機動車輛電子電氣性能測試系統的製作方法
2023-05-01 13:02:26
專利名稱：機動車輛電子電氣性能測試系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及機動車輛測試技術，尤其涉及對機動車輛的電子電氣性能進行測試的技術。
背景技術：
隨著現代汽車電子控制單元、整車休眠喚醒策略的全面運用、電氣迴路、接地點和大功率負載的急劇增加，以及汽車電子電氣技術的發展，對整車電子電氣系統的性能要求也變得更高。就整車而言，若電氣負載、接地點、線束、保險絲等電氣系統設計不合理，將導致不必要的能量消耗並致使整車電氣系統性能下降，甚至使相關電氣模塊的功能失效。這樣，在汽車的舒適性受到影響的同時，行車的安全性亦受到潛在影響。此外，隨著汽車使用年限的增加，電氣系統出現老化，導致電氣系統產生不可預知的故障，甚至在車輛實際使用過程中出現人身損傷或財產的損失。綜上可見，對於汽車電子電氣性能的測試極為重要。但目前國內的整車生產廠家都未就汽車中用電器件的電子電氣性能進行系統性驗證，也還沒有用來驗證汽車中用電器件的電子電氣性能的系統。
實用新型內容本實用新型提出一種電子電氣性能測試系統，以有效地解決上述問題。該電子電氣性能測試系統用於對機動車輛中的用電器件的電氣性能進行測試，所述系統包括被配置用於採集待測用電器件的工作信號的數據採集模塊，以及接收所採集的工作信號並依據所採集的工作信號判斷所述待測用電器件的工作狀況的處理設備。該電子電氣性能測試系統，優選地，所述數據採集模塊包括感測並將所感測的信號轉換為電信號的感測單元，以及處理所述感測單元所傳送的信號的感測信號處理單元。該電子電氣性能測試系統，優選地，所述工作信號是選擇自由電壓、電流、時間、溫度所組成的信號組中的任意一個或多個信號；亦即，所述數據採集模塊被配置採集選擇自由電壓、電流、時間、溫度所組成的信號組中的任意一個或多個信號。該電子電氣性能測試系統，優選地，所述用電器件包括由動力系統、底盤控制系統、舒適性系統、娛樂系統、被動安全系統、以及行車輔助系統所組成的器件組中的一個或多個器件。該電子電氣性能測試系統，優選地，所述動力系統包括發動機控制系統和變速箱控制系統，所述底盤控制系統包括防側滑模組、電動轉向模組、電動剎車模組，所述舒適性系統包括車燈模組、鎖模組、門窗模組、雨刮模組、內外後視鏡模組、座椅模組、儀表顯示報警模組、空調模組、附屬模組，所述娛樂系統包括DVD/CD、導航模組、藍牙模組、以及信息交互模組。該電子電氣性能測試系統，優選地，所述數據採集模塊被配置用於採集所述器件組中任意一個或多個用電器件的以下項中的任意一個或多個的工作信號，這些項包括靜態電流、接地點與蓄電池負極間壓差、保險絲容量、保險絲熔斷後所述器件組中任意一個或多個器件的功能失效性、接地點虛接後所述器件組中任意一個或多個器件的功能失效性、負載電壓降、負載短路時流過保險絲的電流與保險絲熔斷時間。根據本實用新型所述的電子電氣性能測試系統，可以有效且方便地對汽車中用電器件的電子電氣性能進行系統性驗證。
圖1是本實用新型所述的電子電氣性能測試系統1的結構示意圖；圖2示意了圖1所示的電子電氣性能測試系統1000與整車電子電氣系統2000的
結合關係；圖3是對靜態電流進行測試的電路等效示意；圖4是保險絲熔斷的等效電路示意；以及圖5是對負載電壓降測試的等效電路示意。
具體實施方式
以下主要結合汽車對本實用新型所述的電子電氣性能測試系統進行說明，但實際應用中並不以汽車為限制，其它機動車輛比如摩託車亦在本實用新型的保護範圍之內。本實用新型提供的汽車電子電氣性能測試系統主要包括對整車和控制器靜態電流的測試、對整車接地性能的測試、對保險絲容量的測試、對保險絲燒毀後整車功能有效性的測試、對虛地後整車功能有效性的測試、對負載電壓降的測試、以及對負載短路流過保險絲的電流與保險絲熔斷時間的測試。本實用新型所述的汽車電子電氣性能測試系統可以比如採用國家儀器(Ni， National Instrument)公司的基礎軟體和硬體工具LabVIEW作為基礎環境，在此基礎環境之上，將本實用新型所述的汽車電子電氣性能測試系統實現在比如計算機等電子設備中。圖1是本實用新型所述的汽車電子電氣性能測試系統1000的結構示意圖。汽車電子電氣性能測試系統包括數據採集模塊10和上位處理設備20。數據採集模塊10電性連接所要測試的汽車電子電氣性能模塊，以採集所需要的信號，並將該信號傳輸給上位處理設備20，由其對所採集的信號進行處理，從而確定所採集的信號狀況，進而做出適應於整車設計針對各模塊所需要的判斷；在此，所述處理包括對所採集的信號進行放大、濾波等操作，使其稱為汽車電子電氣性能測試系統1000所需要的信號。數據採集模塊10又可進一步包括信號感測單元101，感測信號處理單元103。感測單元101是可感測信號並將所感測的信號轉換為所需要的電信號的傳感器類部件。感測信號處理單元103將感測單元101傳送過來的信號進行例如模數轉換等處理，並將處理之後的信號傳遞給上位處理設備20。雖然如此，但實際應用中，數據採集模塊可以是一塊集成了感測、模數轉換等功能的數據採集設備，並不以本申請所述為限。圖2示意了圖1所示的汽車電子電氣性能測試系統1000與整車電子電氣系統 2000的結合關係。圖1所示的汽車電子電氣性能測試系統與整車電子電氣系統耦接，並自其採集所需要的信號。隨後，汽車電子電氣性能測試系統1000根據所採集的信號對待測部件的性能進行判斷。以下結合上面所提到的靜態電流、接地點與蓄電池負極間壓差、保險絲容量、保險絲熔斷後所述器件組中任意一個或多個器件的功能失效性、接地點虛接後所述系統或模組中任意一個或多個器件的功能失效性、負載電壓降、負載短路時流過保險絲的電流與保險絲熔斷時間，進一步說明本實用新型所述的汽車電子電氣性能測試系統。在進行以下各示例所示的測試之前，可選地先對汽車電子電氣系統的基本功能進行測試。該測試可以手動完成，比如依據整車電氣功能測試規範，依次對各部件的電氣功能進行手動檢查。該檢查主要涉及這些電子用電器件功能部件的電力供應情況是否正常，以確保整車電氣的基本迴路是連通的。需要說明的是，以下待測的汽車內的用電器件在圖2中概述為整車電子電器系統，其並不用以表明要同時對汽車內所有的用電器件進行測試，而只是示意可以對汽車內的用電的器件進行測試。本實用新型中的工作信號是選擇由電壓、電流、時間、溫度所組成的信號組中的任意一個或多個信號，雖然以下示例可能只針對了電流、電壓或時間，但這並不用以限定本實用新型所述的系統只能採集電流電壓或時間，事實上，本領域技術人員可以理解到，本實用新型所述的系統可採集上述工作信號中的一個或多個。本實用新型以下示例中涉及到的用電器件包括由動力系統、底盤控制系統、舒適性系統、娛樂系統、被動安全系統、以及行車輔助系統所組成的器件組中的一個或多個器件；而所述動力系統包括發動機控制系統和變速箱控制系統，所述底盤控制系統包括防側滑模組、電動轉向模組、電動剎車模組，所述舒適性系統包括車燈模組、鎖模組、門窗模組、 雨刮模組、內外後視鏡模組、座椅模組、儀表顯示報警模組、空調模組、附屬模組，所述娛樂系統包括DVD/CD、導航模組、藍牙模組、以及信息交互模組。示例1 靜態電流測試示例1要說明的是對整車以及各個控制器的靜態電流的測試。靜態電流測試是在整車進入休眠的情況下，通過數據採集設備記錄一段時間內整車以及各個控制器的耗電狀況。所測量的耗電狀況可以例如被用于衡量整車靜置多長時間後仍可正常啟動以及協助選擇汽車的蓄電池。被測對象具體可包括蓄電池和各個直接連接在蓄電池上的控制器和負載。當待測的用電器件被耦接到汽車電子電氣性能測試系統1中時，對其進行測量的電氣迴路可以等效為圖3的電路示意圖。圖中的電控單元30例如發動機電控單元(EMS)、變速箱電控單元(TCU)、防側滑電控單元(ABS)、車身電控單元(BCM)等，而負載32相當於車燈、車鎖、雨刮等用電部件。圖3中，線路33為常通電狀態，開關34則用來對整車電子電氣附屬系統 (accessory)的上電狀態進行控制，而開關35則用來對整車電子電氣點火系統的上電狀態進行控制。示例2 接地測試接地性能測試主要是測試接地點在用電器件工作時與蓄電池負極間的電壓差值， 從而保證各個接地點和蓄電池負極的壓差小於給定的範圍。汽車具有若干用電器件，這些用電器件均需接地。但是由於這些用電器件被設置在整車的不同部位，所以各用電器件接地的位置也不盡相同，所以需要對各用電器件的接
5地進行測試，以確保所有的接地點的電壓儘可能的保持一致，以確保控制器對於邏輯電平判斷的準確性。要被測試的用電器件包括但不限於汽車的動力系統、底盤控制系統、舒適性系統、 娛樂系統、被動安全系統、以及行車輔助系統等。這些要測試的用電器件被分別耦接到汽車電子電氣性能測試系統1，由該性能測試系統1的數據採集模塊10採集所連接的用電器件的接地點電壓。而上位處理設備20在接收到所採集的電壓之後，會將所採集的電壓和預先設定的電壓進行比較，如果兩者的差值在預先設定的範圍之內，則表明正常；反之，表明結果異常，設計人員需修改設計方案，確保設計方案達到測試要求。示例3 保險絲容量測試測試汽車各用電器件在啟動、正常工作、停止以及極端工況下(例如電機發生堵轉、用電負載過載、整車電壓過壓等)通過各用電器件保險絲的電流值，從而判斷保險絲的容量選擇與用電迴路匹配的一致性，同時確保在整車啟動後，各保險絲在各種工況下在一定的時間內能夠保護用電迴路。本示例中的用電器件包括動力系統、底盤控制系統、舒適性系統、娛樂系統、被動安全系統、以及行車輔助系統等，還包括線束。具體而言，將要被測試的用電器件的保險絲耦接到汽車電子電氣性能測試系統 1000,由該性能測試系統1000的數據採集模塊10採集所連接的用電器件的保險絲中的電流。上位處理設備20接收數據採集模塊10所採集的電流，判斷保險絲的容量選擇與用電迴路匹配的一致性，同時確保在整車啟動後，各保險絲在各種工況下在一定的時間內能夠保護用電迴路。示例4 保險絲燒毀後本示例的測試涉及保險絲熔斷對整車功能失效的影響。將要被測試的用電器件耦接到汽車電子電氣性能測試系統1000(以下以雨刮模組、車燈模組、車鎖系統為例進行說明)。將雨刮模組、車燈模組、車鎖系統均耦接到汽車電子電氣性能測試系統1000，採集這些模組或系統工作時的電流或電壓信號。當針對雨刮模組的保險絲熔斷之後，繼續採集這些模組或系統的工作信號，並根據所採集的信號判斷車燈模組、車鎖系統是否還正常工作。 如果車燈模組和車鎖系統還正常工作，則說明汽車的電器控制部件僅僅因雨刮模組的保險絲熔斷而影響了雨刮模組，而沒有影響車燈模組和車鎖系統，說明汽車電器控制部件的控制正常。根據該測試，可以確認到任一保險絲燒毀之後對整車各用電器件的影響。圖4是保險絲熔斷的等效電路示意。圖4中，線路43為常通電狀態，開關44則用來對整車電子電氣附屬系統的上電狀態進行控制，而開關45則用來對整車電子電氣點火系統的上電狀態進行控制。示例5 虛地測試斷開某一用電器件比如雨刮模組的接地點。之後將該用電器件耦接到汽車電子電氣性能測試系統1000，由該汽車電子電氣性能測試系統1000採集該用電器件的工作信號， 比如電壓或電流等，從而在虛地的情況下，確認該用電器件的工作情況，以及確認是否影響其它用電器件。示例6 負載電壓降測試
6[0048]將待測試的用電器件耦接到汽車電子電氣性能測試系統1000，由該汽車電子電氣性能測試系統1000採集該用電器件電壓信號。如果上位處理設備20判斷所採集的電壓降超過預先設定的值，則表明該用電迴路的工作效率低，能量消耗在線束上的比例較大，從而影響整車的燃油經濟性。設計人員根據該測量可優化設計。圖5是負載電壓降的等效電路示意。圖5中，線路53為常通電狀態，開關M則用來對整車電子電氣附屬系統的上電狀態進行控制，而開關55則用來對整車電子電氣點火系統的上電狀態進行控制。示例7 負載短路測試負載短路測試是將與負載連接的電源和地點短接，從而由汽車電子電氣性能測試系統1000測試流過保險絲的大電流與保險絲的熔斷時間。用電迴路出現危險情況時，迴路中的保險絲保證能夠在規定的時間內保護用電迴路裡的線束和器件，而不能出現燒線，燒用電器，以至燒毀整車等惡劣情況。最後需要說明的是，在以上描述中，術語「電控單元」泛指整車上所有控制器，這些控制器包括發動機系統控制器，變速箱系統控制器，底盤系統控制器，安全系統控制器，儀表控制器，車身控制器，娛樂系統控制器等。對於本領域技術人員容易理解到，在將本實用新型所述的系統用於測試整車不同系統的用電器件時，該電控單元對應的是該系統的控制器，例如，用於測試動力系統時，該電控單元為發動機控制器。術語「負載」指代的是各控制器外圍的輸出設備，本領域技術人員易於理解到，對應於整車不同的系統，負載指代不同的輸出設備，例如發動機控制器控制的節氣門、冷卻風扇、空調離合器等，娛樂系統控制器所控制的揚聲器、藍牙模組等。綜上可見，利用本實用新型所述的電子電氣性能測試系統，可以有效地對汽車中用電器件的電子電氣性能進行系統性測試。以上結合若干示例及若干電氣模塊對汽車電子電氣性能測試系統1000進行了說明，但本領域技術人員將理解到這並不用以限制本實用新型的僅適用於在此所列舉的示例和模塊。
權利要求1. 一種電子電氣性能測試系統，用於對機動車輛中的用電器件的電氣性能進行測試， 其特徵在於，所述系統包括被配置用於感測由動力系統、底盤控制系統、舒適性系統、娛樂系統、被動安全系統、以及行車輔助系統所組成的器件組中的一個或多個待測用電器件的選擇自由電壓、電流、時間、以及溫度所組成的信號組中的任意一個或多個工作信號、並將所感測的信號轉換為電信號的感測單元，與所述感測單元耦接以接收所述感測單元傳送的感測信號並對其進行處理的感測信號處理單元，以及與所述感測信號處理單元耦接以接收來自所述感測信號處理單元的信號並根據該信號判斷所述待測用電器件的工作狀況的處理設備，其中所述工作信號包括靜態電流、接地點與蓄電池負極間壓差、保險絲容量、保險絲熔斷後所述器件組中任意一個或多個器件的功能失效性、接地點虛接後所述系統或模組中任意一個或多個器件的功能失效性、負載電壓降、負載短路時流過保險絲的電流與保險絲熔斷時間的任意一個或多個。
專利摘要一種電子電氣性能測試系統，用於對機動車輛中的用電器件的電氣性能進行測試，所述系統包括被配置用於採集待測用電器件的工作信號的數據採集模塊，並將所感測的信號轉換為電信號的感測單元，與所述感測單元耦接以接收所述感測單元傳送的感測信號並對其進行處理的感測信號處理單元，以及與所述感測信號處理單元耦接以接收來自所述感測信號處理單元的信號並根據該信號判斷所述待測用電器件的工作狀況的處理設備。本實用新型所述的電子電氣性能測試系統可對汽車中用電器件的電子電氣性能進行系統性測試。
文檔編號G01R31/00GK202275119SQ20112010224
公開日2012年6月13日 申請日期2011年4月8日 優先權日2011年4月8日
發明者馮曉剛, 張海濤, 朱德康, 王文建, 翟輝冬 申請人:上海汽車集團股份有限公司