CN112198868A - 电动汽车整车控制器输入输出信号的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动汽车整车控制器输入输出信号的检测方法，整车控制器将输入信号处理后提供给第一测试电路，第一测试电路判断整车控制器输出的信号和第一测试电路的输出信号是否一致；整车控制器将输出信号处理后提供给第二测试电路，第二测试电路判断整车控制器输出的信号和第二测试电路的输出信号是否一致；整车控制器将输出信号处理后提供给第三测试电路，第三测试电路判断整车控制器输出的信号和第三测试电路的输出信号是否一致；第四测试电路将模拟量输出信号提供给待检测的整车控制器和第四测试电路，第四测试电路判断整车控制器的输出信号和第四测试电路的输出信号是否一致。本发明可对整车控制器的多种输入和输出信号进行检测。

Description

电动汽车整车控制器输入输出信号的检测方法

技术领域

本发明涉及一种电动汽车整车控制器输入输出信号的检测方法。

背景技术

随着新能源汽车特别是电动汽车的快速发展，整车控制器比较而言，电动汽车的收发信号数量远多于传统燃油车。因此对于整车厂或研究和生产整车控制器的厂家而言，传统的整车控制器的测试方法已远远不能满足电动汽车整车控制器测试对于效率和准确性的要求。

发明内容

本发明提供一种电动汽车整车控制器输入输出信号的检测方法，本发明可对整车控制器的多种输入和输出信号进行检测。

电动汽车整车控制器输入输出信号的检测方法，包括以下步骤：

S1，数字量输入信号检测：待检测的整车控制器将获取的车辆数字量输入信号处理后提供给第一测试电路，经第一测试电路检测后，第一测试电路判断整车控制器输出的信号和第一测试电路的输出信号是否一致；

S2，数字量输出信号检测：待检测的整车控制器将获取的车辆数字量输出信号处理后提供给第二测试电路，经第二测试电路检测后，第二测试电路判断整车控制器输出的信号和第二测试电路的输出信号是否一致；

S3，PWM输出信号检测：待检测的整车控制器将获取的PWM输出信号处理后提供给第三测试电路，经第三测试电路检测后，第三测试电路判断整车控制器输出的信号和第三测试电路的输出信号是否一致；

S4，模拟量输入信号检测：第四测试电路模拟车辆模拟量输出信号并提供给待检测的整车控制器和第四测试电路，第四测试电路判断整车控制器的输出信号和第四测试电路的输出信号是否一致；

S5，生成S1至S4的检测报告。

本发明针对12V和24V两个电压平台的整车控制器，可完成最多25路数字量输入检测， 36路数字量输出检测，12路PWM输出检测，16路模拟量输入检测检测，适用于市面上大多数整车控制器的测试。因此，本发明可能整车控制器的多种输入和输出信号进行检测，具有适用范围广的优点。

附图说明

图1为本发明的检测电路的总框图；

图2为的第一测试电路的电路方框图；

图3为第一控制器的示意图；

图4为第一接口电路的示意图；

图5为第二接口电路的示意图；

图6为第一开关检测电路的示意图；

图7为第一检测CAN总线的电路图；

图8为第一通信CAN总线的电路图；

图9为的第二测试电路的电路方框图；

图10为第二控制器的示意图；

图11为第三接口电路的示意图；

图12为第四接口电路的示意图；

图13为低电平有效分压测试电路的示意图；

图14为高电平有效分压测试电路的示意图；

图15为第二通信CAN总线的电路图；

图16为第二检测CAN总线的电路图；

图17为第三测试电路的电路方框图；

图18为第三控制器的示意图；

图19为第五接口电路的示意图；

图20为第六接口电路的示意图；

图21为第三检测电路的示意图；

图22为第一电子开关的示意图；

图23为负载电路的示意图；

图24为第二电子开关的示意图；

图25为第三通信CAN总线的电路图；

图26为第三检测CAN总线的电路图；

图27为第四测试电路的电路方框图；

图28为第四控制器的示意图；

图29为第七接口电路的示意图；

图30为第八接口电路的示意图；

图31为电压转换电路的示意图。

具体实施方式

如图1，本发明的电动汽车整车控制器输入输出信号的检测方法，包括以下步骤：

S1，数字量输入信号检测：待检测的整车控制器将获取的车辆数字量输入信号处理后提供给第一测试电路，经第一测试电路检测后，第一测试电路判断整车控制器输出的信号和第一测试电路的输出信号是否一致；

S2，数字量输出信号检测：待检测的整车控制器将获取的车辆数字量输出信号处理后提供给第二测试电路，经第二测试电路检测后，第二测试电路判断整车控制器输出的信号和第二测试电路的输出信号是否一致；

S3，PWM输出信号检测：待检测的整车控制器将获取的PWM输出信号处理后提供给第三测试电路，经第三测试电路检测后，第三测试电路判断整车控制器输出的信号和第三测试电路的输出信号是否一致；

S4，模拟量输入信号检测：第四测试电路模拟车辆模拟量输出信号并提供给待检测的整车控制器和第四测试电路，第四测试电路判断整车控制器的输出信号和第四测试电路的输出信号是否一致；

S5，生成S1至S4的检测报告。无论各检测项是否合格，完成测试后上位机软件均能够将历史记录查询结果导出为csv格式的测试报告以供查询，如检测项合格，则显示合格项具体检测数据，如检测项不合格，除了显示出具体检测结果外，还会显示出可能导致不合格的原因。

如图2至图8，第一测试电路包括第一连接电路、多个第一开关检测电路、第一控制器、第一检测CAN总线、用于接收整车控制器(VCU)输出的报文信号的第一通信CAN总线、第一比较单元，下面分别对每部分以及它们之间的关系进行详细说明：

如图2至图8，第一连接电路用于连接整车控制器的检测信号输出端，本实施例中，所述第一连接电路包括第一接口电路J8、第二接口电路J9，第一接口电路J8主要是一个双排的连接器接口，共提供30路引脚与对应的整车第一控制器数字量输入通道相连接。第二接口电路J9也是一个双排的连接器接口，共提供两路引脚与对应的整车第一控制器数字量输入通道相连接。另外提供通讯CAN总线和第一检测CAN总线的连接接口以及低压直流电源(+3.3V， +5V)和可变压电源+P_ADJ的连接接口。

如图2至图8，每个第一开关检测电路将整车控制器对应输出的每路检测信号在高低电平之间转换。每个第一开关检测电路至少包括三极管Q6或MOS管，每个三极管Q6或MOS管分别与第一控制器和第一连接电路电连接；本实施例中，第一开关检测电路优先采用三极管 Q6，三极管或MOS管除了能测试各通道的通断，还能非常准确的甄别出整车第一控制器的数字量输入是否满足设计的逻辑关系要求。每个第一开关检测电路还包括电阻R73，电阻R73 的一端与三极管Q6的基极电连接，电阻R73的另一端与第一控制器U10的输出端连接，三极管Q6的集电极与第一连接电路连接，三极管Q6的发射极接地。

如图2至图8，第一接口电路J8的每个引脚与一个三极管Q6的集电极电连接，第二接口电路J9的一个或多个引脚与一个三极管Q6的集电极电连接。在本实施例中，第一接口电路J8、第二接口电路J9分别为接线端子，第一接口电路J8、第二接口电路J9分别具有30个接线引脚，其中第一接口电路J8的每个接线引脚不但分别连接一个三极管Q6的集电极，而且第一接口电路J8每个接线引脚还与整车控制器数字量输入通道连接，第二接口电路J9的其中两个接线引脚分别连接一个三极管Q6，同样，第二接口电路J9与三极管Q6连接的接线引脚还与整车控制器数字量输入通道连接，从而通过第一接口电路J8、第二接口电路J9将整车控制器数字量输入的信号传送到每个第一开关检测电路。

如图2至图8，显然，在本发明中由第一接口电路J8、第二接口电路J9组成的向第一开关检测电路提供数字量输入信号的输入通道共计32路，相比现有技术而言，本发明的结构能检测更多的通道，具有检测效率高的特点。

如图2至图8，在本发明中还包括可变电压源+P_ADJ，可变电压源+P_ADJ与第一连接电路电连接，本发明通过可变电源+P_ADJ、第一连接电路以及软件的匹配，可兼容3.3V、5V、 12V、18V、24V和27V的电压源平台，在检测过程中，可以采用不同值的电压进行驱动，来检测整车控制器数字量通道。优选地，可变电源+P_ADJ与第二接口电路J9电连接。

如图2至图8，第一控制器U10与第一开关检测电路电连接，第一控制器U10将来自于第一开关检测电路的信号转换成报文信号。第一控制器U10优先采用单片机，本实施例中的单片机具有多个数字量输出接口，每个数字量输出接口与一个第一开关检测电路连接，本实施例中优先采用型号为STM32F105RBT6的单片机，本实施例中主要使用了其32路输出的接口功能，因此相当于把第一控制器U10作为一个接口电路来使用。

如图2至图8，第一检测CAN总线的输入端与第一控制器U10连接，第一检测CAN总线将第一控制器U10输出的报文信号转换成差分信号输出。第一检测CAN总线包括第十四晶体管D14、第八共模扼流器L8、第四十电容C40、第四十二电容C42、第十一收发器U11，第十四晶体管D14的一端接地，第十四晶体管D14的另一端与第八共模扼流器L8连接，第八共模扼流器L8与第十一收发器U11连接，第四十电容C40和第四十二电容C42的一端分别与第八共模扼流器L8连接，第四十电容C40和第四十二电容C42的另一端接地。第十四晶体管D14 的型号为PESDICAN，第八共模扼流器L8的型号为ACT45B-510-2P，第十一收发器U11的型号为TJA1042T/3，第十一收发器U11的引脚1和4分别与第一控制器U10的引脚33和34连接，第十一收发器U11的引脚1和4为报文信号连接端。第一控制器U10输出的报文信号经过第一检测CAN总线处理后变成差分信号(CAN2H和CAN2L)，该差分信号在第十四晶体管D14处输出。

如图2至图8，第一检测CAN总线输出的差分信号可以直接提供给第一比较单元，也可以通过第二接口电路J9提供给第一比较单元，本实施例中，优先将第一检测CAN总线输出的差分信号送至第二接口电路J9，再通过第二接口电路J9提供给第一比较单元。

如图2至图8，第一通信CAN总线将接收的报文信号转换成差分信号输出，第一通信CAN 总线输出的差分信号可以直接提供给第一比较单元，也可以通过第二接口电路J9提供给第一比较单元，本实施例中，优先将第一通信CAN总线输出的差分信号直接提供给第一比较单元。本实施例中，将第一通信CAN总线与第一检测CAN总线分离，直接避免了由于信号干扰等导致的错误测试结果。

如图2至图8，第一通信CAN总线包括第十三晶体管D13、第七共模扼流器L7、第三十七电容C37、第三十九电容C39、第九收发器U9，第十三晶体管D13的一端接地，第十三晶体管D13的另一端与第七共模扼流器L7连接，第七共模扼流器L7与第九收发器U9连接，第三十七电容C37和第三十九电容C39的一端分别与第七共模扼流器L7连接，第三十七电容 C37和第三十九电容C39的另一端接地。第十三晶体管D13的型号为PESDICAN，第七共模扼流器L7的型号为ACT45B-510-2P，第九收发器U9的型号为TJA1042T/3，第九收发器U9的引脚1和4分别为信号输入引脚，第九收发器U9的引脚1和4分别与第一控制器U10的报文信号输出端连接，第一控制器U10输出的报文信号经过第一通信CAN总线处理后变成差分信号 (CAN1H和CAN1L)，该差分信号在第十三晶体管D13处输出。

如图2至图8，下面说明具体的检测过程：

由于32路通道的第一开关检测电路完全一样，所以以通道1的第一开关检测电路为例。将可变电压源+P_ADJ连接第二接口电路J9，其输入电压根据不同的电压平台需求可调整，调整值有3.3V、5V、12V、18V、24V和27V。将整车控制器数字量输入通道的1至30路通道分别与第一接口电路J8连接，整车控制器数字量输入通道的31至32路通道分别与第二接口电路J9连接，其输入到第一接口电路J8和第二接口电路J9的信号为整车控制器的数字量输入信号(高电平或低电平)。

第一开关检测电路是利用三极管Q6在导通的状态下，在可变电压源+P_ADJ的驱动下，如果集电极端是低电平输入，则第一控制器的D01端输出高电平。如果集电极端的高电平输入，则第一控制器的D01端输出低电平。以此为规则，来实现数字量输入检测的功能。

具体测试原理

在周期1内，选择所有通道输出为低电压(每个周期为500毫秒)，即与第一接口电路 J8和第二电路接口J9连接的1至32个道通输出的电压均为低电压，这样，作用在每个三个管集电极上的电压均为低平电，根据上述测试规则，第一控制器U10的DO1至DO32分别为高电压信号；

在周期2-N+1(N为通道数量)，选择所有通道1-N依次输出为高电压；

在周期N+2个周期，选择所有通道输出为高电压；

每轮测试共N+2个周期，共测试3轮(3轮均通过，最终结果才算通过)。其中低电压定义为小于1V，第一轮高电压定义为27V，第二轮高电压定义为24V，第三轮高电压定义为18V。这样可以最大限度的减少漏测或者误测带来的检测结果不准确。

检测结果评定：

第一比较单元将第一通信CAN总线提供的差分信号与第一检测CAN总线提供的差分信号进行比较，以判断检测是否通过。即第一比较单元将第一检测CAN总线提供的差分信号，与第一通信CAN总线提供的差分信号进行比较，具体为：如果第一检测CAN总线供给第一比较单元的差分信号为低平信号，而第一通信CAN总线提供给第一比较单元的差分信号为高电平信号，或者如果第一检测CAN总线供给第一比较单元的差分信号为高平信号，而第一通信CAN 总线提供给第一比较单元的差分信号为低电平信号，则测试通过，否则测试失败。测试通过表明对应整车控制器的该路通道是通畅的，测试失败表明对应整车控制器的该路通道是断开的。

如图9至图16，第二测试电路包括第二连接电路、多个分压电路、第二控制器U14、第二检测CAN总线、用于接收整车控制器输出的报文信号的第二通信CAN总线、第二比较单元，下面分别对每部分以及它们之间的关系进行详细说明：

如图9至图16，第二连接电路用于连接整车控制器的检测信号输出端，本实施例中，第二连接电路包括第三接口电路J12、第四接口电路J13，第三接口电路J12主要是一个双排的连接器接口，共提供30路引脚与对应的整车控制器数字量输出通道相连接。第四接口电路 J13也是一个双排的连接器接口，共提供两路引脚与对应的整车控制器数字量输出通道相连接。另外提供第二通信CAN总线和第二检测CAN总线的连接接口以及低压直流电源(+3.3V， +5V)和可变压电源+P_ADJ的连接接口。

如图9至图16，显然，在本发明中由第三接口电路J12、第四接口电路J13组成的向测试电路提供数字量输出信号的输入通道共计36路，相比现有技术而言，本发明的结构能检测更多的通道，具有检测效率高的特点。

如图9至图16，每个分压电路分别与第二连接电路电连接，分压电路包括低电平有效分压检测电路和高电平有效分压检测电路。本实施例中，低电平有效分压检测电路采用32路，高电平有效分压检测电路采用4路。其实施方案分别如下：

如图9至图16，第三接口电路J12的每个引脚与一个低电平有效分压测试电路连接，第四接口电路J13的一个或多个引脚与高电平有效分压测试电路连接。在本实施例中，第三接口电路J12、第四接口电路J13分别为接线端子，第三接口电路J12、第四接口电路J13分别具有30路接线引脚，其中第三接口电路J12的每个接线引脚不但分别连接高电平有效分压检测电路，而且第三接口电路J12每个接线引脚还与整车控制器数字量输出通道连接，第四接口电路J13的其中六个接线引脚分别连接高电平有效分压检测电路，同样，第四接口电路J13 还与整车控制器数字量输出通道连接，从而通过第三接口电路J12、第四接口电路J13将整车控制器数字量输出的信号传送到每个分压电路。

如图9至图16，低电平有效分压测试电路包括：第十五开关二极管D15、第十六开关二极管D16、第五十一滤波电容C51、第一百五十八电阻R158、第一百四十六电阻R146、第一百五十二电阻R152，第十五开关二极管D15与第十六开关二极管D16串联，第十五开关二极管D15的阳极端接地，第五十一滤波电容C51以及第一百五十八电阻R158与第十五开关二极管D15并联，第一百四十六电阻R146与第一百五十二电阻R152串联，第一百五十二电阻R152与第一百五十八电阻R158的一端连接。从第一百四十六电阻R146与第一百五十二电阻R152之间取一点作为连接第二连接电路的连接端。该低电平有效分压测试电路除了能测试各通道的通断，还能非常准确的甄别出整车控制器的数字量输入是否满足设计的逻辑关系要求。

如图9至图16，高电平有效分压检测电路包括：第四十四开关二极管D44、第四十五开关二极管D45、第八十六滤波电容C86、第二百五十三电阻R253、第二百四十一电阻R241、第二百四十七电阻R247，第四十四开关二极管D44与第四十五开关二极管D45串联，第四十四开关二极管D44的阳极端接地，第八十六滤波电容C86以及第二百五十三电阻R253与第四十四开关二极管D44并联，第二百四十一电阻R241与第二百四十七电阻R247串联，第二百四十七电阻R247与第二百五十三电阻R253的一端连接。从第一百四十六电阻R146与第一百五十二电阻R152之间取一点作为第二连接电路的连接端。该高电平有效分压检测电路除了能测试各通道的通断，还能非常准确的甄别出整车控制器的数字量输入是否满足设计的逻辑关系要求。

如图9至图16，第二控制器U14与分压电路电连接，第二控制器U14将来自于分压电路的信号转换成报文信号。第二控制器U14优先采用单片机，本实施例中的单片机具有多个数字量输入接口，每个数字量输入接口与一个分压电路电连接，本实施例中优先采用型号为 STM32F105RBT6的单片机，本实施例中主要使用了其32路输出的接口功能，因此相当于把第二控制器U14作为一个接口电路来使用。

如图9至图16，第二检测CAN总线的输入端与第二控制器U14连接，第二检测CAN总线将第二控制器U14输出的报文信号转换成差分信号输出。第二检测CAN总线包括第五十二晶体管D52、第十共模扼流器L10、第九十电容C90、第九十二电容C92、第十三收发器U13，第五十二晶体管D52的一端接地，第五十二晶体管D52的另一端与第十共模扼流器L10连接，第十共模扼流器L10与第十三收发器U13连接，第九十电容C90和第九十二电容C92的一端分别与第十共模扼流器L10连接，第九十电容C90和第九十二电容C92的另一端接地。第五十二晶体管D52的型号为PESDICAN，第十共模扼流器L10的型号为ACT45B-510-2P，第十三收发器U13的型号为TJA1042T/3，

如图9至图16，第十三收发器U13的引脚1和4分别与第二控制器U14的引脚33和34连接，第十三收发器U13的引脚1和4为报文信号连接端。第二控制器U14输出的报文信号经过第二检测CAN总线处理后变成差分信号(CAN2H和CAN2L)，该差分信号在五十二晶体管D52处输出。

如图9至图16，第二检测CAN总线输出的差分信号可以直接提供给第二比较单元，也可以通过第四接口电路J13提供给第二比较单元，本实施例中，优先将第二检测CAN总线输出的差分信号送至第四接口电路J13，再通过第四接口电路J13提供给第二比较单元。

如图9至图16，第二通信CAN总线将接收的报文信号转换成差分信号输出，第二通信CAN 总线输出的差分信号可以直接提供给第二比较单元，也可以通过第四接口电路J13提供给第二比较单元，本实施例中，优先将第二通信CAN总线输出的差分信号直接提供给第二比较单元。本实施例中，将第二通信CAN总线与第二检测CAN总线分离，直接避免了由于信号干扰等导致的错误测试结果。

如图9至图16，第二通信CAN总线包括第五十一晶体管D51、第九共模扼流器L9、第八十七电容C87、第八十九电容C89、第十二收发器U12，第五十一晶体管D51的一端接地，第五十一晶体管D51的另一端与第九共模扼流器L9连接，第九共模扼流器L9与第十二收发器U12连接，第八十七电容C87和第八十九电容C89的一端分别与第九共模扼流器L9连接，第八十七电容C87和第八十九电容C89的另一端接地。第五十一晶体管D51的型号为PESDICAN，第九共模扼流器L9的型号为ACT45B-510-2P，第十二收发器U12的型号为TJA1042T/3，第十二收发器U12的引脚1和4分别为信号输入引脚，第十二收发器U12的引脚1和4分别与整车控制器的报文信号输出端连接，整车控制器输出的报文信号经过第二通信CAN总线处理后变成差分信号(CAN1H和CAN1L)，该差分信号在五十一晶体管D51处输出。

如图9至图16，由于32路低电平有效的分压测试电路完全一样，以其中一个通道的测试电路为例。将整车控制器数字量输出通道的1至30路通道分别与第三接口电路J12连接，整车控制器数字量输出通道的31至32路通道分别与第四接口电路J13连接，其输入到第三接口电路J12和第四接口电路J13的信号为整车控制器的数字量输出信号(高电平或低电平)。

如图9至图16，低电平有效的分压测试电路中第十五开关二极管D15、第十六开关二极管D16起开关作用，如果POUT1是低电平输入，则第二控制器的DIN1端输出高电压。如果POUT1是高电压输入，则第二控制器的DIN1端输出低电压。以此为规则，来实现低电平有效的数字量输出检测的功能。

如图9至图16，4路高电平有效的分压测试电路完全一样。将整车控制器数字量输入通道的33至36路通道分别与第四接口电路J13连接，其输入第四接口电路J13的信号为整车控制器的数字量输出信号(高电平或低电平)。

如图9至图16，高电平有效的分压测试电路中第四十四开关二极管D44、第四十五开关二极管D45起开关作用，如果POUT36是低电平输入，则第二控制器的DIN36端输出低电压。如果POUT36是高电压输入，则第二控制器的DIN36端输出高电压。以此为规则，来实现高电平有效的数字量输出检测的功能。

具体测试原理

在周期1内，选择所有通道输出为低电压(每个周期为500毫秒)，即与第三接口电路 J12和第二电路接口J13连接的1至36个道通输出的电压均为低电压。这样，作用在每个分压测试电路的输入电压均为低平电，根据上述测试规则，第二控制器U14的DIN1至DIN32均为高电压信号，第二控制器U14的DIN33至DIN36分别为低电压信号。

在周期2-N+1(N为通道数量)，选择所有通道1-N依次输出为高电压；

每轮测试共N+1个周期，共测试3轮(3轮均通过，最终结果才算通过)。其中低电压定义为小于1V，第一轮高电压定义为27V，第二轮高电压定义为24V，第三轮高电压定义为18V。这样可以最大限度的减少漏测或者误测带来的检测结果不准确。

检测结果评定：

如图9至图16，第二比较单元将第二通信CAN总线提供的差分信号与第二检测CAN总线提供的差分信号进行比较，以判断检测是否通过。即第二比较单元将第二检测CAN总线提供的差分信号，与第二通信CAN总线提供的差分信号进行比较，具体为：如果第二检测CAN总线供给第二比较单元的差分信号为低平信号，而第二通信CAN总线提供给第二比较单元的差分信号为高电平信号，或者如果第二检测CAN总线供给第二比较单元的差分信号为高平信号，而第二通信CAN总线提供给第二比较单元的差分信号为低电平信号，则测试通过，否则测试失败。测试通过表明对应整车控制器的该路通道是通畅的，测试失败表明对应整车控制器的该路通道是断开的。

如图17至图26，第三测试电路包括第三连接电路、多个与第三连接电路连接的第三检测电路、多个第一电子开关、多个与第三连接电路连接的负载电路、多个第二电子开关、第三控制器U19、第三检测CAN总线、用于接收整车控制器输出PWM信号的第三通信CAN总线、第三比较单元，下面分别对每部分以及它们之间的关系进行详细说明：

如图17至图26，第三连接电路用于连接整车控制器输出PWM信号输出端，本实施例中，第三连接电路包括第五接口电路J16、第六接口电路J17，第五接口电路J16主要是一个双排的连接器接口，共提供30路引脚与对应的整车控制器数字量输出通道相连接。第六接口电路J17也是一个双排的连接器接口，共提供两路引脚与对应的整车控制器数字量输出通道相连接。另外提供第三通信CAN总线和第三检测CAN总线的连接接口以及低压直流电源(+3.3V， +5V)和可变压电源+P_ADJ的连接接口。

如图17至图26，第五接口电路J16分别与第三检测电路和负载电路电连接，第六接口电路J17分别与第三检测电路和负载电路电连接。在本实施例中，第五接口电路J16、第六接口电路J17分别为接线端子，第五接口电路J16、第六接口电路J17分别具有30个接线引脚，其中第五接口电路J16的每个接线引脚不但分别连接第三检测电路的输入端，而且第五接口电路J16每个接线引脚还与整车控制器PWM信号输出通道连接，第六接口电路J17的其中两个接线引脚分别连接第三检测电路的输入端，同样，第六接口电路J17还与整车控制器PWM信号输出通道连接，从而通过第五接口电路J16、第六接口电路J17将整车控制器PWM输出的信号传送到每个第三检测电路。

显然，在本发明中由第五接口电路J16、第六接口电路J17组成的向第三检测电路提供数字量输出信号的输入通道共计36路，相比现有技术而言，本发明的结构能检测更多的通道，具有检测效率高的特点。

如图17至图26，每个第一电子开关与第三检测电路电连接，负载电路与第三检测电路电连接，每个第二电子开关与负载电路电连接。本实施例中的第三检测电路和负载电路分别为16路。

如图17至图26，第三检测电路包括第三十八三极管Q38、第二百七十三电阻R273、第二百六十九电阻R269，第三十八三极管Q38的基极与第二百七十三电阻R273的一端电连接，第二百七十三电阻R273的另一端与接口电路连接，接收来自于整车控制器PWM信号输出通道，例如PWMO1的信号。第三十八三极管Q38的集电极与第二百六十九电阻R269的一端电连接，第二百六十九电阻R269的另一端与一个3.3V的电压电连接，第三十八三极管Q38的发射极接地，第三十八三极管Q38的集电极作为输出端还与第一电子开关电连接，第一电子开关包括第一芯片U15以及第三百一十七电阻R317,第一芯片U15的第三引脚与第三百一十七电阻 R317的一端连接，第三百一十七电阻R317的另一端与第三控制器U19连接。第一芯片U15 的型号为74HC4051D。

如图17至图26，第三十八三极管Q38的集电极输出的信号(PWMIN1)即为该第三检测电路的输出信号，由于第一芯片U15的输入端连接了PWM IN1至PWM IN8R的8路输入信号，最终测试结果通过第一芯片U15的选择，输出PWM1信号到第三控制器U19。该第三检测电路和第一电子开关除了能测试各通道的通断，还能非常准确的甄别出整车控制器的PWM输入是否满足设计的逻辑关系要求。

如图17至图26，负载电路包括第五十四三极管Q54、第三百零一电阻R301、第五十三二极管D53、开关继电器K1，五十四三极管Q54的基极与第三百零一电阻R301的一端电连接，五十四三极管Q54的集电极分别与第五十三二极管D53和开关继电器K1电连接，五十四三极管Q54的发射极接地，第三百零一电阻R301的另一端与第二电子开关电连接，第二电子开关包括第二芯片U16以及第三百一十八电阻R318,第二芯片U16的第三引脚与第三百一十八电阻R318的一端连接，第三百一十八电阻R318的另一端与电源连接。

如图17至图26，开关继电器K1接收来自于整车控制器PWM信号输出通道，例如PWMO1 的信号，当开关继电器K1导通时，开关继电器K1内部的电阻加载到五十四三极管Q54的集电极。第二芯片U16的输入端与第三百零一电阻R301的另一端电连接，第二芯片U16的型号为74HC4051D。

如图17至图26，第三控制器U19与分第一电子开关电连接，第三控制器U19将来自于第一电子开关的信号转换成报文信号。第三控制器U19优先采用单片机，本实施例中的单片机具有两个PWM检测信号接口，每个接口与通过电子开关与8个第三检测电路连接，本实施例中第三控制器U19优先采用型号为STM32F105RBT6的单片机，本实施例中第三控制器U19 主要使用了其两路PWM测试输出和多路电子开关地址输入的接口功能，因此相当于把第三控制器U19作为一个接口电路来使用。

如图17至图26，第三检测CAN总线的输入端与第三控制器U19连接，第三检测CAN总线将第三控制器U19输出的报文信号转换成差分信号输出。第三检测CAN总线包括第七十晶体管D70、第十二共模扼流器L12、第一百零八电容C108、第一百一十电容C110、第二十一收发器U21，第七十晶体管D70的一端接地，第七十晶体管D70的另一端与第十二共模扼流器L12连接，第十二共模扼流器L12与第二十一收发器U21连接，第一百零八电容C108和第一百一十电容C110的一端分别与第十二共模扼流器L12连接，第一百零八电容C108和第一百一十电容C110的另一端接地。第七十晶体管D70的型号为PESDICAN，第十二共模扼流器 L12的型号为ACT45B-510-2P，第二十一收发器U21的型号为TJA1042T/3。

如图17至图26，第二十一收发器U21的引脚1和4分别与第三控制器U19的引脚33和34连接，第二十一收发器U21的引脚1和4为报文信号连接端。第三控制器U19输出的报文信号经过第三检测CAN总线处理后变成差分信号(CAN2H和CAN2L)，该差分信号在第七十晶体管D70处输出。

如图17至图26，第三检测CAN总线输出的差分信号可以直接提供给第三比较单元，也可以通过第六接口电路J17提供给第三比较单元，本实施例中，优先将第三检测CAN总线输出的差分信号送至第六接口电路J17，再通过第六接口电路J17提供给第三比较单元。

如图17至图26，第三通信CAN总线将接收的报文信号转换成差分信号输出，第三通信 CAN总线输出的差分信号可以直接提供给第三比较单元，也可以通过第六接口电路J17提供给第三比较单元，本实施例中，优先将第三通信CAN总线输出的差分信号直接提供给第三比较单元。本实施例中，将第三通信CAN总线与第三检测CAN总线分离，直接避免了由于信号干扰等导致的错误测试结果。

如图17至图26，第三通信CAN总线包括第六十九晶体管D69、第十一共模扼流器L11、第一百零五电容C105、第一百零七电容C107、第二十收发器U20，第六十九晶体管D69的一端接地，第六十九晶体管D69的另一端与第十一共模扼流器L11连接，第十一共模扼流器L11 与第二十收发器U20连接，第一百零五电容C105和第一百零七电容C107的一端分别与第十一共模扼流器L11连接，第一百零五电容C105和第一百零七电容C107的另一端接地。

如图17至图26，六十九晶体管D69的型号为PESDICAN，第十一共模扼流器L11的型号为ACT45B-510-2P，第二十收发器U20的型号为TJA1042T/3，第二十收发器U20的引脚1和4分别为信号输入引脚，第二十收发器U20的引脚1和4分别与整车控制器的报文信号输出端连接，整车控制器输出的报文信号经过第三通信CAN总线处理后变成差分信号(CAN1H和CAN1L)，该差分信号在六十九晶体管D69处输出。

如图17至图26，由于16路第三检测电路完全一样，16路负载电路也完全一样。所以以其中一路通道的第三检测电路为例进行说明。将整车控制器PWM输出通道的1至30路通道分别与第五接口电路J16连接，整车控制器PWM输出通道的31至32路通道分别与第六接口电路J17连接，其输入到第五接口电路J16和第六接口电路J17的信号为整车控制器的PWM输出信号(不同的占空比信号)。

如图17至图26，第三检测电路是利用第三十八三极管Q38在导通的状态下，如果集电极端有PWM输出信号的输入，则第三控制器U19的PWM1端输入0-3.3V的电压(具体电压与PWM输出信号的占空比有关)。

具体测试原理

在周期1，所有选择通道不输出PWM(每个周期为1200ms)；

在周期2-N+1(N为通道数量)，通道1-N依次输出PWM波；

每轮测试共N+1个周期，共测试3轮，第1轮输出频率为1000HZ，占空比为20％的PWM波，第2轮输出频率为5000HZ，占空比为40％的PWM波，第3轮输出频率为10000HZ，占空比为60％的PWM波。

检测结果评定：

检测结果评定：

如图17至图26，第三比较单元将第三通信CAN总线提供的差分信号与第三检测CAN总线提供的差分信号进行比较，以判断检测是否通过。即第三比较单元将第三检测CAN总线提供的差分信号，与第三通信CAN总线提供的差分信号进行比较，具体为：根据整车控制器输出的PWM信号的占空比不同，检测信号输出0-3.3V不等的电压值。将第三检测CAN总线提供的电压值与第三通信CAN总线提供的电压值进行比较，如果一致，则为检测通过，如果不一致，则检测不通过。

如图27至图31，所述第四测试电路包括第四控制器、多个电压转换电路、第四连接电路、整车控制器、第四比较单元，下面分别对每部分以及它们之间的关系进行详细说明：

如图27至图31，第四控制器U31用于生成并输出用于检测的初始电信号，初始电信号优先采用PWM信号。第四控制器U31的输出端分别与电压转换电路和整车控制器电连接。第四控制器U31优先采用单片机，本实施例中的单片机具有多个数字量输出接口，每个数字量输出接口与一个测试电路连接，本实施例中优先采用型号为STM32F105RBT6的单片机，本实施例中主要使用了其16路接口功能。

如图27至图31，每个电压转换电路与第四控制器U31的初始电信号输出端电连接，电压转换电路将第四控制器的初始电信号转换为0-10V的电压信号输出。电压转换电路包括运算放大器U22A、第一滤波器、第二滤波器、反馈电阻R372，第一滤波器连接于运算放大器 U22A的输出端，第一滤波器上设有连接第四连接电路的输出连接部；第二滤波器分别与运算放大器U22A的同相输入端和反相输入端连接，第二滤波器上设有连接第四控制器的输入连接部。反馈电阻R372的一端与运算放大器U22A的输出端连接，反馈电阻R372的另一端与运算放大器U22A的反相输入端连接。

如图27至图31，第一滤波器包括第三百六十六电阻R366、第一百二十八电容C128，第三百六十六电阻R366的一端与运算放大器U22A的输出端连接，第三百六十六电阻R366的另一端与第一百二十八电容C128的一端连接，第一百二十八电容C128的另一端接地，取第三百六十六电阻R366与第一百二十八电容C128的结点作为连接第四连接电路的输出连接部。

如图27至图31，第二滤波器包括第三百五十八电阻R358、第一百二十三电容C123、第三百五十七电阻R357、第一百二十二电容C122，第三百五十八电阻R358与第三百五十七电阻R357和运算放大器U22A的同相输出入端串联，第一百二十三电容C123的一端与第三百五十八电阻R358的一端连接，第一百二十三电容C123的另一端与运算放大器U22A反相输入端连接，第一百二十二电容C122的一端与第三百五十七电阻R357的一端连接，第一百二十二电容C122的另一端与运算放大器U22A反相输入端连接，运算放大器U22A反相输入端接地。

如图27至图31，电压转换电路还包括第三滤波器，第三滤波器包括第三百五十四电阻 R354、第一百一十九电容C119，第三百五十四电阻R354的一端与运算放大器U22A的同相输入端连接，第三百五十四电阻R354的另一端以及第一百一十九电容C119的一端均接地，第一百一十九电容C119的另一端与运算放大器U22A的正侧引脚连接。

如图27至图31，电压转换电路的工作过程为：第四控制器U31初始电信号经过第二滤波器滤波后提供给运算放大器U22A，经运算放大器U22A放大后输出，放大后的信号经过第三百六十六电阻R366成为电压信号，并经第一百二十八电容C128滤波后输出。

如图27至图31，第四连接电路与电压转换电路的输出端电连接，本实施例中，所述第四连接电路包括第七接口电路J20、第二接口电路J21，第七接口电路J20是一个双排的连接器接口，共提供13路引脚与对应的电压转换电路输出端连接。第二接口电路J21也是一个双排的连接器接口，共提供3路引脚与对应的整车控制器模拟量信号输出端。

如图27至图31，其中第七接口电路J20的引脚5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、 25、27、29作为输入端与第四控制器U31的输出端连接，第七接口电路J20的引脚6、8、10、 12、14、16、18、20、22、24、26、28、30作为输出端分别连接第四比较单元。第二接口电路J21的引脚1、3、5作为输入端与第四控制器U31的输出端连接，第二接口电路J21的引脚2、4、6作为输出端分别连接第四比较单元。

如图27至图31，第四比较单元与上位机连接，在上位机中安装有比较软件，通过比较软件来比较所述电信号。

下面说明具体的检测过程：

如图27至图31，第四控制器U31的输出端分别与16个电压转换电路的输入端连接，其中13个电压转换电路的输出端分别与第七接口电路J20连接，另外第14至16电压转换电路分别与第二接口电路J21连接。

如图27至图31，第四控制器U31生成并输出用于检测的初始电信号，电压转换电路将第四控制器U31的初始电信号转换为0-10V的电压信号输出，第四连接电路将0-10V的电压信号输送到第四比较单元，整车控制器将第四控制器U31输出的初始电信号转换为0-10V的电压信号输出到第四比较单元，第四比较单元将第四连接电路与整车控制器提供的电信号进行比较，以判断整车控制器是否完好，例如，第四连接电路输送给第四比较单元的第1路电信号为5V的电压信号，整车控制器输送给第四比较单元对应于所述第1路的电信号为6V的电压信号，在第四比较单元内设置用于评判整车控制器与电压转换电路信号误差，该误差设置为小于5％，显示，上述6V的电压信号与5V的电压信号相比，已超出了最大误差，则表明整车控制器存在故障。如果两者的电压值在误差范围内，则认为整车控制器是完好的。

Claims (10)

1.电动汽车整车控制器输入输出信号的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，数字量输入信号检测：待检测的整车控制器将获取的车辆数字量输入信号处理后提供给第一测试电路，经第一测试电路检测后，第一测试电路判断整车控制器输出的信号和第一测试电路的输出信号是否一致；

S2，数字量输出信号检测：待检测的整车控制器将获取的车辆数字量输出信号处理后提供给第二测试电路，经第二测试电路检测后，第二测试电路判断整车控制器输出的信号和第二测试电路的输出信号是否一致；

S3，PWM输出信号检测：待检测的整车控制器将获取的PWM输出信号处理后提供给第三测试电路，经第三测试电路检测后，第三测试电路判断整车控制器输出的信号和第三测试电路的输出信号是否一致；

S4，模拟量输入信号检测：第四测试电路模拟车辆模拟量输出信号并提供给待检测的整车控制器和第四测试电路，第四测试电路判断整车控制器的输出信号和第四测试电路的输出信号是否一致；

S5，生成S1至S4的检测报告。

2.根据权利要求1所述电动汽车整车控制器输入输出信号的检测方法，其特征在于，所述第一测试电路包括：

用于连接整车控制器检测信号输出端的第一连接电路；

多个将整车控制器输出的检测信号在高低电平之间转换的测试电路，每个测试电路至少包括三极管或MOS管，每个三极管或MOS管与第一连接电路连接；

第一控制器，第一控制器与测试电路电连接，第一控制器将来自于测试电路的信号转换成报文信号；

第一检测CAN总线，第一检测CAN总线的输入端与第一控制器连接，第一检测CAN总线将第一控制器输出的报文信号转换成差分信号输出；

用于接收整车控制器输出的报文信号的第一通信CAN总线，第一通信CAN总线将接收的报文信号转换成差分信号输出；

第一比较单元，第一比较单元将第一通信CAN总线提供的差分信号与第一检测CAN总线提供的差分信号进行比较，以判断检测是否通过。

3.根据权利要求1所述电动汽车整车控制器输入输出信号的检测方法，其特征在于，所述第二测试电路包括：

用于连接整车控制器检测信号输出端的第二连接电路；

多个分压电路，分压电路包括低电平有效分压检测电路和高电平有效分压检测电路，每个分压电路分别与第二连接电路电连接；

第二控制器，第二控制器与分压电路电连接，第二控制器将来自于分压电路的信号转换成报文信号；

第二检测CAN总线，第二检测CAN总线的输入端与第二控制器连接，第二检测CAN总线将第二控制器输出的报文信号转换成差分信号输出；

用于接收整车控制器输出的报文信号的第二通信CAN总线，第二通信CAN总线将接收的报文信号转换成差分信号输出；

第二比较单元，第二比较单元将第二通信CAN总线提供的差分信号与第二检测CAN总线提供的差分信号进行比较，以判断检测是否通过。

4.根据权利要求3所述的电动汽车整车控制器输入输出信号的检测方法，其特征在于，低电平有效分压测试电路包括：第十五开关二极管、第十六开关二极管、第五十一滤波电容、第一百五十八电阻、第一百四十六电阻、第一百五十二电阻，第十五开关二极管与第十六开关二极管串联，第十五开关二极管的阳极端接地，第五十一滤波电容以及第一百五十八电阻与第十五开关二极管并联，第一百四十六电阻与第一百五十二电阻串联，第一百五十二电阻与第一百五十八电阻的一端连接。

5.根据权利要求3所述的电动汽车整车控制器输入输出信号的检测方法，其特征在于，高电平有效分压检测电路包括：第四十四开关二极管、第四十五开关二极管、第八十六滤波电容、第二百五十三电阻、第二百四十一电阻、第二百四十七电阻，第四十四开关二极管与第四十五开关二极管串联，第四十四开关二极管的阳极端接地，第八十六滤波电容以及第二百五十三电阻与第四十四开关二极管并联，第二百四十一电阻与第二百四十七电阻串联，第二百四十七电阻与第二百五十三电阻的一端连接。

6.根据权利要求1所述电动汽车整车控制器输入输出信号的检测方法，其特征在于，用于连接整车控制器输出PWM信号输出端的第三连接电路；

多个与第三连接电路连接的第三检测电路；

多个第一电子开关，每个第一电子开关与第三检测电路电连接；

多个与第三连接电路连接的负载电路，负载电路还与第三检测电路电连接；

多个第二电子开关，每个第二电子开关与负载电路电连接；

第三控制器，第三控制器与第一电子开关电连接，第三控制器将来自于第一电子开关的信号转换成报文信号；

第三检测CAN总线，第三检测CAN总线的输入端与第三控制器连接，第三检测CAN总线将第三控制器输出的报文信号转换成差分信号输出；

用于接收整车控制器输出PWM信号的第三通信CAN总线，第三通信CAN总线将接收的报文信号转换成差分信号输出；

第三比较单元，第三比较单元将第三通信CAN总线提供的差分信号与第三检测CAN总线提供的差分信号进行比较，以判断检测是否通过。

7.根据权利要求6所述的电动汽车整车控制器输入输出信号的检测方法，其特征在于，第三检测电路包括第三十八三极管、第二百七十三电阻、第二百六十九电阻，第三十八三极管的基极与第二百七十三电阻电连接，第三十八三极管的集电极与第二百六十九电阻电连接，第三十八三极管的发射极接地，第三十八三极管的集电极作为输出端还与第一电子开关电连接，第一电子开关包括第一芯片以及第三百一十七电阻,第一芯片的第三引脚与第三百一十七电阻的一端连接，第三百一十七电阻的另一端与控制器连接。

8.根据权利要求6所述的电动汽车整车控制器输入输出信号的检测方法，其特征在于，负载电路包括第五十四三极管、第三百零一电阻、第五十三二极管、开关继电器，五十四三极管的基极与第三百零一电阻的一端电连接，五十四三极管的集电极分别与第五十三二极管和开关继电器电连接，五十四三极管的发射极接地，第三百零一电阻的另一端与第二电子开关电连接，第二电子开关包括第二芯片以及第三百一十八电阻,第二芯片的第三引脚与第三百一十八电阻的一端连接，第三百一十八电阻的另一端与电源连接。

9.根据权利要求1所述电动汽车整车控制器输入输出信号的检测方法，其特征在于，所述第四测试电路包括：

第四控制器，第四控制器用于生成并输出用于检测的初始电信号；

多个电压转换电路，每个电压转换电路与第四控制器的初始电信号输出端电连接，电压转换电路将第四控制器的初始电信号转换为0-10V的电压信号输出；

第四连接电路，第四连接电路的输入端与电压转换电路的输出端连接；

整车控制器，整车控制器的输入端与第四控制器电连接，整车控制器将第四控制器输出的初始电信号转换为0-10V的电压信号输出；

第四比较单元，第四比较单元分别与第四连接电路和整车控制器电连接，第四比较单元将第四连接电路与整车控制器提供的电信号进行比较，以判断整车控制器是否完好。

10.根据权利要求9所述电动汽车整车控制器输入输出信号的检测方法，其特征在于，电压转换电路包括：

运算放大器；

第一滤波器，第一滤波器连接于运算放大器的输出端，第一滤波器上设有连接第四连接电路的输出连接部；

第二滤波器，第二滤波器分别与运算放大器的同相输入端和反相输入端连接，第二滤波器上设有连接第四控制器的输入连接部；

反馈电阻，反馈电阻的一端与运算放大器的反相输入端连接，反馈电阻的另一端与运算放大器的输出端连接。

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