汽車硬體在環自動測試裝置的製作方法
2023-12-11 13:46:12
專利名稱：汽車硬體在環自動測試裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種汽車電子測試設備。
背景技術：
硬體在環仿真是一種實時仿真技術，它把實際的被控對象或其他的裝置部件用高速計算機上實時運行的實時仿真模型來取代，而裝置的控制單元或其它裝置部件則用事物與仿真模型連接成為一個裝置，對電控單元的功能進行測試。硬體在環仿真裝置大大降低發動機電控裝置的開發成本，縮短開發周期。因此，硬體在環仿真技術越來越多的在各種控制裝置的研究開發中得到應用，具有廣闊的發展前
旦 o目前，國外企業及研究院所在這方面的研究起步較早，目前取得了一些實用性的成果，比較有代表性的有如下幾個德國ETAS公司的硬體在環仿真裝置LabCar、、dSPACE公司開發的硬體在環仿真裝置、ADI公司的實時動態工作站。這幾種硬體在環仿真技術的研究成果已經在國內外的各大汽車公司獲得廣泛的應用，大大加快了汽車發動機電控單元的開發速度，降低了開發成本。由於各方面軟硬體技術的限制，目前國內對硬體在環仿真裝置的研究尚處於原理性試驗測試階段，還沒有較為成熟的產品。國內汽車研究開發主要還是要依賴國外的裝置。雖然國外仿真裝置的應用加快了發動機電控單元的開發速度，降低了開發成本，但是就仿真裝置本身而言，由於裝置複雜，軟硬體開發周期長，成本昂貴，且需要專業人士進行維護，增加了維護費用新。隨著國內汽車市場的快速發展，仿真裝置的需求量也迅速增長，國外仿真裝置的這些缺點也日漸明顯，並且對於新的需求，無法得到快速響應。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種汽車硬體在環自動測試裝置，它可以減少開發成本，而且縮短開發周期，也有利於後期設備的維護，並且可以根據新的需求，更快的作出響應。為了解決以上技術問題，本實用新型提供了一種汽車硬體在環自動測試裝置；包括電源、上位機、下位機、發動機電子控制單元ECU和硬體板卡；所述上位機與下位機相連接，下位機為實時控制器，其中的實時伺服器與發動機模型連接並進行數據交換；下位機還與硬體板卡連接並進行數據交換，硬體板卡與發動機電子控制單元ECU相連接並採集數據、產生信號。本實用新型的有益效果在於採用通用的硬體板卡，以及與硬體板卡兼容的軟體平臺進行開發，不僅大大減少了開發成本，而且縮短了開發周期，也有利於後期設備的維護，並且可以根據新的需求，更快的作出響應。國外一臺測試設備的成本大概為200萬人民幣，本測試設備的成本大概為40萬左右，每臺測試設備可節省160萬成本。國外的一臺測試設備開發周期大概為2年時間，本測試設備開發周期可以控制在半年時間。[0010]下位機還連接有外置連接盒以及負載/調理板卡。上位機實時顯示模型運行情況及仿真模型在線參數調整功能；上位機根據不同的測試需求，存儲並提供相應的測試例，並對各測試例進行管理。電源的通用接口總線GPIB接口通過USB-GPIB卡與上位機USB 口進行連接，電源的輸出端接到外置連接盒中，為電子控制單元ECU以及負載提供電源。電子控制單元E⑶通過線束與外置連接盒上的接插頭連接，實現電子控制單元ECU和硬體板卡、電源、以及負載/調理板卡之間的通訊。下位機及硬體板卡安裝在機箱中，通過機箱內的背板，下位機可以與硬體板卡進行通訊；通過硬體板卡專用線纜與外置連接盒連接，實現硬體板卡和電子控制單元ECU、電 源、以及負載/調理板卡之間的通訊。 負載/調理板卡通過線束直接與外置連接盒連接，實現負載調理板卡和硬體板卡、電子控制單元ECU以及電源之間的通訊。
以下結合附圖
和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細說明。圖I為硬體在環測試裝置實現原理框圖；圖2為硬體在環測試裝置的信號傳遞圖。
具體實施方式
本實施例所述的汽車硬體在環測試裝置，可以採用基於美國國家儀器公司NI平臺的虛擬儀器，其組成包括硬體裝置和軟體裝置。如圖I所示，本實用新型硬體裝置包括電源、下位機、上位機、發動機電子控制單元E⑶、硬體板卡、外置連接盒BOB (Break Out Box)以及負載/調理板卡；軟體裝置包括發動機仿真模型、Veristand平臺、LabVIEW平臺以及Teststand平臺。VeriStand是一個基於配置的實時測試軟體,結合硬體平臺可大大提高硬體在環仿真實時測試的開發效率。LabVIEW(Laboratory Virtual InstrumentationEngineering Workbench,實驗室虛擬儀器工程平臺)是一種圖形化程序編譯平臺，引入了特別的虛擬儀表的概念，用戶可通過人機界面直接控制自行開發之儀器。TestStand是一種隨時可運行的測試管理軟體，可以加速開發測試與驗證裝置。TestStand用於測試序列的開發、管理和執行。這些測試序列集成了採用任一測試程式語言編寫的測試模塊。測試序列也規範了執行流程、報表生成、資料庫錄入和與其他裝置的連接。硬體在環測試裝置實現原理框圖如圖I所示。下位機為一臺實時控制器，Veristand RT實時伺服器與發動機模型運行在RT實時裝置中。Veristand RT實時伺服器可以與發動機模型進行數據交換，同時可以與硬體板卡進行數據交換，從而實現板卡硬體通道和發動機模型之間的數據交換。上位機以Matlab Simulink為軟體平臺建立了發動機模型,通過VeriStand目標語言編譯器控制Matlab\RTW模塊生成模型動態連結庫，下載到下位機中實時運行。MATLAB是一種用於算法開發、數據可視化、數據分析以及數值計算的高級技術計算語言和交互式環境。Simulink是一個用於對動態裝置進行多域建模和模型設計的平臺。它提供了一個交互式圖形環境，以及一個自定義模塊庫，並可針對特定應用加以擴展。上位機在Veristand平臺上建立板卡和發動機模型之間的數據Map,同時實現數據處理,並通過Veristand RT實時引擎，將程序下載到下位機中，運行於Veristand RT實時伺服器上。上位機在LabVIEW平臺上建立人機互動界面，實現實時顯示模型運行情況及仿真模型在線參數調整功能。並且在LabVIEW平臺上根據不同的測試需求，開發出相應的測試例，以供Teststand平臺進行調用和管理。上位機在Teststand平臺上開發自動測試程序,通過調用在LabVIEW平臺上開發的測試例，並對各測試例進行管理，實現數據交換及運行的時序，達到自動化測試的目的，並生成測試報告。硬體板卡與發動機電子控制單元ECU進行物理信號交換。硬體板卡用於產生曲軸、凸輪軸信號以及模擬量輸入、數字量輸入、脈寬調製PWM輸入等信號，送給發動機電子控制單元ECU做為電子控制單元ECU的輸入信號，並採集電子控制單元ECU發出的噴油、點火信號以及低邊、高邊等信號，從而實現閉環。 硬體在環測試裝置的信號傳遞圖如圖2所示。Veristand RT實時伺服器是整個硬體在環閉環裝置實現的核心，它將發動機模型的數據和硬體板卡的數據進行了連接，硬體板卡又與電子控制單元ECU之間進行物理連接，從而實現了閉環控制。硬體在環測試裝置安裝方式如圖I所示。電源的通用接口總線GPIB(General_PurposeInterface Bus)接口通過USB-GPIB卡與上位機USB 口進行連接，電源的輸出端接到外置連接盒BOB中，為電子控制單元E⑶以及負載提供電源。電子控制單元E⑶通過線束與外置連接盒BOB上的接插頭連接，實現電子控制單元ECU和硬體板卡、電源、以及負載/調理板卡之間的通訊。下位機及硬體板卡安裝在NI PXI機箱中，通過NI PXI機箱內的背板，下位機可以與硬體板卡進行通訊；通過硬體板卡專用線纜與外置連接盒BOB連接，實現硬體板卡和電子控制單元E⑶、電源、以及負載/調理板卡之間的通訊。負載調理板卡通過線束直接與外置連接盒BOB連接，實現負載調理板卡和硬體板卡、電子控制單元ECU以及電源之間的通訊。硬體在環測試裝置有兩種操作方式手動測試和自動測試。手動測試可以實現手動進行電子控制單元ECU的功能測試以及參數標定等，具體操作方式如下I.打開手動測試人機界面。2.通過操作駕駛員相關按鈕窗口的響應按鈕，實現模擬駕駛員的操作，例如上電、點火、啟動、換檔、油門、剎車、離合等。3.通過目標車速控制項可以手動設定目標車速或者模擬某些測試工況，達到測試的目的。4.通過參數調整窗口可以對裝置參數進行在線標定。5.通過參數觀測窗口可以對裝置參數進行在線觀測。6.通過噴油點火窗口可以觀測最多達8通道的噴油時間和提前點火角參數。自動測試可以實現對設計好的測試例進行自動執行，並跟蹤執行狀態，最後生成測試報告，具體操作方式如下I.打開自動測試界面，加載自動測試序列。2.點擊運行，測試序列會自動運行，在測試界面上，可以清晰看到測試例的執行狀態。3.測試完成後，自動測試程序會自動生成測試報告。本實用新型並不限於上文討論的實施方式。以上對具體實施方式
的描述旨在於為了描述和說明本實用新型涉及的技術方案。基於本實用新型啟示的顯而易見的變換或替代也應當被認為落入本實用新型的保護範圍。以上的具體實施方式
用來揭示本實用新型的最 佳實施方法，以使得本領域的普通技術人員能夠應用本實用新型的多種實施方式以及多種替代方式來達到本實用新型的目的。
權利要求1.一種汽車硬體在環自動測試裝置；其特徵在於，包括電源、上位機、下位機、發動機電子控制單元ECU和硬體板卡； 所述上位機與下位機相連接，下位機為實時控制器，其中的實時伺服器與發動機模型連接並進行數據交換； 下位機還與硬體板卡連接並進行數據交換，硬體板卡與發動機電子控制單元ECU相連接並採集數據、產生信號。
2.如權利要求I所述的汽車硬體在環自動測試裝置；其特徵在於，下位機還連接有外置連接盒以及負載/調理板卡。
3.如權利要求2所述的汽車硬體在環自動測試裝置；其特徵在於，電源的通用接口總線GPIB接口通過USB-GPIB卡與上位機USB 口進行連接，電源的輸出端接到外置連接盒中，為電子控制單元ECU以及負載提供電源。
4.如權利要求3所述的汽車硬體在環自動測試裝置；其特徵在於，電子控制單元ECU通過線束與外置連接盒上的接插頭連接，實現電子控制單元ECU和硬體板卡、電源、以及負載/調理板卡之間的通訊。
5.如權利要求4所述的汽車硬體在環自動測試裝置；其特徵在於，下位機及硬體板卡安裝在機箱中，通過機箱內的背板，下位機可以與硬體板卡進行通訊； 通過硬體板卡專用線纜與外置連接盒連接，實現硬體板卡和電子控制單元E⑶、電源、以及負載/調理板卡之間的通訊。
6.如權利要求5所述的汽車硬體在環自動測試裝置；其特徵在於，負載/調理板卡通過線束直接與外置連接盒連接，實現負載調理板卡和硬體板卡、電子控制單元E⑶以及電源之間的通訊。
專利摘要本實用新型公開了一種汽車硬體在環自動測試裝置；包括電源、上位機、下位機、發動機電子控制單元ECU和硬體板卡；所述上位機與下位機相連接，下位機為實時控制器，其中的實時伺服器與發動機模型連接並進行數據交換；下位機還與硬體板卡連接並進行數據交換，硬體板卡與發動機電子控制單元ECU相連接並採集數據、產生信號。本實用新型所述的汽車硬體在環自動測試裝置採用通用的硬體板卡，以及與硬體板卡兼容的軟體平臺進行開發，不僅大大減少了開發成本，而且縮短了開發周期，也有利於後期設備的維護，並且可以根據新的需求，更快的作出響應。
文檔編號G05B23/02GK202548642SQ201120551809
公開日2012年11月21日 申請日期2011年12月26日 優先權日2011年12月26日
發明者孫佳, 張久齡, 朱效方, 楊靜 申請人:聯合汽車電子有限公司