专利名称：汽车电控单元辐射抗干扰测试监控系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及汽车技术领域，具体涉及一种汽车电控单元辐射抗干扰测试监控系统。
背景技术：
随着车辆上电控单元数量不断增多，车辆所处的电磁环境日益复杂。一方面，电控单元需要与射频发射机共存，另一方面，车辆还可能进入一些外部发射机产生的强电磁场区域，例如强度达到几十甚至几百伏特每米的电磁场区域，这会对车辆上包括半导体逻辑器件的电控单元产生电磁干扰。因此车辆在出厂之前需要做特定的电磁兼容性(ElectroMagnetic Compatibility,简称EMC)测试，以保证车辆在实际使用过程中，不会因电磁干扰造成电控单元失灵进而威胁到用户生命安全。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种汽车电控单元辐射抗干扰测试监控系统，将待测电控单元放置在EMC暗室中处于被辐射的状态下，通过信号模拟设备和协议信号收发模块来模拟产生待测电控单元在实际应用过程中可能遇到的各种工况，实时采集并监控所述待测电控单元的输出信号以达到测试的目的。所述汽车电控单元辐射抗干扰测试监控系统包括:发射天线，位于EMC暗室中，用于在测试时发出测试电磁信号；待测电控单元，测试时置于EMC暗室中；信号模拟设备，位于EMC暗室外，用于在接收到第一控制信号后发出模拟整车工况所需的非协议类输入信 号给所述待测电控单元，并接收所述待测电控单元产生的非协议类输出信号；协议信号收发模块，位于EMC暗室外，用于在接收到第二控制信号后发出模拟整车工况所需的协议类输入信号给所述待测电控单元，并接收所述待测电控单元产生的协议类输出信号；控制主机，位于EMC暗室外，发出所述第一控制信号和所述第二控制信号，并接收所述非协议类输出信号和所述协议类输出信号；其中，所述信号模拟设备和所述协议信号收发模块与所述待测电控单元之间通过光纤相连接。 优选地，所述系统还包括:接口板，位于EMC暗室中，用作所述EMC暗室内外信号传输的接口 ；控制室光电转换模块，位于EMC暗室外，分别与所述信号模拟设备、所述协议信号收发模块和所述接口板相连接，用于将所述信号模拟设备和/或所述协议信号收发模块发出的所述非协议类输入信号和/或所述协议类输入信号由电信号转换成光信号并传输到所述接口板，并将所述非协议类输出信号和/或所述协议类输出信号由光信号转换成电信号传输给所述信号模拟设备和/或所述协议信号收发模块；暗室光电转换模块，位于EMC暗室中，分别与所述接口板和所述待测电控单元相连接，用于将所述非协议类输入信号和/或所述协议类输入信号由光信号转换为电信号并传输给所述待测电控单元，并将所述非协议类输出信号和/或所述协议类输出信号由电信号转换成光信号传输到所述接口板。其中，所述控制室光电转换模块包括分别与所述信号模拟设备和所述接口板相连接的:第一模拟信号光-电转换器、第一模拟信号电-光转换器、第一位移信号光-电转换器、第一位移信号电-光转换器、第一音频信号光-电转换器、第一音频信号电-光转换器、第一视频信号光-电转换器、第一视频信号电-光转换器、第一脉冲信号光-电转换器和第一脉冲信号电-光转换器；所述暗室光电转换模块相应包括分别与所述接口板和所述待测电控单元相连接的:第二模拟信号光-电转换器、第二模拟信号电-光转换器、第二位移信号光-电转换器、第二位移信号电-光转换器、第二音频信号光-电转换器、第二音频信号电-光转换器、第二视频信号光-电转换器、第二视频信号电-光转换器、第二脉冲信号光-电转换器和第二脉冲信号电_光转换器。优选地，所述控制室光电转换模块还包括分别与所述协议信号收发模块和所述接口板相连接的:第一 CAN光电转换器、第一 LIN光电转换器和第一 KWP2000光电转换器；所述暗室光电转换模块相应包括分别与所述接口板和所述待测电控单元相连接的:第二 CAN光电转换器、第二 LIN光电转换器和第二 KWP2000光电转换器。优选地，所述系统还包括:位于所述EMC暗室中的摄像机，用于对测试过程中的所述待测电控单元进行监控录像，并将所述录像传输到所述控制主机上。所述摄像机通过所述暗室光电转换模块连接到所述接口板，进而通过所述控制室光电转换模块连接到所述控制主机。所述控制室光电转换模块还包括分别与所述控制主机和所述接口板相连接的音视频信号光-电转换器；所述暗室光电转换模块相应包括分别与所述接口板和所述摄像机相连接的音视频信号电-光转换器。优选地，所述协议信号收发模块与所述控制主机之间通过USB接口相连接，用于协议类信号的收发，以及将所述协议类信号转换成USB信号。优选地，所述协议类信号包括下列中的一个或多个:CAN总线信号、LIN总线信号和KWP2000信号。优选地，所述控制主机，所述信号模拟设备和所述协议信号收发模块位于控制室中。本发明提供的汽车电控单元辐射抗干扰测试监控系统利用EMC暗室制造出电磁辐射环境，在EMC暗室中对待测电控单元进行测试能够最大程度的测试到所述待测电控单元的电磁兼容性能是否满足需求。并且本系统通过信号模拟设备和协议信号收发模块来模拟整车工况，无需将待测电控单元装配到实车中即可完成测试，一方面减少测试成本，另一方面通过信号模拟设备和协议信号收发模块能够模拟各种复杂工况下的整车工况，能够提高测试的灵活性。同时采集待测电控单元产生的输出信号并通过摄像头监视待测电控单元的外部状况，为分析待测电控单元可能出现的问题提供了方便。另外，通过光纤实现信号模拟设备和协议信号收发模块与待测电控单元之间的信号传输，避免了信号传输过程中受到电磁干扰而影响测试结果准确性，从而获得真实的测试结果。
图1示出了本发明一实施例提供的汽车电控单元辐射抗干扰测试监控系统结构示意图；图2示出了图1所示系统的具体结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。图1示出了本发明一实施例提供的汽车电控单元辐射抗干扰测试监控系统结构示意图，通过EMC暗室105中的发射天线110发射测试电磁信号，通过空间辐射使待测电控单元108处于辐射中，以便完成对所述待测电控单元108的辐射抗干扰测试。位于EMC暗室105外的控制主机101作为上位机使用户可对本系统进行总体控制，同时接收记录待测试电控单元108的输出信号并显示给用户。所述控制主机101根据待模拟的整车工况分别发出第一控制信号和第二控制信号给所述信号模拟设备103和所述协议信号收发模块102。具体地，所述控制主机101可以为电脑。所述协议信号收发模块102接收所述第二控制信号并产生模拟所述整车工况所需的协议类信号，同时接收待测电控单元108产生的协议类输出信号并转发给所述控制主机 101。所述信号模拟设备103用于产生模拟所述整车工况所需的所述控制信号中的非协议类信号，同时接收待测电控单元108产生的非协议类输出信号并传输给所述控制主机101。具体地，所述协议类输入信号和所述非协议类输入信号通过所述控制室光电转换模块104由电信号转变成光信号后经光纤传输到所述接口板106，进而通过光纤传输到所述暗室光电转换模块107，经所述暗室光电转换模块107将所述协议类输入信号和所述非协议类输入信号从光信号转变成电信号后传到所述待测电控单元108。所述待测电控单元108接收到所述协议类输入信号和所述非协议类输入信号产生相应的协议类输出信号和非协议类输出信号。所述协议类输出信号和所述非协议类输出信号经与所述协议类输入信号和所述非协议类输入信号相反的传输路径返回到所述控制主机101上进行显示和记录，以供用户根据所述协议类输出信号和所述非协议类输出信号分析所述待测电控单元108是否符合相关标准。所述协议信号收发模块102具体可以通过USB接口与所述控制主机101相连接，这样所述协议信号收发模块102将所述协议类信号转换成USB信号后传输给所述控制主机101。所述协议类信号可以包括但不限于:CAN (Controller Area Network)总线信号、LIN(Local Interconnect Network)总线信号和 KWP2000 (Keyword Pro-tocol2000)信号。位于EMC暗室105中的摄像机109的监视范围覆盖所述待测电控单元108，对测试过程中的所述待测电控单元108进行监控录像，并将所述录像通过所述暗室光电转换模块107转换成光信号，通过光纤传到所述接口板106，进而通过光纤传到所述控制室光电转换模块104后，在所述控制室光电转换模块104转换为相应的电信号，传输到所述控制主机101上进行显示。这样用户可以直接观测到测试过程中所述待测电控单元108的图像以及可能发出的声音，结合所述协议类输出信号和所述非协议类输出信号对所述待测电控单元108的状态作出分析判断，精确定位问题发生的时间以及所述待测电控单元108的内外部变化。图2示出了本实施例的另一具体结构示意图，与图1中相同名称的结构省略了相应标号。所述控制室光电转换模块104包括多个光电转换器，以实现光信号与电信号之间的转换，具有较强的辐射抗干扰能力。由于非协议类信号是单向传输的，因此所述控制室光电转换模块104可以包括与所述信号模拟设备103相连接的:第一模拟信号光-电转换器，用于将模拟信号由光信号转换成电信号，同时监控模拟信号，其具体数量依据所述待测电控单元108的模拟信号的路数而定；第一模拟信号电-光转换器:与所述模拟信号光-电转换器配套使用，用于将模拟信号由电信号转换成光信号，同时监控模拟信号；其具体数量与所述模拟信号光-电转换器数量相同；第一位移信号光-电转换器:用于将位移信号由光信号转换成相应地电信号，同时监控位移信号；其数量依据所述待测电控单元108的位移信号的路数而定；第一位移信号电-光转换器:与所述位移信号光-电转换器配套使用，用于将位移信号由电信号转换成相应地光信号，同时监控位移信号；其数量与所述位移信号光-电转换器数量相同；第一音频信号光-电转换器:用于将音频信号由光信号转换成相应地电信号，同时监控音频信号；其数量依据所述待测电控单元108的音频信号的路数而定；第一音频信号电-光转换器:与所述音频信号光-电转换器配套使用，用于将音频信号由电信号转换为光信号，同时监控音频信号；其数量与所述音频信号光-电转换器数量相同；第一视频信号光-电转换器:完成视频信号的由光到电的转换，同时监控视频信号。能够承受较强的辐射抗干扰能力，其数量依据所述待测电控单元108的视频信号的路数而定。第一视频信号电-光转换器:与所述视频信号光-电转换器配套使用，用于将视频信号由电信号转换成光信号，同时监控视频信号；其数量与所述视频信号光-电转换器数量相同；第一脉冲信号光-电转换器:用于将脉冲信号由光信号转换成电信号，同时监控脉冲信号；其数量依据所述待测电控单元108的脉冲信号的路数而定；和第一脉冲信号电-光转换器:与所述脉冲信号光-电转换器配套使用，用于将脉冲信号由电信号转换成光信号，同时监控脉冲信号；其数量与所述脉冲信号光-电转换器数量相同。第一所述控制室光电转换模块104还包括与所述协议信号收发模块102相连接的:第一 CAN光电转换器；其数量与所述待测电控单元108的CAN信号路数相同，用于实现CAN信号从光信号到电信号以及从电信号到光信号的转换，具有较强的辐射抗干扰能力；第一 LIN光电转换器；其数量与所述待测电控单元108的LIN信号路数相同，用于实现LIN信号从光信号到电信号以及从电信号到光信号的转换，具有较强的辐射抗干扰能力；和第一 KWP2000光电转换器；其数量与所述待测电控单元108的KWP2000信号路数相同，用于实现KWP2000信号从光信号到电信号以及从电信号到光信号的转换，具有较强的辐射抗干扰能力。所述控制室光电转换模块104还包括与所述控制主机101相连接的音视频信号光-电转换器，用于将所述摄像机109的录像从光信号转换成电信号，并传输给所述控制主机 101。所述暗室光电转换模块107与所述控制室光电转换模块104对称设置，从图2中可以看出它们包括有相对称的光电转换器，具体如下:第二模拟信号光-电转换器，用于将模拟信号由光信号转换成电信号，同时监控模拟信号，其具体数量依据所述待测电控单元108的模拟信号的路数而定；第二模拟信号电-光转换器:与所述模拟信号光-电转换器配套使用，用于将模拟信号由电信号转换成光信号，同时监控模拟信号；其具体数量与所述模拟信号光-电转换器数量相同；第二位移信号光-电转换器:用于将位移信号由光信号转换成相应地电信号，同时监控位移信号；其数量依据所述待测电控单元108的位移信号的路数而定；第二位移信号电-光转换器:与所述位移信号光-电转换器配套使用，用于将位移信号由电信号转换成相应地光信号，同时监控位移信号；其数量与所述位移信号光-电转换器数量相同；第二音频信号光-电转换器:用于将音频信号由光信号转换成相应地电信号，同时监控音频信号；其数量依据所述待测电控单元108的音频信号的路数而定；第二音频信号电-光转换器:与所述音频信号光-电转换器配套使用，用于将音频信号由电信号转换为光信号，同时监控音频信号；其数量与所述音频信号光-电转换器数量相同；第二视频信号光-电转换器:完成视频信号的由光到电的转换，同时监控视频信号。能够承受较强的辐射抗干扰能力，其数量依据所述待测电控单元108的视频信号的路数而定。第二视频信号电-光转换器:与所述视频信号光-电转换器配套使用，用于将视频信号由电信号转换成光信号，同时监控视频信号；其数量与所述视频信号光-电转换器数量相同；第二脉冲信号光-电转换器:用于将脉冲信号由光信号转换成电信号，同时监控脉冲信号；其数量依据所述待测电控单元108的脉冲信号的路数而定；和第二脉冲信号电-光转换器:与所述脉冲信号光-电转换器配套使用，用于将脉冲信号由电信号转换成光信号，同时监控脉冲信号；其数量与所述脉冲信号光-电转换器数量相同。第二所述控制室光电转换模块104还包括与所述协议信号收发模块102相连接的:第二 CAN光电转换器；其数量与所述待测电控单元108的CAN信号路数相同，用于实现CAN信号从光信号到电信号以及从电信号到光信号的转换，具有较强的辐射抗干扰能力；第二 LIN光电转换器；其数量与所述待测电控单元108的LIN信号路数相同，用于实现LIN信号从光信号到电信号以及从电信号到光信号的转换，具有较强的辐射抗干扰能力；和第二 KWP2000光电转换器；其数量与所述待测电控单元108的KWP2000信号路数相同，用于实现KWP2000信号从光信号到电信号以及从电信号到光信号的转换，具有较强的辐射抗干扰能力。所述暗室光电转换模块107还包括与所述摄像机109相连接的音视频信号电-光转换器，用于将所述摄像机109的录像从电信号转换成电信号，通过所述接口板106连接到所述音视频信号光-电转换器后传输给所述控制主机101。所述接口板106是光纤接口板，是所述控制室100与所述EMC暗室105之间的连接接口，完成信号在所述暗室光电转换模块107与所述控制室光电转换模块104之间的传输。所述暗室光电转换模块107通过光纤连接到接口板106，所述控制室光电转换模块104也通过光纤连接到所述接口板106。这样所述待测电控单元108接收到的信号以及产生的输出信号能够通过光纤进行传输，避免信号传输过程受到所述发射天线110发出的测试电磁信号辐射而影响测试结果的准确性。例如，所述控制主机101、所述协议信号收发模块102、所述信号模拟设备103和所述控制室光电转换模块104都可以位于控制室100中，以区别于所述EMC暗室105。本发明提供的汽车电控单元辐射抗干扰测试监控系统，通过控制主机101控制信号模拟设备103和协议信号收发模块发出模拟各种整车工况的输入信号，通过光纤传到EMC暗室中的待测电控单元108，接收所述待测电控单元108在发射天线110发出测试电磁信号的辐射空间中产生的输出信号，并同时通过摄像机109拍摄所述待测电控单元108的外部状况以及可能发出的声音的录像，从而在控制主机101处对所述输出信号以及所述录像进行整合、记录和显示，完成对所述待测电控单元外部和内部数据的全方位有效监控。本系统基于控制主机101、信号模拟设备103以及协议信号收发模块102能够模拟待测电控单元在整车中处于各种复杂状态下的实际工况，相比于将待测电控单元装配到整车中再进行测试，本系统能够降低成本。以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，并不用于限制本发明的保护范围。本领域技术人员可以对本发明的技术方案进行的修改或者同等替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
权利要求
1.一种汽车电控单元辐射抗干扰测试监控系统，其特征在于，包括: 发射天线(110)，位于EMC暗室(105)中，用于在测试时发出测试电磁信号； 待测电控单元(108)，测试时置于EMC暗室(105)中； 信号模拟设备(103)，位于EMC暗室(105)外，用于在接收到第一控制信号后发出模拟整车工况所需的非协议类输入信号给所述待测电控单元(108)，并接收所述待测电控单元(108)产生的非协议类输出信号； 协议信号收发模块(102)，位于EMC暗室(105)外，用于在接收到第二控制信号后发出模拟整车工况所需的协议类输入信号给所述待测电控单元(108)，并接收所述待测电控单元(108)产生的协议类输出信号； 控制主机(101 )，位于EMC暗室(105)外，发出所述第一控制信号和所述第二控制信号，并接收所述非协议类输出信号和所述协议类输出信号； 其中，所述信号模拟设备(103)和所述协议信号收发模块(102)与所述待测电控单元(108)之间通过光纤相连接。
2.根据权利要求1所述的汽车电控单元辐射抗干扰测试监控系统，其特征在于，还包括: 接口板(106 )，位于EMC暗室(105 )中，用作所述EMC暗室(105 )内外信号传输的接口 ； 控制室光电转换模块(104)，位于EMC暗室(105)外，分别与所述信号模拟设备(103)、所述协议信号收发模块(102)和所述接口板(106)相连接，用于将所述信号模拟设备(103)和/或所述协议信号收发模块(102)发出的所述非协议类输入信号和/或所述协议类输入信号由电信号转换成光信号并传输到所述接口板(106)，并将所述非协议类输出信号和/或所述协议类输出信号由光信号转换成电信号传输给所述信号模拟设备(103)和/或所述协议信号收发模块(102); 暗室光电转换模块(107)，位于EMC暗室(105)中，分别与所述接口板(106)和所述待测电控单元(108)相连接，用于将所述非协议类输入信号和/或所述协议类输入信号由光信号转换为电信号并传输给所述待测电控单元(108)，并将所述非协议类输出信号和/或所述协议类输出信号由电信号转换成光信号传输到所述接口板(106)。
3.根据权利要求2所述的汽车电控单元辐射抗干扰测试监控系统，其特征在于，所述控制室光电转换模块(104)包括分别与所述信号模拟设备(103)和所述接口板(106)相连接的:第一模拟信号光-电转换器、第一模拟信号电-光转换器、第一位移信号光-电转换器、第一位移信号电-光转换器、第一音频信号光-电转换器、第一音频信号电-光转换器、第一视频信号光-电转换器、第一视频信号电-光转换器、第一脉冲信号光-电转换器和第一脉冲信号电-光转换器； 所述暗室光电转换模块(107)相应包括分别与所述接口板(106)和所述待测电控单元(108)相连接的:第二模拟信号光-电转换器、第二模拟信号电-光转换器、第二位移信号光-电转换器、第二位移信号电-光转换器、第二音频信号光-电转换器、第二音频信号电-光转换器、第二视频 信号光-电转换器、第二视频信号电-光转换器、第二脉冲信号光-电转换器和第二脉冲信号电-光转换器。
4.根据权利要求3所述的汽车电控单元辐射抗干扰测试监控系统，其特征在于，所述控制室光电转换模块(104)还包括分别与所述协议信号收发模块(102)和所述接口板(106)相连接的:第一 CAN光电转换器、第一 LIN光电转换器和第一 KWP2000光电转换器； 所述暗室光电转换模块(107)相应包括分别与所述接口板(106)和所述待测电控单元(108)相连接的:第二 CAN光电转换器、第二 LIN光电转换器和第二 KWP2000光电转换器。
5.根据权利要求2-4任一所述的汽车电控单元辐射抗干扰测试监控系统，其特征在于，还包括:位于所述EMC暗室(105)中的摄像机(109)，用于对测试过程中的所述待测电控单元(108 )进行监控录像，并将所述录像传输到所述控制主机(101)上。
6.根据权利要求5所述的汽车电控单元辐射抗干扰测试监控系统，其特征在于，所述摄像机(109 )通过所述暗室光电转换模块(107 )连接到所述接口板(106 )，进而通过所述控制室光电转换模块(104)连接到所述控制主机(101)。
7.根据权利要求5所述的汽车电控单元辐射抗干扰测试监控系统，其特征在于，所述控制室光电转换模块(104)还包括分别与所述控制主机(101)和所述接口板(106)相连接的音视频信号光-电转换器； 所述暗室光电转换模块(107)相应包括分别与所述接口板(106)和所述摄像机(109)相连接的音视频信号电-光转换器。
8.根据权利要求1-7任一所述的汽车电控单元辐射抗干扰测试监控系统，其特征在于，所述协议信号收发模块(102)与所述控制主机(101)之间通过USB接口相连接，用于协议类信号的收发，以及将所述协议类信号转换成USB信号。
9.根据权利要求8所述的汽车电控单元辐射抗干扰测试监控系统，其特征在于，所述协议类信号包括下列中的一个或多个=CAN总线信号、LIN总线信号和KWP2000信号。
10.根据权利要求1-4任一所述的汽车电控单元辐射抗干扰测试监控系统，其特征在于，所述控制主机(101 )，所述信号模拟设备(103)和所述协议信号收发模块(102)位于控制室中。
全文摘要
本发明公开了一种汽车电控单元辐射抗干扰测试监控系统，包括位于EMC暗室中的发射天线和待测电控单元；以及位于EMC暗室外的信号模拟设备，协议信号收发模块和控制主机。通过控制主机控制所述协议信号收发模块和所述信号模拟设备产生模拟整车工况所需的协议类输入信号和非协议类输入信号，通过光纤传输给所述待测电控单元，并实时监测待测电控单元产生的输出信号，以达到测试的目的。通过光纤实现信号模拟设备和协议信号收发模块与待测电控单元之间的信号传输，避免了信号传输过程中受到电磁干扰而影响测试结果准确性，从而获得真实的测试结果。
文档编号G05B23/02GK103149924SQ20131006206
公开日2013年6月12日 申请日期2013年2月27日 优先权日2013年2月27日
发明者陈彦, 胡鹏博, 傅立骏, 王建磊, 熊想涛, 陈文强, 韦兴民, 赵福全 申请人:浙江吉利汽车研究院有限公司杭州分公司, 浙江吉利汽车研究院有限公司, 浙江吉利控股集团有限公司