CN110162022A - 一种整车电气系统的仿真测试方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种整车电气系统的仿真测试方法及装置，以解决现有技术中通过实物对整车电气系统进行测试导致测试不全面及测试成本高的问题。该整车电气系统的仿真测试方法，整车电气系统包括有多个独立的子系统，包括：对每一个子系统进行等效电路简化；对全部零部件进行分类；对每一个子系统中的零部件进行模型建立，并依据分类结果将每一个子系统的零部件模型划分为多个零部件模型库；对零部件模型库中的每一零部件模型分别进行赋值；根据分类结果建立多个模型测试台架；将经过赋值的每一种类型的零部件模型库中的全部零部件模型应用至对应类型的模型测试台架上，并进行零部件模型测试、子系统模型测试和系统模型测试。

Description

一种整车电气系统的仿真测试方法及装置

技术领域

本发明涉及汽车零部件领域，具体是一种整车电气系统的仿真测试方法及装置。

背景技术

整车电气系统测试一般在实物阶段，通过一系列试验如黄板试验、发动机台架试验、整车过载试验、断路和短路试验、失地失电测试试验等试验来验证电气系统设计正确性，这种传统方法耗费了巨大的材料成本和人工成本，测试周期相当长，(按照每种车型台架测试做两轮，每轮15天，人员4人，试验费用和材料费用加起来接近5万，每个项目耗费10万，10个项目每年就要耗费100万，还有过热测试，每个项目试验费用就是100万，每个项目10个车，就是1000万，10个项目就是上亿，而且黄板和台架测试试验是选择性测试，一般是100-200种组合，由于20个开关就能达到1048576次组合，所以对于整车来说最少的开关组合也要上10亿，对于我们验证到的情况不到亿分之一，还有很多中可能不在控制范围内)。测试费用高、测试内容不全面的问题长期困扰着各个主机厂，由于是人工检查很难全面和系统发现电气系统原理问题，线束漏线、多线、潜藏回路、回路不匹配的问题时有发生，怎么样快速准确的设计电气系统对于每个主机厂来说都是一个头痛的难题。所以对整车电气系统建立计算机仿真测试分析就十分有必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种整车电气系统的仿真测试方法及装置，以解决现有技术中通过实物对整车电气系统进行测试导致测试不全面及测试成本高的问题。

本发明的技术方案为：

本发明提供了一种整车电气系统的仿真测试方法，所述整车电气系统包括有多个独立的子系统，包括：

按照预先收集到的零部件接口定义表分别对每一个子系统进行等效电路简化；

按照预先获取到的零部件接口定义表对每一个所述等效电路中的全部零部件进行分类；

对每一个子系统中的零部件进行模型建立，并依据分类结果将每一个子系统的零部件模型划分为多个零部件模型库；

依据所述零部件接口定义表对所述零部件模型库中的每一零部件模型分别进行赋值；

根据分类结果建立与不同类型的零部件模型库一一对应的多个模型测试台架；

将经过赋值的每一种类型的零部件模型库中的全部零部件模型应用至对应类型的模型测试台架上，并进行零部件模型测试；

在完成零部件模型测试后，将每一个子系统对应的全部零部件模型库中的所有零部件模型建立连接，以形成一个子系统模型；

将每一个子系统分别安装至预先建立的并与所述子系统对应的子系统模型测试台架中，并对每一个子系统模型分别进行测试；

在完成子系统模型测试后，将全部子系统模型建立连接，以形成一个电气系统模型；

将所述电气系统模型安装至预先建立的电气系统模型测试台架中，并对所述电气系统模型进行测试。

优选地，按照预先获取到的零部件接口定义表对每一个所述等效电路中的全部零部件进行分类的步骤包括：

按照预先获取到的零部件模型接口定义表，将每一个所述等效电路中的全部零部件分类为电器件、保险丝、导线及连接器。

优选地，将经过赋值的每一种类型的零部件模型库中的全部零部件模型应用至对应类型的模型测试台架上，并进行零部件模型测试的步骤包括：

将经过赋值的每一种类型的零部件模型库中的全部零部件模型分别安装至对应类型的模型测试台架的对应位置处；

分别对每一种所述零部件模型测试台架进行供电，检测每一零部件模型各自的接口参数；

判断每一零部件模型的接口参数是否符合所述零部件接口定义表中对应的零部件参数；

若不符合，则确定所述零部件模型对应的零部件失效。

根据本发明的另一方面，本发明还提供了一种整车电气系统的仿真测试装置，所述整车电气系统包括有多个独立的子系统，包括：

简化模块，用于按照预先收集到的零部件接口定义表分别对每一个子系统进行等效电路简化；

分类模块，用于按照预先获取到的零部件接口定义表对每一个所述等效电路中的全部零部件进行分类；

第一建立模块，用于对每一个子系统中的零部件进行模型建立，并依据分类结果将每一个子系统的零部件模型划分为多个零部件模型库；

赋值模块，用于依据所述零部件接口定义表对所述零部件模型库中的每一零部件模型分别进行赋值；

第二建立模块，用于根据分类结果建立与不同类型的零部件模型库一一对应的多个模型测试台架；

第一测试模块，用于将经过赋值的每一种类型的零部件模型库中的全部零部件模型应用至对应类型的模型测试台架上，并进行零部件模型测试；

第一搭建模块，用于在完成零部件模型测试后，将每一个子系统对应的全部零部件模型库中的所有零部件模型建立连接，以形成一个子系统模型；

第二测试模块，用于将每一个子系统分别安装至预先建立的并与所述子系统对应的子系统模型测试台架中，并对每一个子系统模型分别进行测试；

第二搭建模块，用于在完成子系统模型测试后，将全部子系统模型建立连接，以形成一个电气系统模型；

第三测试模块，用于将所述电气系统模型安装至预先建立的电气系统模型测试台架中，并对所述电气系统模型进行测试。

优选地，分类包括：

分类单元，用于按照预先获取到的零部件模型接口定义表，将每一个所述等效电路中的全部零部件分类为电器件、保险丝、导线及连接器。

优选地，第一测试模块包括：

安装单元，用于将经过赋值的每一种类型的零部件模型库中的全部零部件模型分别安装至对应类型的模型测试台架的对应位置处；

检测单元，用于分别对每一种所述零部件模型测试台架进行供电，检测每一零部件模型各自的接口参数；

判断单元，用于判断每一零部件模型的接口参数是否符合所述零部件接口定义表中对应的零部件参数；

确定单元，用于若不符合，则确定所述零部件模型对应的零部件失效。

本发明的有益效果为：实现对整车电气系统的全面测试，降低测试成本。

附图说明

图1为本发明的流程示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种整车电气系统的仿真测试方法，所述整车电气系统包括有多个独立的子系统。具体来说，整车电气系统的子系统的划分是按照车辆上的多个功能系统进行划分的，例如，车辆上的安全气囊系统，车身控制系统，空调系统等分别为一个子系统。

其中，该方法具体包括：步骤101，按照预先收集到的零部件接口定义表分别对每一个子系统进行等效电路简化。

其中，零部件接口定义表是指预先收集到的整车电气系统上的相关零部件的接口定义以及功能定义，例如，电器件的额定电压，额定电流、功率计其逻辑功能；在系统中所使用到的导线的具体材料和所属种类。为了提高仿真测试的精度，要求此处收集到的零部件接口定义表中的零件接口定义信息越详细越好。

然后，针对于每一子系统来说，进行等效电路简化。等效电路简化的过程中，需要对整车电气系统进行原理化和标准化的绘制，并附加回路尺寸，以便对与导线模型的电阻计算测试。

步骤102，按照预先获取到的零部件接口定义表对每一个所述等效电路中的全部零部件进行分类。

按照预先获取到的零部件接口定义表对每一个所述等效电路中的全部零部件进行分类的步骤包括：

按照预先获取到的零部件模型接口定义表，将每一个所述等效电路中的全部零部件分类为电器件、保险丝、导线及连接器。

其中，在分类时，按照零部件接口定义表中的接口定义进行分类。例如，将安全气囊系统模型中分类为：保险丝，导线，控制器，气囊，开关五类，其中，控制器、气囊和开关属于电器件类型。

步骤103，对每一个子系统中的零部件进行模型建立，并依据分类结果将每一个子系统的零部件模型划分为多个零部件模型库。

在完成分类后，在仿真软件(如Simlorer软件，CHS软件)中依照子系统产品实物进行模型建立，并按照步骤102中的分类结果，将每一子系统中的多个零部件模型划分为多类，并根据零部件类别进行存储，形成零部件模型库。例如，对于上述的安全气囊系统来说，在完成模型建立后，其包括有导线模型库，保险丝模型库，控制器模型库，气囊模型库和开关模型库五个模型库。其中，在每一个模型库中，包括有一个子系统中属于该类别的全部零部件的模型，并且，各个模型之间相互独立分布，未建立连接。

步骤104，依据所述零部件接口定义表对所述零部件模型库中的每一零部件模型分别进行赋值。

进行赋值的目的，是为了模拟实车环境，测试不同零部件在实车环境下是否失效。

步骤105，根据分类结果建立与不同类型的零部件模型库一一对应的多个模型测试台架。

其中，模型测试台架的目的在于，建立一个使各个零部件能够参与测试的测试台架，，在该测试台架上，具有供一个零部件模型库中的全部零部件模型安装的接口。将一个零部件模型库安装到该模型测试台架中后，即形成一个完整的回路。

步骤106，将经过赋值的每一种类型的零部件模型库中的全部零部件模型应用至对应类型的模型测试台架上，并进行零部件模型测试。

具体来说，将经过赋值的每一种类型的零部件模型库中的全部零部件模型应用至对应类型的模型测试台架上，并进行零部件模型测试的步骤包括：

将经过赋值的每一种类型的零部件模型库中的全部零部件模型分别安装至对应类型的模型测试台架的对应位置处；

分别对每一种所述零部件模型测试台架进行供电，检测每一零部件模型各自的接口参数；

判断每一零部件模型的接口参数是否符合所述零部件接口定义表中对应的零部件参数；

若不符合，则确定所述零部件模型对应的零部件失效。

对模型测试台架供电，然后，每一零部件模型反馈瞬态值，模拟电流对电器件、保险丝、导线及连接器的影响。通过测试，确定每一零部件模型的实际参数是否满足该零部件模型接口定义表中定义的参数要求。若满足，则确定该零部件模型正确。步骤107，在完成零部件模型测试后，将每一个子系统对应的全部零部件模型库中的所有零部件模型建立连接，以形成一个子系统模型。

步骤108，将每一个子系统分别安装至预先建立的并与所述子系统对应的子系统模型测试台架中，并对每一个子系统模型分别进行测试。

步骤109，在完成子系统模型测试后，将全部子系统模型建立连接，以形成一个电气系统模型。

步骤110，将所述电气系统模型安装至预先建立的电气系统模型测试台架中，并对所述电气系统模型进行测试。

其中，在进行子系统模型和系统模型测试的过程中，主要对子系统和系统的逻辑正确性进行测试，通过逻辑功能测试，可以计算出系统中存在的潜藏回路，判断回路的电压降，电流，导线，用电器，保险丝之间的匹配性是否正确。

在完成测试后，按照整车电器系统的功能进行分级(安全、一般和舒适)，在失效模式中影响到安全系统的失效模式必须有预防措施(例如：室内灯的搭铁和安全气囊控制器公用地。室内灯的地失效会影响到安全气囊控制器正常工作，这时候就需要新增一个搭铁把安全气囊搭铁独立出去)。一般等级和舒适等级里面会造成过热问题以及安全系统问题的，需要预防处理，其他问题不进行预防处理。

本申请中，测试时，首先收集整车电气系统相关零部件(特别是接口定义以及功能定义，越详尽对建模越有帮助，模型精度也可以做的很高)建立零部件模型库，收集整车电气逻辑功能定义表，并对整车电气系统进行原理化的标准化绘制，设置好原理重复计算规则(同一模型、同一回路多次引用合并计算、避免重复)并附加回路尺寸，对电气零部件建立布尔、常数、和函数关系式模型，对于定性分析建立布尔模型，对于恒定值建立常数模型，对于多因子关联的电器件建立函数关系模型(电器件受到温度、材料以及电容、电感等元期间，不能简单的等效常数，需要通过函数关系式计算阻抗)。部分鉴于常数和函数关系式之间的模型处理时候，以函数关系式模型为主(以便计算更精确)，端子与端子接触电阻模型、端子与导线压接电阻模型，使得回路中每个电器件都具备相应的模型，模型的精度确定计划精度和时长。使用具备仿真处理能力的软件对电气系统回路进行逐一计算，每个电气系统状态返回瞬态值，模拟电流对电器件、保险丝、导线、连接器的影响，再分别用四个成层级进行仿真测试：1、零部件级2、单系统级3、多系统级4、整车级。四个维度对电气系统进行检查，在逻辑功能中进行电气系统定性(判定电器系统匹配性)和定量测试(判定逻辑正确性)。从以上四个维度计算潜藏回路，电压降、均值电流、峰值电流。判定回路电压降、电流、导线、用电器、保险丝的匹配性。对于不匹配的回路修改设计再次验证，把错误成本放在原理设计阶段。规避后续产品出现后修改产品的情况，以及售后维护需要10倍甚至更高的成本,在多系统测试和整车测试过程中，需要优化模型，把单个系统简化一个模型，由于单系统之间已经完成测试。整车系统主要考虑系统与系统之间的影响，这样1018组合简化成了105(相对于1.296*107是可以完成分析，小于6小时)，通过四个层级的仿真测试可以完成全面的系统的仿真测试。再而四个层级的仿真测试完成后进行潜在的失效问题分析，对失效问题进行分级1、安全(失效模式对于安全气囊系统、制动系统、转向系统等需要采取措施提高可靠性，尽可能规避)、2、一般(根据影响程度不影响安全的情况可以适度考虑保护措施)、3、舒适(可以不用采取改进措施)通过分层分级筛选完成措施整改，完善设计。

根据本发明的另一方面，本发明还提供了一种整车电气系统的仿真测试装置，所述整车电气系统包括有多个独立的子系统，包括：

简化模块，用于按照预先收集到的零部件接口定义表分别对每一个子系统进行等效电路简化；

分类模块，用于按照预先获取到的零部件接口定义表对每一个所述等效电路中的全部零部件进行分类；

第一建立模块，用于对每一个子系统中的零部件进行模型建立，并依据分类结果将每一个子系统的零部件模型划分为多个零部件模型库；

赋值模块，用于依据所述零部件接口定义表对所述零部件模型库中的每一零部件模型分别进行赋值；

第二建立模块，用于根据分类结果建立与不同类型的零部件模型库一一对应的多个模型测试台架；

第一测试模块，用于将经过赋值的每一种类型的零部件模型库中的全部零部件模型应用至对应类型的模型测试台架上，并进行零部件模型测试；

第一搭建模块，用于在完成零部件模型测试后，将每一个子系统对应的全部零部件模型库中的所有零部件模型建立连接，以形成一个子系统模型；

第二测试模块，用于将每一个子系统分别安装至预先建立的并与所述子系统对应的子系统模型测试台架中，并对每一个子系统模型分别进行测试；

第二搭建模块，用于在完成子系统模型测试后，将全部子系统模型建立连接，以形成一个电气系统模型；

第三测试模块，用于将所述电气系统模型安装至预先建立的电气系统模型测试台架中，并对所述电气系统模型进行测试。

优选地，分类包括：

分类单元，用于按照预先获取到的零部件模型接口定义表，将每一个所述等效电路中的全部零部件分类为电器件、保险丝、导线及连接器。

优选地，第一测试模块包括：

安装单元，用于将经过赋值的每一种类型的零部件模型库中的全部零部件模型分别安装至对应类型的模型测试台架的对应位置处；

检测单元，用于分别对每一种所述零部件模型测试台架进行供电，检测每一零部件模型各自的接口参数；

判断单元，用于判断每一零部件模型的接口参数是否符合所述零部件接口定义表中对应的零部件参数；

确定单元，用于若不符合，则确定所述零部件模型对应的零部件失效。

Claims (6)

1.一种整车电气系统的仿真测试方法，所述整车电气系统包括有多个独立的子系统，其特征在于，包括：

按照预先收集到的零部件接口定义表分别对每一个子系统进行等效电路简化；

按照预先获取到的零部件接口定义表对每一个所述等效电路中的全部零部件进行分类；

对每一个子系统中的零部件进行模型建立，并依据分类结果将每一个子系统的零部件模型划分为多个零部件模型库；

依据所述零部件接口定义表对所述零部件模型库中的每一零部件模型分别进行赋值；

根据分类结果建立与不同类型的零部件模型库一一对应的多个模型测试台架；

将经过赋值的每一种类型的零部件模型库中的全部零部件模型应用至对应类型的模型测试台架上，并进行零部件模型测试；

在完成零部件模型测试后，将每一个子系统对应的全部零部件模型库中的所有零部件模型建立连接，以形成一个子系统模型；

将每一个子系统分别安装至预先建立的并与所述子系统对应的子系统模型测试台架中，并对每一个子系统模型分别进行测试；

在完成子系统模型测试后，将全部子系统模型建立连接，以形成一个电气系统模型；

将所述电气系统模型安装至预先建立的电气系统模型测试台架中，并对所述电气系统模型进行测试。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，按照预先获取到的零部件接口定义表对每一个所述等效电路中的全部零部件进行分类的步骤包括：

按照预先获取到的零部件模型接口定义表，将每一个所述等效电路中的全部零部件分类为电器件、保险丝、导线及连接器。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将经过赋值的每一种类型的零部件模型库中的全部零部件模型应用至对应类型的模型测试台架上，并进行零部件模型测试的步骤包括：

将经过赋值的每一种类型的零部件模型库中的全部零部件模型分别安装至对应类型的模型测试台架的对应位置处；

分别对每一种所述零部件模型测试台架进行供电，检测每一零部件模型各自的接口参数；

判断每一零部件模型的接口参数是否符合所述零部件接口定义表中对应的零部件参数；

若不符合，则确定所述零部件模型对应的零部件失效。

4.一种整车电气系统的仿真测试装置，所述整车电气系统包括有多个独立的子系统，其特征在于，包括：

简化模块，用于按照预先收集到的零部件接口定义表分别对每一个子系统进行等效电路简化；

分类模块，用于按照预先获取到的零部件接口定义表对每一个所述等效电路中的全部零部件进行分类；

第一建立模块，用于对每一个子系统中的零部件进行模型建立，并依据分类结果将每一个子系统的零部件模型划分为多个零部件模型库；

赋值模块，用于依据所述零部件接口定义表对所述零部件模型库中的每一零部件模型分别进行赋值；

第二建立模块，用于根据分类结果建立与不同类型的零部件模型库一一对应的多个模型测试台架；

第一测试模块，用于将经过赋值的每一种类型的零部件模型库中的全部零部件模型应用至对应类型的模型测试台架上，并进行零部件模型测试；

第一搭建模块，用于在完成零部件模型测试后，将每一个子系统对应的全部零部件模型库中的所有零部件模型建立连接，以形成一个子系统模型；

第二测试模块，用于将每一个子系统分别安装至预先建立的并与所述子系统对应的子系统模型测试台架中，并对每一个子系统模型分别进行测试；

第二搭建模块，用于在完成子系统模型测试后，将全部子系统模型建立连接，以形成一个电气系统模型；

第三测试模块，用于将所述电气系统模型安装至预先建立的电气系统模型测试台架中，并对所述电气系统模型进行测试。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，分类包括：

分类单元，用于按照预先获取到的零部件模型接口定义表，将每一个所述等效电路中的全部零部件分类为电器件、保险丝、导线及连接器。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，第一测试模块包括：

安装单元，用于将经过赋值的每一种类型的零部件模型库中的全部零部件模型分别安装至对应类型的模型测试台架的对应位置处；

检测单元，用于分别对每一种所述零部件模型测试台架进行供电，检测每一零部件模型各自的接口参数；

判断单元，用于判断每一零部件模型的接口参数是否符合所述零部件接口定义表中对应的零部件参数；

确定单元，用于若不符合，则确定所述零部件模型对应的零部件失效。