CN105700512A - 测试车辆控制系统的测试系统及方法 - Google Patents

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    • G05B23/0205—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
    • G05B23/0208—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterized by the configuration of the monitoring system

Abstract

本发明公开了一种测试车辆控制系统的测试系统及方法，在实时仿真系统工作平台上开发VCU的被控对象模型，实时仿真系统工作平台与VCU相交互，根据所开发的VCU的被控对象模型，向VCU发送测试信号，接收VCU返回的测试结果信号。由于采用了仿真方式模拟样车测试环境进行测试，可以仿真所有的样车信号对VCU进行测试，安全且方便。

Description

测试车辆控制系统的测试系统及方法
技术领域
本发明涉及电动汽车领域，特别涉及一种测试车辆控制系统的测试系统及方法。
背景技术
能源短缺、石油危机和环境污染愈演愈烈，给人们的生活带来巨大影响，直接关系到国家经济和社会的可持续发展。世界各国都在积极开发新能源技术。电动汽车作为一种降低石油消耗、低污染、低噪声的新能源汽车，被认为是解决能源危机和环境恶化的重要途径。新能源汽车可以是电动汽车或以电能为主的动力混合汽车。
在电动汽车中，车辆控制系统(VCU，VehicleControlUnit)是重要的核心部分，其安全运行是电动汽车正常行驶的保证。目前，测试VCU的方式采用样车测试的方式，具体为：将被测试的VCU装载到样车上，由样车调试人员及系统测试人员同时在场进行样车调试，从而验证VCU的控制策略及在控制策略下的控制逻辑是否正确。采用样车测试的方式测试VCU，需要样车调试人员的协助，浪费测试人员的时间和精力，而且不安全。如果在现场样车调试过程中出现问题，则不能及时更改或/和刷新VCU中设置的控制策略程序。
更进一步地，采用样车测试的方式测试VCU还存在一个弊端，就是测试不全面，VCU设置的正常控制策略可以在样车上进行测试，但是一些异常功能的控制策略则无法在样车的正常运行上实现。
发明内容
本发明的目的是提供一种测试车辆控制系统的测试系统，该系统能够安全且方便地对VCU进行全面测试。
本发明还提供一种测试车辆控制系统的测试方法，该方法能够安全且方便地对VCU进行全面测试。
具体地，包括：
一种测试车辆控制系统的测试系统，包括：实时仿真系统工作平台(101)及车辆控制系统VCU(102)，实时仿真系统工作平台(101)与VCU(102)之间通过线束连接，其中，
实时仿真系统工作平台(101)，用于开发VCU(102)的被控对象模型，根据所开发的VCU(102)的被控对象模型向VCU(102)发送测试信号，接收VCU(102)发送的测试结果信号。
VCU(102)，用于接收实时仿真系统工作平台(101)发送的测试信号，处理后，得到测试结果信号发送给实时仿真系统工作平台(101)。
实时仿真系统工作平台(101)，还用于根据所开发的VCU(102)的被控对象模型，生成载荷信号后，向VCU(102)发送载荷信号。
所述系统还包括外荷载单元(103)，与实时仿真系统工作平台(101)相连接，其中，
实时仿真系统工作平台(101)，还用于从外荷载单元(103)获取荷载信号向VCU(102)发送；
外荷载单元(103)，用于向实时仿真系统工作平台(101)发送荷载信号。
所述系统还包括上位机(104)，用于接收实时仿真系统工作平台(101)发送的测试信号或/和测试结果信号，进行信号监测；
实时仿真系统工作平台(101)，还用于向上位机(104)发送测试信号或/和测试结果信号。
所述实时仿真系统工作平台(101)包括：仿真模型(1011)、信号调理单元(1012)、负载仿真模块(1013)、故障注入单元(1014)、及实时平台(1015)，其中，
仿真模型(1011)，用于开发被控对象模型，从上位机(104)上将编译通过的被控对象模型下载，开发VCU(102)的被控对象模型；
信号调理单元(1012)，用于对接收和发送的信号进行转换，使得仿真系统工作平台(101)能够读取所收发的信号；
负载仿真平台(1013)，用于仿真载荷信号，向实时平台(1015)发送载荷信号；
故障注入单元(1014)，用于仿真故障信号，向实时平台(1015)发送故障信号；
实时平台(1015)，包括控制器和输入输出接口，用于向VCU(102)发送仿真的测试信号，接收VCU(102)发送的测试结果信号。
所述上位机(104)还包括测试开发模块(1016)，用于开发VCU(102)的被控对象模型，测试并编译后发送给实时仿真系统工作平台(101)处理。
一种测试车辆控制系统的测试方法，设置实时仿真系统工作平台，所述方法还包括：
在实时仿真系统工作平台上开发测试VCU的被控对象模型；
实时仿真系统工作平台与VCU相交互，根据所开发的VCU的被控对象模型，向VCU发送测试信号，接收VCU返回的测试结果信号。
所述方法还包括：
实时仿真系统工作平台与上位机交互，将所述测试结果信号发送给上位机进行信号监控。
所述方法还包括：
实时仿真系统工作平台与上位机交互，开发或/和调试VCU的被控对象模型。
根据以上各个实施例，本发明设置实时仿真系统工作平台，在实时仿真系统工作平台上开发VCU的被控对象模型，实时仿真系统工作平台与VCU相交互，根据所开发的VCU的被控对象模型，向VCU发送测试信号，接收VCU返回的测试结果信号。由于不像现有技术那样需要将VCU安装到样车上进行实际电动汽车测试，而是采用了仿真方式模拟样车测试环境进行测试，可以仿真所有的样车信号对VCU进行测试，安全且方便，更进一步地，实时仿真系统工作平台也可以对VCU的一些异常功能的控制策略进行测试。
附图说明
以下附图仅对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。
图1为本发明的一个实施例中的测试车辆控制系统的系统结构示意图；
图2为本发明的一个实施例中的实时仿真系统工作平台101的具体结构示意图
图3为本发明的一个实施例中的测试车辆控制系统的方法流程图。
标号说明
101实时仿真系统工作平台
1011仿真模型
1012信号调理单元
1013负载仿真模块
1014故障注入单元
1015实时平台
1016测试开发模块
102VCU
103外荷载单元
104上位机
具体实施方式
为了对发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部分。
在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。
为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本发明相关部分，而并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出其中的一个。
在一个实施例中，为了测试VCU，具体测试VCU设置的控制策略及在控制策略下的控制逻辑是否正确，设置实时仿真系统工作平台，在实时仿真系统工作平台上开发VCU的被控对象模型，实时仿真系统工作平台与VCU相交互，根据所开发的VCU的被控对象模型，向VCU发送测试信号，接收VCU返回的测试结果信号。
在一个实施例中，实时仿真系统工作平台可以采用德国的dSPACE公司开发的SCALEXIO硬件在环仿真设备，其通过线束与VCU相连，通过网线与上位机相连。在实时仿真系统工作平台中开发VCU的被控对象模型，基于所开发的VCU的被控对象模型仿真得到样车信号，包括硬线信号及控制器局域网络(CAN，ControllerAreaNetwork)信号，从而完成对VCU的测试，测试高效且全面，测试成本低。
在一个实施例中，图1为本发明的一个实施例中的测试车辆控制系统的系统结构示意图，包括：实时仿真系统工作平台101及VCU102，实时仿真系统工作平台101与VCU102之间通过线束连接，其中，
实时仿真系统工作平台101，用于开发VCU102的被控对象模型，根据所开发的VCU102的被控对象模型向VCU102发送测试信号，接收VCU102发送的测试结果信号。
VCU102，用于接收实时仿真系统工作平台101发送测试信号，进行处理后，得到测试结果信号发送给实时仿真系统工作平台101。
在一个实施例中，实时仿真系统工作平台101，还用于根据所开发的VCU的被控对象模型，生成载荷信号后，向VCU102发送载荷信号。
在一个实施例中，该系统还包括外荷载单元103，与实时仿真系统工作平台101相连接，实时仿真系统工作平台101，还用于从外荷载单元103获取荷载信号向VCU102发送；
外荷载单元103，用于向实时仿真系统工作平台101发送荷载信号。
这样，实时仿真系统工作平台101可以直接连接真实的负载单元得到荷载信号，或者根据开发的VCU的被控对象模型模拟得到荷载信号。
在一个实施例中，该系统还包括上位机104，用于接收实时仿真系统工作平台101发送的测试信号或/和测试结果信号，进行信号监测；
实时仿真系统工作平台101，还用于向上位机104发送测试信号或/和测试结果信号。
在一个实施例中，所述的测试车辆控制系统的系统可以模拟样车实现VCU102的全方位测试。
在一个实施例中，上位机104与实时仿真系统工作平台101之间通过以太网交互。
具体地，图2为实时仿真系统工作平台101的具体结构示意图，如图所示：包括：仿真模型1011、信号调理单元1012、负载仿真模块1013、故障注入单元1014、及实时平台1015，其中，
仿真模型1011，用于开发被控对象模型，从上位机104上将编译通过的被控对象模型下载，开发VCU102的被控对象模型；
信号调理单元1012，用于对接收和发送的信号进行转换，使得仿真系统工作平台101能够读取所收发的信号；
负载仿真平台1013，用于仿真载荷信号，向实时平台1015发送载荷信号；
故障注入单元1014，用于仿真故障信号，向实时平台1015发送故障信号；
实时平台1015，包括控制器和输入输出接口，用于向VCU102发送仿真的测试信号，接收VCU102发送的测试结果信号。
所述上位机104还包括测试开发模块1016，用于开发VCU102的被控对象模型，测试并编译后发送给实时仿真系统工作平台101处理。
上位机中的测试开发模块1016是软件安装的。
在一个实施例中，实时平台1015通过上位机104的控制，可以实现对测试VCU的被控对象模型进行编辑、编译及下载，检测VCU及记录检测过程中的所有数据。
在一个实施例中，对测试用例进行管理，实现自动化测试。
在一个实施例中，所述的测试信号比如电磁阀的控制信号，不需要连接真实的电磁阀，只需要提供电磁阀的控制信号，电流。
图3为本发明的一个实施例中的测试车辆控制系统的方法流程图，其具体步骤为：
步骤301、设置实时仿真系统工作平台；
步骤302、在实时仿真系统工作平台上开发VCU的被控对象模型；
步骤303、实时仿真系统工作平台与VCU相交互，根据所开发VCU的被控对象模型，向VCU发送测试信号，接收VCU返回的测试结果信号。
在一个实施例中，实时仿真系统工作平台与上位机交互，将所述测试结果信号发送给上位机进行分析。
在一个实施例中，实时仿真系统工作平台与上位机交互，开发或/和调试VCU的被控对象模型。
在一个实施例中，对VCU进行全面的功能测试，就需要将实时仿真系统工作平台与VCU连接，测试所有的信号以及CAN通信是否收发正常，以及标定VCU的电气值与物理值之间的关系。
在一个实施例中，具体地说，第一步骤，就是开发VCU的被控对象模型，根据所开发的VCU的被控对象模型配置VCU的硬件管脚；
第二步骤，将编译通过后的VCU的被控对象模型下载到设置的实时仿真系统工作平台上；
第三步骤，实时仿真系统工作平台根据VCU的被控对象模型，模拟BMS，MCU以及其他执行器以及传感器，与VCU进行信号传递；在此过程中，通过上位机的软件监测或修改信号。
举一个具体例子说明。
在经过上述对VCU与实时仿真系统工作平台的测试之后，就可以对VCU进行闭环测试了。
测试VCU与电动汽车的电机控制器(MCU)及电池管理系统(BMS)之间的交互，也就是VCU在驱动上电过程中与BMS及MCU进行交互，从而实现驱动上电，具体实现过程为：
1)将VCU与实时仿真系统工作平台通过线束及CAN连接好，在实时仿真系统工作平台设置CAN总线参数；
2)通过实时仿真系统工作平台给VCU供12V常电，测试CAN网络通讯协议正常；
3)根据电动汽车的控制策略，分析驱动上电的条件，包括CAN通信及硬件需要提供的信号；
4)根据电动汽车上驱动上电的流程，实时仿真系统工作平台提供硬件信号，实时仿真系统工作平台模拟BMS及MCU向VCU发送CAN消息，实现与VCU的通信交互。
同样地，对VCU的其他功能测试也可以按照此方法进行。
在一个实施例中，测试VCU时，不需要连接电动汽车的动力电池组，而是在实时仿真系统工作平台运行VCU的被控对象模型，比如运行BMS模型等，所述BMS模型经过编译后就可以通过网线下载到硬件仿真设备中，实时仿真系统工作平台与VCU通过线束连接，传输测试信号，即CAN信号及所有的实车信号线。BMS模型运行在实时仿真系统工作平台中，通过线束模拟仿真信号与VCU之间进行通信。
实时仿真系统工作平台开发VCU的被控对象模型可以被设置为与BMS相关的操作，模拟电池，进行VCU的全面测试。例如在上位机上给动力电池发送充电的指令，通过CAN总线传递给实时仿真系统工作平台运行的动力充电模型，当所述的动力充电模型接收到指令后，就开始仿真充电过程。
从上述叙述可以看出，本发明实施例可以提供各种实车仿真信号，不需要连接实际的电动汽车中的电机及电池等。实时仿真系统工作平台可以提供全面的系统测试。与背景技术相比，本发明实施例的测试系统搭建简单，测试高效，在实验室环境下就可以实现VCU的功能测试，不需要到电动汽车上进行测试。本发明实施例的测试方法不受限制，可以模拟各种异常现象，对VCU测试更彻底。本发明实施例可以注入各种故障，测试VCU的故障诊断功能。本发明实施例可以实现自动化测试，节省人力物力。
应当理解，虽然本说明书是按照各个实施方式描述的，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，而并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方案或变更，如特征的组合、分割或重复，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种测试车辆控制系统的测试系统，其特征在于，包括：实时仿真系统工作平台(101)及车辆控制系统VCU(102)，实时仿真系统工作平台(101)与VCU(102)之间通过线束连接，其中，
实时仿真系统工作平台(101)，用于开发VCU(102)的被控对象模型，根据所开发的VCU(102)的被控对象模型向VCU(102)发送测试信号，接收VCU(102)发送的测试结果信号。
VCU(102)，用于接收实时仿真系统工作平台(101)发送的测试信号，处理后，得到测试结果信号发送给实时仿真系统工作平台(101)。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述实时仿真系统工作平台(101)，还用于根据所开发的VCU(102)的被控对象模型，生成载荷信号后，向VCU(102)发送载荷信号。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括外荷载单元(103)，与实时仿真系统工作平台(101)相连接，其中，
实时仿真系统工作平台(101)，还用于从外荷载单元(103)获取荷载信号向VCU(102)发送；
外荷载单元(103)，用于向实时仿真系统工作平台(101)发送荷载信号。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括上位机(104)，用于接收实时仿真系统工作平台(101)发送的测试信号或/和测试结果信号，进行信号监测；
实时仿真系统工作平台(101)，还用于向上位机(104)发送测试信号或/和测试结果信号。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述实时仿真系统工作平台(101)包括：仿真模型(1011)、信号调理单元(1012)、负载仿真模块(1013)、故障注入单元(1014)、及实时平台(1015)，其中，
仿真模型(1011)，用于开发被控对象模型，从上位机(104)上将编译通过的被控对象模型下载，开发VCU(102)的被控对象模型；
信号调理单元(1012)，用于对接收和发送的信号进行转换，使得仿真系统工作平台(101)能够读取所收发的信号；
负载仿真平台(1013)，用于仿真载荷信号，向实时平台(1015)发送载荷信号；
故障注入单元(1014)，用于仿真故障信号，向实时平台(1015)发送故障信号；
实时平台(1015)，包括控制器和输入输出接口，用于向VCU(102)发送仿真的测试信号，接收VCU(102)发送的测试结果信号。
6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述上位机(104)还包括测试开发模块(1016)，用于开发VCU(102)的被控对象模型，测试并编译后发送给实时仿真系统工作平台(101)处理。
7.一种测试车辆控制系统的测试方法，其特征在于，设置实时仿真系统工作平台，所述方法还包括：
在实时仿真系统工作平台上开发测试VCU的被控对象模型；
实时仿真系统工作平台与VCU相交互，根据所开发的VCU的被控对象模型，向VCU发送测试信号，接收VCU返回的测试结果信号。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
实时仿真系统工作平台与上位机交互，将所述测试结果信号发送给上位机进行信号监控。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
实时仿真系统工作平台与上位机交互，开发或/和调试VCU的被控对象模型。
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