一种车用电子控制器测试模拟器制造技术

本发明专利技术公开了一种车用电子控制器测试模拟器，旨在解决目前通用型高性能硬件在环系统应用到车用电子控制器上存在功能与性能上资源利用浪费的问题，其由服务器、CompactRIO实时控制系统组成，服务器与CompactRIO实时控制系统通过以太网线连接，CompactRIO实时控制系统由CompactRIO集成化系统和CompactRIO I/O模块组成，CompactRIO集成化系统集成实时处理器和可重新配置FPGA机箱,CompactRIO集成化系统和CompactRIO I/O模块通过串行接口连接，被测电子控制器通过VCU硬件接口与CompactRIO I/O模块连接。实时控制器采用TCP/IP向服务器传递数据，服务器采用网络共享变量向实时控制器传递数据；实时控制器通过FPGA接口与FPGA机箱通信；FPGA机箱与被测车用电子控制器的通信通过基于CAN总线通信协议的数据传输和模数信号的输入/输出完成。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及汽车电子控制装置，具体涉及一种车用电子控制器测试模拟器。
技术介绍
伴随汽车电子控制领域的飞速发展，电子控制系统日趋庞大，一台中高档轿车上安装众多的电子控制器，为了保证汽车的安全性，电子控制器的软硬件测试成为汽车电控系统开发的核心内容之一。目前，国际主流的电子控制器模拟测试称为硬件在环，即通过专门的高性能软硬件，模拟电子控制器的各种工况条件，从而实时有效地测试出电子控制器的功能及运转过程中的可靠性。这种硬件在环的测试设备一般由具有强大运算处理能力的实时控制器、丰富的I/O接口以及完善的软件平台构成，从而可以实现各类电子控制器的仿真测试。目前国内外主要使用的汽车电子控制器硬件在环平台包括dSPACE、PXI和LabCar。这类系统在设计上通常要求适用于不同环境不同领域下搭建硬件在环平台，必须具备强大的功能与优异的性能。但是这类系统应用到车用电子控制器上缺点也非常明显：这类功能强大和性能优异的通用型硬件在环测试系统应用到单一的车用电子控制器模拟测试过程中成本高昂，对于汽车系统中大部分的电子控制器来说，必然存在大量功能与性能上的浪费。
技术实现思路
为了解决目前的通用型高性能硬件在环系统应用到车用电子控制器上存在功能与性能上资源利用浪费的问题，本专利技术设计一种特定型车用电子控制器模拟测试的装置。本专利技术提供一种车用电子控制器测试模拟器，由服务器、CompactRIO实时控制系统组成，服务器与CompactRIO实时控制系统通过以太网线连接，其中，CompactRIO实时控制系统由CompactRIO集成化系统和CompactRIO I/O模块组成，CompactRIO集成化系统集成实时处理器和可重新配置FPGA(现场可编程门阵列)机箱，CompactRIO集成化系统和CompactRIO I/O模块通过串行接口连接，被测电子控制器通过VCU硬件接口与CompactRIO I/O模块连接；所述CompactRIO I/O模块包括四块数据采集卡：NI DI/O系列，用于数字信号的输入与输出；NI CAN卡,用于基于CAN总线协议的通信节点包的传输；NI AO系列,用于模拟信号的输出；NI AI系列,用于模拟信号的输入。作为本专利技术提供的一种车用电子控制器测试模拟器的改进方案，实时控制器采用TCP/IP的方式向服务器传递数据，服务器采用网络共享变量的方式向实时控制器CompactRIO传递数据；实时控制器与FPGA机箱的通信通过FPGA接口实现；FPGA机箱与被测车用电子控制器的通信通过基于CAN总线通信协议的数据传输和模数信号的输入/输出完成。作为本专利技术提供的一种车用电子控制器测试模拟器的改进方案，该车用电子控制器测试模拟器的软件架构包括服务器模块、实时控制器模块和FPGA模块；其中，服务器模块包括：接收数据部分，用于将实时控制器模块上测得的实验数据进行实时显示、报表自动生成、数据随机记录；发送指令部分，用于向实时控制器模块发送指令，从而进行模拟测试工作；实时控制器模块包括车辆模型和通信循环，实时控制器模块用于实时运行车辆模型，接收来自FPGA模块的数据，然后根据内部的控制策略解析出车辆的实时运行状态，如电机运行状态、电机扭矩、动力蓄电池状态、充电机状态等相关参数，经过通信循环将数据发送至服务器模块并回返至FPGA模块；FPGA模块用于生成和采集信号、收发CAN总线上的报文帧、运行一部分模型(如电机预充电模型)，然后将数据以FPGA接口的形式传递到实时控制器模块上实时运行的车辆模型中。作为本专利技术提供的一种车用电子控制器测试模拟器的进一步改进方案，所述实时控制模块的车辆模型用于以车辆的前向仿真模型取代真实的车辆，向被测车用电子控制器提供在各个工况下所需的测试参数；所述实时控制模块的通信循环包括：基于TCP/IP协议的通信循环，其用于向服务器模块传递测试数据；基于CAN总线协议的通信循环，其用于向FPGA模块发送报文帧。将从以下几个方面阐述本专利技术所能达到的预期效果：1.本专利技术使用NI CompactRIO实时控制系统作为一种车用电子控制器测试模拟器，这是一套低成本，同时又能满足测量精度且可根据客户需求进行自主开发的实时控制系统；2.在考虑到所选车用电子控制器测试模拟器的实时控制器资源有限的情况下，通过一整套通用性的实时系统下多任务处理和程序优化措施，包括实时系统下合理分配程序运行的优先级、合理选择程序运行位置、合理设置循环的时间步长等措施，从而达到节省资源，减轻实时控制器的负荷的目的以保证车用电子控制器测试模拟过程中的实时性要求。附图说明图1是一种车用电子控制器测试模拟器硬件架构示意图图2是一种车用电子控制器测试模拟器下位机CompactRIO实时控制系统的硬件示意图图3是一种车用电子控制器测试模拟器各部分之间的通信方式示意图图4是一种车用电子控制器测试模拟器实时控制器模块示意图图5是一种车用电子控制器测试模拟器的数据传输流程图具体实施方式参照图1，一种车用电子控制器测试模拟器，由上位机服务器、下位机CompactRIO(美国国家仪器所生产的可重新配置嵌入式测控系统)实时控制系统组成，以完成对被测车用电子控制器的模拟测试。其中上位机与下位机之间是通过以太网线连接，下位机与被测车用电子控制器之间是通过VCU硬件接口连接。在车用电子控制器测试模拟过程中各部分硬件所需的电源启动方面，被测车用电子控制器通过12V直流电源供电，下位机CompactRIO实时控制系统则通过100-120V/200-240V交流电源供电。参照图2,一种车用电子控制器测试模拟器的下位机CompactRIO实时控制系统由CompactRIO集成化系统和CompactRIO I/O模块两部分组成，CompactRIO集成化系统集成实时处理器和可重新配置FPGA(现场可编程门阵列)机箱，而FPGA机箱和CompactRIO I/O模块则是通过串行接口连接，而被测电子控制器通过VCU硬件接口与CompactRIO I/O模块连接。CompactRIO I/O模块包括四块数据采集卡：①NI DI/O系列，用于数字信号的输入与输出；②NI CAN卡,用于基于CAN(控制器局域网络)总线协议的通信节点包的传输；③NI AO系列,用于模拟信号的输出；④NI AI系列,用于模拟信号的输入。参照图3，一种车用电子控制器测试模拟器各部分之间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车用电子控制器测试模拟器，其特征在于，由服务器、CompactRIO实时控制系统组成，服务器与CompactRIO实时控制系统通过以太网线连接，其中，CompactRIO实时控制系统由CompactRIO集成化系统和CompactRIO I/O模块组成，CompactRIO集成化系统集成实时处理器和可重新配置FPGA机箱，FPGA机箱和CompactRIO I/O模块通过串行接口连接，被测电子控制器通过VCU硬件接口与CompactRIO I/O模块连接；所述FPGA数据采集卡包括四块数据采集卡：NI DI/O系列，用于数字信号的输入与输出；NI CAN卡,用于基于CAN总线协议的通信节点包的传输；NI AO系列,用于模拟信号的输出；NI AI系列,用于模拟信号的输入。

【技术特征摘要】
1.一种车用电子控制器测试模拟器，其特征在于，由服务器、CompactRIO
实时控制系统组成，服务器与CompactRIO实时控制系统通过以太网线连接，其
中，CompactRIO实时控制系统由CompactRIO集成化系统和CompactRIO I/O模
块组成，CompactRIO集成化系统集成实时处理器和可重新配置FPGA机箱，FPGA
机箱和CompactRIO I/O模块通过串行接口连接，被测电子控制器通过VCU硬件
接口与CompactRIO I/O模块连接；所述FPGA数据采集卡包括四块数据采集卡：
NI DI/O系列，用于数字信号的输入与输出；NI CAN卡,用于基于CAN总线协议
的通信节点包的传输；NI AO系列,用于模拟信号的输出；NI AI系列,用于模拟
信号的输入。
2.按照权利要求1所述的一种车用电子控制器测试模拟器，其特征在于，
实时控制器CompactRIO采用TCP/IP的方式向服务器传递数据，服务器采用网络
共享变量的方式向实时控制器CompactRIO传递数据；实时控制器与FPGA机箱的
通信通过FPGA接口实现；FPGA机箱与被测车用电子控制器的通信通过基于CAN总
线通信协议的数据传输和模数信号的输入/输出完成。
3.按照权利要求1所述的一种车用电子控制器测试模拟器，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁新枚，李海湘，李君，董超，王闯，孙科，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22