CN102445943A - 汽车电控元件开发测试方法及开发测试平台 - Google Patents

汽车电控元件开发测试方法及开发测试平台 Download PDF

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Abstract

本发明揭露了一种汽车电控元件开发测试方法与平台，当要开发设计传感器时，先采集真实传感器在发动机动作时的状态信息数据，然后根据该数据在工控机虚拟仿真开发平台进行传感器的建模、仿真并测试，然后将与真实传感器数据一致的仿真结果下载到传感器硬件平台上，传感器硬件平台输出传感器特性曲线以代替真实传感器，与试验台实际部件结合测试，然后采集传感器硬件平台的状态信息数据，并与发动机同一工作状态下的真实传感器的数据比较，如果一致，则表示该传感器设计有效合理，采用这种方式，不但降低了传感器的设计测试成本，还缩短了开发测试周期；该开发测试平台还可用于汽车教学领域；该开发测试平台同样适用于汽车其他零部件的开发设计。

Description

汽车电控元件开发测试方法及开发测试平台
技术领域
本发明涉及一种汽车零件的开发测试方法与工具，特别是涉及一种汽车电控元件的开发测试方法与开发测试平台。
背景技术
目前在汽车研发制造业，对于汽车零部件的开发以及测试，都是先将该零部件设计好之后再制造出来，然后安装到实际汽车中，通过实际整车的测试来测试该零部件的设计是否有效、合理，这样传统的做法存在以下不足：一是增加了开发测试成本，另一个就是拉长了开发测试周期。在汽车教学领域，这种开发测试方式也很难利用到教学中，因为这种方式很难让学生很好地理解汽车各部件的工作原理，也很难使学生快速掌握汽车各零部件开发设计的要点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种汽车电控元件开发测试方法以及开发平台，不但可以降低汽车电控元件的开发测试成本，而且可以缩短汽车电控元件的开发测试周期，还可以运用于汽车教学领域。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种汽车电控元件开发测试方法，包括以下步骤
先采集真实传感器在发动机动作时的状态信息数据；
根据上述数据在工控机虚拟仿真开发平台进行传感器的建模、仿真并测试；
将与真实传感器数据一致的仿真结果下载到传感器硬件平台上，传感器硬件平台输出传感器特性曲线以代替真实传感器，与试验台实际部件结合测试；
采集传感器硬件平台的状态信息数据，并与发动机同一工作状态下的真实传感器的数据进行比较。
操作工控机，使得切换装置与真实传感器连接，从而ECU与真实传感器连接，然后操作工控机，驱动控制装置驱使发动机在某一工况下动作，数据采集器采集发动机此种动作状态下传感器的状态信息数据并存入工控机的采集数据库。
将与真实传感器数据一致的仿真结果下载到传感器硬件平台上之后，操作工控机，驱使切换装置切断与真实传感器的连接，转而与传感器硬件平台连接，从而使得ECU与传感器硬件平台连接。
在工控机虚拟仿真开发平台进行传感器的建模、仿真并测试的步骤为：先基于软件PROE对传感器进行建模、材质与温度仿真以及测试；然后基于软件Multisim9对传感器的电气特性进行设计、仿真并测试；再基于PROTEUS7软件对传感器硬件平台的芯片进行程序设计，同时对传感器的电气特性生成一个程序库，把程序在芯片中仿真测试，并记录测试数据。
所述虚拟仿真开发平台还基于开发平台Visual Studio 2008C#将所述建模、仿真以及测试功能集成于一个操作平台下运行。
包括一发动机试验台、一工控机以及一端与工控机连接的一控制装置、一数据采集器、一切换装置与一传感器硬件平台，所述发动机试验台包括发动机，发动机包括ECU以及真实传感器，所述数据采集器另一端通过线束连接ECU与真实传感器，所述控制装置另一端连接试验台，所述工控机内设置有虚拟仿真开发平台，所述切换装置还连接ECU，且切换装置可在与真实传感器以及传感器硬件平台的连接之间切换。
所述工控机内设置有用来存储数据采集器采集回来的数据的采集数据库。
所述传感器硬件开发平台为传感器驱动板。
所述传感器硬件平台以及切换装置也设置于发动机试验台上。
本发明的有益效果为：采用本发明的开发测试平台与开发测试方法，利用虚实结合的方式，从而无需将设计完的传感器制造出来放到真实是整车环境中进行测试看是否设计得合理有效，只需将虚拟开发仿真结果下载到传感器硬件平台，传感器硬件平台输出传感器特性曲线以代替真实传感器，与试验台实际部件结合测试，从而不但大大降低传感器的设计测试成本，而且可以缩短传感器的开发测试周期。而且当此种开发测试平台以及开发测试方法用于汽车教学领域时，学生可通过操作工控机看到发动机在不同工况下的动作，再通过工控机的虚拟仿真开发平台对传感器进行设计，设计出来之后操作该平台对传感器进行测试看是否合格，这样循环操作，不但可以帮助学生加深对汽车各零部件工作原理的理解，而且使得学生可以更快掌握传感器开发设计的要点，而且这种开发测试平台与开方法不仅仅适应于传感器，同样还适用于汽车其他电控元件以及汽车其他零部件。
附图说明
图1为本发明汽车电控元件开发测试平台结构示意图。
具体实施方式
以下将参照附图详细说明本发明的汽车电控元件开发测试方法以及开发测试平台，在本实施例中，以开发测试传感器为例做说明。
如图1所示，本发明汽车电控元件开发测试平台包括一发动机试验台、一工控机以及一端与工控机连接的一控制设备、一数据采集器、一切换装置以及一传感器硬件平台，在本实施例中，切换装置与传感器硬件平台设置在发动机实验台上，在其他实施例中，也可单独设置在不同台架上。
所述发动机试验台包括发动机及其附件，发动机包括ECU以及真实传感器，其中，真实传感器与ECU之间连接有所述切换装置，其他发动机部件以及附件按实车连接状况连接；所述数据采集器一端通过USB接口或者网络接口连接工控机，另一端通过线束连接发动机试验台的各部件，尤其是ECU与真实传感器，从而该数据采集器采集各部件在发动机动作时的实时状态信号数据，该信号为模拟信号，并将该模拟信号转换为工控机可识别的数字信号。
所述控制设备一端与工控机连接，从而受工控机的控制进行动作，控制设备受工控机的控制驱动发动机动作，而且可以驱动发动机在不同工况下动作。
所述切换装置一端通过信号线连接工控机，另一端除连接真实传感器之外，还可被切换成与传感器硬件平台连接，切换通过工控机的控制来实现，具体的说，若切换装置与真实传感器连接，当要使其与传感器硬件平台连接时，操作工控机，驱使切换装置切断与真实传感器的连接，转而与传感器硬件平台连接，就是说，通过工控机的控制，切换装置可在与真实传感器或者传感器硬件平台的连接之间切换，从而ECU可通过切换装置选择与真实传感器连接或者与传感器硬件平台连接，也就是说，ECU可在与真实传感器或者传感器硬件平台的连接之间切换。
所述工控机同也与传感器硬件平台连接，通过USB接口或者网络接口连接；所述工控机还设置有一虚拟仿真开发平台，该平台用于对传感器进行建模、仿真并测试。
工控机内还设置有一采集数据库，所述采集数据库用于储存数据采集装置采集来的数据，当数据采集器采集完真实的零部件的数据并存于采集数据库后，下次进行开发设计时，可以直接利用该采集数据库内的数据，无需每一次开发测试前都要进行真实零部件的数据采集，所以在第一次数据采集时，可以在发动机在不同工况条件下进行，即采集汽车各部件在发动机在不同工况条件下动作时的状态数据。
当要开发设计一个传感器时，先采集真实传感器在发动机动作时的状态信息数据，然后根据该数据在工控机虚拟仿真开发平台进行传感器的建模、仿真并测试，如果测试数据与真实传感器数据一致，则将该与真实传感器数据一致的仿真结果下载到传感器硬件平台上，然后传感器硬件平台输出传感器特性曲线以代替真实传感器，与试验台实际部件结合测试，然后采集传感器硬件平台的状态信息数据，并与发动机同一工作状态下的真实传感器的数据进行比较，如果一致，则表示该传感器设计有效、合理。
具体的说，当要开发一个传感器时，先操作工控机使得切换装置与真实传感器连接，从而ECU与真实传感器连接，然后操作工控机，驱动控制装置驱使发动机在某一工况下动作，数据采集器采集发动机此种动作状态下各零部件的状态信息数据并存入工控机的采集数据库，状态信息数据包括传感器的状态信息数据(也可以根据要设计的零部件而选择性的只采集该零部件的状态信息数据)，工控机读取采集数据库的传感器数据，然后利用虚拟仿真开发平台根据这个数据去开发设计传感器。在工控机虚拟仿真开发平台进行传感器的建模、仿真并测试的大致步骤为：先基于软件PROE(可以是别的具有同样功能的公知软件)对传感器进行建模、材质与温度仿真以及测试(该测试即在PROE软件里直接测试)；然后基于软件Multisim9(可以是别的具有同样功能的公知软件)对传感器的电气特性进行设计、仿真并测试(该测试包括传感器的在环测试以及温度测试，直接在软件Multisim9里测试)；再基于PROTEUS7软件对传感器硬件平台的芯片进行程序设计，同时对传感器的电气特性生成一个程序库，把程序在芯片中进行仿真测试，并记录测试数据；如果上述测试数据不符合常规传感器特性的数据，即最开始数据采集器采集回来的真实传感器的数据，则修改或者重新设计传感器，直到符合；如果上述测试数据符合常规传感器特性的数据，就将上述与真实传感器的数据一致的仿真结果(包括程序)下载到传感器硬件平台，然后感器硬件平台与台架上的真实部件结合测试。具体的说，即是操作工控机，驱使切换装置切断与真实传感器的连接，转而与传感器硬件平台连接，从而传感器硬件平台与ECU连接，传感器硬件平台输出传感器特性曲线以代替真实传感器，然后再操作工控机，驱动控制装置，驱使发动机在同一工况下动作，工控机读取数据采集器采集来的传感器硬件平台此时的数据，并将之与同一工况下真实传感器的数据对比，若一致，则表示设计的传感器有效、合理。
综上所述，采用本发明的开发测试平台以及开发测试方法，即采用虚实结合的方式，从而无需将设计完的传感器制造出来再测试看是否设计得合理有效，如此，不但大大降低了传感器的开发测试成本，而且缩短了传感器的开发测试周期。此外，当这种开发测试平台以及开发测试方法用于汽车教学领域时，学生可通过操作工控机看到发动机在不同工况下的动作，再通过工控机的虚拟仿真开发平台对传感器进行设计，设计出来之后在操作该平台对传感器进行测试看是否合格，这样循环操作，不但可以帮助学生加深对汽车各零部件工作原理的理解，而且使得学生可以快速掌握传感器的开发设计的要点。
在本实施例中，所述虚拟仿真开发平台还基于开发平台Visual Studio 2008C#将所述建模、仿真以及测试功能集成于一个操作平台下运行，从而设计、操作更方便。
在本施例中，所述传感器硬件平台为传感器驱板。
上述说明仅是以传感器为例作说明，其他的汽车电控元件也可以采用同样的方法与平台进行开发测试，汽车的其他零件也可以采用同样的方法与平台进行开发测试。

Claims (9)

1.一种汽车电控元件开发测试方法，其特征在于：包括以下步骤
先采集真实传感器在发动机动作时的状态信息数据；
根据上述数据在工控机虚拟仿真开发平台进行传感器的建模、仿真并测试；
将与真实传感器数据一致的仿真结果下载到传感器硬件平台上，传感器硬件平台输出传感器特性曲线以代替真实传感器，与试验台实际部件结合测试；
采集传感器硬件平台的状态信息数据，并与发动机同一工作状态下的真实传感器的数据进行比较。
2.根据权利要求1所述的汽车电控元件开发测试方法，其特征在于：操作工控机，使得切换装置与真实传感器连接，从而ECU与真实传感器连接，然后操作工控机，驱动控制装置驱使发动机在某一工况下动作，数据采集器采集发动机此种动作状态下传感器的状态信息数据并存入工控机的采集数据库。
3.根据权利要求1或2所述的汽车电控元件开发测试方法，其特征在于：将与真实传感器数据一致的仿真结果下载到传感器硬件平台上之后，操作工控机，驱使切换装置切断与真实传感器的连接，转而与传感器硬件平台连接，从而使得ECU与传感器硬件平台连接。
4.根据权利要求3所述的汽车电控元件开发测试方法，其特征在于：在工控机虚拟仿真开发平台进行传感器的建模、仿真并测试的步骤为：先基于软件PROE对传感器进行建模、材质与温度仿真以及测试；然后基于软件Multisim9对传感器的电气特性进行设计、仿真并测试；再基于PROTEUS7软件对传感器硬件平台的芯片进行程序设计，同时对传感器的电气特性生成一个程序库，把程序在芯片中仿真测试，并记录测试数据。
5.根据权利要求4所述的汽车电控元件开发测试方法，其特征在于：所述虚拟仿真开发平台还基于开发平台Visual Studio 2008C#将所述建模、仿真以及测试功能集成于一个操作平台下运行。
6.一种汽车电控元件开发测试平台，其特征在于：包括一发动机试验台、一工控机以及一端与工控机连接的一控制装置、一数据采集器、一切换装置与一传感器硬件平台，所述发动机试验台包括发动机，发动机包括ECU以及真实传感器，所述数据采集器另一端通过线束连接ECU与真实传感器，所述控制装置另一端连接试验台，所述工控机内设置有虚拟仿真开发平台，所述切换装置还连接ECU，且切换装置可在与真实传感器以及传感器硬件平台的连接之间切换。
7.根据权利要求6所述的汽车电控元件开发测试平台，其特征在于：所述工控机内设置有用来存储数据采集器采集回来的数据的采集数据库。
8.根据权利要求6或7所述的汽车电控柜元件开发测试平台，其特征在于：所述传感器硬件开发平台为传感器驱动板。
9.根据权利要求8所述的汽车电控元件开发测试平台，其特征在于：所述传感器硬件平台以及切换装置也设置于发动机试验台上。
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