CN117480456A - 用于利用硬件在环模拟器测试电子控制器的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于测试电子控制器(2)的装置(1)，所述装置包括：硬件在环模拟器(3)，所述硬件在环模拟器设立为用于模拟至少一个传感器信号且设有两芯线路(4)，经由所述两芯线路能输出传感器信号；以及切换机构(5)，所述切换机构经由两芯线路(4)与硬件在环模拟器(3)连接，从而由切换机构(5)能接收传感器信号，其中，两芯线路(4)在切换机构(5)中引导至切换机构(5)的两极接口(6)，电子控制器(2)能接通到所述两极接口上，以便接收传感器信号；以及切换机构(5)具有两个电压源(7A、7B)，所述两个电压源分别配设给两芯线路(4)的其中一个芯线(4A、4B)且借助于能驱控的开关(8)能接通到该相应的芯线(4A、4B)上。通过这种方式能实现：传感器在诊断期间也能经由两个能接通的电压源(7A、7B)继续被供给电能，且因此可以避免诊断错误。

Description

用于利用硬件在环模拟器测试电子控制器的装置

技术领域

本发明涉及一种用于测试电子控制器的装置，所述装置包括：硬件在环模拟器，所述硬件在环模拟器设立为用于模拟至少一个传感器信号且设有两芯线路，经由所述两芯线路能输出传感器信号；以及切换机构，所述切换机构经由两芯线路与硬件在环模拟器连接，从而由切换机构能接收传感器信号。

背景技术

用于控制机械装置的复杂电子系统用于多种各式各样的应用可能性中。通常，这些电子控制系统构成为使得经由传感器可以测量电子信号且将其转发，且根据所述传感器信号可以驱控机械装置。广泛流行的应用可能性例如是在机动车(Kfz)中的电子控制系统。现代Kfz具有多个传感器，例如照明距离传感器、变速箱传感器(Transmissionssensor)、轮胎气压传感器、车轮转数传感器、雨量传感器等。根据测量到的传感器数据可以控制在Kfz中的机械装置或系统。例如可以根据照明距离传感器的传感器数据来适配光锥的宽度，或者可以根据车轮转数传感器的传感器数据来控制电子制动系统(EBS)。

在所述Kfz的研发中，一个重要的组成部分在于，与传感器配合地测试相应的控制器的功能性和可靠性。因为实际测试经常是时间密集的、成本昂贵的且涉及大的耗费，所以通常使用传感器以及传感器数据的模拟。通过传感器或传感器数据的模拟可以有效地测试电子控制器，而无需实施实际测试。

电子控制器通常具有分析处理单元和诊断单元。分析处理单元接收和处理传感器数据，而诊断单元识别在电子控制器与传感器之间的连接中的可能错误。

传统的用于测试电子控制器的装置具有模拟器，所述模拟器模拟传感器或所属的传感器数据。在所述模拟器上接通有要测试的电子控制器。电子控制器在此构成为使得在正常状态——在所述正常状态中分析处理传感器数据——电子控制器的分析处理单元与模拟器连接且电子控制器的诊断机构与模拟器分离。在诊断状态——在所述诊断状态中检查在电子控制器与传感器之间的连接——分析处理单元是分离的且诊断机构是连接的。

根据所模拟的传感器的类型，给传感器供给电能可以经由与信号转发相同的接口实现。所模拟的传感器那么例如经由双线电流接口接通在电子控制器的分析处理单元上，所述分析处理单元不仅确保信号的转发而且还确保了给传感器供给电能。

在这种传感器中出现的问题在于，在诊断状态——在所述诊断状态中分离分析处理单元——也中断了给传感器供给电能。这可能特别是导致在电子控制器中的诊断错误，从而控制器诊断没有确定硬件缺陷或产生错误存储记录。为了不产生诊断错误或生成错误存储记录，必须完全电流分离所模拟的电流接口。

由现有技术已知的装置目前还不允许：提供如下用于测试电子控制器的装置，在该装置中在诊断期间不电流分离传感器。

发明内容

基于此本发明的任务在于，提供用于测试电子控制器的装置，所述装置能实现可靠地模拟传感器信号。

所述任务通过权利要求1的技术方案解决。优选的进一步扩展方案在从属权利要求中可找到。

按照本发明因此提供用于测试电子控制器的装置，所述装置包括：硬件在环模拟器(HIL模拟器)，所述硬件在环模拟器设立为用于模拟至少一个传感器信号且设有两芯线路，经由所述两芯线路能输出传感器信号；以及切换机构，所述切换机构经由两芯线路与硬件在环模拟器连接，从而由切换机构能接收传感器信号，其中，两芯线路在切换机构中引导至切换机构的两极接口，电子控制器能接通到所述两极接口上，以便接收传感器信号；以及切换机构具有两个电压源，所述两个电压源分别配设给两芯线路的其中一个芯线且借助于能驱控的开关能接通到该相应的芯线上。

因此本发明的决定性的点在于，借助于简单的无源电路能实现：非电流分离的电流传感器接口也接通到电子控制器上且可以可靠和无错误地实施对电子控制器的诊断。

基于切换机构可以在诊断状态——在所述诊断状态中分离分析处理单元——经由两个能接通的电压源继续给所模拟的传感器供给电能。由此可以避免诊断错误。切换机构基本上具有两个主任务。一是在通过电子制动系统激活传感器诊断时分离电流传感器模拟，二是产生用于所模拟的电流传感器信号的无载运转路径(Freilaufpfad)，以便减少均衡过程且能实现快速切换。通过传感器模拟的经调节的电流可以流动，在通过调节所模拟的传感器的电流源或电流汇来激活或停用诊断时避免均衡过程。

按照本发明的一个优选进一步扩展方案，所述切换机构具有检测和开关机构，所述检测和开关机构在切换机构中接通到两芯线路的两个芯线的其中一个芯线上且设立为，检测该芯线上的信号，以及所述检测和开关机构与能驱控的开关连接成，使得该开关能根据在芯线上检测到的信号利用检测和开关机构进行开关。检测和开关机构因此可以从芯线截取信号且根据截取到的信号，通过开关的闭合或打开来连接或分离电压源。截取到的信号特别是如下信号，其提供关于电子控制器的可能诊断状态的存在的消息。通过这种方式可以识别诊断状态的存在，且可以通过闭合开关而接通电压源用以给传感器供给电能。

优选地，在芯线上要检测的信号设定为，用作用于实时在切换机构上运行的信号处理的输入信号。检测和开关机构可以与所模拟的制动和/或驱动系统、特别是与所模拟的内燃机驱动器和/或所模拟的电动机驱动器电连接，其中，信号处理设定为，以在时间上进行控制的方式作用于开关机构的开关过程。

如上所述，传感器可以承担不同的功能。按照本发明的一个优选进一步扩展方案，传感器是车轮转数传感器，或者所模拟的传感器是所模拟的车轮转数传感器。车轮转数传感器检测车轮的转数且将这些数据例如转发给防抱死系统(ABS)或电子稳定程序(ESP)的电子控制器或转发给电子制动系统(EBS)。

按照本发明的一个优选进一步扩展方案，所述检测和开关机构具有比较器。比较器是一种电子电路，所述电子电路比较两个电压。输出以二进制形式或数字形式示出：两个输入电压中的哪个更高。因此实际上涉及1位模拟数字转换器。在比较器的输出端上如下信号可用，所述信号示出：两个输入电压中哪个更高。如果在正的、非反向的输入端上的电压高于在负的、反向的输入端上的电压，那么输出电压接近正的供电电压。在条件相反的情况下，输出电压接近负的供电电压。比较器可以检测：诊断电压是否存在或不存在。

按照本发明的一个优选进一步扩展方案，所述切换机构在两芯线路的每个芯线中分别具有二极管，其中，所述二极管的相应的截止方向一次朝向硬件在环模拟器且一次背向硬件在环模拟器。在激活的诊断的情况下持续地沿截止方向运行二极管。在此，电压源进一步提供或降低必要的电流，以便进一步调整传感器模拟的电流源/电流汇。截止方向选择为，使得在开关打开时或分离电压源时，传感器模拟的所模拟的电流经由二极管又换向到电子控制器。传感器因此可以借助于简单的、非电流分离的电流接口进行模拟。电流接口中的电流强度优选地位于0至30毫安之间。

作为用于连接并分离电压源的开关可以使用各种各样的开关。按照本发明的一个优选进一步扩展方案，能驱控的开关分别具有继电器、金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)或双极型晶体管(BJT)。这种开关的选择特征在于，开关具有制造技术上的优点并由此可成本有利地生产。此外，所述开关具有快速开关时间，从而可以进行动态切换，且在断开模拟时避免均衡过程。

按照本发明此外还提供一种布置结构，所述布置结构包括：上述装置以及要测试的电子控制器，所述电子控制器接通到切换机构的两极接口上，以便接收传感器信号，其中，电子控制器具有分析处理单元、诊断单元和开关机构，所述分析处理单元设立为用于分析处理传感器信号以及用于给能与电子控制器连接的传感器供给电能；诊断单元设立为用于产生用于能与电子控制器连接的传感器的诊断信号；以及开关机构连接在一方面的两极接口与另一方面的分析处理单元和诊断单元之间，使得利用开关机构对于正常状态所述分析处理单元能接通到两极接口上或者对于诊断状态所述诊断单元能接通到两极接口上。

此外，按照一个优选设计方案设定，在正常状态下所述切换机构的两个电压源与两芯线路的两个芯线分离，且在诊断状态下所述切换机构的两个电压源与两芯线路的两个芯线连接。因此区分两个状态：正常状态与诊断状态。在正常状态，电子控制系统的分析处理单元与切换机构连接而诊断单元是分离的。切换机构与模拟器连接，从而所模拟的传感器在正常状态下经由分析处理单元供给电能。在诊断状态下，分析处理单元是分离的而诊断单元与切换机构连接。给所模拟的传感器供给电能在诊断状态下因此不再经由分析处理单元实现。为此在诊断状态下闭合能驱控的开关，从而两个电压源与两芯线路连接。给所模拟的传感器供给电能在诊断状态下因此经由接通的电压源实现。

因此可以通过能接通的电压源给所模拟的传感器——所述传感器在HIL模拟器的共同作用下被仿真——继续供电，即使控制器以及因此传感器的原本的电源在诊断状态下是断开的。

按照本发明的一个优选进一步扩展方案，所述切换机构具有两个二极管，所述两个二极管设置为使得所述两个二极管在诊断状态下沿截止方向运行。由此，当打开开关时或者在分离电压源时，传感器模拟的所模拟的电流经由二极管又换向到电子控制器。

如上所述，电子控制器可以承担各种各样的功能。按照本发明的一个优选进一步扩展方案，电子控制器是电子制动系统(EBS)。EBS以电子方式将驾驶员的减速命令传输给制动系统的所有组件，以便缩短反应时间，均衡制动力以及能实现在常用制动器和持续制动器之间的有效制动管理。在车轮转数传感器与EBS的相互作用中，在通过电子制动系统中的内部诊断分离传感器时，由于断开了车轮转数传感器模拟，也使得诊断功能得到满足。

传感器是接地的(GND)。在此GND参考在Kfz中例如是“接线端31”。在正常状态下，预期的电位在传感器的连接端之一上处于电位φ＝0。经由比较器比较预期的电压与存在的电压，从而可以得出结论：诊断机构是否是激活的且控制器的电源是中断的；或者诊断机构是否是非激活的且控制器的电源是非中断的。

所提及的布置结构的使用在第一步骤中包括经由分析处理单元给传感器供给电能。正常状态出现。随后接通诊断单元且关断分析处理单元。在此检测由诊断单元产生的诊断信号，以便随后将两个电压源与两芯线路的两个芯线相连接。给传感器供给电能经由两个电压源实现。诊断状态出现，随后关断诊断单元且接通分析处理单元。这导致，检测到诊断信号缺失。随后将两个电压源与两芯线路的两个芯线分离。正常状态重新出现。以需求优化的间隔在正常状态与诊断状态之间来回切换。

附图说明

在以下根据优选实施例参照附图进一步详细解释本发明。图中：

图1示意地示出按照现有技术用于测试电子控制器的装置；

图2A示意地示出按照本发明的一个优选实施例在正常状态下的用于测试电子控制器的装置；

图2B示意地示出按照本发明的一个优选实施例在诊断状态下的用于测试电子控制器的装置。

具体实施方式

由图1示意地可以看出用于测试电子控制器2’的装置，所述电子控制器由现有技术已知。电子控制器2’经由两芯线路4’与模拟器3’连接。电子控制器2’包括分析处理单元12’以及诊断单元13’。经由开关机构14’可以连接或分离分析处理单元12’。在正常状态下连接分析处理单元12’且分离诊断单元13’，从而可以经由分析处理单元12’给所模拟的传感器供电。在诊断状态下，分离分析处理单元12’且连接诊断单元13’，从而不再可以经由分析处理单元12’给所模拟的传感器供电。因此在诊断状态下无法给所模拟的传感器供电。为了不产生诊断错误或生成错误存储记录，必须完全电流分离所模拟的电流接口。

图2A示意地示出具有按照本发明的一个优选实施例在正常状态下的用于测试电子控制器2的装置1的布置结构11。电子控制器2经由切换机构5与HIL模拟器3经由两芯线路4连接。在正常状态下，电子控制器2的分析处理单元12与模拟器3连接。经由分析处理单元12给所模拟的传感器供电。开关8是打开的，从而不连接电压源7A、7B。如果开始诊断，那么检测和开关机构9检测诊断电压。这是开始诊断的标志。随后，由检测和开关机构9闭合开关8。

图2B示出随后出现的诊断状态。诊断单元13是激活的，且分析处理单元经由开关机构14已与模拟器3分离。开关8是闭合的，从而连接电压源7A、7B。在此，第一电压源7A与两芯线路4的第一芯线4A连接，而第二电压源7B与两芯线路4的第二芯线4B连接。第一芯线4A具有第一二极管10A，而第二芯线4B具有第二二极管10B。二极管10A、10B沿截止方向运行。经由电压源7A、7B给所模拟的传感器供电。如果结束诊断，那么诊断信号缺失且重新连接分析处理单元12。在检测和开关机构9已经检测到诊断信号缺失之后，检测和开关机构9打开开关8，从而分离电压源7A、7B。正常状态重新存在。

附图标记列表

1用于测试电子控制器的装置

2电子控制器

2’电子控制器(现有技术)

3硬件在环模拟器

3’模拟器(现有技术)

4两芯线路

4’两芯线路(现有技术)

4A 芯线

4B 芯线

5切换机构

6两极接口

7A 电压源

7B 电压源

8开关

9检测和开关机构

10A 二极管

10B 二极管

11具有装置和电子控制器的布置结构

12分析处理单元

12’分析处理单元(现有技术)

13诊断单元

13’诊断单元(现有技术)

14开关机构

14’开关机构(现有技术)。

Claims (10)

1.用于测试电子控制器(2)的装置(1)，所述装置包括：硬件在环模拟器(3)，所述硬件在环模拟器设立为用于模拟至少一个传感器信号且设有两芯线路(4)，经由所述两芯线路能输出传感器信号；以及切换机构(5)，所述切换机构经由两芯线路(4)与硬件在环模拟器(3)连接，从而由切换机构(5)能接收传感器信号，其中，两芯线路(4)在切换机构(5)中引导至切换机构(5)的两极接口(6)，电子控制器(2)能接通到所述两极接口上以便接收传感器信号；以及切换机构(5)具有两个电压源(7A、7B)，所述两个电压源分别配设给两芯线路(4)的其中一个芯线(4A、4B)且借助于能驱控的开关(8)能接通到该相应的芯线(4A、4B)上。

2.根据权利要求1所述的装置(1)，其中，所述切换机构(5)具有检测和开关机构(9)，所述检测和开关机构在切换机构(5)中接通到两芯线路(4)的其中一个芯线(4B)上且设立为检测所述芯线(4B)上的信号，以及所述检测和开关机构与能驱控的开关(8)连接成，使得该开关能根据在芯线(4B)上检测到的信号利用检测和开关机构(9)进行开关。

3.根据上述权利要求之一所述的装置(1)，其中，所述传感器是车轮转数传感器。

4.根据上述权利要求之一所述的装置(1)，其中，检测和开关机构(9)具有比较器。

5.根据上述权利要求之一所述的装置(1)，其中，所述切换机构(5)在两芯线路(4)的每个芯线(4A、4B)中分别具有二极管(10A、10B)，所述二极管(10A、10B)的相应截止方向一次朝向硬件在环模拟器(3)且一次背向硬件在环模拟器(3)。

6.根据上述权利要求之一所述的装置(1)，其中，所述能驱控的开关(8)分别具有继电器、金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)或双极型晶体管(BJT)。

7.布置结构(11)，所述布置结构包括：根据上述权利要求之一所述的装置(1)以及要测试的电子控制器(2)，所述电子控制器接通到切换机构(5)的两极接口(6)上以便接收传感器信号，其中，电子控制器(2)具有分析处理单元(12)、诊断单元(13)和开关机构(14)，所述分析处理单元(12)设立为用于分析处理传感器信号以及用于给能与电子控制器(2)连接的传感器供给电能；诊断单元(13)设立为用于产生用于能与电子控制器(2)连接的传感器的诊断信号；以及开关机构(14)连接在一方面的两极接口(6)与另一方面的分析处理单元(12)和诊断单元(13)之间，使得利用开关机构(14)对于正常状态所述分析处理单元(12)能接通到两极接口(6)上或者对于诊断状态所述诊断单元(13)能接通到两极接口(6)上。

8.根据权利要求7所述的布置结构(11)，其中，在正常状态下所述切换机构(5)的两个电压源(7A、7B)与两芯线路(4)的两个芯线(4A、4B)分离，且在诊断状态下所述切换机构(5)的两个电压源(7A、7B)与两芯线路(4)的两个芯线(4A、4B)连接。

9.根据上述权利要求之一所述的布置结构(11)，其中，所述切换机构(5)具有两个二极管(10A、10B)，所述两个二极管设置为使得所述两个二极管在诊断状态下沿截止方向运行。

10.根据上述权利要求之一所述的布置结构(11)，其中，所述电子控制器(2)是电子制动系统。