ECU环境耐久测试系统的制作方法

本发明属于一种测试系统，特别涉及一种具有高度仿真的ecu环境耐久测试系统。

背景技术：

汽车电喷发动机是采用ecu电子控制单元(发动机控制器)来控制整个车辆的正常运行，是整个汽车的大脑。ecu通过采集及控制汽车动力的外围设备及相关信号来实现对油气火的动态分配，实现汽车的启、停、加速、减速等运行工况。相关外围设备及信号包括：喷油器(inj)、点火器(spk)、节气门体(etb)、曲轴位置传感器信号(cps)、车速传感器信号(vss)、凸轮轴位置传感器信号(cmp)、爆震信号(ks)、氧传感器信号(ho2s)、节气门位置传感器信号(tps)、歧管绝对压力传感器信号(map)等等。

汽车行驶，对其本身运行的安全性要求很高。这就要求ecu具有高可靠性、好的耐久性，以确定汽车驾驶的安全。目前，市面上的ecu测试平台及系统通常都是简单的模拟整车环境；要真正考验ecu的性能，还需要长时间、长里程的实车试验，这样既延长了开发时间、也极大的增加了开发成本。

技术实现要素：

针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种高度仿真的ecu环境耐久测试系统。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种ecu环境耐久测试系统，包括：

上位机；

若干测试单元，其中每一测试单元包括：下位机、信号发生子系统、环境试验箱、被测ecu、模拟负载子系统及状态监测子系统，所述上位机通过总线与下位机、状态监测子系统及环境试验箱进行通信，所述被测ecu放置于环境试验箱内，所述下位机通过总线与被测ecu进行通信，所述下位机还直接与信号发生子系统相连，所述被测ecu还与模拟负载子系统相连，所述模拟负载子系统还与状态监测子系统相连，所述下位机用于接收上位机发送的配置命令，并根据配置命令控制信号发生子系统模拟产生汽车上的各种传感器信号以将模拟信号输入给被测ecu，所述模拟负载子系统用于模拟被测ecu的负载，并通过总线接收上位机的配置命令以对模拟负载进行切换和选择，所述状态监测子系统用于实时读入被测ecu的所有输出信号，以监测被测ecu在耐久性测试过程中其输出的信号是否正常，并将监测结果通过总线传送给上位机，所述环境试验箱用于接收上位机的控制指令以控制环境实验箱改变其内部环境，来达到模拟被测ecu的工作环境的目的；

大功率程控电源，通过总线与上位机相连，所述大功率程控电源用于模拟汽车蓄电池和发电机，为被测ecu提供电源，并可以模拟被测ecu的电气环境；及

电源，与模拟负载子系统相连，用于与模拟负载子系统共同模拟负载。

其中，所述信号发生子系统模拟产生的汽车上的各种传感器信号包括正弦波信号和方波信号。

其中，所述信号发生子系统模拟产生的汽车上的各种传感器信号包括曲轴位置传感器信号、车速传感器信号、凸轮轴位置传感器信号、爆震信号、氧传感器信号、节气门位置传感器信号、歧管绝对压力传感器信号。

其中，所述模拟负载子系统所模拟的汽车上相关执行器件包括：点火线圈、喷油器、碳罐电磁阀、废气再循环阀的负载。

其中，所述模拟负载子系统通过电感、电阻及两者的组合来实现。

其中，所述模拟负载系统包括若干模拟负载子卡。

其中，所述状态监测子系统包括arm微控制器和cpld器件，其与模拟负载子系统中的模拟负载子卡设置于负载箱中，并通过背板总线与负载子卡连接。

其中，所述状态监测子系统监测被测ecu在耐久性测试过程中输出的所有负载信号的变化情况，包括各信号的变化周期以及重要信号的输出时序。

其中，所述环境试验箱包括若干温度模块、湿度模块及振动模块，所述环境试验箱根据接收的来自上位机的控制信号对应控制温度模块、湿度模块及振动模块的工作，以为被测ecu提供不同的测试环境。

其中，所述上位机采用通讯卡作为系统网络的通讯接口，所述通讯卡为can-bus总线通讯适配卡，其集成4路电气隔离的can通道。

本发明所述的一种高度仿真的ecu环境耐久测试系统用于仿真一个汽车环境，并使被测ecu在线运行，且能提供各种工况对被测ecu进行测试，采集并记录被测ecu的各种工作状态数据，对被测ecu在测试过程中所发生的故障进行记录和分析，最终对被测ecu的可靠性水平进行评估。

附图说明

图1是本发明一种ecu环境耐久测试系统的较佳实施方式的方框图。

图2是图1中模拟负载子系统的较佳实施方式的方框图。

图3是图1中环境试验箱的较佳实施方式的方框图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参考图1所示，其为本发明所述的一种高度仿真的ecu环境耐久测试系统的较佳实施方式的方框图。所述高度仿真的ecu环境耐久测试系统的较佳实施方式包括上位机102、若干测试单元、大功率程控电源133及电源136。

每一测试单元均包括下位机103、信号发生子系统140、环境试验箱300、被测ecu500、模拟负载子系统200及状态监测子系统120。所述被测ecu500设置于环境试验箱300内。

所述上位机102通过can总线114与下位机103进行通信，还通过can总线115与状态监测子系统120进行通信以及通过485总线113与环境试验箱300进行通信。所述下位机103通过can总线116与被测ecu500进行通信，所述下位机103还直接与信号发生子系统140相连。所述上位机102还通过gpib总线112与大功率程控电源133相连。所述上位机102通过总线将各个测试单元集成起来，进行统一管理。所述电源136与模拟负载子系统200相连，用于与模拟负载子系统200共同模拟负载。

本发明所述的一种高度仿真的ecu环境耐久测试系统用于仿真一个汽车环境，并使被测ecu500在线运行，且能提供各种工况对被测ecu500进行测试，采集并记录被测ecu500的各种工作状态数据，对被测ecu500在测试过程中所发生的故障进行记录和分析，最终对被测ecu500的可靠性水平进行评估。

所述上位机102通过can总线114及下位机103向信号发生子系统140发送配置命令，以控制其模拟产生各种频率、幅值和相位可控的汽车传感器信号，并将产生的各种信号输入给被测ecu500。

具体的，所述下位机103用于通过can总线接收上位机102发送的配置命令，根据这些命令控制信号控制信号发生子系统140模拟产生汽车上的各种传感器信号，并将这些模拟信号输入给被测ecu500，作为其激励信号。本实施方式中，这些模拟信号主要包括：曲轴位置传感器信号(cps)、车速传感器信号(vss)、凸轮轴位置传感器信号(cmp)、爆震信号(ks)、氧传感器信号(ho2s)、节气门位置传感器信号(tps)、歧管绝对压力传感器信号(map)等等。总的来说，这些信号可以分为两大类：正弦波信号和方波信号。

所述模拟负载子系统200用于模拟被测ecu500的负载，并通过总线接收上位机102的配置命令以对模拟负载进行切换和选择。

具体的，所述模拟负载子系统200用于模拟汽车上相关执行器件如点火线圈、喷油器、碳罐电磁阀、废气再循环阀等的负载，根据这些负载阻抗特性，分别用电感、电阻及两者的组合来代替。为了能够最大限度地测试被测ecu500的可靠性，使被测ecu500处于最大电源消耗工况和更恶劣的电磁、热环境中，本实施方式中，所述模拟负载子系统200采用了大功率的电感和电阻。通过分析被测ecu500的执行器负载和发动机负载的具体情况，设计了多块具有公共使用性和特殊使用性的开放性的模拟负载子卡(如图2所示)。同时，为了满足不同被测ecu500的测试需要，可以进行负载的扩充和替换，组成多模块的输出负载子系统网络。所述模拟负载子系统200通过总线接收来自上位机102发送的配置命令，配置被测ecu500所需要连接的不同负载，完成耐久性测试任务。

所述状态监测子系统120用于实时读入被测ecu500的所有输出信号，以监测被测ecu500在耐久性测试过程中其输出的信号是否正常，并将监测结果通过can总线115传送给上位机102。

具体的，所述状态监测子系统120是一个以arm微控制器和cpld器件为主要硬件框架的开放式嵌入式计算机系统，它可与模拟负载子系统200中的负载卡一起安装在负载箱里，并通过背板总线与负载卡连接。所述状态监测子系统120可以通过总线进行系统扩展，只需要分配给各个负载监测模块不同的标识，即可组成多模块的状态监测子系统网络。所述状态监测子系统120用于监测被测ecu500在耐久性测试过程中输出的所有负载信号的变化情况，包括各信号的变化周期、部分重要信号如点火、喷油信号的输出时序等，并将监测结果通过can总线115上传到上位机102。

所述环境试验箱300用于接收上位机102的控制指令以控制环境实验箱300改变其内部环境，来达到模拟被测ecu500的工作环境的目的。具体的，所述环境试验箱300可包括若干温度模块、湿度模块及振动模块(如图3所示)，所述环境试验箱300根据接收的来自上位机102的控制信号对应控制温度模块、湿度模块及振动模块的工作，以为被测ecu500提供不同的测试环境。

所述大功率程控电源133用于模拟汽车蓄电池和发电机，为被测ecu500提供电源，并可以模拟被测ecu500的电气环境。所述上位机102通过总线与各个模块进行通信，发送相应的配置命令和控制命令给各个模块，并接收各个模块返回的数据。

本发明中，所述总线为整个ecu环境耐久测试系统提供通信链路和多协议之间的转换，它由各种协议收发器、协议转发器和报文解析装置组成，能够提供can、k-lin、gpib、rs485等总线接口。作为系统开放式平台系统，总线可以灵活地组成多个通信子网，完成多个被测ecu同时测试的要求。

本发明的上位机102采用通讯卡作为系统网络的通讯接口，本实施方式中，所述通讯卡为can-bus总线通讯适配卡，其集成4路电气隔离的can通道，使pc机方便地连接到can总线，实现can协议的数据通讯。该接口卡符合pci总线规范，硬件上采用smd表面安装技术，集成光电隔离模块，实现完全电气隔离的can接口/pci控制电路，抗干扰能力强，是一款硬件上更稳定、更可靠的can接口卡，为通信网络提供了可靠性、高效率的解决方案。所述上位机102通过总线与各个模块进行通信，并将各个测试单元集成起来，且还可以通过总线扩展测试单元。所述下位机103通过总线子网与被测ecu500进行通信，发送相关命令给被测ecu500并接收被测ecu500的应答数据。所述上位机102还通过总线子网和状态监测子系统120进行通信，发送配置命令和查询命令给状态监测子系统120，并接收状态监测子系统120的相关监测数据。

以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本发明的专利保护范围之内。