CN103792935A

CN103792935A - 一种应用于汽车电子控制单元的功能测试系统及其控制方法

Info

Publication number: CN103792935A
Application number: CN201310739073.8A
Authority: CN
Inventors: 张子敬
Original assignee: Wuhu Bethel Electronic Control Systems Co Ltd
Current assignee: Wuhu Bethel Electronic Control Systems Co Ltd
Priority date: 2013-12-29
Filing date: 2013-12-29
Publication date: 2014-05-14
Anticipated expiration: 2033-12-29
Also published as: CN103792935B

Abstract

本发明揭示了一种应用于汽车电子控制单元的功能测试系统，该系统包括：工业计算机、直流电源、台式数字万用表、信号发生器、矩阵模块、电源转换模块、通信转换模块、大功率开关组、电流环、模拟负载、针床治具、条码扫描枪、信号指示灯、直流矩阵开关、急停按钮、漏电断路器、散热风扇、显示器、UPS（不间断电源）、交流扩展模块。该系统内各个模块间相对独立，整体性能更可靠，单独模块的升级不会影响其他模块的工作，保证了功能测试系统使用的可靠性。

Description

一种应用于汽车电子控制单元的功能测试系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及汽车电子测控技术领域，尤其涉及一种应用于汽车电子控制单元测试的方法。

背景技术

在汽车电子控制单元测控技术领域中，目前，为了提高生产效率，节约生产成本，汽车电子控制单元的功能测试系统要求全自动化测试解决方案，最早的功能测试，主要采用以手动和半自动测试方案，会存在以下缺陷：

1、由于传统的汽车电子控制单元功能测试系统，体积庞大、分散，集成化程度不够高，且成本较高；

2、由于传统的汽车电子控制单元功能测试系统，硬件和软件相对独立，系统电路较复杂，只要有电路的一个部分出现问题，便会影响到系统内其它电路部分，硬件电路的可靠性较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是实现一种高精确、高效率、高集成度、高可靠性且具有全自动化的汽车电子控制单元的功能测试系统。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种应用于汽车电子控制单元的功能测试系统，包括工业计算机、直流电源、台式数字万用表、矩阵模块、通信转换模块、电流环、模拟负载；

所述的工业计算机通过CAN通信模块与通信转换模块进行通信，通过RS232接口模块与直流电源进行通信，通过GPIB通信模块与台式数字万用表进行通信，通过高精度ADC转换模块与电流环连接进行信号采集，通过GIO控制模块与矩阵模块连接进行输入输出控制；

所述的直流电源包括程控电源和大功率电源，所述的程控电源通过直流矩阵开关给矩阵模块、DC-DC转换模块、通信转换模块供电，所述的大功率电源通过大功率开关组给系统的模拟负载供电。

所述的矩阵模块包括电源矩阵模块和开关矩阵模块，所述的电源矩阵模块包括用于汽车电子控制单元点火供电的实时供电电源模块、用于控制大功率开关组的+9V隔离电源模块，以及用于开关矩阵模块供电的+5V电源模块，所述的开关矩阵模块和台式数字万用表连接。

电源转换模块包括DC-DC转换模块和AC-DC转换模块，所述的DC-DC转换模块给电流环供电，所述的AC-DC转换模块给各种信号指示灯供电。

所述的信号指示灯包括交流上电指示、大功率电源供电指示、程控电源供电指示、测试合格指示、测试中指示、测试不合格指示中的一个或多个；所述的交流上电指示用于指示系统与否上电，所述的程控电源供电指示、大功率电源供电指示用于指示系统电源选用状态。

所述的通信转换模块包括RS232-KLINE转换模块和CAN-KLINE转换模块，所述的工业计算机通过RS232-KLINE转换模块与汽车电子控制单元建立通讯连接；所述的工业计算机通过CAN-KLINE转换模块与汽车电子控制单元连接通信，或者所述的工业计算机通过CAN通信模块直接与汽车电子控制单元通信。

系统还设有漏电断路器，所述的漏电断路器给UPS（不间断电源）、交流扩展模块供电，所述的UPS给工业计算机、显示器供电，所述的交流扩展模块给直流电源、台式数字万用表、信号发生器、AC-DC转换模块、散热风扇供电。

所述的矩阵模块和模拟负载与针床治具连接。

所述的程控电源和直流矩阵开关间通过急停按钮连接，所述的交流电源通过漏电断路器，经过急停按钮给UPS（不间断电源）、交流扩展模块供电，所述的UPS（不间断电源）给工业计算机、显示器供电，

所述的大功率开关组均采用低电压驱动、散热器安装，该测试系统的机柜顶部设有散热风扇，所述的散热风扇设有独立的控制开关和运行指示灯，所述的散热风扇供电电路上设有保险丝安全防护；所述的工业计算机通过标准USB接口模块与条码扫描枪进行通信。

一种应用于汽车电子控制单元的功能测试系统控制方法：

a、开启工业计算机；

b、开启多功能万用表；

c、开启函数信号发生器；

d、开启直流电源；

f、开启直流矩阵开关；

g、打开测试程序；

h、扫描枪读取条形码；

i、将PCBA对正放入针床治具，并压紧连接；

j、运行工业计算机。

本发明的优点在于：

1、系统采用模块化设计，具有极强的通用性和扩展性，各个模块间相对独立，整体性能更可靠，单独模块的升级不会影响其他模块的工作；

2、系统采用各种高精度测试设备和测试模块，自动化程度高，大大提高PCBA的测试精度和效率，大大优化生产线杂乱无章的测试环节，简化质量管控工序和方法；

3、系统具有完善的自检功能，当系统初始化测试失败，立刻停机保护，从而保证系统安全、稳定运行；

4、系统具有更高的灵活性设计，针床治具内嵌活动针板，对不同的测试板，只需更换相应的针板，同时系统具有强大可编程测试功能，采用自动选择和设置测量状态；

5、系统带有CAN通信和KLINE通信双重设计，适应于带有不同的通信方式的汽车电子控制单元PCBA测试；

6、系统机柜内各设备和模块整体布局合理、层次分明、结构紧凑、集成度极高，适合直接放置在生产线上使用。

附图说明

下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为测试系统结构框图；

图2为测试系统中直流供电系统结构框图；

图3为测试系统中交流供电系统结构框图；

上述图中的标记均为：1、工业计算机；1-1、CAN通信模块；1-2、RS232接口模块；1-3、GPIB通信模块；1-4、ADC转换模块；1-5、GIO控制模块；1-6、USB接口模块；2、直流电源；2-1、程控电源；2-2、大功率电源；3、台式数字万用表；4、函数信号发生器；5、矩阵模块；5-1、电源矩阵模块；5-2、开关矩阵模块；6、电源转接模块；6-1、DC-DC转换模块；6-2、AC-DC转换模块；7、通信转接模块；7-1、RS232-KLINE转换模块；7-2、CAN-KLINE转换模块；8、大功率开关组；9、电流环；10、模拟负载；11、针床治具；12、条码扫描枪；13、信号指示灯；13-1、交流上电指示；13-2、程控电源供电指示；13-3、大功率电源供电指示；13-4、测试合格指示；13-5、测试中指示；13-6、测试不合格指示；14、直流矩阵开关；15、急停按钮；16、漏电断路器；17、散热风扇18、显示器19、UPS；20、交流扩展模块；

图中：

表示单向传递路线；

表示双向传递路线。

具体实施方式

本发明是一种应用于汽车电子控制单元的功能测试系统，系统为汽车电子控制单元提供各种模拟运行环境，使其工作于各种设计状态，从而获取到各个状态的参数，从而验证汽车电子控制单元的功能是否合乎设计要求。

参见图1可知，功能测试系统包括工业计算机1、直流电源2、台式数字万用表3、信号发生器4、矩阵模块5、电源转换模块6、通信转换模块7、大功率开关组8、电流环9、模拟负载10、针床治具11、条码扫描枪12、信号指示灯13、直流矩阵开关14、急停按钮15、漏电断路器16、散热风扇17、显示器18、UPS19（不间断电源）、交流扩展模块20，其中工业计算机1通过各个接口模块对各个外设进行输入输出控制，功能测试系统硬件分为交流系统和直流系统。

工业计算机1的接口模块包括CAN通信模块1-1、RS232接口模块1-2、GPIB通信模块1-3、ADC转换模块1-4、GIO控制模块1-5以及USB接口模块1-6，其中工业计算机1通过CAN通信模块1-1与通信转换模块7进行通信，工业计算机1通过RS232接口模块1-2与直流电源2进行通信，工业计算机1通过GPIB通信模块1-3与台式数字万用表3进行通信，工业计算机1通过高精度ADC转换模块1-4与电流环9连接进行信号采集，工业计算机1通过GIO控制模块1-5与矩阵模块5连接进行输入输出控制，工业计算机1通过标准USB接口模块1-6与条码扫描枪12进行通信。

直流电源2包括程控电源2-1和大功率电源2-2，两者分时向系统内不同的模块供电。其中程控电源2-1通过急停按钮15，经过直流矩阵开关14给矩阵模块5、DC-DC转换模块6-1、通信转换模块7供电；大功率电源2-2通过大功率开关组8给系统的模拟负载10供电。

矩阵模块5包括电源矩阵模块5-1和开关矩阵模块5-2，其中电源矩阵模块5-1包括实时供电电源模块5-1-1、+9V隔离电源模块5-1-2、+5V电源模块5-1-3。实时供电模块5-1-1用于汽车电子控制单元点火供电，+9V隔离电源模块5-1-2用于控制大功率开关组8，+5V电源模块5-1-3用于开关矩阵模块5-2供电，开关矩阵模块5-2和台式数字万用表3连接，用于信号转换以及电压、电流、电容、电阻测量切换，即以实现各种电信号的测量。

电源转换模块6包括DC-DC转换模块6-1和AC-DC转换模块6-2，DC-DC转换模块6-1产生±15V电压给电流环9供电，AC-DC转换模块6-2产生直流电压给各种信号指示灯13供电。信号指示灯13包括交流上电指示13-1、大功率电源供电指示13-2、程控电源供电指示13-3、测试合格指示13-4、测试中指示13-5、测试不合格指示13-6。交流上电指示13-1用于指示系统与否上电，程控电源供电指示13-2、大功率电源供电指示13-3用于指示系统电源选用状态；测试合格指示13-4、测试中指示13-5、测试不合格指示13-6用于指示物料当前测试状态。

通信转换模块7包括RS232-KLINE转换模块7-1和CAN-KLINE转换模块7-2。工业计算机1通过RS232-KLINE转换模块7-1与汽车电子控制单元建立通讯连接，工业计算机1通过CAN-KLINE转换模块7-2与汽车电子控制单元连接通信，或工业计算机1通过CAN通信模块1-1直接与汽车电子控制单元通信。

参见图2可知，直流电源2分时的向系统中矩阵模块5、DC-DC转换模块6-1、通信转换模块7、模拟负载10供电。矩阵模块5包括电源矩阵模块5-1和开关矩阵模块5-2，电源矩阵模块5-1包括实时供电电源模块5-1-1、+9V隔离电源模块5-1-2、+5V电源模块5-1-3，+9V隔离电源模块5-1-2用于控制大功率开关组8，+5V电源模块5-1-3用于开关矩阵模块5-2供电。

参见图3可知，交流电源通过漏电断路器16，经过急停按钮15给UPS19、交流扩展模块20供电，UPS19给工业计算机1、显示器18供电。交流扩展模块20给直流电源2、台式数字万用表3、信号发生器4、AC-DC转换模块6-2、散热风扇17供电。

系统采用交流与直流电源隔离设计，急停按钮两路常闭同步控制交流与直流通断。此外系统采用优良的散热设计及安全防护措施，大功率开关组8均采用低电压驱动、散热器安装。同时机柜顶部设有2组并行的散热风扇17，散热风扇17设有独立的开关控制、带有正常运行指示灯，同时散热风扇17供电电路上设有保险丝安全防护。

该功能测试系统上电后，按照如下控制方法工作：

a、开启工业计算机1；

b、开启多功能万用表3；

c、开启函数信号发生器4；

d、开启直流电源2；

f、开启直流矩阵开关14；

g、打开测试程序；

h、扫描枪12读取条形码；

i、将PCBA对正放入针床治具11，并压紧连接；

j、运行工业计算机1。

从而可以模拟汽车电子控制单元提供的各种运行环境，从而获取到各个状态的参数，从而验证汽车电子控制单元的功能是否合乎设计要求。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种应用于汽车电子控制单元的功能测试系统，其特征在于：包括工业计算机（1）、直流电源（2）、台式数字万用表（3）、矩阵模块（5）、通信转换模块（7）、电流环（9）、模拟负载（10）；

所述的工业计算机（1）通过CAN通信模块（1-1）与通信转换模块（7）进行通信，通过RS232接口模块（1-2）与直流电源（2）进行通信，通过GPIB通信模块（1-3）与台式数字万用表（3）进行通信，通过高精度ADC转换模块（1-4）与电流环（9）连接进行信号采集，通过GIO控制模块（1-5）与矩阵模块（5）连接进行输入输出控制；

所述的直流电源（2）包括程控电源（2-1）和大功率电源（2-2），所述的程控电源（2-1）通过直流矩阵开关（14）给矩阵模块（5）、DC-DC转换模块（6-1）、通信转换模块（7）供电，所述的大功率电源（2-2）通过大功率开关组（8）给系统的模拟负载（10）供电。

2.根据权利要求1所述的应用于汽车电子控制单元的功能测试系统，其特征在于：所述的矩阵模块（5）包括电源矩阵模块（5-1）和开关矩阵模块（5-2），所述的电源矩阵模块（5-1）包括用于汽车电子控制单元点火供电的实时供电电源模块（5-1-1）、用于控制大功率开关组（8）的+9V隔离电源模块（5-1-2），以及用于开关矩阵模块（5-2）供电的+5V电源模块（5-1-3），所述的开关矩阵模块（5-2）和台式数字万用表（3）连接。

3.根据权利要求1或2所述的应用于汽车电子控制单元的功能测试系统，其特征在于：电源转换模块（6）包括DC-DC转换模块（6-1）和AC-DC转换模块（6-2），所述的DC-DC转换模块（6-1）给电流环（9）供电，所述的AC-DC转换模块（6-2）给各种信号指示灯（13）供电。

4.根据权利要求3所述的应用于汽车电子控制单元的功能测试系统，其特征在于：所述的信号指示灯（13）包括交流上电指示（13-1）、大功率电源供电指示（13-2）、程控电源供电指示（13-3）、测试合格指示（13-4）、测试中指示（13-5）、测试不合格指示（13-6）。

5.根据权利要求3所述的应用于汽车电子控制单元的功能测试系统，其特征在于：所述的通信转换模块（7）包括RS232-KLINE转换模块（7-1）和CAN-KLINE转换模块（7-2），所述的工业计算机（1）通过RS232-KLINE转换模块（7-1）与汽车电子控制单元建立通讯连接；所述的工业计算机（1）通过CAN-KLINE转换模块（7-2）与汽车电子控制单元连接通信，或者所述的工业计算机（1）通过CAN通信模块（1-1）直接与汽车电子控制单元通信。

6.根据权利要求5所述的应用于汽车电子控制单元的功能测试系统，其特征在于：系统还设有漏电断路器（16），所述的漏电断路器（16）给UPS（19）、交流扩展模块（20）供电，所述的UPS（19）给工业计算机（1）、显示器（18）供电，所述的交流扩展模块（20）给直流电源（2）、台式数字万用表（3）、信号发生器（4）、AC-DC转换模块（6-2）、散热风扇（17）供电。

7.根据权利要求6所述的应用于汽车电子控制单元的功能测试系统，其特征在于：所述的矩阵模块（5）和模拟负载（10）与针床治具（11）连接。

8.根据权利要求7所述的应用于汽车电子控制单元的功能测试系统，其特征在于：所述的程控电源（2-1）和直流矩阵开关（14）间通过急停按钮（15）连接，所述的交流电源通过漏电断路器（16），经过急停按钮（15）给UPS（19）、交流扩展模块（20）供电，所述的UPS（19）给工业计算机（1）、显示器（18）供电。

9.根据权利要求8所述的应用于汽车电子控制单元的功能测试系统，其特征在于：所述的大功率开关组（8）均采用低电压驱动、散热器安装，该测试系统的机柜顶部设有散热风扇（17），所述的散热风扇（17）设有独立的控制开关和运行指示灯，所述的散热风扇（17）供电电路上设有保险丝安全防护；所述的工业计算机（1）通过标准USB接口模块（1-6）与条码扫描枪（12）进行通信。

10.一种应用于汽车电子控制单元的功能测试系统控制方法，其特征在于：

a、开启工业计算机（1）；

b、开启多功能万用表（3）；

c、开启函数信号发生器（4）；

d、开启直流电源（2）；

f、开启直流矩阵开关（14）；

g、打开测试程序；

h、扫描枪（12）读取条形码；

i、将PCBA对正放入针床治具（11），并压紧连接；

j、运行工业计算机（1）。