基于硬件在環的車身電控系統測試平臺的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種汽車電器系統試驗裝置和方法，具體的是涉及一種用于驗證車身電控系統，包括無鑰匙進入啟動控制器(PEPS)、車身控制器(BCM)、自適應前大燈調節控制器(AFS)和儀表(IPK)四個車身電控單元的硬件在環(HIL)測試平臺。
【背景技術】
[0002]由于汽車電器系統日趨復雜，在新車型開發過程中，需要對車身電控系統進行功能測試、性能測試和診斷測試，確保車身電器的可靠性與穩定性。目前大部分的汽車電子產品測試是通過手工臺架搭建測試環境，可重用性低，難以模擬極限工況或動態工況，對測試人員依賴性較高，測試效率低；部分自動化設備只能測試單個汽車電子控制器，無法進行集成測試，或者只能模擬靜態環境，不能進行動態測試。
[0003]為了解決以上問題，需要一種能針對被測車型進行建模仿真，為車身電控系統提供一個接近整車實際運行環境，能夠模擬各種工況和故障模式，實現多個控制器集成測試的車身電控系統的硬件在環(HIL)測試平臺。
【發明內容】
[0004]本實用新型的目的在于提供一種基于硬件在環的車身電控系統測試平臺，該測試平臺能對被測車型進行建模仿真，為車身電控系統提供一個接近整車實際運行環境；該測試平臺能夠模擬極限工況或動態工況，能夠快速復現故障模式，能夠實現多個控制器的集成匹配測試，從而提高測試效率。
[0005]為了實現上述技術目的，本實用新型采用如下技術方案:
[0006]一種基于硬件在環的車身電控系統測試平臺，包括上位機、測試機柜、可移動端子臺和實驗室汽車臺架；
[0007]所述測試機柜有多個模塊組成，包括機柜電源輸入模塊、可編程電源、電源切換模塊、發動機控制器和變速箱控制器、負載箱、PXI實時控制器、發動機控制器和變速箱控制器輸入故障注入模塊、發動機控制器和變速箱控制器負載故障注入模塊、硬件板卡；
[0008]所述可移動端子臺用于測試機柜、待測控制器和實驗室汽車臺架的連接，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]所述實驗室汽車臺架用于搭建整車車身開關和真實負載；
[0010]所述上位機通過網線與測試機柜中的PXI實時控制器相連，實時監控測試平臺運行；所述PXI實時控制器與硬件板卡通過背板連接，與發動機模型的數據交換，同時硬件板卡還與發動機控制器、變速箱控制器、負載箱通過線束連接，模擬激勵信號，測量輸出信號;
[0011 ] 所述測試機柜中的機柜電源輸入模塊外接電源，實現機柜電源的功率分配、系統保護；
[0012]所述測試機柜通過線束與實驗室汽車臺架連接，實現臺架的供電；所述可移動端子臺通過機柜面板接插件與測試機柜連接，通過線束與實驗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現實驗室臺架電源狀態的切換；
[0013]所述測試機柜上的發動機控制器和變速箱控制器輸入故障注入模塊一端與發動機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，模擬發動機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；所述測試機柜上的發動機控制器和變速箱控制器負載故障注入模塊一端與發動機控制器和變速箱控制器輸出端連接，另一端分別連接到負載和硬件板卡，模擬發動機控制器和變速箱控制器負載對地短路、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，另一端通過機柜面板接插件連接到硬件板卡，通過線束連接到臺架負載，模擬待測控制器負載對地短路、對電源短路、開路故障。
[0015]所述硬件板卡包括發動機模擬信號發生模塊、模擬量信號發生模塊、模擬量信號測量模塊、數字量信號發生模塊、數字量信號測量模塊、PWM信號發生模塊、PWM信號測量模塊、電阻模擬信號發生模塊、電流模擬信號發生模塊、電流信號測量模塊、CAN通訊模塊、LIN通訊模塊。
[0016]所述測試機柜外接交流電源，經機柜電源輸入模塊轉換，分為交流輸出和直流輸出，其中交流輸出為PXI實時控制器和可編程電源供電，直流輸出為發動機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，并通過連接測試機柜和可移動端子臺的機柜面板接插件，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電源切換模塊輸出后，模擬整車電源狀態，用于為發動機控制器、變速箱控制器和負載箱供電，并通過機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，為待測控制器供電，并通過線束為實驗室汽車臺架上的臺架開關及負載供電。
[0018]進一步，通過線束將測試機柜電源信號連接到實驗室汽車臺架，并通過連接可移動端子臺和實驗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，實現可移動端子臺和實驗室汽車臺架電源信號的交互。
[0019]本實用新型的測試平臺是針對手工臺架試驗的缺陷而提出的，能對被測車型進行建模仿真，為車身電控系統提供一個接近整車實際運行環境，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工況，能夠快速復現故障模式，能夠實現多個控制器的集成匹配測試，能夠對測試過程進行組織管理，實現自動化測試，減少試驗人員的勞動消耗，提高測試效率；并且該測試平臺采用模塊化設計，易于維護和擴展測試能力。
[0020]本實用新型的測試平臺與現有測試系統相比，其積極效果是:
[0021]1、測試機柜、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、測試機柜采用模塊化設計，便于后期維護，并且可以根據新的需求，快速增加配置，縮短開發周期。
[0023]3、上位機采用基于配置的NI VeriStand實時測試軟件，可以快速開發友好的圖形化界面，降低了程序界面開發的成本，實現手動測試；而且該軟件可以回放不同路況路譜，模擬整車動態環境，實現HIL動態測試和待測控制器的集成匹配測試。
[0024]4、上位機采用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，可以并行測試，自動化程度高，能有效地減少試驗人員的勞動強度，提高工作效率，避免因人工操作而產生的失誤，克服了手工臺架試驗的缺陷。
[0025]5、該測試平臺采用故障注入模塊，可以快速復現故障模式，實現故障診斷功能。
【附圖說明】
[0026]圖1為本實用新型基于硬件在環的車身電控系統測試平臺電源信號傳遞示意圖；
[0027]圖2為本實用新型的測試平臺控制信號傳遞示意圖；
[0028]圖3為本實用新型的測試平臺測試流程圖。
[0029]圖中:I上位機，2測試機柜，3可移動端子臺，4實驗室汽車臺架(臺架)。
【具體實施方式】
[0030]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明。
[0031]參見圖2，一種基于硬件在環(HIL)的車身電控系統測試平臺，包括上位機(PC)1、測試機柜2、可移動端子臺3和實驗室汽車臺架4。
[0032]所述測試機柜2有多個模塊組成，包括機柜電源輸入模塊、可編程電源、電源切換模塊、發動機控制器(EMS)和變速箱控制器(T⑶)、負載箱、PXI實時控制器(下位機)、發動機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動機模擬信號發生模塊、模擬量信號發生模塊、模擬量信號測量模塊、數字量信號發生模塊、數字量信號測量模塊、PWM信號發生模塊、PWM信號測量模塊、電阻模擬信號發生模塊、電流模擬信號發生模塊、電流信號測量模塊、CAN通訊模塊、LIN通訊模塊。所述發動機控制器和變速箱控制器故障注入模塊包括發動機控制器和變速箱控制器輸入故障注入模塊、發動機控制器和變速箱控制器負載故障注入模塊。
[0033]所述可移動端子臺3用于測試機柜2、待測控制器和實驗室汽車臺架4的連接，待測控制器包括無鑰匙進入啟動控制器(PEPS)、車身控制器(BCM)、自適應前大燈調節控制器(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、待測控制器負載故障注入模塊。
[0034]所述實驗室汽車臺架4用于搭建整車車身開關和真實負載；實驗室汽車臺架真實負載有:無鑰匙進入啟動控系統(PEPS)天線、雨刮電機，玻璃升降電機，鼓風機，暖風電機，洗滌液壺，電控門鎖機構，電動后視鏡，前組合燈，后組合燈，室內燈，側轉向燈，喇機，電子風扇、點煙器，逆變器，倒車雷達系統，胎壓檢測系統和娛樂系統。
[0035]所述上位機I通過網線與測試機柜2中的PXI實時控制器(下位機)相連，實時監控測試平臺運行；所述PXI實時控制器(下位機)與硬件板卡通過背板連接，與發動機模型的數據交換，同時硬件板卡還與發動機控制器(EMS)、變速箱控制器(T⑶)、負載箱通過線束連接，模擬激勵信號，測量輸出信號。
[0036]所述測試機柜2中的機柜電源輸入模塊連接220V外接電源，實現機柜電源的功率分配、系統保護。
[0037]所述測試機柜2通過線束與實驗室汽車臺架4連接，實現臺架的供電；所述可移動端子臺3通過機柜面板接插件與測試機柜2連接，通過線束與實驗室汽車臺架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現實驗室臺架4電源狀態的切換。
[0038]所述測試機柜2上的發動機控制器和變速箱控制器輸入故障注入模塊一端與發動機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，模擬發動機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；所述測試機柜2上的發動機控制器和