I發(fā)送給ECU2，通過ECU2內(nèi)部控制策略進(jìn)行判定，若達(dá)到當(dāng)前坡道制動電機(jī)釋放轉(zhuǎn)矩時，ECU2驅(qū)動制動電機(jī)反轉(zhuǎn)釋放，從而實現(xiàn)坡道駛離。
[0046]本發(fā)明未盡事宜為公知技術(shù)。
【主權(quán)項】
1.一種汽車電子駐車控制器硬件在環(huán)測試裝置，其特征在于該測試裝置包括dSPACE機(jī)柜、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、開關(guān)模塊、傳感器監(jiān)測模塊、坡道驅(qū)動模塊和坡道保護(hù)模塊;所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括制動電機(jī)、制動卡鉗和壓力螺母， 所述dSPACE機(jī)柜包括DS1006處理器板卡、DS2202板卡、DS2211板卡和DS4302CAN通信板卡；其連接關(guān)系為:DS1006處理器板卡通過PHS總線分別與DS2202板卡、DS2211板卡和DS4302CAN通信板卡連接;在dSPACE機(jī)柜中存儲有坡道控制程序； 所述dSPACE機(jī)柜中DS2202板卡的數(shù)字輸入通道和DS4302CAN通信板卡的CAN總線通道與被測的ECU的輸入端連接，dSPACE機(jī)柜中DS2211板卡的數(shù)字輸出通道與被測的E⑶的輸入端連接，制動電機(jī)與被測的ECU的輸出端連接； 所述開關(guān)模塊包括EPB開關(guān)、繼電器和開關(guān)板;EPB開關(guān)一端連接至繼電器的常開觸點，繼電器的常閉觸點與開關(guān)板的輸出端連接，開關(guān)板輸入端與dSPACE機(jī)柜的DS220 2板卡的數(shù)字輸出通道連接;繼電器的線圈正端和線圈負(fù)端分別連接至開關(guān)板的電源端和接地端;EPB開關(guān)和被測的ECU的電源端均與dSPACE機(jī)柜的DS2211板卡的數(shù)字輸出通道連接，繼電器的公共點與被測的ECU的輸入端連接； 所述傳感器監(jiān)測模塊包括壓力傳感器、變送器和電流傳感器，變送器的輸出端和電流傳感器的輸出端分別與dSPACE機(jī)柜的DS2202板卡的模數(shù)轉(zhuǎn)換通道連接，壓力傳感器置于制動卡鉗與壓力螺母之間，壓力傳感器與變送器的輸入端連接，電流傳感器嵌套至制動電機(jī)的電機(jī)正端； 所述坡道驅(qū)動模塊包括步進(jìn)電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器、光電編碼器和格雷碼轉(zhuǎn)CAN;步進(jìn)電機(jī)通過步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器與dSPACE機(jī)柜相連接;光電編碼器通過格雷碼轉(zhuǎn)CAN與dSPACE機(jī)柜連接； 所述坡道保護(hù)模塊包括硬件保護(hù)板和限位單元，硬件保護(hù)板和限位單元均與dSPACE機(jī)柜連接，限位單元通過硬件保護(hù)板與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器相連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車電子駐車控制器硬件在環(huán)測試裝置，其特征在于所述硬件保護(hù)板包括三個與門、一個非門、一個或門和一個保護(hù)繼電器，具體連接方式是:與門A的一個輸入端和與門B的一個輸入端與限位單元中的一個限位開關(guān)L的公共點連接，與門B的另一個輸入端和與門C的一個輸入端與限位單元中的另一個限位開關(guān)R的公共點連接，與門C的另一個輸入端連接非門的輸出端，非門的輸入端和與門A的另一個輸入端均與dSPACE機(jī)柜的DS2211板卡的數(shù)字輸出通道和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的輸入端連接;與門A、與門B和與門C的輸出端均與或門的輸入端連接，或門的輸出端與保護(hù)繼電器的線圈正端連接，保護(hù)繼電器線圈負(fù)端接地，保護(hù)繼電器的公共點連接至步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的脈沖輸入端，保護(hù)繼電器的常開觸點連接至接地端，保護(hù)繼電器的常閉觸點和dSPACE機(jī)柜的DS2202板卡的脈沖輸出通道連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車電子駐車控制器硬件在環(huán)測試裝置，其特征在于所述坡道控制程序的具體流程是:首先初始化坡道參數(shù)，坡道參數(shù)包括輸入角度值、當(dāng)前角度值、步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的最小精度值、占空比、頻率、開關(guān)和轉(zhuǎn)向狀態(tài)；比較輸入角度值和當(dāng)前角度值的大小，如果輸入角度值與當(dāng)前角度值的差值沒有超過步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的最小精度值，步進(jìn)電機(jī)無動作，即占空比為零，否則，轉(zhuǎn)而判斷開關(guān)和轉(zhuǎn)向狀態(tài)sd的狀態(tài)，若sd = 00或Ol，步進(jìn)電機(jī)以50%的占空比進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；sd = 00，步進(jìn)電機(jī)逆時針旋轉(zhuǎn)沒有觸碰限位開關(guān)；sd =Ol，步進(jìn)電機(jī)順時針旋轉(zhuǎn)沒有觸碰限位開關(guān);sd = 10，步進(jìn)電機(jī)逆時針旋轉(zhuǎn)觸碰限位開關(guān)，步進(jìn)電機(jī)停止動作;sd = 11，步進(jìn)電機(jī)順時針旋轉(zhuǎn)觸碰限位開關(guān)，步進(jìn)電機(jī)停止動作。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車電子駐車控制器硬件在環(huán)測試裝置，其特征在于所述壓力傳感器為JHBM-M壓力傳感器，限位單元型號為XZ-15GW-B，光電編碼器為12位絕對式光電編碼器，格雷碼轉(zhuǎn)CAN采用逐位異或法。5.—種汽車電子駐車控制器硬件在環(huán)測試方法，該方法使用權(quán)利要求1-4任一所述的測試裝置，具體測試過程是: 1)靜態(tài)夾緊控制通過給繼電器的線圈正端RelayH端加電壓，繼電器線圈周圍產(chǎn)生磁場，使繼電器的銜鐵接觸常開觸點，EPB開關(guān)發(fā)制動請求，經(jīng)過其內(nèi)部電路處理，將其轉(zhuǎn)化為ES_SW1?ES_SW4四種狀態(tài);通過繼電器的常開觸點Relay 5?Relay 8將四種狀態(tài)傳給繼電器的公共點Relay 9?Relay 12，而公共點Relay 9?Relay 12連接至ECU的SWl?SW4引腳，即實現(xiàn)了從真實駐車開關(guān)信號到ECU開關(guān)信號之間的傳遞，ECU接收到制動請求命令，根據(jù)ECU內(nèi)部的控制策略，驅(qū)動制動電機(jī)正轉(zhuǎn);通過電流傳感器在上位機(jī)界面實時讀取制動電流的大小，當(dāng)制動電流到達(dá)閾值電流，ECU立即將制動電機(jī)兩端的電壓置低電平，此時制動電機(jī)將會停轉(zhuǎn);通過壓力傳感器可以讀取當(dāng)前制動壓力值，實現(xiàn)汽車電子駐車的靜態(tài)夾緊； 2)靜態(tài)釋放控制真實開關(guān)模式下，EPB開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)通過繼電器直接給到ECU;虛擬開關(guān)模式下，采用上位機(jī)控制虛擬開關(guān)方式實現(xiàn)Release釋放控制，繼電器線圈兩端電壓釋放，從而銜鐵在彈簧力的作用下恢復(fù)原位，接觸常閉觸點Relayl?Relay4;由dSPACE機(jī)柜的DS2202板卡的數(shù)字輸出通道發(fā)出靜態(tài)釋放請求，經(jīng)過開關(guān)板的信號處理，將其轉(zhuǎn)化為SW_SWl?SW_SW4四種狀態(tài)，開關(guān)狀態(tài)由常閉觸點Relayl?Relay4傳送到公共點Relay9?Re lay 12，進(jìn)而實現(xiàn)開關(guān)狀態(tài)由dSPACE機(jī)柜到ECU的傳輸，ECU接收到制動請求命令，根據(jù)其內(nèi)部的控制策略，驅(qū)動制動電機(jī)反轉(zhuǎn)；由dSPACE機(jī)柜的模數(shù)轉(zhuǎn)換通道實時采集壓力傳感器和電流傳感器的大小，從而ECU根據(jù)制動電流大小控制制動電機(jī)停轉(zhuǎn)時機(jī)，監(jiān)測制動壓力的大小，實現(xiàn)汽車電子駐車的靜態(tài)釋放控制； 3)自動駐車控制首先由dSPACE機(jī)柜將仿真出的車輛狀態(tài)信號通過CAN線傳輸給ECU，ECU檢測車速信號，若發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號為零且車速信號為零并且保持2.5s，ECU驅(qū)動制動電機(jī)正轉(zhuǎn)夾緊，ECU接收電流傳感器的制動電流大小，當(dāng)制動電流超過了設(shè)定的閾值電流，ECU給制動電機(jī)驅(qū)動單元發(fā)制動停止命令，實現(xiàn)汽車電子駐車的自動駐車控制； 4)坡道駛離控制dSPACE機(jī)柜發(fā)控制信號給步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的控制信號為低電平有效，通過光電編碼器實時監(jiān)測步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度，并通過格雷碼轉(zhuǎn)CAN將所獲取的角度值傳給dSPACE機(jī)柜，如果檢測到當(dāng)前角度值和輸入角度值相等，由dSPACE機(jī)柜發(fā)送停止信號給步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器，由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器控制步進(jìn)電機(jī)停止旋轉(zhuǎn)，由此獲得實驗所需坡道角度值;制動電機(jī)處于夾緊狀態(tài)，坡道值通過CAN線由dSPACE機(jī)柜發(fā)送給ECU，由ECU內(nèi)部控制策略進(jìn)行判定，若達(dá)到當(dāng)前坡道制動電機(jī)釋放轉(zhuǎn)矩時，ECU驅(qū)動制動電機(jī)反轉(zhuǎn)釋放，實現(xiàn)坡道駛離控制。
【文檔編號】G05B23/02GK105867358SQ201610408961
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年6月6日
【發(fā)明人】梁秀霞, 王劍飛, 范曉佩, 牛菁洋
【申請人】河北工業(yè)大學(xué)