一种通用型车身电控系统硬件在环测试装置的制作方法

本发明属于汽车设计开发，具体地，涉及一种通用型车身电控系统硬件在环测试装置。

背景技术：

1、硬件在环hardware-in-the-loop，简称hil，是一种对控制器进行测试的手段，可以替代大部分实车测试，并实现超前、高效地对智能网联汽车控制域进行测试，缩短智能网联汽车测试时间、节省成本以及有效提升智能网联汽车场景测试的效率，推动智能网联汽车落地，加速智能网联汽车算法迭代升级。

2、所述硬件，即被测对象，一般是控制器实物，比如整车控制器vcu、adas控制器或者是自动驾驶的计算平台；所述在环，强调了被测控制器要在一个闭合的回路里，即控制器接收被控对象的状态并发出控制指令、得到被控对象反馈并再次发出控制指令的过程。测试闭环形成后，就可通过设置被测对象不同的状态，来测试控制器能否正确处理不同工况、其各项功能是否都能正常工作。

3、近年来，随着车身域控制器产品行业的发展，应用硬件在环仿真系统进行功能测试，可以快速的对车身控制器策略模型进行优化仿真测试、设置模型参数变量、发现控制模型的问题、进行控制器的故障注入测试等，通过功能测试能够缩短车身控制器的开发周期，减少开发成本。现有技术存在以下不足：

4、1.大部分测试装置都是针对单一控制器进行测试，本发明专利可对车身域所有控制器进行测试；

5、2.本发明专利打造了一个通用性测试平台，测试车型变更，无需进行硬件平台改造，可兼容其他车型硬件在环测试。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提出了一种通用型车身电控系统硬件在环测试装置，可模拟实车测试中的各种工况，在实车试验之前即可对车身域全部ecu功能进行全面测试。

2、本发明通过以下技术方案实现：

3、一种通用型车身电控系统硬件在环测试装置：

4、所述在环测试装置包括：车身系统测试机柜1、万向轮2、连接器3、线束4和车身系统测试台架5；

5、所述车身系统测试机柜1和车身系统测试台架5侧面均设置有连接器3，通过线束4实现身系统测试机柜1和车身系统测试台架5之间的信号交互；

6、所述连接器3的数量根据车身系统测试机柜1和车身系统测试台架5之间线束4的数量确定；

7、所述车身系统测试机柜1和车身系统测试台架5底部均安装有多个万向轮2，以改变整体在环测试装置的位置。

8、进一步地，所述车身系统测试机柜1由电源管理单元、程控电源、信号调理电源、信号切换单元、传感器仿真单元和pxi实时系统组成；

9、所述车身系统测试机柜1可采用38u标准机柜，所述pxi实时系统中需插入pxi控制器、can通讯板卡、lin通讯板卡、数字量输入板卡、数字量输出板卡、模拟量输入板卡和模拟量输出板卡；并将板卡资源引至机柜连接器上，通过线束将机柜资源映射到台架连接器上，实现台架与机柜之间信号交互；

10、所述车身系统测试台架5由ecu供电管理单元、故障注入单元、控制器抽箱和车身件安装面板组成；车身件安装面板上按照实车车身件空间布局，固定安装实车真实件，所述控制器抽箱内需安装连接器。

11、进一步地，所述电源管理单元由主控开关、漏电保护和急停开关组成，对试验室交流电源进行多级处理，为程控电源、信号调理单元和pxi实时系统提供稳定的供电输入；

12、所述程控电源与上位机通过串口通信、以太网通信和模拟量控制的方式控制其输出电压大小和输出电流限值模拟车载蓄电池，程控电源的输出为的ecu供电管理单元供电；

13、所述信号调理电源将电源管理单元提供的220v交流输入调理为5v、12v、15v、-15v、24v直流电源，给信号切换单元、故障注入单元和传感器仿真单元供电。

14、进一步地，所述信号切换单元，由多块ecu信号切换板卡组成，每块板卡功能独立且相同，可根据实际需求配置板卡数量，用于切换实车真件或是硬件在环仿真装置模拟仿真件，如启动开关和后视镜调节组合开关；

15、所述ecu信号切换板卡中ecu-1至ecu-10与待测控制器相连，real-1至real-10与实车真实件相连，virtual-1至virtual-10与硬件在环仿真装置模拟仿真件；

16、所述待测控制器信号接入信号切换板卡，信号切换板卡mcu控制继电器吸合或是断开，当继电器吸合时，控制器信号与模拟仿真信号连接，即ecu-1与virtual-1连通，当继电器断开时，控制器信号与实车真实件连通作为ecu电源管理板卡输入；

17、所述ecu信号切换板卡对外通讯采用can总线通讯方式，通过上位机电脑发送控制指令，传送到pxi实时系统，pxi实时系统通过can通讯板卡(pxi-8512)将控制指令通过can总线传送至ecu信号切换板卡，进而实现实车真实件与模拟仿真件切换。

18、进一步地，所述传感器仿真单元，由多块电阻仿真板卡组成，每块板卡功能独立且相同，可根据实际需求配置板卡数量；所述电阻仿真板卡模拟实车空调温度传感器以及电阻型组合开关；

19、所述pxi实时系统，由pxi机箱、pxi控制器、数字量输入板卡、数字量输出板卡、模拟量输入板卡、模拟量输出板卡、can通讯板卡和lin通讯板卡组成；

20、所述pxi控制器、数字量输入板卡、数字量输出板卡、模拟量输入板卡、模拟量输出板卡、can通讯板卡、lin通讯板卡均插入pxi机箱中，其中板卡数量根据实际需求配置，pxi机箱插槽数量不足时，可增设扩展机箱。

21、进一步地，所述ecu供电管理单元，由多块ecu电源管理板卡组成，每块板卡功能独立且相同，可根据实际需求配置板卡数量，以模拟实车上常见的电源；

22、在ecu供电管理单元中，程控电源输出作为ecu电源管理板卡输入，通过单片机mcu控制继电器的吸合和断开状态，实现out1、out2、out3、out4总计4路电源的输出，每路电源输出可模拟一种实车电源类型；

23、ecu电源管理板卡对外通讯采用can总线通讯方式，通过上位机电脑发送控制指令，传送到pxi实时系统，pxi实时系统通过can通讯板卡(pxi-8512)将控制指令通过can总线传送至ecu电源管理板卡，进而实现ecu电源管理板卡4路输出的控制。

24、进一步地，所述故障注入单元，如图所示，串联在控制器与负载之间，上位机通过rs232串口通信，控制故障注入板卡实现控制器对电源断路、对地断路、开路、对其他信号线短路等故障模式。同时通过pxi实时系统中数字量输入板卡或是模拟量输入板卡采集故障模式下的电信号，如果控制器端信号类型为模拟量信号，则采用模拟量输入板卡采集信号，反之用数字量输入板卡采集信号；

25、所述车身件安装面板，用于固定安装车身件，面板采用洞洞孔式铝合金面板，洞洞孔的尺寸一般为直径5mm的圆孔，车身件布置位置尽量贴合实车车身件安装空间布局，便于测试观察。

26、进一步地，所述控制器抽箱内包含连接器，方便ecu快速接入测试台架；每个抽箱连接器数量根据具体项目需求配置。

27、进一步地，在所述在环测试装置信号集成过程中，

28、将车身系统测试机柜1资源通过连接器3分别引至车身系统测试台架5上通讯信号端子排、数字量输入端子排、数字量输出端子排、模拟量输入端子排、模拟量输出端子排和传感器仿真端子排；

29、车身系统测试台架5上ecu供电管理单元输出的电源信号引至台架上ecu电源端子排；

30、每个ecu分别接至连接器3上，且每个ecu占用一个连接器，并通过连接器3插入控制器抽箱上的连接器3上，并通过连接器将信号引至ecu端子排上，各个ecu均有独立的端子台块，且预留20％的资源；

31、ecu电源信号引至台架ecu电源端子排，ecu电源端子排为每个控制器都分配好相应电源信号；

32、ecu通讯信号引至通讯信号端子排，ecu数字量输入信号经过信号切换板卡，分别连接车身件和数字量输出端子排；

33、ecu数字量输出信号经过故障注入板卡连接至车身件，并且通过数字量输入信号采集故障模式下的ecu输出信号；

34、ecu模拟量输入经过故障注入板卡连接至模拟量输出端子排，并且通过模拟量输入端子排采集故障模式下的模拟量输出信号；

35、ecu模拟量输出信号经过故障注入板卡连接至车身件，并且通过模拟量输入信号采集故障模式下的ecu输出信号；

36、ecu传感器信号分别经过故障注入连接至传感器仿真端子排，并且通过模拟量输入信号采集故障模式下的信号。

37、一种车辆制造工厂，所述工厂包括上述的一种通用型车身电控系统硬件在环测试装置。

38、本发明有益效果

39、本发明可模拟实车测试中的各种工况，在实车试验之前即可对车身域全部ecu功能进行全面测试，为用户节省大量测试时间和测试成本，提高产品可靠性，缩短产品研发周期，使产品更快的投放市场。

40、本发明创新开发出通用型车身电控系统硬件测试装置，此平台可兼容不同车型车身域控制器硬件在环测试，无需改造硬件平台。

41、本发明的测试装置基于ni平台搭建，稳定性、实时性强。