专利名称：一种用于测试汽车电子控制系统的装置的制作方法
技术领域：
一种用于测试汽车电子控制系统的装置技术领域[0001]本实用新型涉及一种用于测试汽车电子控制系统的装置，其中，待测汽车电子 控制系统可以是一个(如发动机控制系统)、几个(如发动机控制系统+变速箱控制系统 +制动防抱死控制系统)、也可以是汽车上所有电子控制系统组成的控制网络。
背景技术：
[0002]典型的汽车电子控制系统，例如汽车电子控制器(ECU)等，是一种广泛应用于 汽车领域的电子控制装置，该装置通过测量汽车各部件的运行状态，对汽车进行调节和 校准。[0003]在研制和开发汽车电子控制器(ECU)的时候，广泛采用了如下的开发流程和/ 或开发方式在功能设计和开发阶段，借助于数学建模工具(Matlab/Simulink)抽象出汽 车电子控制器及其控制对象的数学模型，通过仿真的方式对设计进行验证。[0004]然后在快速控制原型(RCP)阶段，将前一个阶段抽象出来的汽车电子控制器模 型借助于代码生成器转换成一个可执行程序，该可执行程序在一个硬件平台上运行，该 硬件平台可以通过相应的I/O接口与实际控制对象相互作用。[0005]如果控制效果是满意的，则由代码生成器将抽象出来的汽车电子控制器模型生 成批量电子控制器硬件可执行的代码。在批量汽车电子控制器与实际控制对象一起使用 之前，需要进行详细的测试，通常使用硬件在回路测试(Hardware-In-The-Loop，简称 HIL测试)。[0006]在HIL测试中，批量汽车电子控制器与测试装置相连接，在测试装置上借助车 辆模型对被测电子控制器的功能进行仿真，车辆模型的状态通过传感器模拟传递给电子 控制器，同时采集电子控制器的输出，从而实现电子控制器和测试装置的交互联系。[0007]EP1898282A中公开了一种测试电子控制系统的方法和装置，其中提及所述控制 系统可以是一个电动机控制设备，或者是整部汽车的行驶和发动机动态模型。但是该现 有技术中所公开的内容十分宽泛而笼统，使得本领域技术人员在试图将其中的内容付诸 实施的时候，难以将其应用于任何一种具体的领域和/或控制系统中，例如，虽然该现 有技术提及了汽车，但是，其具体如何应用于汽车领域缺乏相应的技术解决手段，本领 域技术人员在不花费任何创造性劳动的情况下，难以将其付诸于汽车领域某一具体的方 向上，例如ECU的测试。[0008]发明内容[0009]本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于测试汽车电子控制系统的装置， 以减少或避免前面所提到的问题。[0010]为解决上述技术问题，本实用新型提出了一种用于测试汽车电子控制系统的装 置，该测试装置通过实施测试过程的人机接口设备对需要测试的汽车电子控制系统进行 测试，所述汽车电子控制系统通过双向接口与所述测试装置交互，所述人机接口设备可 显示或影响测试装置中运行的模型的参数；所述测试装置内部运行有测试模型和环境模型；所述环境模型包括输入模块、对输入模块进行运算的操作模块，以及输出所述运算 的结果的输出模块；构成所述环境模型的每个变量均分配有唯一的标识符，所述环境模 型在编译时为每一个所述标识符分配一个相应的物理存储地址。[0011]本实用新型所提出的上述用于测试汽车电子控制系统的装置可以具体应用于对 汽车电子控制系统进行硬件在回路测试，其结构简单易行，便于实施。[0012]
[0013]以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的 范围。其中，[0014]图1显示的是根据本实用新型的一个优选实施例的用于测试汽车电子控制系统 的装置的结构示意图；[0015]图2显示的是图1中所示环境模型的一个具体实施例的结构示意图；[0016]图3显示的是根据本实用新型的另一个具体实施例的环境模型的结构示意图；[0017]图4显示的是根据本实用新型的又一个优选实施例的用于测试汽车电子控制系 统的装置的结构示意图。
具体实施方式
[0018]为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说 明本实用新型的具体实施方式
。其中，相同的部件采用相同的标号。[0019]ECU是一种广泛应用于汽车领域的电子控制系统，该系统通过测量汽车各部件 的运行状态，对汽车进行调节和校准。ECU通常由微处理器(CPU)、存储器(ROM、 RAM)、输入/输出接口(I/O)、模数转换器(A/D)以及整形、驱动等大规模集成电路组 成。在ECU中，CPU是核心部分，它具有运算与控制的功能，还实时对存储器(ROM、 RAM)、输入/输出接口(I/O)和其它外部电路的控制，并具有故障自诊断和保护功能。 在本实用新型中，ECU仅仅是用于测试的产品，即，ECU经设计生产成样品之后，需要 对其进行测试，以判断其是否满足设计要求，或者是否是一件合格的产品。[0020]本实用新型中所谓的汽车电子控制系统，并不仅仅局限于ECU这一特定的模型 形式，而是任何一种现有技术可获得的汽车电子控制系统，本实用新型所提出的测试装 置用于对这些汽车电子控制系统进行测试，以判断其是否合格。其中，待测汽车电子控 制系统可以是一个(如发动机控制系统)、几个(如发动机控制系统加变速箱控制系统加 制动防抱死控制系统等)、也可以是汽车上所有电子控制系统组成的控制网络。[0021]图1显示的是根据本实用新型的一个优选实施例的用于测试汽车电子控制系统 的装置的结构示意图，其中，1代表需要测试的汽车电子控制系统；2代表本实用新型的 测试装置；3代表用户接口设备，例如PC等。[0022]其中汽车电子控制系统1是一种汽车电子控制系统的控制单元，如汽车发动机 的控制单元或者是自动变速器的控制单元。构成测试装置的目的就是对汽车电子控制系 统1的功能进行测试，例如进行前述汽车电子控制系统的HIL测试。对所述汽车电子控 制系统1的测试过程的实施通过测试装置2来进行。为了实施测试过程，汽车电子控制 系统1和测试装置2之间通过双向接口实现连接，汽车电子控制系统1的控制系统数据通 过测试装置2的输入接口传输至测试装置2，测试装置2中也可以修改控制系统数据并通过测试装置2的输出接口反向传输至汽车电子控制系统1。人机接口设备3提供测试装置 2与用户之间的交互接口。[0023]测试装置2的主体是两个模型，即环境模型4和测试模型5，以及两个模型运行 的载体。汽车电子控制系统1的测试必须与其控制的对象组建成一个闭环系统才能有效 果，比如要测试一个发动机控制系统的功能，就需要将该发动机控制系统安装在其所适 应的发动机上。与传统的测试方法不同，在本测试装置中，测试装置2内部运行有环境 模型4，环境模型4来模拟汽车电子控制系统1的真实使用环境，比如，如果待测试的汽 车电子控制系统是发动机控制系统，那么所对应的环境模型就是所述的发动机控制系统 所适应的发动机的本体模型。为保证环境模型的实时性，环境模型运行的载体通常是一 实时仿真机。汽车电子控制系统1的真实使用条件通过环境模型4的参数反映给汽车电 子控制系统1。实际对控制系统的测试过程不是由环境模型4，而是由测试模型5来执行 的。为保证实时性，环境模型4运行的载体通常为一实时仿真机，而测试模型5运行的 载体通常为一实验PC机。[0024]汽车电子控制系统1与环境模型4和测试模型5之间的相互作用关系如下汽 车电子控制系统1通过环境模型4运行的载体——实时仿真机及相关装置上的输入输出接 口实现汽车电子控制系统1与环境模型4之间双向的数据交互；测试模型5和环境模型 4的数据交互通过通信协议实现，这种通信协议的实现借助于两种模型运行的载体——实 时仿真机和试验PC的连接实现。[0025]人机接口设备3提供测试装置2与用户之间的交互接口。用户可以通过人机接 口设备3修改测试模型5和环境模型4的参数和测试过程，改变汽车电子控制系统1的运 行条件，也可以查看汽车电子控制系统1的测试结果。人机接口设备3通常是一 PC机， 所述的人机接口设备3提供测试装置2与用户之间的交互接口，用户可以通过所述的人机 接口设备3修改环境模型4的参数和测试模型5的测试过程。该PC机同时也可以作为测 试模型5运行的载体。[0026]人机接口设备3为用户提供一个操作界面，在该操作界面中可以创建新的或者 使用现有的环境模型4与待测的汽车电子控制系统1相适应。在本实用新型所涉及的测 试装置中，只要借助某一适用软件创建了环境模型，比如MatLab/Simulink，就可以借助 某种操作很方便的将环境模型4转换为机器可以识别的代码运行在环境模型4的运行载 体——实时仿真机上。[0027]测试模型5的配置也可以同样通过人机接口设备3来进行。同样借助适用的软 件在人机接口设备3上创建或修改测试模型5，转化为机器可读的代码运行在测试模型运 行的载体——试验PC机上。测试模型5可以通过适用软件，如NI/LabVIEW来搭建， 可以是一个自动测试的过程，也可以手动修改环境模型4的参数以实现测试目的。一般 来说，对环境模型4的这种有针对性的修改需要了解环境模型4的结构，对环境模型4的 变量的修改需要知道环境模型4中每个变量的存储器地址。[0028]对环境模型4的变量的访问传统上采用手动输入环境模型变量的物理存储地 址的方法来实现。与传统的访问方法不同，本实用新型的一个示例中，例如，在使用 Matlab/SimuLink/Stateflow来搭建环境模型4的过程中，环境模型4的所有变量均采用唯 一的标识符来表示。在环境模型4被编译成机器可以识别的代码的过程中，自动为每一5个标识符分配其对应的一个物理存储器地址。测试模型5在执行测试过程时，可以将所 使用的标识符转换成对应的物理存储器地址，对这些标识符的值进行有针对性的读写或 者修改，就相当于改变了对应物理存储器地址处的值，大大简化了测试过程本身。[0029]采用统一标识符的方式可以使模型中的数据得到很好的传递，增强模型的阅读 性，带来的问题是环境模型4的变量被编译成大量的静态变量。静态变量在编译时被赋 初值，以后每次调用时不再重新赋初值而只是保留上次调用结束时的值。为在测试过程 中方便修改环境模型4中变量的值，在汽车电子控制系统1的测试装置5中引入了动态处 理对象的方法。[0030]动态处理对象的方法把测试装置2中的变量分为两类把环境模型4中的变量称 为第一类型的变量(如图2、3所示)，第一类型的变量通过如上所述的标识符的方法进行 访问，在编译过程中为每一个标识符分配一个物理地址，属于静态变量，所述的第一类 型的变量可以通过测试模型5进行修改；将环境模型4中实际不存在而为了控制的方便添 加的虚拟模块81(如图3所示)中的变量称为第二类型的变量，第二类型变量与对应的第 一类型变量具有相同或相似的数据类型，属于动态变量，所述的第二类型的变量也可以 通过测试模型5进行修改。位于测试装置2上的管理装置9负责管理这些用于进一步应 用的第一和第二类型的变量。该管理装置9可以直接或间接的通过测试模型5来控制。[0031]第二类型变量的存在与测试模型的执行过程相关联。第二类型变量随着测试模 型的开始而产生的，在测试过程中被修改和赋值，同样，所述的第二类型变量随着测试 模型的结束而被清除。[0032]图2显示的是图1中所示环境模型4的一个具体实施例的结构示意图，该环境模 型4可以采用MatLab/Simulink建模工具搭建而成，环境模型4的输入模块40包括如图 所示的41和51，在操作模块61中对输入模块40进行一定的算术和/或逻辑运算，然后 将运算的结果传递到输出模块71中。为方便读取和修改环境模型4中的参数，对于环境 模型4中的任一模块对象(如图2所示的输入模块40的模块41和51，操作模块61和输 出模块71)都有与之唯一确定对应的标识符。对应的，该模块对象中所包含的变量(参 数)亦即前述的第一类型的变量。[0033]图3显示的是根据本实用新型的另一个具体实施例的环境模型的结构示意图， 该环境模型与图2类似，其不同之处在于，将图2所示的输入模块40经过操作模块61的 算术和逻辑运算后，不是将操作模块61的运算结果直接传递给输出模块71中，而是传递 给一个实际的环境模型不存在的模块81中，在模块81中可以对操作模块61的运算结果 进行进一步的算术和/或逻辑运算，然后再将最终运算结果传递到输出模块71中。模块 81中所包含的变量即为第二类型的变量，模块81与实际存在的模块41、51和61—起构 成相对于用户而言的环境模型4，模块81中所包含的变量(第二类型的变量)也可以通过 测试模型5 (如图1所示)进行调用或修改。[0034]图4显示的是根据本实用新型的又一个优选实施例的用于测试汽车电子控制系 统的装置的结构示意图，相对于图1所示实施例，本实施例更为详细，其中，测试装置2 的主体由环境模型4和测试模型5构成，在测试装置2的硬件中具有动态物理存储器10， 环境模型4中的每一个变量(如图2所示的输入模块40的模块41和51，操作模块61和 输出模块71)在动态物理存储器10中都有与之对应的物理存储地址，环境模型4和测试模型5通过该物理存储器10实现数据的交互。管理装置9可以实现对第一类型对象和第 二类型对象的管理以供测试模型5调用或修改。第一类型对象变量和第二类型对象变量 以某种方式存储在对象存储文件11中，供管理装置9使用。管理装置9直接或间接的通 过测试模型5来控制。[0035]本实用新型提出了一种的上述用于测试汽车电子控制系统的装置可以具体应用 于对汽车电子控制系统进行硬件在回路测试，其结构简单易行，便于实施。[0036]以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式
，并非用以限定本实用新型的 范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作的等同 变化、修改与结合，均应属于本实用新型保护的范围。
权利要求1. 一种用于测试汽车电子控制系统的装置，该测试装置(2)通过实施测试过程的人机 接口设备(3)对需要测试的汽车电子控制系统(1)进行测试，其特征在于，所述汽车电子 控制系统(1)通过双向接口与所述测试装置( 交互，所述人机接口设备C3)可显示或影 响测试装置⑵中运行的模型的参数；所述测试装置⑵内部运行有测试模型(5)和环境 模型(4)；所述环境模型(4)包括输入模块00)、对输入模块GO)进行运算的操作模块 (61)，以及输出所述运算的结果的输出模块(71)；构成所述环境模型的每个变量均 分配有唯一的标识符，所述环境模型(4)在编译时为每一个所述标识符分配一个相应的 物理存储地址。
专利摘要一种用于测试汽车电子控制系统的装置，该测试装置通过实施测试过程的人机接口设备对需要测试的汽车电子控制系统进行测试，所述汽车电子控制系统通过双向接口与所述测试装置交互，所述人机接口设备可显示或影响测试装置中运行的模型的参数；所述测试装置内部运行有测试模型和环境模型；所述环境模型包括输入模块、对输入模块进行运算的操作模块，以及输出所述运算的结果的输出模块；构成所述环境模型的每个变量均分配有唯一的标识符，所述环境模型在编译时为每一个标识符分配一个相应的物理存储地址。本实用新型所提出的上述用于测试汽车电子控制系统的装置可以具体应用于对汽车电子控制系统进行硬件在回路测试，其结构简单易行，便于实施。
文档编号G05B23/02GK201812201SQ20102022568
公开日2011年4月27日 申请日期2010年6月9日 优先权日2010年6月9日
发明者吉英存 申请人:北京经纬恒润科技有限公司