一种车载故障注入系统的制作方法

本实用新型涉及实车功能安全测试技术领域，更具体的说，涉及一种车载故障注入系统。

背景技术：

如图1所示，汽车电子控制系统通常由车载传感器、控制器和执行器组成，车载传感器直接连接到控制器的输入端。当需要对电子控制系统进行功能测试时，如图2所示，现有的测试技术是在车载传感器与控制器之间添加一个断线盒，断线盒的内部结构如图3所示，使用断线盒手动制造车载传感器的基本故障，输出信号i可以是正常的输入信号i，也可以是开路、对电源短路、对地短路或对其他信号短路的故障信号。

通过断线盒进行故障注入时，故障注入与恢复、以及对应的时间记录的整个过程由测试人员手动完成，这种测试方式虽然简单易行，技术门槛较低，但无法准确控制故障注入的实现。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型公开一种车载故障注入系统，技术方案如下：

一种车载故障注入系统，包括：

车载传感器、控制器、设置于所述车载传感器和所述控制器之间的车载故障注入设备，与所述故障注入设备通信的上位机；

车载传感器，用于向所述车载故障注入设备输出模拟量电压信号；

所述上位机，用于向所述车载故障注入设备发送故障类型；

所述车载故障注入设备包括输入信号调理电路，与所述输入信号调理电路相连的第一转换电路，与所述第一转换电路相连的信号处理系统，与所述信号处理系统相连的第二转换电路，与所述第二转换电路相连的输出信号调理电路；

所述输入信号调理电路，用于接收所述模拟量电压信号，并将所述模拟量电压信号的电压范围转化为所述第一转换电路能够识别的电压量程，得到中间模拟量电压信号；

所述第一转换电路，用于接收所述中间模拟量电压信号，并将所述中间模拟量电压信号转换为数字量电压信号；

所述信号处理系统，用于根据所述故障类型确定中间故障注入电压信号和所述数字量电压信号的逻辑关系，依据所述逻辑关系生成所述中间故障注入电压信号；

所述第二转换电路，用于将所述中间故障注入电压信号由数字量转换为模拟量；

所述输出信号调理电路，用于将所述模拟量的中间故障注入电压信号的电压范围转化为所述车载传感器的电压范围，得到所述故障注入电压信号并发送至所述控制器。

优选地，还包括：

与所述故障注入设备相连的蓄电池，用于为所述故障注入设备供电。

优选地，所述上位机还用于：

保存发送所述故障类型的时刻和所述故障类型持续的时长。

优选地，所述第一转换电路为模数转换器ADC，所述第二转换电路为数模转换器DAC。

优选地，所述故障注入类型为定制信号，所述信号处理系统具体用于：

确定所述中间故障注入电压信号和所述数字量电压信号的逻辑关系为，所述中间故障注入电压信号与所述定制信号相同，并依据所述定制信号生成所述中间故障注入电压信号。

优选地，所述故障注入类型为0.5倍漂移，所述信号处理系统具体用于：

确定所述中间故障注入电压信号和所述数字量电压信号的逻辑关系为，所述中间故障注入电压信号为所述数字量电压信号的0.5倍，并依据所述数字量电压信号和所述逻辑关系生成所述中间故障注入电压信号。

优选地，所述故障注入类型为正常，所述信号处理系统具体用于：

确定所述中间故障注入电压信号和所述数字量电压信号的逻辑关系为，所述中间故障注入电压信号与所述数字量电压信号相同，并依据所述数字量电压信号生成所述中间故障注入电压信号。

通过本实用新型提供的技术方案，在上位机的控制下，由车载故障注入设备实现对车载传感器输出的模拟量电压信号的故障注入，得到故障注入电压信号。由于是通过上位机自动控制车载故障注入设备完成故障注入，相对于现有技术中由测试人员手动完成，提高了故障注入的准确度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据公开的附图获得其他的附图。

图1为现有技术公开的一种汽车电子控制系统的结构示意图；

图2为现有技术公开的现有的测试系统的结构示意图；

图3为现有技术公开的断线盒的结构示意图；

图4为本实用新型实施例公开的车载故障注入系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图4，图4为本实用新型实施例提供的车载故障注入系统的一种结构示意图，该故障注入系统包括：

车载传感器410、控制器420、设置于车载传感410器和控制器420之间的车载故障注入设备430，与车载故障注入设备430通信的上位机440；

车载传感器410，用于向车载故障注入设备430输出模拟量电压信号；

上位机440，用于向车载故障注入设备430发送故障类型；

上位机440与车载故障注入设备430可以通过以太网相连，测试人员可以通过操作上位机440控制车载故障注入设备430的故障类型和故障注入时刻，并记录故障注入的时刻以及故障类型持续的时长，其中，故障注入的时刻指的是上位机发送故障类型的时刻。

车载故障注入设备430，包括输入信号调理电路4301，与所述输入信号调理电路4301相连的第一转换电路4302，与所述第一转换电路4302相连的信号处理系统4303，与所述信号处理系统4303相连的第二转换电路4304，与所述第二转换电路4304相连的输出信号调理电路4305；

其中：

输入信号调理电路4301，用于接收模拟量电压信号，并将模拟量电压信号的电压范围转化为第一转换电路4302能够识别的电压量程，得到中间模拟量电压信号；

第一转换电路4302，用于接收中间模拟量电压信号，并将中间模拟量电压信号转换为数字量电压信号；

信号处理系统4303，用于根据故障类型确定中间故障注入电压信号和数字量电压信号的逻辑关系，依据逻辑关系生成中间故障注入电压信号；

本实施例中，故障类型可以为正常、开路、对电源短路、对地短路、2倍漂移、0.5倍漂移和自定义输出值等7种类型。发送至故障注入设备的故障类型可以由测试人员确定。

当发送至信号处理系统4303的故障类型为正常时，中间故障注入电压信号与数字量电压信号相等，即：

Uout＝Uin；

其中，Uout为中间故障注入电压信号，Uin为数字量电压信号；

当发送至信号处理系统4303的故障类型为对电源短路时，中间故障注入电压信号的电压为蓄电池的电压，即：

Uout＝UBat；

其中，Uout为中间故障注入电压信号，UBat为蓄电池电压；

当发送至信号处理系统4303的故障类型为对地短路时，中间故障注入电压信号的电压为0V，即：

Uout＝UGND＝0V；

当发送至信号处理系统4303的故障类型为开路时，中间故障注入电压信号为开路，即：

Uout＝OC；

当发送至信号处理系统4303的故障类型为2倍漂移(Drift 2)时，中间故障注入电压信号为：

其中，Uout为中间故障注入电压信号，UBat为蓄电池电压，Uin为数字量电压信号；

当发送至信号处理系统4303的故障类型为0.5倍漂移(Drift 0.5)时，中间故障注入电压信号为：

Uout＝0.5*Uin；

其中，Uout为中间故障注入电压信号，Uin为数字量电压信号；

当发送至信号处理系统4303的故障类型为定制信号时，中间故障注入电压信号与定制信号相等，即：

Uout＝UCustom。

实际应用中，信号处理系统4303需要持续检测故障类型和输入的数字量电压信号，以1ms为周期不断更新输出的中间故障注入电压信号。

第二转换电路4304，用于将中间故障注入电压信号由数字量转换为模拟量；

输出信号调理电路4305，用于将模拟量的中间故障注入电压信号的电压范围转化为车载传感器的电压范围，得到故障注入电压信号并发送至控制器420。

实际应用中，第一转换电路4302可以为模数转换器ADC，第二转换电路4304可以为数模转换器DAC。

在本实用新型的另一个实施例中，该故障注入系统还可以包括与故障注入设备相连的蓄电池，该蓄电池用于为故障注入设备供电。

本实用新型提供的技术方案，在上位机的控制下，由车载故障注入设备实现对车载传感器输出的模拟量电压信号的故障注入，得到故障注入电压信号。由于是通过上位机自动控制车载故障注入设备完成故障注入，相对于现有技术中由测试人员手动完成，提高了故障注入的准确度。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。