CN105974909A - 一种汽车电子测试电路自动化配置盒 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车电子测试电路自动化配置盒，其技术特点是：包括MCU模块及与其相连接的终端电阻配置模块、钥匙档位切换及本地事件使能模块、故障注入模块，终端电阻配置模块、钥匙档位切换及本地事件使能模块、故障注入模块均与ECU相连接，MCU模块接收自动化配置主机的控制指令实现对终端电阻配置模块、钥匙档位切换及本地事件使能模块、故障注入模块的控制功能，电源模块与外部供电电源相连接并输出多个电源为ECU供电。本发明能够快速有效地进行ECU测试电路配置，实现ECU的钥匙档位模拟控制、本地事件使能控制、配置终端电阻及线故障功能，满足了网络测试及网络故障码测试所需条件，使测试操作更加简便，时间控制更加精确。

Description

一种汽车电子测试电路自动化配置盒

技术领域

本发明属于车载网络及网络故障码测试技术领域，尤其是一种汽车电子测试电路自动化配置盒。

背景技术

车载网络及网络故障码测试是为了验证ECU(Electronic Control Unit)的CAN总线通信功能是否符合ISO标准定义的总线通信物理层、数据链路层、网络管理及应用层规范要求，以及ECU在接受报文丢失或接受报文数据无效时，故障码产生及恢复是否正常。CAN总线作为A类总线的主流形式，在汽车领域应用广泛，因此对于ECU的CAN网络自动化测试和故障测试也成为各厂商的关注点。

由于在ECU的网络及网络故障码测试过程中，ECU需要接入不同的电源信号，用来模拟其在实车上的工作状态，包括钥匙打到OFF档、ON档、ACC档、START档的工作条件，因此，一些ECU会有持续电源线、ACC电源线及IGN电源线等多种供电线。一些ECU在特定条件下会处于休眠状态，而本地事件可以在不动电源线的情况下将ECU唤醒。如果手动控制各个电源线的接入，或手动控制本地事件的有效状态时，容易产生抖动和反应时间过长的问题，且频繁拔插接线端易导致接插件损坏。

在ECU的网络及网络故障码测试过程中，需要保证CANH与CANL总线之间存在60Ω的终端电阻。有终端电阻的ECU内部存在120Ω的电阻，此时外围测试电路需要配置120Ω的电阻与样件电阻并联，而无终端电阻的ECU，则需要外围测试电路配置60Ω的电阻来保证信号质量。在CAN总线故障状态下测试时，需要将总线短接到电源或地，或直接将CANH与CANL短接。手动测试时接线复杂，且测试时间不精确。

在ECU的网络及网络故障码测试过程中，需要将多个ECU同时接入测试电路时，导致手动接线困难，多处接线同时控制断开时要多人配合测试，测试过程复杂且结果不准确。

综上所述，手动测试ECU的网络及网络故障码时，接线困难，操作复杂且精确度低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、准确可靠且使用方便的汽车电子测试电路自动化配置盒。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种汽车电子测试电路自动化配置盒，包括MCU模块及与其相连接的终端电阻配置模块、钥匙档位切换及本地事件使能模块、故障注入模块和电源模块，所述终端电阻配置模块、钥匙档位切换及本地事件使能模块、故障注入模块均与ECU相连接，所述MCU模块与自动化配置主机相连接并接收自动化配置主机的控制指令实现对终端电阻配置模块、钥匙档位切换及本地事件使能模块、故障注入模块的控制功能，所述电源模块与外部供电电源相连接并输出多个电源为ECU供电。

所述MCU模块还连接一节点编号模块，该节点编码模块采用拨码开关。

所述终端电阻配置模块包括继电器K1、继电器K2、四个60Ω电阻和两个100nf电容，所述继电器K1、两个60Ω电阻连接在总线CANH和CANL之间，该两个60Ω电阻的连接点通过一个100nf电容与地连接；继电器K2、另外两个60Ω电阻连接在总线CANH和CANL之间，该两个60Ω电阻的连接点通过另一个100nf电容与地连接。

所述钥匙档位切换及本地事件使能模块包括继电器K3、继电器K4、继电器K5、继电器K6、继电器K7、本地事件A开关和本地事件B开关，所述继电器K3、继电器K4、继电器K5、继电器K6一端分别连接ECU的KL30、ACC、IGN、START端口，所述继电器K3、继电器K4、继电器K5、继电器K6另一端与电源模块的多个电源引脚相连接，所述继电器K7两端分别与ECU的GND端口及电源模块的接地端相连接；本地事件A开关、本地事件B开关一侧分别连接到ECU的端口上，本地事件A开关、本地事件B开关另一侧的高电平与继电器K3相连接，本地事件A开关、本地事件B开关另一侧的低电平与继电器K7相连接，或者本地事件A开关、本地事件B开关处于悬空状态。

所述故障注入模块包括继电器K8、继电器K9、继电器K10、继电器K11、继电器K12、继电器K13和继电器K14，所述继电器K13、继电器K14的一端分别连接总线CANH和CANL上，所述继电器K13的另一端分别连接继电器K12、继电器K8和继电器K10的一端，所述继电器K14的另一端连接继电器K12的另一端、继电器K9的一端和继电器K11的一端，所述继电器K8的另一端、继电器K9的另一端连接Vbat，所述继电器K10的另一端和继电器K11的另一端与GND相连接。

本发明的优点和积极效果是：

1、本发明通过终端电阻配置模块、钥匙档位切换及本地事件使能模块、故障注入模块能够快速有效地进行ECU测试电路配置，实现ECU的钥匙档位模拟控制、本地事件使能控制、配置终端电阻及线故障功能，满足了网络测试及网络故障码测试所需条件，使测试操作更加简便，时间控制更加精确。

2、本发明既可实现ECU单节点网络测试电路配置功能，也可以接入多个ECU并实现单网段ECU集成测试电路配置功能。

3、本发明通过控制不同电源的接入和控制本地事件状态，可以实现对ECU休眠或唤醒的控制。

附图说明

图1是本发明的应用实例连接示意图；

图2是本发明的电路方框图；

图3是本发明的终端电阻配置模块原理图；

图4是本发明的钥匙档位切换及本地事件使能模块原理图；

图5是本发明的故障注入模块原理图；

图6是本发明的节点编号模块原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例做进一步详述：

一种汽车电子测试电路自动化配置盒，与ECU相连接实现对被测ECU进行CAN总线网络测试及网络故障码测试所需电路的配置功能，包括终端电阻的配置、电源及本地事件使能配置、故障注入等功能。如图1所示，多个汽车电子测试电路自动化配置盒均连接一个ECU，电子测试电路自动化配置盒连接外部供电电源，电子测试电路自动化配置盒对外部供电电源进行转换并输出多个电源为ECU供电，电子测试电路自动化配置盒还通过CANcase模块连接PC机(自动化配置主机)。该汽车电子测试电路自动化配置盒够快速有效地进行ECU测试电路配置，满足网络测试所需条件，根据需要进行档位切换及本地事件使能、故障注入，使测试操作更加简便，时间控制更加精确。

如图2所示，汽车电子测试电路自动化配置盒包括MCU模块、终端电阻配置模块、钥匙档位切换及本地事件使能模块、故障注入模块、节点编号模块和电源模块，MCU模块与终端电阻配置模块、钥匙档位切换及本地事件使能模块、故障注入模块和节点编号模块，MCU模块还通过CANcase模块连接PC机，接收PC机的配置指令并实现对各个模块控制功能。电源模块与外部供电模块相连接，其对外部电源进行转换并输出多个电源为ECU供电。下面对各个模块分别进行说明：

(1)终端电阻配置模块采用继电器组控制测试总线CANH和CANL之间的电阻值，控制电阻接入的继电器常开触点跨接在CANH和CANL之间。如图3所示，该终端电阻配置模块包括继电器K1、继电器K2、四个60Ω电阻和两个100nf电容，继电器K1、两个60Ω电阻连接在总线CANH和CANL之间，两个60Ω电阻的连接点通过一个100nf电容与地连接；继电器K2、两个60Ω电阻连接在总线CANH和CANL之间，两个60Ω电阻的连接点通过另一个100nf电容与地连接。

终端电阻配置模块在配置时，如果所测试的ECU有终端电阻120Ω，MCU模块控制闭合继电器K1，保持继电器K2处于断开状态；若所测试的ECU无终端电阻，则继电器K1和K2都要闭合；若多个ECU同时接入总线，则要依次检查各个ECU的终端状态，总之，保证CAN总线之间的电阻值为60Ω。

(2)钥匙档位切换及本地事件使能模块，采用继电器控制ECU的电源输入通断，继电器常开触点处于电源模块的电源引脚与ECU电源引脚之间；用继电器控制ECU的本地事件使能状态，ECU本地事件引脚通过继电器控制处于高电平或低电平或开路状态。如图4所示，钥匙档位切换及本地事件使能模块包括继电器K3、继电器K4、继电器K5、继电器K6、继电器K7、本地事件A开关和本地事件B开关，ECU单元的KL30、ACC、IGN、START分别通过继电器K3、继电器K4、继电器K5、继电器K6与电源模块的多个电源引脚相连接，ECU单元的GND端口通过继电器K7与电源模块的接地端相连接；本地事件A开关、本地事件B开关的一侧分别连接到ECU的端口上，本地事件A开关、本地事件B开关的另一侧的高电平与继电器K3相连接，本地事件A开关、本地事件B开关的另一侧的低电平与继电器K7相连接，上述继电器及开关通过MCU模块来控制。

所述钥匙档位切换及本地事件使能模块在配置时，如果所测试ECU有多个电源引脚以及若干本地事件，电源引脚包括蓄电池供电线和IGN电源线，本地事件A为高有效、本地事件B为低有效。在初始化接线时，蓄电池供电线和IGN电源线都接入电源模块，即继电器K3与K5闭合，本地事件处于断开状态，此时ECU正常发送报文；将IGN电源线供电断开，即K5断开，即可验证ECU在规定时间内能否休眠(不发送报文)；休眠后，再将本地事件A置为高电平，或本地事件B置为低电平，或重新接入IGN电源供电，即可验证ECU能否在休眠条件下被正常唤醒。

(3)故障注入模块，采用继电器控制CAN总线与电源或地的连接或断开，继电器常开触点处于CAN总线与电源或地之间；用继电器控制ECU的CAN总线引脚与测试设备的连接或断开，继电器常闭触点处于ECU引脚与测试设备之间。如图5所示，故障注入模块包括继电器K8、继电器K9、继电器K10、继电器K11、继电器K12、继电器K13和继电器K14，所述继电器K13、继电器K14的一端分别连接总线CANH和CANL上，继电器K13的另一端分别连接继电器K12、继电器K8、继电器K10的一端，继电器K14的另一端连接继电器K12的另一端、继电器K9的一端、继电器K11的一端，继电器K8的另一端、继电器K9的另一端连接Vbat，继电器K10的另一端和继电器K11的另一端与GND相连接，上述继电器通过MCU模块来控制。

故障注入模块配置包括故障注入模块短路故障部分配置和断路注入模块短路故障部分配置。所述故障注入模块短路故障部分，分为CAN总线与电源短路控制、CAN总线与地短路控制、CANH与CANL总线互短控制，如图4所示，所述CAN总线与电源短路控制，将继电器K8闭合，能制造CANH与电源短路故障；将继电器K9闭合，能制造CANL与电源短路故障；将继电器K8、K9同时闭合，能制造CAN总线与电源短路故障。所述CAN总线与地短路控制，将继电器K10闭合，能制造CANH与地短路故障；将继电器K11闭合，能制造CANL与地短路故障；将继电器K10、继电器K11同时闭合，能制造CAN总线与地短路故障；所述CANH与CANL总线互短控制，将继电器K12闭合，能制造CANH与CANL总线互短故障。

故障注入模块断路故障部分，分为ECU电源断路控制、ECU地断路控制、CAN总线断路控制。所述ECU电源断路控制，将为ECU正常供电的继电器K3至继电器K6断开，能制造ECU电源断路故障；所述ECU地断路控制，将为ECU地正常接入的继电器K7断开，能制造ECU地断路故障；所述CAN总线断路控制，将为ECU的CANH总线正常接入所述配置盒的继电器K13断开，能制造CANH断路故障；将为ECU的CANL总线正常接入所述配置盒的继电器K14断开，能制造CANL断路故障；将为ECU的CAN总线正常接入所述配置盒的继电器K13、K14断开，能制造CAN总线断路故障。

(4)节点编号模块，采用拨码开关为每个所述测试电路自动化配置盒编码，使每个配置盒的ID唯一。如图6所示，节点编号模块包括MCU模块和拨码开关，通过拨码开关设置每个配置盒的ID号，MCU模块通过I/O端口(P0～P7)与拨码开关相连接，MCU通过I/O端口读取拨码开关并识别该配置盒的ID。

节点编号模块在配置时，如果接入多个ECU，PC机在控制每个ECU配备的汽车电子测试电路自动化配置盒时，需要进行地址分配，将每个汽车电子测试电路自动化配置盒的拨码开关定义不同值，使每个汽车电子测试电路自动化配置盒的ID唯一，则在测试过程中，可以灵活控制每个ECU的接入断开及CAN总线、电源线的故障与恢复。

需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (5)

1.一种汽车电子测试电路自动化配置盒，其特征在于：包括MCU模块及与其相连接的终端电阻配置模块、钥匙档位切换及本地事件使能模块、故障注入模块和电源模块，所述终端电阻配置模块、钥匙档位切换及本地事件使能模块、故障注入模块均与ECU相连接，所述MCU模块与自动化配置主机相连接并接收自动化配置主机的控制指令实现对终端电阻配置模块、钥匙档位切换及本地事件使能模块、故障注入模块的控制功能，所述电源模块与外部供电电源相连接并输出多个电源为ECU供电。

2.根据权利要求1所述的一种汽车电子测试电路自动化配置盒，其特征在于：所述MCU模块还连接一节点编号模块，该节点编码模块采用拨码开关。

3.根据权利要求1或2所述的一种汽车电子测试电路自动化配置盒，其特征在于：所述终端电阻配置模块包括继电器K1、继电器K2、四个60Ω电阻和两个100nf电容，所述继电器K1、两个60Ω电阻连接在总线CANH和CANL之间，该两个60Ω电阻的连接点通过一个100nf电容与地连接；继电器K2、另外两个60Ω电阻连接在总线CANH和CANL之间，该两个60Ω电阻的连接点通过另一个100nf电容与地连接。

4.根据权利要求1或2所述的一种汽车电子测试电路自动化配置盒，其特征在于：所述钥匙档位切换及本地事件使能模块包括继电器K3、继电器K4、继电器K5、继电器K6、继电器K7、本地事件A开关和本地事件B开关，所述继电器K3、继电器K4、继电器K5、继电器K6一端分别连接ECU的KL30、ACC、IGN、START端口，所述继电器K3、继电器K4、继电器K5、继电器K6另一端与电源模块的多个电源引脚相连接，所述继电器K7两端分别与ECU的GND端口及电源模块的接地端相连接；本地事件A开关、本地事件B开关一侧分别连接到ECU的端口上，本地事件A开关、本地事件B开关另一侧的高电平与继电器K3相连接，本地事件A开关、本地事件B开关另一侧的低电平与继电器K7相连接，或者本地事件A开关、本地事件B开关处于悬空状态。

5.根据权利要求1或2所述的一种汽车电子测试电路自动化配置盒，其特征在于：所述故障注入模块包括继电器K8、继电器K9、继电器K10、继电器K11、继电器K12、继电器K13和继电器K14，所述继电器K13、继电器K14的一端分别连接总线CANH和CANL上，所述继电器K13的另一端分别连接继电器K12、继电器K8和继电器K10的一端，所述继电器K14的另一端连接继电器K12的另一端、继电器K9的一端和继电器K11的一端，所述继电器K8的另一端、继电器K9的另一端连接Vbat，所述继电器K10的另一端和继电器K11的另一端与GND相连接。