CN103345244B - 一种电子控制单元的电磁兼容性检测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种电子控制单元的电磁兼容性检测方法及系统，所述方法包括以下步骤：上位机通过信号处理模块将模拟信号发送至电子控制单元，使电子控制单元根据模拟信号控制模拟负载模块；模拟负载模块在电子控制单元的控制下模拟运行负载并产生控制数据，通过信号处理模块向上位机反馈控制数据；上位机验证控制数据，并判断控制数据是否符合测试标准，如符合则认为测试成功。

Description

一种电子控制单元的电磁兼容性检测方法及系统

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，特别涉及一种电子控制单元的电磁兼容性检测方法及系统。

背景技术

在现阶段，人们所乘坐的车辆一直在向着更安全、快速、稳定和舒适的方向迈进。而作为车辆的心脏部分，发动机领域的发展过程当中，不仅功率在不断的飙升，对于发动机的控制也在日趋精确，数字控制技术早已广泛的应用到了发动机领域。电子控制单元（ElectronicControlUnit，简称ECU）就是对发动机运行进行电气化控制的核心部分。

随着发动机的电子功能日益复杂，也导致了发动机的电磁环境越来越恶劣，ECU在工作环境中受到强烈的电磁干扰，由此引发的电磁兼容性（ElectroMagneticCompatibility，简称EMC）问题便成为了一个亟待解决的课题。为了解决这一问题，往往需要对发动机及ECU进行大量的EMC测试，通过测试能够找出生产工艺的缺陷，系统设计的瑕疵，软件运行异常等问题。

现阶段的EMC测试方法可参见图1所示，简要的概括为如下流程：测试过程中ECU在其常规的运行环境下（也就是存在正常电磁干扰的环境下）正常工作；信号处理器产生为ECU模拟信号，ECU接收模拟信号并向信号处理器反馈输出信号，而所述的输出信号在ECU中必然受到了电磁干扰的影响；信号处理器再将输出信号进行标定，最终上传至上位机；另一方面，利用万用表从信号处理器中采集原始的未经过电磁干扰的模拟信号，同样上传至上位机。上位机即可比较原始的模拟信号和经过电磁干扰的输出信号之间的差异是否能够处在标准之内；若在标准之内则说明ECU受电磁干扰的影响较小，不影响正常工作，EMC测试合格，反之则说明ECU收到强烈的干扰，不能正常运行，测试失败。

不过上述方法存在的缺陷是，利用万用表采集原始模拟信号的过程较为缓慢，模拟信号与输出信号的对比也非常繁琐，所以整体方案的效率较低；另外在上述方式中，信号处理器工作过程会对ECU产生额外的电磁干扰，使得ECU在测试中所受的电磁干扰与实际运行中不一致，导致了测试的准确性下降。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电子控制单元的电磁兼容性检测方法及系统，所述方法通过上位机验证ECU对于模拟负载的控制情况，使得测试过程更加高效。

为实现上述目的，本发明有如下技术方案：

一种电子控制单元的电磁兼容性测试方法，所述方法包括以下步骤：

上位机通过信号处理模块将模拟信号发送至电子控制单元，使电子控制单元根据模拟信号控制模拟负载模块；

模拟负载模块在电子控制单元的控制下模拟运行负载并产生控制数据，通过信号处理模块向上位机反馈控制数据；

上位机验证控制数据，并判断控制数据是否符合测试标准，如符合则认为测试成功。

所述上位机通过信号处理模块将模拟信号发送至电子控制单元；及模拟负载模块通过信号处理模块向上位机反馈控制数据具体为：

信号处理模块接收上位机发送的模拟信号，并将所述模拟信号转换为电子控制单元所识别的格式；

将转换后的模拟信号发送至电子控制单元；

以及，信号处理模块接收虚拟负载模块发送的控制数据，并将所述控制数据转换为上位机所识别的格式；

将转换后的控制数据发送至上位机。

当所述上位机发出的模拟信号为光信号，则所述方法还包括：

将向信号处理模块发送的模拟信号由光信号转换为电信号；

或将向上位机发送的控制数据由电信号转换为光信号。

所述模拟负载模块在电子控制单元的控制下模拟运行负载并产生控制数据具体为：

模拟负载模块受控于电子控制单元模拟发动机的运行负载；

在模拟发动机的运行负载的过程中，对运行负载进行测量，并将测量结果作为控制数据。

所述方法还包括：

将信号处理模块和模拟负载模块封装在屏蔽组件中。

一种电子控制单元的电子兼容性检测系统，所述系统包括：

上位机，用于生成并发送模拟信号，接收反馈的控制数据并验证，判断控制数据是否符合测试标准，如符合则认为测试成功；

信号处理模块，用于将上位机生成的模拟信号转发至电子控制单元，使电子控制单元根据模拟信号控制模拟负载模块；并将模拟负载模块生成的控制数据转发至上位机；

模拟负载模块，用于在电子控制单元的控制下模拟运行负载并产生控制数据。

所述信号处理模块具体包括：

转换单元，用于接收模拟信号，将所述模拟信号转换为电子控制单元所识别的格式；或接收控制数据，并将所述控制数据转换为上位机所识别的格式；

第一发送单元，用于将转换后的模拟信号发送至电子控制单元或将转换后的控制数据发送至上位机。

当所述上位机发出的模拟信号为光信号，则所述系统还包括：

光电转换模块，用于将向信号处理模块发送的模拟信号由光信号转换为电信号；或将向上位机发送的控制数据由电信号转换为光信号。

所述模拟负载模块包括：

负载运行单元，用于在电子控制单元的控制下模拟发动机的运行负载；

负载测量单元，用于在模拟发动机的运行负载的过程中，对运行负载进行测量，并将测量结果作为控制数据；

第二发送单元，用于将控制数据发送至信号处理模块。

所述系统还包括：

屏蔽组件，用于将信号处理模块和模拟负载模块封装。

所述屏蔽组件具体包括：

箱体，由铜板焊接而成，设有线路板槽，用于放置信号处理模块和模拟负载模块；

屏蔽线路板，插入箱体的线路板槽中，用于屏蔽信号处理模块和模拟负载模块产生的电磁干扰；

盖板，由钢板组成，用于封盖所述箱体。

通过以上技术方案可知，本发明存在的有益效果是：利用模拟信号使ECU控制模拟运行的发动机负载，并利用上位机判断负载情况与最初的指令是否一致来检测ECU的电磁兼容性是否符合标准；从而避免了现有技术中利用万用表采集原始模拟信号，并直接以模拟信号与输出信号进行对比的低效过程；提高了ECU的EMC测试的效率；另外，通过屏蔽组件屏蔽信号处理模块和模拟负载模块对ECU额外的电磁干扰，使测试过程中ECU的运行环境更接近实际工作过程，由此提高了测试结果的准确度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中EMC检测流程示意图；

图2为本发明实施例所述方法流程图；

图3为本发明另一实施例所述方法流程图；

图4为本发明实施例所述系统结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种ECU的EMC检测方法，所述方法通过为ECU生成模拟信号，使ECU控制模拟运行的发动机负载，并最终通过判断负载情况与最初的指令是否一致，来检测ECU的电磁兼容性是否符合标准。参见图2所示，为本发明所述方法的一个具体的实施例，本实施例中方法包括以下步骤：

步骤201、上位机通过信号处理模块将模拟信号发送至电子控制单元，使电子控制单元根据模拟信号控制模拟负载模块。

本实施例中模拟信号的来源是上位机，上位机将模拟信号发送至ECU之后，致使ECU根据模拟信号控制模拟负载模块，也就是控制模拟运行的发动机负载，所述模拟负载模块即模拟发动机运行负载的功能模块。所述模拟信号指定ECU控制模拟负载的具体形式，例如将模拟负载控制在某个固定的区间之内。ECU根据模拟信号中指定的内容对模拟负载模块进行控制，但由于ECU在工作环境中受到电磁干扰，所以控制过程的精确度可能会下降。

步骤202、模拟负载模块在电子控制单元的控制下模拟运行负载并产生控制数据，通过信号处理模块向上位机反馈控制数据。

模拟负载模块受到ECU的控制模拟发动机的运行负载，并将实际被控制之下的负载数值量化为控制数据，将控制数据上传至上位机，供上位机对比实际的运行负载与指定的运行负载二者差异。

在步骤201～步骤202中，所述信号处理模块起到在ECU、模拟负载模块和上位机之间处理并转发信息的功能。在模拟信号的转发过程中，信号处理模块接收上位机发送的模拟信号，并将所述模拟信号转换为电子控制单元所识别的格式；将转换后的模拟信号发送至电子控制单元。在控制数据的转发过程中，信号处理模块接收虚拟负载模块发送的控制数据，并将所述控制数据转换为上位机所识别的格式；将转换后的控制数据发送至上位机。

步骤203、上位机验证控制数据，并判断控制数据是否符合测试标准，如符合则认为测试成功。

控制数据表示着模拟负载模块在ECU控制下实际模拟出的运行负载。上位机在接收到控制数据之后对其进行验证的过程，也就是对照控制数据与实际指定的负载形式是否吻合。例如当上位机指定ECU将负载控制在某个区间内，则上位机验证控制数据是否显示负载确实在该区间之内。若控制数据的内容与预先指定相符，则说明ECU工作正常，检测成功；如不相符，则说明ECU在运行中收到强烈的电磁干扰，控制精确度严重下降，无法在所处的电磁环境下正常工作，电磁兼容性不符合要求。

当然，控制数据与指定负载的匹配程度及误差区间可以根据实际的需求自行设置。例如可预设一个误差阈值，当二者差距在误差阈值之内则认为测试成功，否则认为失败。

本实施例为本发明所述方法的一个基础实施例，本实施例所述方法存在的有益效果是：利用模拟信号使ECU控制模拟运行的发动机负载，并利用上位机判断负载情况与最初的指令是否一致来检测ECU的电磁兼容性是否符合标准；从而避免了现有技术中利用万用表采集原始模拟信号，并直接以模拟信号与输出信号进行对比的低效过程；提高了ECU的EMC测试的效率。

参见图3所示，为本发明所述方法的另一个具体实施例。本实施例在图2所示实施例的基础之上，做出了进一步的优化和更加具体的公开。本实施例所述方法具体如下：

步骤301、预先将信号处理模块和模拟负载模块封装在屏蔽组件中。

在现有技术中，还存在另一个技术问题，就是信号处理器等部件的工作过程会对ECU产生额外的电磁干扰。这就使得测试中ECU所受的电磁干扰并不等于其实际运行中的电磁干扰，导致了检测准确度的下降。本实施例中为解决这一问题，预先将与ECU进行交互的两个功能模块，也就是信号处理模块和模拟负载模块封装在屏蔽组件中，使得ECU和信号处理模块与模拟负载模块两方面之间互不干扰，由此提高了准确性。

具体的封装屏蔽方式在本实施例中不作限定，凡是能够隔离电磁干扰的技术手段均可以结合在本实施例的整体技术方案之下。本实施例中仅公开一种具体的案例：

以屏蔽箱作为屏蔽组件封装信号处理模块和模拟负载模块；所述屏蔽箱包括箱体、盖板和屏蔽线路板。所述箱体由铜板焊接而成，设有线路板槽，用于放置信号处理模块和模拟负载模块。所述屏蔽线路板插入箱体的线路板槽中，用于屏蔽信号处理模块和模拟负载模块产生的电磁干扰；另外，屏蔽线路板通过铍铜簧片与箱体保持稳定良好的按搭。盖板由钢板组成，用于封盖所述箱体，使箱体最终完全封闭。

上述屏蔽箱可以屏蔽绝大部分的电磁干扰，使信号处理模块和模拟负载模块工作产生的电磁信号不影响ECU的运行和测试。

步骤302、将上位机发出的光信号形式的模拟信号转换为电信号形式。

本实施例中，上位机以光纤对外进行数据的传输，而光线则通过CAN网络接入上位机。上位机上述的通信方式可以提高上位机的通信效率。在上述方式中，上位机发送或接受的信息本质上是光信号。而信号处理模块及ECU均以电信号进行交互，所以本实施例中在上位机和其他功能模块信息交互时需进行光电转换。

步骤303、信号处理模块接收转换为电信号的模拟信号，并将所述模拟信号转换为ECU所识别的格式。

步骤304、信号处理模块将转换格式后的模拟信号发送至ECU。

步骤305、ECU根据模拟信号控制模拟负载模块；模拟负载模块受控于ECU模拟发动机的运行负载。

步骤306、在模拟发动机的运行负载的过程中，对运行负载进行测量，并将测量结果作为控制数据。

在步骤305～步骤306中描述了生成控制数据的具体过程。模拟负载模块能够模拟发动机实际运行过程的负载，在测试过程中受控于ECU模拟负载，整个过程即模仿了发动机实际运行中ECU控制发动机负载的过程。ECU根据所述模拟信号对模拟负载模块进行控制，而受到运行环境中电磁干扰的影响，ECU实际的控制可能存在一定程度的偏差；本实施例中所述检测过程即检验这一偏差的过程，具体原理与前述实施例无差别。

所以在模拟运行负载的过程中，将按照所述方法测量出实际的负载情况作为控制数据。控制数据即表示了ECU在干扰之下对模拟负载模块进行控制的实际结果，后续只需通过对控制数据进行验证，对比控制数据中内容与模拟信号实际指定的负载是否相符，便可以得到EMC检测的结果。

步骤307、将控制数据由电信号转换为光信号并发送至上位机。

同步骤302，发向上位机的信息也需要进行光电转换；也就是说，在上位机发送及接受数据时，光电转换的过程是双向的。

步骤308、上位机验证控制数据，并判断控制数据是否符合测试标准，如符合则认为测试成功。

通过以上技术方案可知，本实施例在图2所示实施例的基础之上，进一步存在的有益效果是：本实施例所述方法通过屏蔽组件屏蔽信号处理模块和模拟负载模块对ECU额外的电磁干扰，使测试过程中ECU的运行环境更接近实际工作过程，由此提高了测试结果的准确度；本实施例所述方法公开更加充分，整体技术方案更加完整。

参见图4所示，为本发明所述电子控制单元的电子兼容性检测系统的具体实施例。本实施例中所述系统对应图2所示方法，二者技术方案核心一致。本实施例中所述系统具体包括以下：

上位机，用于生成并发送模拟信号，接收反馈的控制数据并验证，判断控制数据是否符合测试标准，如符合则认为测试成功。

信号处理模块，用于将上位机生成的模拟信号转发至ECU，使ECU根据模拟信号控制模拟负载模块；并将模拟负载模块生成的控制数据转发至上位机。

模拟负载模块，用于在ECU的控制下模拟运行负载并产生控制数据。

通过以上技术方案可知，本实施例所述系统存在的有益效果是：利用模拟信号使ECU控制模拟运行的发动机负载，并利用上位机判断负载情况与最初的指令是否一致来检测ECU的电磁兼容性是否符合标准；从而避免了现有技术中利用万用表采集原始模拟信号，并直接以模拟信号与输出信号进行对比的低效过程；提高了ECU的EMC测试的效率。

在图4所示系统实施例的基础之上，还可以结合以下的优选方案：

所述信号处理模块具体包括：

转换单元，用于接收模拟信号，将所述模拟信号转换为电子控制单元所识别的格式；或接收控制数据，并将所述控制数据转换为上位机所识别的格式；

第一发送单元，用于将转换后的模拟信号发送至电子控制单元或将转换后的控制数据发送至上位机。

当所述上位机发出的模拟信号为光信号，则所述系统还包括：

光电转换模块，用于将向信号处理模块发送的模拟信号由光信号转换为电信号；或将向上位机发送的控制数据由电信号转换为光信号。

所述模拟负载模块包括：

负载运行单元，用于在电子控制单元的控制下模拟发动机的运行负载；

负载测量单元，用于在模拟发动机的运行负载的过程中，对运行负载进行测量，并将测量结果作为控制数据；

第二发送单元，用于将控制数据发送至信号处理模块。

所述系统还包括：

屏蔽组件，用于将信号处理模块和模拟负载模块封装。

所述屏蔽组件具体包括：

箱体，由铜板焊接而成，设有线路板槽，用于放置信号处理模块和模拟负载模块；

屏蔽线路板，插入箱体的线路板槽中，用于屏蔽信号处理模块和模拟负载模块产生的电磁干扰；

盖板，由钢板组成，用于封盖所述箱体。

通过以上优化方案进一步实现的有益效果是：所述系统通过屏蔽组件屏蔽信号处理模块和模拟负载模块对ECU额外的电磁干扰，使测试过程中ECU的运行环境更接近实际工作过程，由此提高了测试结果的准确度；本实施例所述方法公开更加充分，整体技术方案更加完整。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种电子控制单元的电磁兼容性测试方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

上位机通过信号处理模块将生成的模拟信号发送至电子控制单元，使电子控制单元根据模拟信号控制模拟负载模块，所述模拟信号指定电子控制单元控制模拟负载的具体形式，所述模拟负载模块为模拟发动机运行负载的功能模块；

模拟负载模块在电子控制单元的控制下模拟运行负载并产生控制数据，通过信号处理模块向上位机反馈控制数据；

上位机验证控制数据，并判断控制数据是否符合测试标准，如符合则认为测试成功。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述上位机通过信号处理模块将模拟信号发送至电子控制单元；及模拟负载模块通过信号处理模块向上位机反馈控制数据具体为：

信号处理模块接收上位机发送的模拟信号，并将所述模拟信号转换为电子控制单元所识别的格式；

将转换后的模拟信号发送至电子控制单元；

以及，信号处理模块接收虚拟负载模块发送的控制数据，并将所述控制数据转换为上位机所识别的格式；

将转换后的控制数据发送至上位机。

3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，当所述上位机发出的模拟信号为光信号，则所述方法还包括：

将向信号处理模块发送的模拟信号由光信号转换为电信号；

或将向上位机发送的控制数据由电信号转换为光信号。

4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述模拟负载模块在电子控制单元的控制下模拟运行负载并产生控制数据具体为：

模拟负载模块受控于电子控制单元模拟发动机的运行负载；

在模拟发动机的运行负载的过程中，对运行负载进行测量，并将测量结果作为控制数据。

5.根据权利要求1-4任意一项所述方法，其特征在于，所述方法还包括：

将信号处理模块和模拟负载模块封装在屏蔽组件中。

6.一种电子控制单元的电子兼容性检测系统，其特征在于，所述系统包括：

上位机，用于生成并发送模拟信号，所述模拟信号指定电子控制单元控制模拟负载的具体形式，接收反馈的控制数据并验证，判断控制数据是否符合测试标准，如符合则认为测试成功；

信号处理模块，用于将上位机生成的模拟信号转发至电子控制单元，使电子控制单元根据模拟信号控制模拟负载模块；并将模拟负载模块生成的控制数据转发至上位机；所述模拟负载模块为模拟发动机运行负载的功能模块；

模拟负载模块，用于在电子控制单元的控制下模拟运行负载并产生控制数据。

7.根据权利要求6所述系统，其特征在于，所述信号处理模块具体包括：

转换单元，用于接收模拟信号，将所述模拟信号转换为电子控制单元所识别的格式；或接收控制数据，并将所述控制数据转换为上位机所识别的格式；

第一发送单元，用于将转换后的模拟信号发送至电子控制单元或将转换后的控制数据发送至上位机。

8.根据权利要求7所述系统，其特征在于，当所述上位机发出的模拟信号为光信号，则所述系统还包括：

光电转换模块，用于将向信号处理模块发送的模拟信号由光信号转换为电信号；或将向上位机发送的控制数据由电信号转换为光信号。

9.根据权利要求6所述系统，其特征在于，所述模拟负载模块包括：

负载运行单元，用于在电子控制单元的控制下模拟发动机的运行负载；

负载测量单元，用于在模拟发动机的运行负载的过程中，对运行负载进行测量，并将测量结果作为控制数据；

第二发送单元，用于将控制数据发送至信号处理模块。

10.根据权利要求6-9任意一项所述系统，其特征在于，所述系统还包括：

屏蔽组件，用于将信号处理模块和模拟负载模块封装。

11.根据权利要求10所述系统，其特征在于，所述屏蔽组件具体包括：

箱体，由铜板焊接而成，设有线路板槽，用于放置信号处理模块和模拟负载模块；

屏蔽线路板，插入箱体的线路板槽中，用于屏蔽信号处理模块和模拟负载模块产生的电磁干扰；

盖板，由钢板组成，用于封盖所述箱体。