专利名称：仿真控制器以及包括其的车载模块运行环境仿真系统的制作方法
技术领域：
仿真控制器以及包括其的车载模块运行环境仿真系统
技术领域：
本实用新型属于测试技术领域，尤其涉及一种仿真控制器以及包括该仿真控制器的车载模块运行环境仿真系统。
背景技术：
随着科技进步和时代发展，现代车辆电器系统日趋复杂、系统集成化程度也日益提高，各种车载模块被越来越多地应用到现代汽车上，因此对于这些车载模块进行相应的测试、认证工作(例如，整个模块控制的系统认证和耐久认证等)业已成为保证整车质量的
重要环节之一。然而，在对车载模块进行测试时需要使其处于正常的运行状态，这样就要提供多个外部环境加以支持，这些外部环境包括具备正确的电源供给、正确的传感器信号、正确的执行装置以及由其他车载模块通过通信总线发送过来的各种信号。基于上述外部环境的复杂性，在现有技术中通常是通过使用一台整车来实现单个车载模块的相关测试工作。显然， 采用这种现有方式存在着许多不足之处。例如，测试用样车的整车制造成本很高、测试费用大且在仅针对单一车载模块情形下浪费严重、不能按照测试程序来验证不同的工况、测试效率不高(诸如当需要测试车载模块在倒档情况下的运行状况时，由于整车无法自动切换测试工况而只能手工操作来切换挡位)等。因此，亟需改进上述的现有测试手段。然而，正如以上提及的，试图可靠、有效、完整地提供车载模块的外部环境以便完成相应的测试，这确实又是相当复杂和困难的。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型的目的之一在于提供一种仿真控制器，以有效解决现有技术中存在的上述及其他方面的问题。此外，本实用新型的目的还在于提供一种包括上述仿真控制器的车载模块运行环境仿真系统，从而能更好地满足现实需要。为了实现上述及其他的目的，本实用新型采用了以下技术方案—种仿真控制器，其用于与需要测试的车载模块通信连接并包括输入和输出单元，其用于接收来自外界的第一信号并输出所述车载模块运行时所需的模拟传感器信号，所述第一信号包括流程控制信号和传感器信号；通信单元，其用于通过通信总线接收来自所述车载模块的第二信号并输出所述车载模块运行时所需的总线信号；以及主控单元，其与所述输入和输出单元以及所述通信单元相连接，用于处理所述第一信号和所述第二信号以生成所述模拟传感器信号和所述总线信号。 在上述的仿真控制器中，优选地，所述通信单元包括第一子单元，其用于收发高速 CAN总线信号。 在上述的仿真控制器中，优选地，所述通信单元包括第二子单元，其用于收发低速CAN总线信号。在上述的仿真控制器中，优选地，所述通信单元包括第三子单元，其用于收发 J1850总线信号。一种车载模块运行环境仿真系统，其包括如以上任一项所述的仿真控制器，所述车载模块运行环境仿真系统还包括车载模块，其与所述仿真控制器通信连接；执行装置，其与所述车载模块通信连接并受控于所述车载模块而执行操作动作；传感器，其与所述车载模块通信连接用于输入传感器信号；以及供电装置，其与所述车载模块和所述仿真控制器相连接用于为它们提供电能。在上述的车载模块运行环境仿真系统中，优选地，所述车载模块运行环境仿真系统还包括监测装置，其用于监测所述执行装置受控于所述车载模块的操作动作执行情况。在上述的车载模块运行环境仿真系统中，优选地，所述监测装置是可编程序逻辑控制器PLC。在上述的车载模块运行环境仿真系统中，优选地，所述供电装置中设置有电源转换单元，其用于将输入的交流电转换成直流电以提供给所述车载模块和所述仿真控制器。在上述的车载模块运行环境仿真系统中，优选地，所述电源转换单元是用于将 220V交流电转换成12V直流电的变压器。本实用新型的有益效果在于本仿真控制器具有设计合理、测试应用范围广、运行性能可靠并且使用方便等众多优点，通过采用包括该仿真控制器的车载模块运行环境仿真系统能够构建可广泛使用的车载模块运行最小化系统，极大地简化车载模块的测试、认证工作(如可将整车验证简化为Buck验证)，显著降低测试成本，同时还能够实现车载模块运行工况的自动切换，提高测试效率。因此，适于将本实用新型在本领域以及相关技术领域进行广泛应用。
以下将结合附图和实施例，对本实用新型的技术方案作进一步的详细描述。其中图1是本实用新型中的仿真控制器一个实施例的组成结构示意图；图2是图1中的通信单元的组成结构示意图；图3是本实用新型中的车载模块运行环境仿真系统一个实施例的整体构架示意图；以及图4是本实用新型中的车载模块运行环境仿真系统另一个实施例的整体构架示意图。附图标记说明1仿真控制器2供电装置[0031]3通信总线4车载模块[0032]5执行装置6传感器[0033]7监测装置10主控单元[0034]11输入和输出单元12通信单元[0035]121 第一子单元123 第三子单元B 传感器信号
122第二子单元 A 流程控制信号 C 模拟传感器信号
具体实施方式首先，需要说明的是，在本文中所使用的术语“高速CAN总线”和“低速CAN总线” 具有本技术领域的普通含义，即高速CAN总线主要是用于连接发动机、传动系、制动系、转向系、悬架、巡航等与车辆行驶直接相关的系统，其传输速率能够达到500Kbit/s ；低速CAN 总线则是主要用来连接车辆内外部照明、灯光信号、空调、组合仪表、中央门锁等，其传输速率一般是 100Kbit/s。其次，还应当指出的是，本实用新型将包括以下进行具体描述以及隐含的任意单个技术特征，或者被显示以及隐含在附图中的任意单个技术特征，或者任意技术特征之间的任意组合，或者任意技术特征、组合之间的任意概括。总体而言，本仿真控制器的设计目的在于将其用来与需要测试的车载模块进行通信连接，以便对各种输入信号进行处理从而产生并输出与该车载模块测试相关的各种仿真模拟信号。作为举例，在图1和图2中采用示意性的方式分别图示出了本仿真控制器一个实施例以及其中的通信单元的组成情况，下面将通过结合这两个附图来详细地说明本实用新型的基本构架及其所具备特点和优点。如图1所示，在该实施例中，仿真控制器1主要包括主控单元10、输入和输出单元 11和通信单元12等组成单元。其中，主控单元10是仿真控制器1中最为核心的部分，它与输入和输出单元11、通信单元12相互连接用来对经由这两个单元输入的信号进行相应处理，从而生成进行车载模块测试时所需要的各种仿真模拟信号。通过参考图3能够更好地理解上述信号处理过程，这将在本文的后述内容中进行描述。在图1示出的实施例中，输入和输出单元11是信号交互通道，就本仿真控制器1 所要实现的功能而言，输入和输出单元11主要是用来接收来自外界的信号(例如，图3中的流程控制信号A和传感器信号B)，随后如图3所示，再将经由主控单元10处理后的模拟传感器信号C输出。对于通信单元12而言，它是用来与外界通过通信总线进行信号交互，即它可以根据现有的多种车载总线协议(例如，博世公司的CAN、SAE的J1850、大众公司的ABUS等)来接收或发送各种总线信号。作为一个优选的情形，如图2所示，可以在上述的通信单元12 中同时设置用于收发高速CAN总线信号的第一子单元121、用于收发低速CAN总线信号的第二子单元122以及用于收发J1850总线信号的第三子单元123，这些子单元可通过能商业购得的芯片来实现。当然，根据实际测试需求或在某些特殊场合下，还可以使得省略或简化上述的第一子单元121、第二子单元122和第三子单元123的一个或多个，或者另外设置其他一些子单元而使得通信单元12能够处理更多类型的总线信号。请参阅图3，它图示出了本实用新型中的车载模块运行环境仿真系统一个实施例的整体构架，在该车载模块运行环境仿真系统中已经设置了上述的仿真控制器。在图3中， 该车载模块运行环境仿真系统主要包括仿真控制器1、供电装置2、需要进行测试的车载模块4、执行装置5和传感器6。[0045]在以上这些组成部分中，供电装置2是用来为仿真控制器1和车载模块4提供电能，对它而言，应当保证由其所提供的输出电压能满足车载模块4的要求、输出功率满足整个系统的功率要求。在供电装置2采用交流电作为输入电源的情形下，在使用时通常需要在该供电装置2中设置电源转换单元，以便将所输入的交流电转换成直流电来提供给车载模块运行环境仿真系统使用。例如，可以借助于通用的变压器来将220V或其他电压值的交流电转换成12V或其他适用电压值的直流电。在使用本车载模块运行环境仿真系统进行测试时，一方面是通过仿真控制器1经由它的输入和输出单元11来接收并处理流程控制信号A和传感器信号B，所输入的流程控制信号A是被设定用来对整个测试过程进行控制，而传感器信号B则是经过D/A转换处理成模拟传感器信号C之后，再由仿真控制器1通过上述的输入和输出单元11发送至车载模块4，从而为该车载模块4提供了测试所需的正确的传感器信号，即通过实施以上模拟仿真方式而能够成功地构建出被测的车载模块4运行时需要的外部传感器环境。另一方面，在本车载模块运行环境仿真系统的实施例中，仿真控制器1还通过通信总线3与车载模块4进行重要的数据信息交互通信。具体而言，这样的处理过程主要包括了通过前述的通信单元12中设置的一个或多个子单元来处理相关的车载总线协议、主控单元10完成业务逻辑处理等，从而模拟仿真出被测的车载模块4运行时所需要的总线环境。这样，就连同以上实现的外部传感器环境一起而构建成了测试车载模块4所需要的正常运行环境。此外，如图3所示，在本车载模块运行环境仿真系统实施例中，还设置了执行装置 5和传感器6并将它们与车载模块4保持通信连接，其中的执行装置5是被提供用于响应车载模块4的控制指令来完成相应的执行动作，而传感器6则是用来向车载模块4提供传感器信号，由此就可以非常有效的构建出测试功能较为完整、测试效率颇佳的车载模块运行环境仿真系统来满足测试所需。另外，在进行实际测试、认证时，还可以针对上述的车载模块运行环境仿真系统再为其增设监测功能，图4显示出了这样的车载模块运行环境仿真系统一个实施例的整体构架。在该实施例中，它的基本组成情况与图3的示例基本相同，区别之处在于增加了监测装置7用来对执行装置5进行监测，即监测后者在整个测试过程中由于受到车载模块4的控制而执行操作动作的情况。优选地，可以采用可编程序逻辑控制器PLC来实现监测装置7， 由此能够进一步完善并丰富上述车载模块运行环境仿真系统的功能，从而为车载模块的测试过程提供更加全面、有效的控制手段。以上列举了若干具体实施例来详细阐明本实用新型的仿真控制器以及包括该仿真控制器的车载模块运行环境仿真系统，这些个例仅供说明本实用新型的原理及其实施方式之用，而非对本实用新型的限制，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，本领域的普通技术人员还可以做出各种变形和改进。因此，所有等同的技术方案均应属于本实用新型的范畴并为本实用新型的各项权利要求所限定。
权利要求1.一种仿真控制器，其特征在于，所述仿真控制器用于与需要测试的车载模块通信连接并包括输入和输出单元，其用于接收来自外界的第一信号并输出所述车载模块运行时所需的模拟传感器信号，所述第一信号包括流程控制信号和传感器信号；通信单元，其用于通过通信总线接收来自所述车载模块的第二信号并输出所述车载模块运行时所需的总线信号；以及主控单元，其与所述输入和输出单元以及所述通信单元相连接，用于处理所述第一信号和所述第二信号以生成所述模拟传感器信号和所述总线信号。
2.根据权利要求1所述的仿真控制器，其特征在于，所述通信单元包括第一子单元，其用于收发高速CAN总线信号。
3.根据权利要求1或2所述的仿真控制器，其特征在于，所述通信单元包括第二子单元，其用于收发低速CAN总线信号。
4.根据权利要求1或2所述的仿真控制器，其特征在于，所述通信单元包括第三子单元，其用于收发J1850总线信号。
5.根据权利要求3所述的仿真控制器，其特征在于，所述通信单元包括第三子单元，其用于收发J1850总线信号。
6.一种车载模块运行环境仿真系统，其特征在于，所述车载模块运行环境仿真系统包括如权利要求1-5中任一项所述的仿真控制器，所述车载模块运行环境仿真系统还包括车载模块，其与所述仿真控制器通信连接；执行装置，其与所述车载模块通信连接并受控于所述车载模块而执行操作动作；传感器，其与所述车载模块通信连接用于输入传感器信号；以及供电装置，其与所述车载模块和所述仿真控制器相连接用于为它们提供电能。
7.根据权利要求6所述的车载模块运行环境仿真系统，其特征在于，所述车载模块运行环境仿真系统还包括监测装置，其用于监测所述执行装置受控于所述车载模块的操作动作执行情况。
8.根据权利要求7所述的车载模块运行环境仿真系统，其特征在于，所述监测装置是可编程序逻辑控制器PLC。
9.根据权利要求6-8中任一项所述的车载模块运行环境仿真系统，其特征在于，所述供电装置中设置有电源转换单元，其用于将输入的交流电转换成直流电以提供给所述车载模块和所述仿真控制器。
10.根据权利要求9所述的车载模块运行环境仿真系统，其特征在于，所述电源转换单元是用于将220V交流电转换成12V直流电的变压器。
专利摘要本实用新型涉及一种仿真控制器，其用于与需要测试的车载模块通信连接并包括输入和输出单元，其用于接收来自外界的第一信号并输出该车载模块运行时所需的模拟传感器信号，所述第一信号包括流程控制信号和传感器信号；通信单元，其用于通过通信总线接收来自该车载模块的第二信号并输出该车载模块运行时所需的总线信号；主控单元，其与输入和输出单元以及通信单元相连接，用于处理所述第一信号和第二信号以生成模拟传感器信号和总线信号。它具备设计合理、应用范围广、运行可靠且使用方便等优点。还涉及一种包括上述仿真控制器的车载模块运行环境仿真系统，从而构建出可广泛使用的车载模块运行最小化系统，显著简化测试、认证工作，提高测试效率。
文档编号G05B17/02GK202120048SQ20112017043
公开日2012年1月18日 申请日期2011年5月25日 优先权日2011年5月25日
发明者丁美玲, 傅申, 张涵青, 徐征遥, 林义 申请人:上海通用汽车有限公司, 泛亚汽车技术中心有限公司