CN105738130B - 电动助力转向控制器硬件功能测试台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动助力转向控制器硬件功能测试台，包括上位机、仿真信号产生模块；待测控制器烧入底层硬件功能测试软件；上位机设置有上位机测控软件；上位机发送测试指令及仿真参数到待测控制器，并接收待测控制器反馈的测试结果；上位机发送仿真参数到仿真信号产生模块；仿真信号产生模块根据上位机发送来的仿真参数及指令产生仿真信号并输出到待测控制器；待测控制器的底层硬件功能测试软件，根据测试指令及仿真参数控制待测控制器运行，并采集待测控制器的各硬件的电气功能数据，反馈到上位机。本发明的电动助力转向控制器硬件功能测试台，能对电动助力转向控制器硬件模块电路的电气参数进行单独测试。

Description

电动助力转向控制器硬件功能测试台

技术领域

本发明涉及汽车电子技术，特别涉及一种电动助力转向控制器硬件功能测试台。

背景技术

当前的电动助力转向系统硬件模块的测试，主要依赖于上层的策略软件以及机械转向系统的联合测试，电动助力转向控制器硬件模块电路的电气参数及功能的检测并不独立，一旦当联合测试出现故障后，无法准确判断出现有问题的出现是由于硬件原因还是软件原因造成。比如对于不同行驶工况下控制器硬件电流输出特性的检测，中国专利CN200710190075种所采用的方法是将控制器安装的转向系统中，通过向转向系统施加不同的转向盘阻力矩，而使得控制器输出不同的电流，这种测试台成本高，试验步骤繁琐。由于是对控制器的整体功能的测试，一旦出现问题，依然很难对问题产生的原因进行分析。

电动主助力转向系统控制器，主要分为直流无刷电机控制器、直流有刷电机控制器两种。现有的电动助力转向控制器的功能测试台，测试往往只针对两者之一，在有多个项目开展的时候，往往导致测试设备的闲置及利用率不高等现象，增加了时间和设备成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种电动助力转向控制器硬件功能测试台，能对电动助力转向控制器硬件模块电路的电气参数进行单独测试。

为解决上述技术问题，本发明提供的电动助力转向控制器硬件功能测试台，包括上位机、仿真信号产生模块；

待测控制器，烧入底层硬件功能测试软件；

所述上位机，设置有上位机测控软件；

所述上位机，与待测控制器通信，发送测试指令及仿真参数到待测控制器，并接收待测控制器反馈的测试结果；

所述上位机，与仿真信号产生模块通信，发送仿真参数到仿真信号产生模块；

所述仿真信号产生模块，用于根据所述上位机发送来的仿真参数及指令产生仿真信号并输出到待测控制器；

待测控制器的底层硬件功能测试软件，根据测试指令及仿真参数控制待测控制器运行，并采集待测控制器的各硬件的电气功能数据，反馈到所述上位机。

较佳的，所述上位机同待测控制器通过CAN总线通信。

较佳的，所述电动助力转向控制器硬件功能测试台，还包括电机负载线圈模拟模块；

所述上位机，与电机负载线圈模拟模块通信，发送负载模式选择指令到电机负载线圈模拟模块；

所述电机负载线圈模拟模块，用于根据所述上位机发送来的负载模式选择指令，以三相线圈模式或两相线圈模式接入到待测控制器。

较佳的，所述电动助力转向控制器硬件功能测试台，还包括电源输入控制模块；

所述上位机，与电源输入控制模块通信，发送电源设置参数到电源输入控制模块；

所述电源输入控制模块，用于根据上位机的发送来的电源设置参数，输出相应电压或电流到待测控制器。

较佳的，所述电源输入控制模块，同上位机之间通过串口通信协议通信。

较佳的，所述仿真信号产生模块，包括开关信号输出模块、脉宽调制信号输出模块、旋转变压器信号输出模块；

所述上位机，与开关信号输出模块、脉宽调制信号输出模块、旋转变压器信号输出模块分别通信；

所述开关信号输出模块，根据所述上位机发送来的开关信号仿真参数及指令产生待测控制器能够识别的各种开关仿真信号并输出到待测控制器；

所述脉宽调制信号输出模块，根据所述上位机发送来的脉宽调制信号仿真参数及指令产生待测控制器能够识别的各种脉宽调制仿真信号并输出到待测控制器；

所述旋转变压器信号输出模块，用于接收来自待测控制器内部的旋转变压器激励信号，根据所述上位机发送来的旋转变压器信号仿真参数，反馈待测控制器能够识别的旋转变压器仿真信号并输出到待测控制器。

较佳的，所述脉宽调制信号输出模块输出的脉宽调制仿真信号，为扭矩传感器信号仿真、车速信号仿真或发动机转速信号仿真；

当接收到上位机的扭矩传感器信号模拟指令，所述脉宽调制信号输出模块模拟在一定车速、一定转向盘转角下的转向盘力矩，并将此转向盘力矩转化成待测控制器能够识别的脉宽调制仿真信号输出到待测控制器，进行扭矩传感器信号仿真；

当接收到上位机的车速信号模拟指令，所述脉宽调制信号输出模块模拟汽车的车速，并将此车速转化成待测控制器能够识别的脉宽调制仿真信号输出到待测控制器，进行车速信号仿真；

当接收到上位机的发动机转速信号模拟指令，所述脉宽调制信号输出模块模拟汽车发动机转速，并将此汽车发动机转速转化成待测控制器能够识别的脉宽调制信号传送给待测控制器，进行发动机转速信号模拟。

较佳的，待测控制器的底层硬件功能测试软件，采集并反馈到上位机的待测控制器的硬件电气功能数据，包括：

(1)待测控制器输出的驱动电流；

(2)待测控制器的供电及继电器控制电路模块的电气特性及时序；

(3)待测控制器的扭矩/转角传感器接口电路模块的信号电气特性、时序、滤波效果；

(4)待测控制器的车速模块、发动机转速模块、点火信号模块的信号频率、占空比、电压；

(5)待测控制器的旋转变压器解码器接口电路模块的信号完整度、电气特性、滤波效果；

(6)待测控制器的单片机接口电路模块的电源时序、信号分辨率、电气SPC要求完成度；

(7)待测控制器的CAN总线电路模块的CAN通讯状态；

(8)待测控制器的EEPROM电路模块的数据读写状态；

(9)待测控制器的三相桥驱动模块或H桥驱动模块的驱动时序、MOS开关效果、负载电流反馈。

较佳的，上位机测控软件与待测控制器的底层硬件功能测试软件之间通过CAN总线采用主从通信方式进行测试；

所述上位机测控软件的主操作界面，包括用户登录界面、输入设置界面、测试及故障诊断界面；

所述主操作界面，用于选择进入用户登录界面、输入设置界面或的选择及测试及故障诊断界面；

所述输入设置界面，用于进行测试用参数设置；

所述测试及故障诊断界面，用于输出待测控制器反馈的测试信息及故障信息。

本发明的电动助力转向控制器硬件功能测试台，只进行电动助力转向控制器的硬件功能检测，从而能将控制器的硬件功能测试与软件功能测试分开，检测过程中不需要将待测控制器安装在转向系统中，待测控制器中只需烧入必要的硬件功能测试软件，无需烧入上层控制策略软件。本发明的电动助力转向控制器硬件功能测试台，由于只进行电动助力转向控制器的硬件功能检测，一旦检测结果中出现故障，必然是硬件造成的故障，从而提高了测试的效率。本发明的电动助力转向控制器硬件功能测试台，在进行测试之前，可以通过上位机选择控制器的负载类型，电机负载线圈模拟模块按照上位机发送的负载模式选择指令，切换线圈负载端的继电器，完成负载的自动切换功能，代替手工接线，能够兼容直流有刷电机控制器和直流无刷电机控制器的硬件功能测试，间接降低了测试设备的投入成本，能够缩短产品的研发时间和减少产品的研发成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面对本发明所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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是本发明的控制器硬件功能测试台一实施例硬件组成示意图；

图2是本发明的控制器硬件功能测试台一实施例上位机测控软件的主操作界面示意图；

图3是本发明的控制器硬件功能测试台一实施例上位机测控软件的输入设置界面示意图；

图4是本发明的控制器硬件功能测试台一实施例上位机测控软件的测试及故障诊断界面示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

电动助力转向控制器硬件功能测试台，如图1所示，包括上位机、仿真信号产生模块；

待测控制器烧入底层硬件功能测试软件；

所述上位机，设置有上位机测控软件；

所述上位机，与待测控制器通信，发送测试指令及仿真参数到待测控制器，并接收待测控制器反馈的测试结果；

所述上位机，与仿真信号产生模块通信，发送仿真参数到仿真信号产生模块；

所述仿真信号产生模块，用于根据所述上位机发送来的仿真参数及指令产生仿真信号并输出到待测控制器；

待测控制器的底层硬件功能测试软件，根据测试指令及仿真参数控制待测控制器运行，并采集待测控制器的各硬件的电气功能数据，反馈到所述上位机。

较佳的，所述上位机同待测控制器通过CAN总线通信。

实施例一的电动助力转向控制器硬件功能测试台，只进行电动助力转向控制器的硬件功能检测，从而能将控制器的硬件功能测试与软件功能测试分开，检测过程中不需要将待测控制器安装在转向系统中，待测控制器中只需烧入必要的硬件功能测试软件，无需烧入上层控制策略软件。实施例一的电动助力转向控制器硬件功能测试台，由于只进行电动助力转向控制器的硬件功能检测，一旦检测结果中出现故障，必然是硬件造成的故障，从而提高了测试的效率。

实施例二

基于实施例一，所述电动助力转向控制器硬件功能测试台，还包括电机负载线圈模拟模块；

所述上位机，与电机负载线圈模拟模块通信，发送负载模式选择指令到电机负载线圈模拟模块；

所述电机负载线圈模拟模块，使用三相线圈模拟直流有刷电机负载，使用两相线圈模拟直流无刷电机负载；

所述电机负载线圈模拟模块，用于根据所述上位机发送来的负载模式选择指令，以三相线圈模式或两相线圈模式接入到待测控制器。

实施例二的电动助力转向控制器硬件功能测试台，在进行测试之前，可以通过上位机选择控制器的负载类型，电机负载线圈模拟模块按照上位机发送的负载模式选择指令，切换线圈负载端的继电器，完成负载的自动切换功能，代替手工接线，能够兼容直流有刷电机控制器和直流无刷电机控制器的硬件功能测试，间接降低了测试设备的投入成本，能够缩短产品的研发时间和减少产品的研发成本。

实施例三

基于实施例二，所述电动助力转向控制器硬件功能测试台，还包括电源输入控制模块；

所述上位机，与电源输入控制模块通信，发送电源设置参数到电源输入控制模块；

所述电源输入控制模块，用于根据上位机的发送来的电源设置参数，输出相应电压或电流到待测控制器。

较佳的，所述电源输入控制模块，同上位机之间通过串口通信协议通信。

实施例四

基于实施例三的电动助力转向控制器硬件功能测试台，所述仿真信号产生模块，包括开关信号输出模块、脉宽调制信号输出模块、旋转变压器信号输出模块；

所述上位机，与开关信号输出模块、脉宽调制信号输出模块、旋转变压器信号输出模块分别通信；

所述开关信号输出模块，用于模仿实车环境，根据所述上位机发送来的开关信号仿真参数及指令产生待测控制器能够识别的各种开关仿真信号并输出到待测控制器；

所述脉宽调制信号输出模块，用于模仿实车环境，根据所述上位机发送来的脉宽调制信号仿真参数及指令产生待测控制器能够识别的各种脉宽调制仿真信号并输出到待测控制器；

所述旋转变压器信号输出模块，用于接收来自待测控制器内部的旋转变压器激励信号，根据所述上位机发送来的旋转变压器信号仿真参数，反馈待测控制器能够识别的旋转变压器仿真信号并输出到待测控制器。

较佳的，所述脉宽调制信号输出模块输出的脉宽调制仿真信号，为扭矩传感器信号仿真、车速信号仿真或发动机转速信号仿真；

当接收到上位机的扭矩传感器信号模拟指令，所述脉宽调制信号输出模块模拟在一定车速、一定转向盘转角下的转向盘力矩，并将此转向盘力矩转化成待测控制器能够识别的脉宽调制仿真信号输出到待测控制器，进行扭矩传感器信号仿真；

当接收到上位机的车速信号模拟指令，所述脉宽调制信号输出模块模拟汽车的车速，并将此车速转化成待测控制器能够识别的脉宽调制仿真信号输出到待测控制器，进行车速信号仿真；

当接收到上位机的发动机转速信号模拟指令，所述脉宽调制信号输出模块模拟汽车发动机转速，并将此汽车发动机转速转化成待测控制器能够识别的脉宽调制信号传送给待测控制器，进行发动机转速信号模拟。

实施例五

基于实施例四的电动助力转向控制器硬件功能测试台，待测控制器的底层硬件功能测试软件，采集并反馈到上位机的待测控制器的硬件电气功能数据，包括：

(1)待测控制器输出的驱动电流；

(2)待测控制器的供电及继电器控制电路模块的电气特性及时序；

(3)待测控制器的扭矩/转角传感器接口电路模块的信号电气特性、时序、滤波效果；

(4)待测控制器的车速模块、发动机转速模块、点火信号模块的信号频率、占空比、电压；

(5)待测控制器的旋转变压器解码器接口电路模块的信号完整度、电气特性、滤波效果；

(6)待测控制器的单片机接口电路模块的电源时序、信号分辨率、电气SPC(Statistical Process Control，统计过程控制)要求完成度；

(7)待测控制器的CAN总线电路模块的CAN通讯状态；

(8)待测控制器的EEPROM电路模块的数据读写状态；

(9)待测控制器的三相桥驱动模块或H桥驱动模块的驱动时序、MOS开关效果、负载电流反馈。

实施例五的电动助力转向控制器硬件功能测试台，能够对控制器的硬件模块电路的电气参数及功能进行测试，并且只需完成控制器底层最基础部分的底层硬件功能测试软件编写即可，诸如控制器上的单片机的I/O模块、AD电路模块、CAN通信模块等底层硬件的功能测试软件，上位机在与待测控制器样件CAN握手成功后对待控制器测样件进行测试，测试完成后对比测试需求生成测试报告。

实施例六

基于实施例五的电动助力转向控制器硬件功能测试台，上位机测控软件与待测控制器的底层硬件功能测试软件之间通过CAN总线(控制器局域网总线)采用主从通信方式进行测试，即上位机测控软件根据“控制器硬件功能测试通信协议”中的规定向待测控制器发送CAN总线命令，待测控制器的底层硬件功能测试软件根据“控制器硬件功能测试通信协议”解析命令，执行相应的操作，并采集待测控制器的各硬件的电气功能数据反馈到所述上位机。

所述上位机测控软件的主操作界面，包括用户登录界面、输入设置界面、测试及故障诊断界面，如图2所示；

所述主操作界面，用于选择进入用户登录界面、输入设置界面或的选择及测试及故障诊断界面；

所述输入设置界面，用于进行测试用参数设置，如图3所示，可以进行如下功能的设置：

(1)负载模式选择，用于对电机负载线圈模拟模块选择直流有刷电机模式或直流无刷电机模式进行设定；

(2)PWM输入设定，用于对脉宽调制信号输出模块输出的脉宽调制仿真信号的频率、幅度限值、占空比限值等参数进行设置，并可对脉宽调制信号输出模块输出的脉宽调制仿真信号到待测控制器的通道进行ON/OFF(开/关)选择；

(3)开关输入设定，用于对开关信号输出模块输出的开关仿真信号(例如，发动机点火信号)的频率、幅度限值、占空比限值等参数进行设置，并可对开关信号输出模块输出的开关仿真信号到待测控制器的通道进行ON/OFF(开/关)选择；

(4)模拟信号配置，用于对旋转变压器信号输出模块输出的旋转变压器仿真信号的幅值、带宽等参数进行设置，表示不同的电机转速和电机位置；

(5)三相桥或H桥输出驱动设置，用于对待测控制器的三相桥或H桥的输出频率以及输出的占空比、幅值进行设置；

(6)电源输出特性的设置，用于对电源输入控制模块的输出电压、电流进行配置，使其能为待测控制器提供不同形式的电能输入。

(7)CAN接口设置，用于对CAN接口进行配置(例如，进行接口选择、波特率设置)；

(8)测试循环设置，用于对对每次测试进行总循环时间(或者总循环次数)、记录文件可记录循环次数、循环间隔时间等参数进行设置，并可对当前循环测试进行开始、暂停和停止控制。

所述测试及故障诊断界面，用于输出待测控制器反馈的测试信息及故障信息，如图4所示，

(1)测试信息反馈，所述上位机测控软件，只需在每次测试开始后读取一次控制器版本信息后，显示在交互界面上并存储至测试日志中，实时显示测试运行时间、循环次数、错误循环次数实时显示，实时显示循环不良信息、诊断分析数据；

(2)CAN握手信息反馈，所述上位机测控软件，针对每一次测试，均可以显示上位机与待测控制器CAN握手成功、CAN握手失败或者CAN未连接等信息。

(3)开关信号测试，所述上位机测控软件，支持多通道开关输入测试，主要包括发动机点火信号，测试结果需显示在交互界面上并存储至测试日志中。

(4)脉宽调制信号测试，所述上位机测控软件，支持多通道脉宽调制信号(PWM信号)输入测试，主要是扭矩传感器信号、车速信号、发动机转速信号灯，测试结果需显示在交互界面上并存储至测试日志中。

(5)模拟信号测试，所述上位机测控软件，支持多通道模拟信号测试，主要是待测控制器输出驱动电流信号、供电电源电压信号、控制器内部温度采集信号等，测试结果需显示在交互界面上并存储至测试日志中。

(6)EEPROM读写测试，所述上位机测控软件，支持读取EEPROM中指定地址中数据进行EEPROM测试，将测试结果显示在交互界面上并存储至测试日志中。

(7)故障诊断码显示，所述上位机测控软件，支持读取底层硬件的功能测试软件解析完成的具体故障信息，将故障信息显示在交互界面上并存储至测试日志中。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种电动助力转向控制器硬件功能测试台，其特征在于，包括上位机、仿真信号产生模块及电机负载线圈模拟模块；

待测控制器，烧入底层硬件功能测试软件；

所述上位机，设置有上位机测控软件；

所述上位机，与待测控制器通信，发送测试指令及仿真参数到待测控制器，并接收待测控制器反馈的测试结果；

所述上位机，与仿真信号产生模块通信，发送仿真参数到仿真信号产生模块；

所述上位机，与电机负载线圈模拟模块通信，发送负载模式选择指令到电机负载线圈模拟模块；

所述仿真信号产生模块，用于根据所述上位机发送来的仿真参数及指令产生仿真信号并输出到待测控制器；

待测控制器的底层硬件功能测试软件，根据测试指令及仿真参数控制待测控制器运行，并采集待测控制器的各硬件的电气功能数据，反馈到所述上位机；

所述电机负载线圈模拟模块，用于根据所述上位机发送来的负载模式选择指令，以三相线圈模式或两相线圈模式接入到待测控制器。

2.根据权利要求1所述的电动助力转向控制器硬件功能测试台，其特征在于，

所述上位机同待测控制器通过CAN总线通信。

3.根据权利要求1所述的电动助力转向控制器硬件功能测试台，其特征在于，

所述电动助力转向控制器硬件功能测试台，还包括电源输入控制模块；

所述上位机，与电源输入控制模块通信，发送电源设置参数到电源输入控制模块；

所述电源输入控制模块，用于根据上位机的发送来的电源设置参数，输出相应电压或电流到待测控制器。

4.根据权利要求3所述的电动助力转向控制器硬件功能测试台，其特征在于，

所述电源输入控制模块，同上位机之间通过串口通信协议通信。

5.根据权利要求1所述的电动助力转向控制器硬件功能测试台，其特征在于，

所述仿真信号产生模块，包括开关信号输出模块、脉宽调制信号输出模块、旋转变压器信号输出模块；

所述上位机，与开关信号输出模块、脉宽调制信号输出模块、旋转变压器信号输出模块分别通信；

所述开关信号输出模块，根据所述上位机发送来的开关信号仿真参数及指令产生待测控制器能够识别的各种开关仿真信号并输出到待测控制器；

所述脉宽调制信号输出模块，根据所述上位机发送来的脉宽调制信号仿真参数及指令产生待测控制器能够识别的各种脉宽调制仿真信号并输出到待测控制器；

所述旋转变压器信号输出模块，用于接收来自待测控制器内部的旋转变压器激励信号，根据所述上位机发送来的旋转变压器信号仿真参数，反馈待测控制器能够识别的旋转变压器仿真信号并输出到待测控制器。

6.根据权利要求5所述的电动助力转向控制器硬件功能测试台，其特征在于，

所述脉宽调制信号输出模块输出的脉宽调制仿真信号，为扭矩传感器信号的仿真信号、车速信号的仿真信号或发动机转速信号的仿真信号；

当接收到上位机的扭矩传感器信号模拟指令，所述脉宽调制信号输出模块模拟在一定车速、一定转向盘转角下的转向盘力矩，并将此转向盘力矩转化成待测控制器能够识别的脉宽调制仿真信号输出到待测控制器，进行扭矩传感器信号仿真；

当接收到上位机的车速信号模拟指令，所述脉宽调制信号输出模块模拟汽车的车速，并将此车速转化成待测控制器能够识别的脉宽调制仿真信号输出到待测控制器，进行车速信号仿真；

当接收到上位机的发动机转速信号模拟指令，所述脉宽调制信号输出模块模拟汽车发动机转速，并将此汽车发动机转速转化成待测控制器能够识别的脉宽调制信号传送给待测控制器，进行发动机转速信号模拟。

7.根据权利要求1所述的电动助力转向控制器硬件功能测试台，其特征在于，

待测控制器的底层硬件功能测试软件，采集并反馈到上位机的待测控制器的硬件电气功能数据，包括：

(1)待测控制器输出的驱动电流；

(2)待测控制器的供电及继电器控制电路模块的电气特性及时序；

(3)待测控制器的扭矩/转角传感器接口电路模块的信号电气特性、时序、滤波效果；

(4)待测控制器的车速模块、发动机转速模块、点火信号模块的信号频率、占空比、电压；

(5)待测控制器的旋转变压器解码器接口电路模块的信号完整度、电气特性、滤波效果；

(6)待测控制器的单片机接口电路模块的电源时序、信号分辨率、电气SPC要求完成度；

(7)待测控制器的CAN总线电路模块的CAN通讯状态；

(8)待测控制器的EEPROM电路模块的数据读写状态；

(9)待测控制器的三相桥驱动模块或H桥驱动模块的驱动时序、MOS开关效果、负载电流反馈。

8.根据权利要求1到7任一项所述的电动助力转向控制器硬件功能测试台，其特征在于，

上位机测控软件与待测控制器的底层硬件功能测试软件之间通过CAN总线采用主从通信方式进行测试；

所述上位机测控软件的主操作界面，包括用户登录界面、输入设置界面、测试及故障诊断界面；

所述主操作界面，用于选择进入用户登录界面、输入设置界面或的选择及测试及故障诊断界面；

所述输入设置界面，用于进行测试用参数设置；

所述测试及故障诊断界面，用于输出待测控制器反馈的测试信息及故障信息。