CN107577218B - 一种汽车空调控制单元自动化测试设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种汽车空调控制器自动化测试设备，包括上位机、测试仿真机柜、空调室和汽车空调测试试验台，上位机与测试仿真机柜布置在空调室外且彼此连接，测试仿真机柜中设置有通信连接的被测汽车空调控制器和仿真装置，汽车空调测试试验台布置在空调室内，汽车空调测试试验台上设置有汽车模拟舱和实车部件。上位机向测试仿真机柜发送控制指令以对被测汽车空调控制器所能实现的功能进行测试，测试仿真机柜根据上位机发送的控制指令，通过电信号对空调室和汽车空调测试试验台进行控制，并将采集的测试数据实时发送给上位机。本发明能够在实验室环境下对汽车空调控制器的全部功能进行测试，测试覆盖度高，测试周期短。

Description

一种汽车空调控制单元自动化测试设备

技术领域

本发明涉及自动化测试领域，具体涉及一种汽车空调控制单元自动化测试设备。

背景技术

汽车空调控制单元的产品验证工作是产品开发阶段的重要环节，传统的实车路试手段需要进行冬季及夏季试验，测试周期长，验证成本高，试验风险大，同时空气质量、发动机冷却水温度以及环境温度等条件不受人为控制，导致其测试结果具有一定的局限性。而目前汽车空调控制单元仿真测试系统虽然可以通过模拟传感器电信号的方式，快速的对空气质量、发动机冷却水温度及环境温度等条件进行设置，但由于其脱离实际运行环境，无法对汽车空调控制单元的实际温度控制效果进行验证。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种汽车空调控制单元自动化测试设备，该设备不仅可以通过上位机对空气质量、发动机冷却水温度及环境温度等参数进行控制，提高了测试覆盖度，同时由电机替代发动机带动压缩机工作，还可以对空调实际温度控制效果进行验证。

本发明采用的技术方案为：

本发明实施例提供一种汽车空调控制器自动化测试设备，包括上位机、测试仿真机柜、布置有空调的空调室和汽车空调测试试验台，所述上位机与所述测试仿真机柜布置在所述空调室外且彼此连接，所述测试仿真机柜中设置有通信连接的被测汽车空调控制器和仿真装置，所述汽车空调测试试验台布置在所述空调室内，所述汽车空调测试试验台上设置有汽车模拟舱，所述汽车模拟舱内设置有汽车空调HVAC总成、温度传感器和等离子发生器，所述汽车空调HVAC总成包括以下装置：风门和驱动所述风门的风门电机、鼓风机、蒸发器、加热器、自动摆风电机，在所述汽车模拟舱外部设置有以下装置：电机、压缩机、散热器、干燥器、膨胀阀、热水池、电控水泵和暖风水阀，所述电控水泵放置在所述热水池中，所述加热器的出水口与所述热水池的回水端连接，所述加热器的进水口与所述暖风水阀的一端连接，所述暖风水阀的另一端与所述电控水泵的出水口连接，以构成加热系统；所述蒸发器的制冷剂入口与所述膨胀阀、干燥器、散热器的出口依次串联连接，所述蒸发器的制冷剂出口与所述压缩机的一端连接，所述压缩机的另一端与所述散热器的入口连接，以构成制冷系统，所述电机与所述压缩机连接并驱动所述压缩机，所述测试仿真机柜分别与所述空调、所述温度传感器、所述等离子发生器、所述电机、所述压缩机、所述散热器、所述干燥器、所述膨胀阀、所述电控水泵、所述暖风水阀以及所述汽车空调HVAC总成的各装置连接；其中，所述上位机用于向所述仿真装置发送指示所述仿真装置和所述被测汽车空调控制器按照指定操作以对所述被测汽车空调控制器所能实现的功能进行测试的控制指令，所述仿真装置和所述被测汽车空调控制器基于所述控制指令进行相应的操作，并且所述仿真装置采集响应于所述控制指令所得到的测试数据，并将采集的测试数据发送给所述上位机。

可选地，所述上位机将所接收的测试数据与预设数据进行比较，并基于比较结果对所述被测汽车控制汽车空调控制器所能实现的功能进行评估。

可选地，如果所述测试数据与所述预设数据一致，则表示测试通过，否则，表示测试失败。

可选地，所述控制指令包括：第一指令，指示所述仿真装置对第一被控对象进行控制以为对所述被测汽车空调控制器所能实现的功能进行测试提供测试环境；第二指令，指示所述仿真装置模拟汽车空调系统开关、空气质量传感器、阳光传感器和防雾传感器中的至少一个的电信号并发送给所述被测汽车空调控制器；第三指令，指示所述仿真装置仿真所述被测汽车空调控制器的线路故障；所述被测汽车空调控制器基于所接收的电信号对第二被控对象进行控制，其中，所述第一被控对象包括空调、散热器、电机和电控水泵，所述第二被控对象包括压缩机、等离子发生器、暖风水阀和所述汽车空调HVAC总成的各装置。

可选地，所述仿真装置包括处理器、I/O板卡和故障模拟板卡，其中，所述处理器用于基于所述第一指令和所述第二指令计算控制所述第一被控对象和所述第二被控对象所需的目标值；所述I/O板卡用于将所述处理器计算出的目标值转换成对所述第一被控对象和所述第二被控对象进行控制的电信号，并将对所述第二被控对象进行控制的电信号发送给所述被测汽车空调控制器，所述故障模拟板卡用于根据所述第三指令仿真所述被测汽车空调控制器的线路故障。

可选地，所述I/O板卡还用于，采集响应于所述第一指令、所述第二指令和所述第三指令所得到的测试数据，并将所述测试数据发送给所述上位机。

可选地，所述响应于所述第一指令所得到的测试数据包括空调室温度、散热器转速、热水池温度、电控水泵转速和电机转速；所述响应于所述第二指令所得到的测试数据包括鼓风机转速、自动摆风电机转速、风门电机位置、汽车模拟舱温度、蒸发器温度、制冷系统压力、等离发生器驱动信号、暖风水阀驱动信号和压缩机驱动信号；所述响应于所述第三指令所得到的测试数据包括用于记录故障状态的被测汽车空调控制器的内部诊断数据。

可选地，所述汽车空调HVAC总成布置在所述汽车模拟舱的前端，所述汽车空调HVAC总成的进风口与所述汽车模拟舱的空气入口连接，所述汽车空调HVAC总成的出风口安装有布条。

本发明的有益效果为，通过采用虚拟仿真测试技术，在实验室环境下就可以对汽车空调控制单元进行全部功能测试，测试环境较实车路试而言，不需要特殊试验场地，降低了测试成本，降低了测试风险；缩短了测试周期，提高了测试覆盖度。与目前汽车空调控制单元仿真测试相比，本发明试验环境更加真实，可实现对汽车空调控制单元温度控制效果的验证，进一步提升了测试覆盖度。

附图说明

图1为本发明实施例的汽车空调控制单元自动化测试设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

图1为本发明的汽车空调控制单元自动化测试设备的结构示意图。如图1所示，本发明实施例提供的一种汽车空调控制器自动化测试设备，包括上位机1、测试仿真机柜2、布置有空调的空调室3和汽车空调测试试验台4，所述上位机1与所述测试仿真机柜2布置在所述空调室3外且彼此连接，所述测试仿真机柜2中设置有通信连接的被测汽车空调控制器和仿真装置，所述汽车空调测试试验台4布置在所述空调室3内。所述汽车空调测试试验台4上设置有汽车模拟舱5和实车部件，所述汽车模拟舱5内设置有汽车空调供热通风与空气调节(HVAC，Heating,Ventilation and Air Conditioning)总成14、温度传感器和等离子发生器(未图示)，所述汽车空调HVAC总成14可包括以下装置：风门17和驱动所述风门的风门电机、鼓风机19、蒸发器15、加热器16、自动摆风电机(未图示)等，所述实车部件可包括以下装置：散热器6、电机7、压缩机8、干燥器9、膨胀阀10、热水池11、电控水泵12和暖风水阀13，所述电控水泵12放置在所述热水池11中，所述加热器16的出水口与所述热水池11的回水端连接，所述加热器16的进水口与所述暖风水阀13的一端连接，所述暖风水阀13的另一端与所述电控水泵12的出水口连接，以构成加热系统；所述蒸发器15的制冷剂入口与所述膨胀阀10、干燥器9、散热器6的出口依次串联连接，所述蒸发器15的制冷剂出口与所述压缩机8的一端连接，所述压缩机8的另一端与所述散热器6的入口连接，以构成制冷系统；所述电机7与所述压缩机8连接并驱动所述压缩机，所述测试仿真机柜2分别与所述空调、所述温度传感器、所述等离子发生器、所述电机7、所述压缩机8、所述散热器6、所述干燥器9、所述膨胀阀10、所述电控水泵12和所述暖风水阀13以及所述汽车空调HVAC总成的各装置连接。其中，所述上位机1用于向所述仿真装置发送指示所述仿真装置和所述被测汽车空调控制器按照指定操作以对所述被测汽车空调控制器所能实现的功能进行测试的控制指令，所述仿真装置和所述被测汽车空调控制器基于所述控制指令进行相应的操作，并且所述仿真装置采集响应于所述控制指令所得到的测试数据，并将采集的测试数据发送给所述上位机1。

进一步地，所述上位机1将所接收的测试数据与预设数据进行比较，并基于比较结果对所述被测汽车控制汽车空调控制器所能实现的功能进行评估。如果所述测试数据与所述预设数据一致，则表示测试通过，否则，表示测试失败。

在本发明中，上位机1和仿真测试机柜2之间通过通信线进行连接，测试仿真机柜2通过线缆与温度传感器、空调、各工作装置和所述汽车空调HVAC总成的各装置进行连接，以与它们进行通信。本发明的上位机1可为计算机，其安装有测试软件，主要用于供测试人员输入控制指令及显示仿真装置采集的试验数据。测试人员可通过测试软件将控制指令发送给仿真装置，进而对空调室3的温度和汽车空调试验台上的各装置进行控制，以模拟被测汽车空调控制器工作所需的驾驶室外环境温度，可通过对测试软件执行自动化测试代码的方实现测试的自动化执行。在测试前，可将被测汽车空调控制器的诊断文档导入到上位机1中，测试人员可通过测试软件来生成实现该诊断文档所能实现的功能的控制指令。被测汽车空调控制器所能实现的功能具体根据原始设备制造商所定义的内容来确定，一般可包括自动温度控制功能、空气质量检测功能、自动摆风功能、空气净化功能、防雾功能、故障检测功能和手动功能等。本发明的空调室3为封闭的空间，其安装有玻璃门，从而可对其内部空间进行观测。

此外，汽车模拟舱4的尺寸与真实汽车的驾驶室的尺寸大致一致，汽车空调HVAC总成14可布置在汽车模拟舱4的前端，汽车空调HVAC总成14的进风口与汽车模拟舱空气入口18连接，汽车模拟舱4的尾部留有一定空隙，以便空气流动。汽车空调HVAC总成14的各出风口安装有布条，以便肉眼观察当前汽车空调系统的出风模式。同时，汽车模拟舱4内在驾驶员位置、副驾驶员位置、左后侧乘客位置和右后侧乘客位置均安装有温度传感器。

此外，散热器6、电机7、压缩机8、干燥器9、膨胀阀10、蒸发器15共同构成制冷系统，散热器6、压缩机8、干燥器9、膨胀阀10、蒸发器15之间可通过管路连接，即蒸发器15的制冷剂入口穿过汽车模拟舱与膨胀阀10、干燥器9、散热器6的出口通过管路依次串联连接，蒸发器15的制冷剂出口穿过汽车模拟舱与压缩机8的一端通过管路连接，压缩机8的另一端与散热器6的入口通过管路连接。其中，电机7用来代替真实汽车中使用的发动机来驱动压缩机8，可通过皮带传动的方式驱动压缩机8的工作，散热器6可通过风扇进行冷却，该风扇可通过与之连接的风扇电机驱动，这样，当电机7基于上位机1下发的控制指令驱动压缩机8时，蒸发器15中的制冷剂会从蒸发器15的出口流出，依次经过压缩机压缩、散热器冷却、干燥器干燥和膨胀阀膨胀经蒸发器15的入口流入蒸发器15中，形成循环流动；热水池11用来模拟真实汽车中使用的发动机里的冷却水，电控水泵12用来模拟与真实汽车中使用的发动机连接的水泵，并与暖风水阀13和加热器16共同构成加热系统，热水池11与加热器16之间，加热器16与暖风水阀13之间以及暖风水阀13与电控水泵12之间均可通过管路连接，即加热器16的出水口穿过汽车模拟舱与热水池的回水端通过管路连接，加热器16的进水口穿过汽车模拟舱与暖风水阀13的一端通过管路连接，暖风水阀13的另一端与电控水泵12的出水口通过管路连接。当电控水泵12基于上位机下发的控制指令驱动时，可将热水池11中的水压入暖风水阀13中，进而流入加热器16中加热后流入热水池11中，形成循环流动。

进一步地，在本发明中，上位机1发送的所述控制指令可包括：第一指令，指示所述仿真装置对第一被控对象进行控制以为对所述被测汽车空调控制器所能实现的功能进行测试提供测试环境；第二指令，指示所述仿真装置模拟汽车空调系统开关、空气质量传感器、阳光传感器和防雾传感器中的至少一个的电信号并发送给所述被测汽车空调控制器；第三指令，指示所述仿真装置仿真所述被测汽车空调控制器的线路故障；所述被测汽车空调控制器基于所接收的电信号对第二被控对象进行控制，其中，所述第一被控对象包括空调、散热器、电机和电控水泵，所述第二被控对象包括压缩机、等离子发生器、暖风水阀和所述汽车空调HVAC总成的各装置。这样，通过仿真装置控制空调、散热器、电机和电控水泵等的操作，能够为汽车空调控制器提供测试所需环境，实现在实验室环境下，模拟出室外温度(通过仿真装置控制空调实现)，模拟出车辆给制冷系统散热(通过仿真装置控制散热器实现)，模拟不同发动机转速下压缩机工作状态(通过仿真装置控制电机实现)，模拟出汽车空调控制器工作所需要的发动机热水(通过仿真装置控制热水池实现)，以及通过汽车空调控制器控制压缩机和HVAC总成能够实现控制车辆温度这个主要功能。

进一步地，仿真装置可包括处理器、I/O板卡和故障模拟板卡，其中，所述处理器用于基于所述第一指令和所述第二指令计算控制所述第一被控对象和所述第二被控对象所需的目标值。所述I/O板卡用于将所述处理器计算出的目标值转换成对所述第一被控对象和所述第二被控对象进行控制的电信号，并将对所述第二被控对象进行控制的电信号发送给所述被测汽车空调控制器，以及采集响应于所述第一指令、所述第二指令和所述第三指令所得到的测试数据，并将所述测试数据发送给所述上位机。所述故障模拟板卡用于根据所述第三指令仿真所述被测汽车空调控制器的线路故障。所述响应于所述第一指令所得到的测试数据包括空调室温度、散热器转速、热水池温度、电控水泵转速和电机转速；所述响应于所述第二指令所得到的测试数据包括鼓风机转速、自动摆风电机转速、风门电机位置、汽车模拟舱温度、蒸发器温度、制冷系统压力(制冷管路中流动的制冷剂经过压缩机压缩形成的压力)、等离发生器驱动信号、暖风水阀驱动信号和压缩机驱动信号；所述响应于所述第三指令所得到的测试数据包括用于记录故障状态的被测汽车空调控制器的内部诊断数据。

具体地，处理器中设置有车辆模型，该车辆模型可根据上位机2的测试软件的输入信息，即第一指令和第二指令计算出测试仿真机柜2所需要控制的对象的目标值。例如，当测试软件输入的档位值为D、加速踏板值为30％时，实时车辆模型需要根据这些信息计算出符合车辆实际运行状况的发动机转速及车速是多少。

具体地，I/O板卡将实时车辆模型计算出的目标值转变成电信号，基于第一指令，利用对应于第一指令的电信号控制空调、散热器、电机和电控水泵等的操作，以为被测汽车空调控制器提供测试所需环境，并将采集的响应于所述第一指令所得到的空调室温度、散热器转速、热水池温度、电控水泵转速和电机转速发送给上位机1，以及基于第二指令，将对应于第二指令的电信号发送给被测汽车空调控制器，并将响应于所述第二指令所得到的鼓风机转速、自动摆风电机转速、风门电机位置、汽车模拟舱温度、蒸发器温度、制冷系统压力、等离发生器驱动信号、暖风水阀驱动信号和压缩机驱动信号发送给上位机1。详细地，在一个示例中，I/O板卡可基于处理器计算的空调温度信号值转换的电信号，控制空调的操作以调节空调室的温度，例如，在-40～50℃之间调节，调节的温度会通过室外温度传感器发送给I/O板卡，进而发送给上位机1，上位机1会将该调节温度与预期温度进行比较，以验证是否与预期温度一样。又例如，I/O板卡基于处理器计算的发送机转速信号值所转换的电信号，对电机7的运转的转速值(0～8000rpm)进行调节，并采集所调节的转速值并发送给上位机1，上位机1会将该调节转速值与预期转速值进行比较，以验证是否与预期转速值一致。在本发明中，散热器6的控制基于处理器计算的车速信号和被测汽车空调控制器的控制指令来确定，当需要控制时，I/O板卡基于处理器计算的转速值转换的电信号来控制散热器6，调节散热器6中的风扇电机的转速值，并采集该转速值并发送给上位机1，上位机1会将该调节转速值与预期转速值进行比较，以验证是否与预期转速值一致。在另一个示例中，当被测汽车空调控制器从仿真装置处接收到压缩机打开开关信号后，就会控制压缩机进行制冷工作；当接收到空气质量传感器发送的“空气质量不好”信号后，被测汽车空调控制器会控制风门电机关闭外进气风门打开内进气风门；当接收到调节风速信号后，被测汽车空调控制器会控制鼓风机调节转速。这些操作所产生的数据会通过I/O板卡进行采集并发送给上位机1，上位机1会将这些数据与预设数据进行比较，进而判断被测汽车空调控制器的控制算法是否正确。

具体地，故障注入板卡根据上位机1发送的第三指令，通过切换继电器状态的方式，实现对汽车空调系统线束进行短路到地、短路到电源及断路相关测试，在进行这些相关测试时，仿真装置会将被测汽车空调控制器的响应情况即内部诊断数据发送给上位机1，以对被测汽车空调控制器的故障检测功能进行测试，上位机1会根据该诊断数据判断被测汽车空调控制器的故障检测功能是否正确。

在本发明的一个示意性实施例中，处理器可采用DSpace公司的型号为DS1006的处理器，I/O板卡可采用DSpace公司的型号为DS2211/DS2202/DS3001/DS4302的板卡，故障板卡可采用50通道的故障注入板卡，例如采用DSpace公司的型号为DS5355的板卡，但是并不局限于此，也可以采用其他具有类似功能的设备。

综上，本发明提供的汽车空调控制器自动化测试设备可以在实验室环境下对汽车空调控制器进行全部功能测试，包括对空气质量、发动机冷却水温度及环境温度等参数进行控制，提高了测试覆盖度，同时用电机替代发送机带动压缩机进行工作，还可以对汽车空调系统的实际温度控制效果进行验证，适用性强。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种汽车空调控制器自动化测试设备，其特征在于，包括上位机、测试仿真机柜、布置有空调的空调室和汽车空调测试试验台，所述上位机与所述测试仿真机柜布置在所述空调室外且彼此连接，所述测试仿真机柜中设置有通信连接的被测汽车空调控制器和仿真装置，所述汽车空调测试试验台布置在所述空调室内，所述汽车空调测试试验台上设置有汽车模拟舱，所述汽车模拟舱内设置有汽车空调HVAC总成、温度传感器和等离子发生器，所述汽车空调HVAC总成包括以下装置：风门和驱动所述风门的风门电机、鼓风机、蒸发器、加热器、自动摆风电机，在所述汽车模拟舱外部设置有以下装置：电机、压缩机、散热器、干燥器、膨胀阀、热水池、电控水泵和暖风水阀，所述电控水泵放置在所述热水池中，用于模拟与真实汽车中使用的发动机连接的水泵，所述加热器的出水口与所述热水池的回水端连接，所述加热器的进水口与所述暖风水阀的一端连接，所述暖风水阀的另一端与所述电控水泵的出水口连接，以构成加热系统；所述蒸发器的制冷剂入口与所述膨胀阀、干燥器、散热器的出口依次串联连接，所述蒸发器的制冷剂出口与所述压缩机的一端连接，所述压缩机的另一端与所述散热器的入口连接，以构成制冷系统，所述电机用于代替真实汽车中使用的发动机，与所述压缩机连接并驱动所述压缩机，所述测试仿真机柜分别与所述空调、所述温度传感器、所述等离子发生器、所述电机、所述压缩机、所述散热器、所述干燥器、所述膨胀阀、所述电控水泵、所述暖风水阀以及所述汽车空调HVAC总成的各装置连接；

其中，所述上位机用于向所述仿真装置发送指示所述仿真装置和所述被测汽车空调控制器按照指定操作以对所述被测汽车空调控制器所能实现的功能进行测试的控制指令，所述仿真装置和所述被测汽车空调控制器基于所述控制指令进行相应的操作，并且所述仿真装置采集响应于所述控制指令所得到的测试数据，并将采集的测试数据发送给所述上位机。

2.根据权利要求1所述的汽车空调控制器自动化测试设备，其特征在于，所述上位机将所接收的测试数据与预设数据进行比较，并基于比较结果对所述被测汽车控制汽车空调控制器所能实现的功能进行评估。

3.根据权利要求2所述的汽车空调控制器自动化测试设备，其特征在于，如果所述测试数据与所述预设数据一致，则表示测试通过，否则，表示测试失败。

4.根据权利要求1所述的汽车空调控制器自动化测试设备，其特征在于，所述控制指令包括：

第一指令，指示所述仿真装置对第一被控对象进行控制以为对所述被测汽车空调控制器所能实现的功能进行测试提供测试环境；

第二指令，指示所述仿真装置模拟汽车空调系统开关、空气质量传感器、阳光传感器和防雾传感器中的至少一个的电信号并发送给所述被测汽车空调控制器；

第三指令，指示所述仿真装置仿真所述被测汽车空调控制器的线路故障；

所述被测汽车空调控制器基于所接收的电信号对第二被控对象进行控制，其中，所述第一被控对象包括空调、散热器、电机和电控水泵，所述第二被控对象包括压缩机、等离子发生器、暖风水阀和所述汽车空调HVAC总成的各装置。

5.根据权利要求4所述的汽车空调控制器自动化测试设备，其特征在于，所述仿真装置包括处理器、I/O板卡和故障模拟板卡，

其中，所述处理器用于基于所述第一指令和所述第二指令计算控制所述第一被控对象和所述第二被控对象所需的目标值；

所述I/O板卡用于将所述处理器计算出的目标值转换成对所述第一被控对象和所述第二被控对象进行控制的电信号，并将对所述第二被控对象进行控制的电信号发送给所述被测汽车空调控制器，所述故障模拟板卡用于根据所述第三指令仿真所述被测汽车空调控制器的线路故障。

6.根据权利要求5所述的汽车空调控制器自动化测试设备，其特征在于，所述I/O板卡还用于，采集响应于所述第一指令、所述第二指令和所述第三指令所得到的测试数据，并将所述测试数据发送给所述上位机。

7.根据权利要求6所述的汽车空调控制器自动化测试设备，其特征在于，所述响应于所述第一指令所得到的测试数据包括空调室温度、散热器转速、热水池温度、电控水泵转速和电机转速；

所述响应于所述第二指令所得到的测试数据包括鼓风机转速、自动摆风电机转速、风门电机位置、汽车模拟舱温度、蒸发器温度、制冷系统压力、等离发生器驱动信号、暖风水阀驱动信号和压缩机驱动信号；

所述响应于所述第三指令所得到的测试数据包括用于记录故障状态的被测汽车空调控制器的内部诊断数据。

8.根据权利要求1所述的汽车空调控制器自动化测试设备，其特征在于，所述汽车空调HVAC总成布置在所述汽车模拟舱的前端，所述汽车空调HVAC总成的进风口与所述汽车模拟舱的空气入口连接，所述汽车空调HVAC总成的出风口安装有布条。