CN113341936B - 基于电源控制的虚拟故障注入测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于电源控制的虚拟故障注入测试方法，本发明的构思在于，在不改变车载网络拓扑结构及通讯物理介质前提下，通过预先构建的多种仿真模型组合，实现真实控制与虚拟控制随时有序切换，并在虚拟故障注入下，验证各车载系统的安全保护策略，以便及时发现可能存在的设计缺陷。本发明在系统运行至任意工作状态时，均可随时、灵活覆盖到整车所有控制器发送的全部信号及信号的各类故障模式，与现有故障注入方式相比，优势尤其体现在随时实现故障注入，而非特定工作状态，可见本发明大大提升了车辆测试验证覆盖度，并可以较为容易地达到测试条件以及进入测试的工况，从而显著提升测试效率。

Description

基于电源控制的虚拟故障注入测试方法
技术领域
本发明车辆测试技术领域，尤其涉及一种基于电源控制的虚拟故障注入测试方法。
背景技术
随着汽车智能化发展，越来越多的车载控制器被应用车上，各类控制器通过总线进行数据交互，形成网络通讯拓扑结构。在车载控制器开发验证环节，将各个控制器按此拓扑结构实现网络互连后进行联合测试验证，在联合验证过程中需要实现对控制器发送信号进行故障模拟，通常可以采用诊断服务、电气故障注入等方式实现，但此类方法无法随时灵活地覆盖所有信号及信号故障种类。具体来说，现有技术可通过在现有总线拓扑上增加虚拟仿真控制器，正常情况下主要是由真实控制器进行网络通讯交互，在上述测试场景下进行故障注入时可切换到虚拟仿真控制器，由虚拟控制器进行信号模拟发送，同时通过以下两种方式实现真实控制器与整车交互中断：
1)通过车载控制器自身诊断服务命令主动关闭车载控制器发送数据；
2)在车载控制器与整车网络线束连接处布置继电器，通过对继电器控制实现车载控制器与整车网络连接与断开。
然而，部分车载控制器不支持诊断服务命令，且一般在控制器运行过程中，为了保护控制器安全性，在部分运行场景下需要主动关闭诊断服务命令。因此，无法实现对车载控制器以及测试场景无法实现全覆盖；而通过在CAN总线中串联继电器方式实现控制器与整车网络连接，虽然在一定程度上可以解决测试覆盖问题，但串联继电器到网络中来，破坏了CAN总线网络通讯介质原有特性，当控制器数量较多时，需要串联的继电器数量也随之增多，极大影响CAN通讯信号质量。
发明内容
鉴于上述，本发明旨在提供一种基于电源控制的虚拟故障注入测试方法，解决现有测试方式难以灵活地随时切换控制器以实现对故障信号进行全覆盖的问题。
本发明采用的技术方案如下：
一种基于电源控制的虚拟故障注入测试方法，其中包括：
加载并运行预先开发的车辆仿真模型，所述车辆仿真模型包括电源控制模型，以及如下一种或多种模型：动力相关模型、传感器模型、执行器模型、总线通讯模型；
启动目标车载单元的虚拟控制器；
监测所述目标车载单元的真实控制器的当前工作信息；
根据所述当前工作信息，控制所述虚拟控制器运行至与所述真实控制器相同的工作状态；
启动所述电源控制模型，并关闭所述真实控制器的电源；
判断所述真实控制器是否处于离线状态；
若是，则使所述虚拟控制器上线，并保持与所述真实控制器相同的工作状态，以完成真实控制至虚拟控制的切换操作；
将所述虚拟控制器的信号参数修改为故障模式；
检测当目标车载单元处于所述故障模式下，原车控制系统的既定安全保护策略的执行结果。
在其中至少一种可能的实现方式中，在启动目标车载单元的虚拟控制器后保持只读取的静默状态。
在其中至少一种可能的实现方式中，在控制所述虚拟控制器运行至与所述真实控制器相同的工作状态之后，保持对所述真实控制器的读取状态。
在其中至少一种可能的实现方式中，所述方法还包括：基于预设的延时策略由虚拟控制切换为真实控制。
在其中至少一种可能的实现方式中，所述基于预设的延时策略由虚拟控制切换为真实控制包括：
预先测定真实控制器的启动时间；
根据所述启动时间确定延时时间；
当由虚拟控制切换为真实控制时，开启所述真实控制器的电源，并在计时到达所述延时时间后，使所述虚拟控制器下线。
本发明的构思在于，在不改变车载网络拓扑结构及通讯物理介质前提下，通过预先构建的多种仿真模型组合，实现真实控制与虚拟控制随时有序切换，并在虚拟故障注入下，验证各车载系统的安全保护策略，以便及时发现可能存在的设计缺陷。本发明在系统运行至任意工作状态时，均可随时、灵活覆盖到整车所有控制器发送的全部信号及信号的各类故障模式，与现有故障注入方式相比，优势尤其体现在随时实现故障注入，而非特定工作状态，可见本发明大大提升了车辆测试验证覆盖度，并可以较为容易地达到测试条件以及进入测试的工况，从而显著提升测试效率。
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为本发明实施例提供的基于电源控制的虚拟故障注入测试方法的流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，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。
本发明提出了一种基于电源控制的虚拟故障注入测试方法的实施例，具体来说，如图1所示，可以包括如下步骤：
步骤S1、加载并运行预先开发的车辆仿真模型，所述车辆仿真模型包括电源控制模型，以及如下一种或多种模型：动力相关模型、传感器模型、执行器模型、总线通讯模型。
步骤S2、启动目标车载单元的虚拟控制器；优选地，在启动目标车载单元的虚拟控制器后保持只读取不写入的静默状态。
步骤S3、监测所述目标车载单元的真实控制器的当前工作信息。
步骤S4、根据所述当前工作信息，控制所述虚拟控制器运行至与所述真实控制器相同的工作状态；优选地，在控制所述虚拟控制器运行至与所述真实控制器相同的工作状态之后，保持对所述真实控制器的读取状态。
步骤S5、启动所述电源控制模型，并关闭所述真实控制器的电源。
步骤S6、判断所述真实控制器是否处于离线状态。
若是，则执行步骤S7、使所述虚拟控制器上线，并保持与所述真实控制器相同的工作状态，以完成真实控制至虚拟控制的切换操作。
步骤S8、将所述虚拟控制器的信号参数修改为故障模式。
步骤S9、检测当目标车载单元处于所述故障模式下，原车控制系统的既定安全保护策略的执行结果。
除了上述实施例及其优选方案之外，本发明还进一步地考虑所述方法还可以包括：基于预设的延时策略由虚拟控制切换为真实控制，也即是实现完整的双向切换机制。具体来说，可以预先测定真实控制器的启动时间T，根据该启动时间T确定延时时间(当然也可以是T，或者大于T以保证切换时机的可靠性)；然后，当需要由虚拟控制切换为真实控制时，开启前述真实控制器的电源，并在计时到达所述的延时时间后，再使所述虚拟控制器下线，即确保真实控制器能够可靠上线接管。
最后还可以进一步补充的是，前述测试方法可以依托于已有的测试架构，例如但不限于包括上位机、实时操作系统、I/O板卡、总线板卡以及相关的车载单元(ESP、ABS、TCU、EMS等)等；在实际操作中，可以优选基于CAN总线通讯，将测试平台的虚拟控制器与真实控制器以及被测车载控制系统各个相关部件单元进行数据连通，当然，也可以扩展至其他类型的总线通讯方式，例如CANFD、FlexRay、LIN等，对此本发明不作限定。
综上所述，本发明的构思在于，在不改变车载网络拓扑结构及通讯物理介质前提下，通过预先构建的多种仿真模型组合，实现真实控制与虚拟控制随时有序切换，并在虚拟故障注入下，验证各车载系统的安全保护策略，以便及时发现可能存在的设计缺陷。本发明在系统运行至任意工作状态时，均可随时、灵活覆盖到整车所有控制器发送的全部信号及信号的各类故障模式，与现有故障注入方式相比，优势尤其体现在随时实现故障注入，而非特定工作状态，可见本发明大大提升了车辆测试验证覆盖度，并可以较为容易地达到测试条件以及进入测试的工况，从而显著提升测试效率。
本发明实施例中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示单独存在A、同时存在A和B、单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项”及其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项或复数项的任意组合。例如，a，b和c中的至少一项可以表示：a，b，c，a和b，a和c，b和c或a和b和c，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
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 (5)

1.一种基于电源控制的虚拟故障注入测试方法，其特征在于，包括：
加载并运行预先开发的车辆仿真模型，所述车辆仿真模型包括电源控制模型，以及如下一种或多种模型：动力相关模型、传感器模型、执行器模型、总线通讯模型；
启动目标车载单元的虚拟控制器；
监测所述目标车载单元的真实控制器的当前工作信息；
根据所述当前工作信息，控制所述虚拟控制器运行至与所述真实控制器相同的工作状态；
启动所述电源控制模型，并关闭所述真实控制器的电源；
判断所述真实控制器是否处于离线状态；
若是，则使所述虚拟控制器上线，并保持与所述真实控制器相同的工作状态，以完成真实控制至虚拟控制的切换操作；
将所述虚拟控制器的信号参数修改为故障模式；
检测当目标车载单元处于所述故障模式下，原车控制系统的既定安全保护策略的执行结果。
2.根据权利要求1所述的基于电源控制的虚拟故障注入测试方法，其特征在于，在启动目标车载单元的虚拟控制器后保持只读取的静默状态。
3.根据权利要求1所述的基于电源控制的虚拟故障注入测试方法，其特征在于，在控制所述虚拟控制器运行至与所述真实控制器相同的工作状态之后，保持对所述真实控制器的读取状态。
4.根据权利要求1～3任一项所述的基于电源控制的虚拟故障注入测试方法，其特征在于，所述方法还包括：基于预设的延时策略由虚拟控制切换为真实控制。
5.根据权利要求4所述的基于电源控制的虚拟故障注入测试方法，其特征在于，所述基于预设的延时策略由虚拟控制切换为真实控制包括：
预先测定真实控制器的启动时间；
根据所述启动时间确定延时时间；
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