CN107219422A - 车载用电器上电测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车载用电器上电测试系统及方法，该系统包括：示波器、波形转换单元、数据处理单元和电压转换单元；示波器采集点火阶段的蓄电池B+端电压波形；波形转换单元将波形转换为初始数列；数据处理单元对初始数列中的电压值进行压差补偿，得到第一数列，再根据电压值的变化规律，将第一数列中的电压值与时间数据储存为第一、第二、第三数组，并将该三个数组合并成第二数列，再将第一、第二数列发送至电压转换单元；电压转换单元将第一、第二数列分别转化为第一、第二输出电压后，加载到被测用电器的B+端和ACC端进行测试。本发明操作简便且易于实施，仅采集蓄电池B+端电压和时间数据，即可得到与实际情况相符且准确的测试结果。

Description

车载用电器上电测试系统及方法

技术领域

本发明涉及车载用电器测试领域，尤其涉及一种车载用电器上电测试系统及方法。

背景技术

当今，汽车技术的创新多半来自于电子技术应用领域，绝大多数车企将车载电子设备(用电器)作为开发新车型、改善和提高汽车性能的主要研发方向，但这种趋势同时也导致了车载用电器的工作环境愈发复杂，以汽车启动瞬间对用电器上电电压为例，由于老化、气候等因素共同作用，蓄电池在启动瞬间输出的电压波动较大，具体在实际操作中，这个过程通常是在点火的瞬间电压值由正常值陡降至较低水平，之后又再次恢复到正常值，对于设计、制造不良的电子设备，在这个过程中很可能导致其功能发生异常，为了保障车载用电器的可靠性，对汽车启动阶段的电源管理策略进行测试，成为车载用电器的一个重要设计依据。

现有的技术方案是采集汽车启动瞬间的蓄电池B+端和汽车ACC端的电压，加载到用电器的B+和ACC端，从而对用电器进行上电测试。

然而，上述方案存在以下不足：

1)采集B+和ACC端的电压，增加了获取电压时由于延迟等因素造成的数据丢失的概率，因此，无法保证获得的电压在时间上的同步性，进而导致加载到被测用电器上的电压与实际情况不符，降低测试的准确性。

2)现有技术未考虑蓄电池端的电压与用电器端的电压存在由导线等产生的电压差，使得采集蓄电池端的启动瞬间的电压与用电器在启动瞬间所承受的实际电压值存在一定偏差。

3)采集ACC端电压时需要在整车上对保险丝盒、点火锁等多个设备进行拆除，导致操作难度和工作量的增加。

发明内容

本发明的目的是提供一种车载用电器上电测试系统及方法，以解决上述现有测试方式的问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种车载用电器上电测试系统，包括：示波器、波形转换单元、数据处理单元和电压转换单元；所述示波器分别与蓄电池B+端及所述波形转换单元连接，且所述波形转换单元、数据处理单元、电压转换单元及被测用电器依次连接；

所述示波器采集点火启动阶段的所述蓄电池B+端的电压波形；

所述波形转换单元将所述电压波形转换为按时间升序排列的初始数列，在所述初始数列中，电压值与时间一一对应；

所述数据处理单元对所述初始数列中的电压值进行压差补偿，得到第一数列；再根据电压值的下降变化规律，将所述第一数列中的电压值与时间数据分别储存为第一数组、第二数组及第三数组，并且，对所述第二数组中的电压值进行清零操作；然后将所述第一、第二、第三数组合并成按时间升序排列的第二数列；再将所述第一数列与所述第二数列发送至电压转换单元；

所述电压转换单元将所述第一数列与所述第二数列分别转化为第一输出电压与第二输出电压，并分别将所述第一输出电压和第二输出电压加载到所述被测用电器的B+端和ACC端。

优选地，所述数据处理单元将所述初始数列中时间大于0的电压值减去预设的电压差，并删除时间小于等于0的电压值与时间数据，得到第一数列。

优选地，所述数据处理单元将所述第一数列中电压下降前的等于正常电压值的电压值与时间数据存为第一数组；将电压下降期间的电压值与时间数据存为第二数组；将电压下降后的等于所述正常电压值的电压值与时间数据存为第三数组。

优选地，所述电压转换单元为双路输出可编程电源；所述双路输出可编程电源的输入端通过通讯线与所述数据处理单元连接，所述双路输出可编程电源的第一路输出端与所述被测用电器的B+端连接以及其第二路输出端与所述被测用电器的ACC端连接。

优选地，所述波形转换单元集成在所述示波器中。

一种车载用电器上电测试方法，包括：

获取点火启动阶段蓄电池B+端电压与时间对应曲线；

将所述蓄电池B+端电压与时间对应曲线转换成电压值与时间一一对应的初始数列，且所述初始数列按时间升序排列；

对所述初始数列中的电压值进行压差补偿，得到第一数列；

根据电压值的下降变化规律，获取所述第一数列中的第一个电压值至第n个电压值的电压与时间数据存为第一数组；获取所述第一数列中的第n+1个电压值至第m个电压值的电压与时间数据存为第二数组，并对所述第二数组中的电压值清零；获取所述第一数列中的第m+1个电压值至最后一个电压值的电压与时间数据存为第三数组；其中，1＜n≤1000，n+1＜m≤2000；

将所述第一、第二、第三数组合并成第二数列，并将所述第二数列按时间升序排列；

将所述第一数列与所述第二数列分别转化为第一输出电压与第二输出电压；

将所述第一输出电压和第二输出电压分别加载到被测用电器的B+端和ACC端后，对所述被测用电器进行上电测试。

优选地，所述对所述初始数列中的电压值进行压差补偿后得到第一数列包括：选取所述初始数列中时间大于0的电压值进行压差补偿，并删除时间小于等于0的电压值与时间数据后，得到第一数列。

优选地，所述压差补偿包括：减去预设的电压差。

优选地，所述第一个电压值至第n个电压值均为预设的正常电压值；所述第n+1个电压值至第m个电压值均为低于所述正常电压值的低压值；所述第m+1个电压值至最后一个电压值均为所述正常电压值。

优选地，所述正常电压值为12V±1V或24V±1V。

本发明仅采集蓄电池B+端电压和时间，从而大大降低了获取电压时由于延迟等因素造成的数据丢失的概率，并且在数据传输过程中，时间与电压值数据一同处理，进而保证了蓄电池与用电器的同步性，因此，更加符合用电器上电时的实际情况，从而有效提升了测试准确性；再有，本发明提出为电压值进行压差补偿，保证了蓄电池端的启动瞬间的电压至与用电器在启动瞬间所承受的实际电压值的一致性，此外，由于仅采集蓄电池B+端电压，无需对保险丝盒、点火锁等多个设备进行拆除，使得测试工作简便且易于实施，进而大大增加了测试效率。

附图说明

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步描述，其中：

图1为本发明提供的一种车载用电器上电测试系统的实施例的方框图；

图2为本发明提供的一种车载用电器上电测试方法的实施例的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本发明提供了一种车载用电器上电测试系统，如图1所示，包括：示波器、波形转换单元、数据处理单元和电压转换单元，在本发明的另一个实施例中，前述波形转换单元与示波器集于一体；其中，示波器的一端与蓄电池B+端连接，其另一端与波形转换单元连接，之后波形转换单元、数据处理单元、电压转换单元及被测用电器依次连接，这里需要说明的是，蓄电池还与车辆的点火线路连接(图中未示)，以及电压转换单元与被测用电器的B+端和ACC端连接。

本系统的工作方式可以阐述如下：

首先通过车辆的点火线路点火启动，当然，点火的方式可以在实车内进行，也可以采用模拟车辆点火方式，需要指出的是，本实施例是在实车内进行的；

示波器采集点火启动阶段的蓄电池B+端的电压波形，并将波形传输至波形转换单元，这里需说明的是该电压波形与时间相关；

波形转换单元将上述电压波形转换为按时间升序排列的初始数列，并将该初始数列传输至数据处理单元，需要说明的是，在该初始数列中电压值与时间一一对应；

数据处理单元对该初始数列中的电压值进行压差补偿，得到第一数列，这里需要进一步说明，为保证数据的有效性，数据处理单元可以先将该初始数列中的时间小于等于0的电压值与时间数据进行剔除操作，保留时间大于0的时间与电压值数据，而对于前述压差补偿的方式，考虑到实际情况中，用电器端的电压由于线路等原因通常会低于蓄电池B+端，因此，在本实施例中提及的压差补偿方式为每一个电压值减去预设的同一个电压差，当然，该电压差的数值可以根据实际情况进行调整；接着，数据处理单元根据第一数列中电压值的下降变化规律，将第一数列中的电压值与时间数据分别储存为第一数组、第二数组及第三数组，并且在这过程中，对第二数组中的电压值进行清零操作，这里需要指出的是，其一，第一数列源自前述初始数列，因此第一数列中的数据也是按时间升序排列；其二，这里所说的根据电压值的下降变化规律，是指根据实际上电过程中蓄电池的电压变化规律，具体可以分为上电阶段、点火瞬间阶段和点火完成阶段，每一阶段的输出电压的变化规律是，上电阶段电压基本保持在正常电压值，这里所说的正常电压值，对于不同车型可以分别为12V±1V或者24V±1V，接续上文，点火瞬间阶段电压通常会出现一个陡降和回升的过程，当升至前述正常电压值后即为点火完成阶段；据上，数据处理单元将第一数列中电压下降前的等于正常电压值的电压值与时间数据存为第一数组，将电压下降期间的电压值与时间数据存为第二数组，将电压下降后的等于所述正常电压值的电压值与时间数据存为第三数组，并且第一、第二、第三数组也是按照时间升序排列的；其三，对第二数组进行清零的原因是，根据用电器在上电阶段的实际状态，当处于点火瞬间阶段时，用电器ACC端的电压会降至为0，因此，清零即为了保证与实际情况相符；接续上文，数据处理单元将前述第一、第二、第三数组合并成按时间升序排列的第二数列；最后将第一数列和第二数列一并发送至电压转换单元；

电压转换单元将前述第一数列与第二数列分别转化为第一输出电压与第二输出电压，并分别将第一输出电压和第二输出电压加载到被测用电器的B+端和ACC端，由此可见，前述第一数列即为预加载到被测用电器的B+端电压，第二数列则为预加载到被测用电器的ACC端电压。在实际操作中，电压转换单元可以是双路输出可编程电源，数据处理单元可以是内置LabVIEW等软件的上位机。其中，双路输出可编程电源的输入端通过通讯线与数据处理单元的串口连接，具体的实施方式，例如型号为TOE8952-40双路输出可编程电源可以通过RS232通讯线缆连接数据处理单元并建立串口通信，使得数据处理单元的命令可以发送到该可编程电源中，双路输出可编程电源的通讯格式为INST OUT1；：CURR_；：VOLT_；：与INST OUT2；：CURR_；：VOLT_；：，其中两处VOLT下划线处分别代表即将发送到该可编程电源中的电压值，两处CURR下划线处为电流值，电流值可设置成固定值，例如2。数据处理单元索引第一数列与第二数列中前两个时间值，并将两个时间值作减法得到扫描时间，接着将第一数列与第二数列中的电压值按照扫描时间逐个加载到双路可编程电源中，直到所有的电压值都加载完毕。

最后，根据上述系统对被测用电器进行测试，如果用电器功能正常则通过测试，如果出现异常状况，例如黑屏、闪烁等，则记录该状态并反馈给相关设计人员。

本发明在上述系统实施例及其优选方案的基础上，提出了一种车载用电器上电测试方法，如图2所示，包括：

步骤S1、获取点火启动阶段蓄电池B+端电压与时间对应曲线；

步骤S2、将蓄电池B+端电压与时间对应曲线转换成电压值与时间一一对应的初始数列，并可以按照时间升序对该初始数列进行排列；

步骤S3、对该初始数列中的电压值进行压差补偿，得到第一数列；

如前文提及的，该步骤在实施时可以首先选取初始数列中时间大于0的电压值进行压差补偿，并删除时间小于等于0的电压值与时间数据，然后得到第一数列，而压差补偿方式则可以具体包括：如减去预设的电压差。

步骤S4、根据电压值的下降变化规律，获取前述第一数列中的第一个电压值至第n个电压值的电压与时间数据存为第一数组；再获取该第一数列中的第n+1个电压值至第m个电压值的电压与时间数据存为第二数组，并对该第二数组中的电压值清零；然后获取第一数列中的第m+1个电压值至最后一个电压值的电压与时间数据存为第三数组；

其中，第一个电压值至第n个电压值可以均为预设的正常电压值；第n+1个电压值至第m个电压值均为低于该正常电压值的低压值；第m+1个电压值至最后一个电压值均为正常电压值，在实际操作中，由于取值方式不尽相同，因此本发明在这里给出一定的数据范围作为参考，例如1＜n≤1000，n+1＜m≤2000。

步骤S5、将前述第一、第二、第三数组合并成第二数列，并可以将第二数列按时间升序排列；

步骤S6、将第一数列与第二数列分别转化为第一输出电压与第二输出电压；

步骤S7、将第一输出电压和第二输出电压分别加载到被测用电器的B+端和ACC端后，对被测用电器进行上电测试。

综上所述，本发明仅采集蓄电池B+端电压和时间，从而大大降低了获取电压时由于延迟等因素造成的数据丢失的概率，并且在数据传输过程中，时间与电压值数据一同处理，进而保证了蓄电池与用电器的时间同步性，因此，本发明提出的测试系统和方法更加符合用电器上电时的实际情况，从而能够有效提升测试准确性；再有，本发明提出为电压值进行压差补偿，保证了蓄电池端的启动瞬间的电压至与用电器在启动瞬间所承受的实际电压值的一致性，此外，由于仅采集蓄电池B+端电压，无需对保险丝盒、点火锁等多个设备进行拆除，使得测试工作简便且易于实施，进而大大增加了测试效率。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，但以上所述仅为本发明的较佳实施例，需要言明的是，上述实施例及其优选方式所涉及的技术特征，本领域技术人员可以在不脱离、不改变本发明的设计思路以及技术效果的前提下，合理地组合搭配成多种等效方案；因此，本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种车载用电器上电测试系统，其特征在于，包括：示波器、波形转换单元、数据处理单元和电压转换单元；所述示波器分别与蓄电池B+端及所述波形转换单元连接，且所述波形转换单元、数据处理单元、电压转换单元及被测用电器依次连接；

所述示波器采集点火启动阶段的所述蓄电池B+端的电压波形；

所述波形转换单元将所述电压波形转换为按时间升序排列的初始数列，在所述初始数列中，电压值与时间一一对应；

所述数据处理单元对所述初始数列中的电压值进行压差补偿，得到第一数列；再根据电压值的下降变化规律，将所述第一数列中的电压值与时间数据分别储存为第一数组、第二数组及第三数组，并且，对所述第二数组中的电压值进行清零操作；然后将所述第一、第二、第三数组合并成按时间升序排列的第二数列；再将所述第一数列与所述第二数列发送至电压转换单元；

所述电压转换单元将所述第一数列与所述第二数列分别转化为第一输出电压与第二输出电压，并分别将所述第一输出电压和第二输出电压加载到所述被测用电器的B+端和ACC端。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数据处理单元将所述初始数列中时间大于0的电压值减去预设的电压差，并删除时间小于等于0的电压值与时间数据，得到第一数列。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数据处理单元将所述第一数列中电压下降前的等于正常电压值的电压值与时间数据存为第一数组；将电压下降期间的电压值与时间数据存为第二数组；将电压下降后的等于所述正常电压值的电压值与时间数据存为第三数组。

4.根据权利要求1～3任一项所述的系统，其特征在于，所述电压转换单元为双路输出可编程电源；

所述双路输出可编程电源的输入端通过通讯线与所述数据处理单元连接，所述双路输出可编程电源的第一路输出端与所述被测用电器的B+端连接以及其第二路输出端与所述被测用电器的ACC端连接。

5.根据权利要求1～3任一项所述的系统，其特征在于，所述波形转换单元集成在所述示波器中。

6.一种车载用电器上电测试方法，其特征在于，包括：

获取点火启动阶段蓄电池B+端电压与时间对应曲线；

将所述蓄电池B+端电压与时间对应曲线转换成电压值与时间一一对应的初始数列，且所述初始数列按时间升序排列；

对所述初始数列中的电压值进行压差补偿，得到第一数列；

根据电压值的下降变化规律，获取所述第一数列中的第一个电压值至第n个电压值的电压与时间数据存为第一数组；获取所述第一数列中的第n+1个电压值至第m个电压值的电压与时间数据存为第二数组，并对所述第二数组中的电压值清零；获取所述第一数列中的第m+1个电压值至最后一个电压值的电压与时间数据存为第三数组；其中，1＜n≤1000，n+1＜m≤2000；

将所述第一、第二、第三数组合并成第二数列，并将所述第二数列按时间升序排列；

将所述第一数列与所述第二数列分别转化为第一输出电压与第二输出电压；

将所述第一输出电压和第二输出电压分别加载到被测用电器的B+端和ACC端后，对所述被测用电器进行上电测试。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述对所述初始数列中的电压值进行压差补偿后得到第一数列包括：选取所述初始数列中时间大于0的电压值进行压差补偿，并删除时间小于等于0的电压值与时间数据后，得到第一数列。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述压差补偿包括：减去预设的电压差。

9.根据权利要求6～8任一项所述的方法，其特征在于，所述第一个电压值至第n个电压值均为预设的正常电压值；所述第n+1个电压值至第m个电压值均为低于所述正常电压值的低压值；所述第m+1个电压值至最后一个电压值均为所述正常电压值。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述正常电压值为12V±1V或24V±1V。