CN113985850A - 一种用于汽车系统故障注入及故障响应的测试系统和方法 - Google Patents

一种用于汽车系统故障注入及故障响应的测试系统和方法 Download PDF

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曹强
王朝均
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Abstract

本发明公开一种用于汽车系统故障注入及故障响应的测试系统和方法，S1：将待测控制器与上位机的第一端口连接，将VCU与上位机的第二端口连接；S2：上位机将故障信号和待测控制器处于正常状态的第一信息通过第二端口注入VCU；S3：VCU根据故障信号进行处理并发送故障处理信息到上位机，上位机根据故障处理信息和预存的故障处理方案判断VCU是否做出正确故障处理；若正确则进入S4，若不正确则停止测试；S4：将故障处理信息通过第一端口转发到待测控制器，待测控制器根据故障处理信息进行修复，修复完成后发送第二信息到上位机；S5：上位机根据第二信息和第一信息的比对，判断待测控制器是否响应VCU反馈的故障处理信息。

Description

一种用于汽车系统故障注入及故障响应的测试系统和方法
技术领域
本发明涉及故障检测技术领域，特别涉及一种用于汽车系统故障注入及故障响应的测试系统和方法。
背景技术
随着新能源汽车越发普及，研发试制阶段的高压安全、功能安全备受车企关注，但现目前行业内故障测试还主要依靠于实车故障模拟，如高压互锁(人为断开互锁回路)，绝缘故障(人为在高压回路并入电阻)等，对测试人员有一定的安全风险；控制器内部故障则需要提供零部件可标定上位机，一方面需要提供标定工具标定软件，另一方面实车需预留标定接口，在NS阀或量产阶段不具实操性；且同时需要记录数据，操作繁琐。
发明内容
针对现有技术中汽车系统故障注入检测操作繁琐的问题，本发明提出一种用于汽车系统故障注入及故障响应的测试系统和方法，只需通过上位机进行故障信号的修改、注入，通过CAN收发数据，单人即可完成操作，节省人力物力。
为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
一种用于汽车系统故障注入及故障响应的测试系统，包括上位机，所述上位机的第一端口与汽车系统的待测控制器连接，所述上位机的第二端口与汽车系统的VCU连接；
上位机，用于修改故障信号，并将修改后的故障信号通过第二端口注入VCU，再接收VCU反馈的故障处理信息，上位机根据故障处理信息和预存的第一信息判断VCU是否做出正确故障处理指示；
上位机，还用于将VCU反馈的故障处理信息通过第一端口发送给待测控制器，并接收待测控制器根据故障处理信息进行操作反馈的第二信息，上位机根据第二信息和故障处理信息的比对，判断待测控制器是否响应VCU。
优选的，所述上位机包括故障信号修改单元、故障信号注入单元、故障信号反馈单元、存储单元、通讯单元和判断单元，其中，
故障信号修改单元，用于修改故障信号，故障信号包括控制器节点丢失、上下电、充放电时序控制；
故障信号注入单元，用于将修改后的故障信号注入VCU；
故障信号反馈单元，用于接收VCU反馈的故障处理信息和待测控制器反馈的第二信息；
通讯单元，用于将VCU反馈的故障处理信息发送到待测控制器；
存储单元，用于记录通讯过程中的各种信息，且预存有第一信息即各种故障信号对应的故障处理方案；
判断单元，用于根据故障处理信息和第一信息判断VCU是否发出正确的故障处理信息，以及根据第二信息和故障处理信息的比对判断待测控制器是否响应VCU。
优选的，若故障处理信息和第二信息相同，则待测控制器处于正常状态，即响应VCU；若故障处理信息和第二信息不相同，则待测控制器处于故障状态，即没有响应VCU。
优选的，还包括报文校验单元，用于对待测控制器和VCU发送的第二信息和故障处理信息进行编码解码。
本发明还提供一种用于汽车系统故障注入及故障响应的测试方法，具体包括以下步骤：
S1：将上位机的第一端口与汽车系统的待测控制器连接，所述上位机的第二端口与汽车系统的VCU连接；
S2：系统高压上电，上位机将故障信号通过第二端口注入VCU；
S3：VCU根据故障信号进行处理并发送故障处理信息到上位机，上位机根据第一信息判断VCU是否发出正确故障处理信息；若正确则进入S4，若不正确则停止测试并对VCU进行维修，再重复S1-S3；
S4：将故障处理信息通过第一端口转发到待测控制器，待测控制器根据故障处理信息进行操作，并将操作相关的第二信息发送到上位机；
S5：上位机根据第二信息和故障处理信息的比对，判断待测控制器是否响应VCU。
优选的，所述S2中，故障信号包括控制器节点丢失、上下电、充放电时序控制。
优选的，所述S5中，若故障处理信息和第二信息相同，则待测控制器处于正常状态，即响应VCU，完成测试；若故障处理信息和第二信息不相同，则待测控制器处于故障状态，即没有响应VCU，对待测控制器进行维修。
综上所述，由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
本发明可模拟整车所有控制器故障，通过CAN收发数据，对系统故障响应测试精准有效；单人即可完成操作，操作简单，节省人力物力；同时无需实车注入故障，只需修改故障信号参数，对测试整车系统故障响应的测试人员安全有保障。
附图说明：
图1为根据本发明示例性实施例的一种用于汽车系统故障注入及故障响应的测试系统示意图。
图2为根据本发明示例性实施例的上位机结构示意图。
图3为根据本发明示例性实施例的一种用于汽车系统故障注入及故障响应的测试方法示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1所示，本发明提供一种用于汽车系统故障注入及故障响应的测试系统，所述汽车系统包括待测控制器(例如BMS)、VCU和ECU，待测控制器通过CAN总线分别与VCU和ECU连接，包括上位机。
本实施例中，将待测控制器和CAN总线分离，主要是将待测控制器的CANH、CANL针脚和CAN总线的CANH、CANL针脚进行分离，再将待测控制器的CANH和CANL针脚接入上位机的第一端口，CAN总线的CANH、CANL针脚接入上位机的第二端口。
上位机，用于修改模拟故障信号，将修改后的故障信号注入VCU，再将VCU反馈的故障处理信息通过第一端口转发到待测控制器，上位机根据故障处理信息和预存的第一信息(第一信息为各种故障信号所对应的处理信息)判断VCU是否做出正确指示；
本实施例中，待测控制器为电池，模拟故障信号为三级故障，VCU收到三级故障信号后发送故障处理信息到上位机，上位机根据第一信息判断故障处理信息是否正确。例如电池的模拟故障信号为三级故障，第一信息中对应的处理信息为继电器先断开主正再断开主负，若VCU发出的故障处理信息为继电器先断开主正再断开主负，则表明VCU做出正确指示；若VCU发出的故障处理信息为继电器先断开主负再断开主正(或其它不同于第一信息的处理方式)，则表明VCU没有做出正确指示，需要进行维修。
待测控制器根据故障处理信息进行处理并发送第二信息到上位机，上位机根据第二信息和第一信息的比对并显示在显示屏上以便直接查看，判断待测控制器是否响应VCU反馈的故障处理信息；若第一信息和第二信息相同，则表明待测控制器响应VCU的故障处理信息；若第一信息和第二信息不相同，则表明待测控制器没有响应VCU的故障处理信息。
例如第一信息为004C0000，若待测控制器反馈的第二信息为004C0000，则待测控制器处于正常状态，即响应VCU的故障处理信息；若待测控制器反馈的第二信息为00004C00，则待测控制器处于故障状态，即没有响应VCU的故障处理信息。
本实施例中，如图2所示，上位机包括故障信号修改单元、故障信号注入单元、故障信号反馈单元、存储单元、通讯单元和判断单元。
故障信号修改单元，用于修改故障信号的类别，包括控制器节点丢失、上下电、充放电时序控制等；
故障信号注入单元，用于将故障信号和待测控制器处于正常状态的第一信息通过通讯单元注入VCU；
故障信号反馈单元，用于接收VCU反馈的故障处理信息和待测控制器反馈的第二信息；
通讯单元，还用于将VCU反馈的故障处理信息发送到待测控制器；
存储单元，用于记录通讯过程中的各种信息(故障处理信息、第二信息等)，且预设有第一信息；
判断单元，用于根据故障处理信息和预存的故障处理方案判断VCU是否发出正确的故障处理信息，以及待测控制器是否响应VCU反馈的故障处理信息。
本发明的测试系统可模拟整车所有控制器故障，通过CAN收发数据，对系统故障响应测试精准有效；单人即可完成操作，操作简单，节省人力物力；同时无需实车注入故障，只需修改故障信号参数，对测试整车系统故障响应的测试人员安全有保障。
本实施例中，为提高通讯数据的安全性，还包括报文校验单元，用于对待测控制器和VCU发送的数据进行编码解码。
本发明提供一种用于汽车系统故障注入及故障响应的测试方法，具体包括以下步骤：
S1：将待测控制器与上位机的第一端口连接，将VCU与上位机的第二端口连接。
本实施例中，将待测控制器和CAN总线分离，主要是将待测控制器的CANH、CANL针脚和CAN总线的CANH、CANL针脚进行分离，再将待测控制器的CANH和CANL针脚接入上位机的第一端口，CAN总线的CANH、CANL针脚接入上位机的第二端口，CAN总线还连接有VCU、ECU等。
S2：系统上高压，上位机将修改的模拟故障信号通过第二端口注入VCU。
本实施例中，故障信号包括控制器节点丢失、上下电、充放电时序控制等。
S3：VCU根据故障信号进行处理并发送故障处理信息到上位机，上位机根据故障处理信息和预存的第一信息判断VCU是否做出正确故障处理指示；若正确则进入S4，若不正确则停止测试，进行维修，维修完成再重复S1-S3。
例如故障信号为电池三级故障，VCU收到三级故障信号后发送故障处理信息到上位机，上位机根据第一信息判断故障处理信息是否正确。例如电池的模拟故障信号为三级故障，第一信息中对应的处理信息为继电器先断开主正再断开主负，若VCU发出的故障处理信息为继电器先断开主正再断开主负，则表明VCU做出正确指示；若VCU发出的故障处理信息为继电器先断开主负再断开主正(或其它不同于第一信息的处理方式)，则表明VCU没有做出正确指示，需要进行维修。
或者，第一信息为继电器断开0.5s后VCU执行主动放电，若VCU发出的故障处理信息为继电器断开0.5s后VCU执行主动放电，符合下电时序，则表明VCU做出正确指示；若VCU发出的故障处理信息为继电器还没断开VCU就执行主动放电，不符合下电时序，则表明VCU没有做出正确指示，不符合下电时序。
S4：将故障处理信息通过第一端口转发到待测控制器，待测控制器根据故障处理信息进行操作，并将操作相关的第二信息发送到上位机。
S5：上位机根据第二信息和第一信息的比对，判断待测控制器是否响应VCU反馈的故障处理信息；若故障处理信息和第二信息相同，则待测控制器处于正常状态，即响应VCU的故障处理信息，停止测试；若故障处理信息和第二信息不相同，则待测控制器处于故障状态，即没有响应VCU的故障处理信息，对待测控制器进行维修，维修完成后重复S1-S5。
例如故障信号为电池三级故障，需进行系统下电，VCU发出的故障处理信息为继电器先断开主正再断开主负，则待测控制器根据处理信息做出下电操作，并将操作相关的第二信息发送到上位机。若第二信息为继电器先断开主正再断开主负即第二信息和故障处理信息相同，则待测控制器处于正常状态，响应VCU的故障处理信息；若第二信息为继电器先断开主负再断开主正即第二信息和故障处理信息不相同，则待测控制器处于故障状态，无法响应VCU的故障处理信息，需对待测控制器进行维修。
本发明一方面测试VCU是否按预设的故障处理方式进行处理，另一方面可测试控制器发生故障时是否响应VCU发出的指示，提高了汽车的行驶安全性。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (7)

1.一种用于汽车系统故障注入及故障响应的测试系统，其特征在于，包括上位机，所述上位机的第一端口与汽车系统的待测控制器连接，所述上位机的第二端口与汽车系统的VCU连接；
上位机，用于修改故障信号，并将修改后的故障信号通过第二端口注入VCU，再接收VCU反馈的故障处理信息，上位机根据故障处理信息和预存的第一信息判断VCU是否做出正确故障处理指示；
上位机，还用于将VCU反馈的故障处理信息通过第一端口发送给待测控制器，并接收待测控制器根据故障处理信息进行操作反馈的第二信息，上位机根据第二信息和故障处理信息的比对，判断待测控制器是否响应VCU。
2.如权利要求1所述的一种用于汽车系统故障注入及故障响应的测试系统，其特征在于，所述上位机包括故障信号修改单元、故障信号注入单元、故障信号反馈单元、存储单元、通讯单元和判断单元，其中，
故障信号修改单元，用于修改故障信号，故障信号包括控制器节点丢失、上下电、充放电时序控制；
故障信号注入单元，用于将修改后的故障信号注入VCU；
故障信号反馈单元，用于接收VCU反馈的故障处理信息和待测控制器反馈的第二信息；
通讯单元，用于将VCU反馈的故障处理信息发送到待测控制器；
存储单元，用于记录通讯过程中的各种信息，且预存有第一信息即各种故障信号对应的故障处理方案；
判断单元，用于根据故障处理信息和第一信息判断VCU是否发出正确的故障处理信息，以及根据第二信息和故障处理信息的比对判断待测控制器是否响应VCU。
3.如权利要求2所述的一种用于汽车系统故障注入及故障响应的测试系统，其特征在于，若故障处理信息和第二信息相同，则待测控制器处于正常状态，即响应VCU；若故障处理信息和第二信息不相同，则待测控制器处于故障状态，即没有响应VCU。
4.如权利要求1所述的一种用于汽车系统故障注入及故障响应的测试系统，其特征在于，还包括报文校验单元，用于对待测控制器和VCU发送的第二信息和故障处理信息进行编码解码。
5.一种用于汽车系统故障注入及故障响应的测试方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1：将上位机的第一端口与汽车系统的待测控制器连接，所述上位机的第二端口与汽车系统的VCU连接；
S2：系统高压上电，上位机将故障信号通过第二端口注入VCU；
S3：VCU根据故障信号进行处理并发送故障处理信息到上位机，上位机根据第一信息判断VCU是否发出正确故障处理信息；若正确则进入S4，若不正确则停止测试并对VCU进行维修，再重复S1-S3；
S4：将故障处理信息通过第一端口转发到待测控制器，待测控制器根据故障处理信息进行操作，并将操作相关的第二信息发送到上位机；
S5：上位机根据第二信息和故障处理信息的比对，判断待测控制器是否响应VCU。
6.如权利要求5所述的一种用于汽车系统故障注入及故障响应的测试方法，其特征在于，所述S2中，故障信号包括控制器节点丢失、上下电、充放电时序控制。
7.如权利要求5所述的一种用于汽车系统故障注入及故障响应的测试方法，其特征在于，所述S5中，若故障处理信息和第二信息相同，则待测控制器处于正常状态，即响应VCU，完成测试；若故障处理信息和第二信息不相同，则待测控制器处于故障状态，即没有响应VCU，对待测控制器进行维修。
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