CN118170043A - 模拟spc/sent信号仿真系统及其设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了模拟SPC/SENT信号仿真系统及其设备，涉及汽车辆系统技术领域，包括通讯数据接收模块、数据处理模块、触发信号接收模块和仿真信号输出模块，通讯数据接收模块用于接收包含目标仿真参数的外部控制信号，并将外部控制信号发送给所述数据处理模块；数据处理模块用于基于所述外部控制信号中的目标仿真参数，生成SPC和SENT信号，并将SENT信号发送给仿真信号输出模块；触发信号接收模块用于接收待测控制器的触发脉冲信号，并将触发脉冲信号发送给数据处理模块，数据处理模块判断SPC满足信号发送条件的情况下，将SPC信号发送给仿真信号输出模块；仿真信号输出模块用于将SPC和SENT信号发送给待测控制器。

Description

模拟SPC/SENT信号仿真系统及其设备

技术领域

本发明涉及车辆系统技术领域，具体涉及模拟SPC/SENT信号仿真系统及其设备。

背景技术

电子助力转向系统(Electric Power Steering，简称EPS)是一种借助电动机给予辅助扭矩的驱动力汽车转向系统，EPS关键由扭矩传感器、速度传感器、电机、降速组织和电子器件调节模块(ECU)等构成，作为汽车的重要控制单元其安全等级要求十分严格，其中对电子助力转向系统传感器与EPS控制器的通讯效率和稳定性方面同样有较高的要求。单边半字节传输协议(Single Edge Nibble Transmission，简称SENT)为一种汽车传感器的新型接口标准，Short PWM Code(SPC)模式是对SAE 2716定义SENT协议同步数据传输的加强，较AD和PWM输出的传统传感器相比，SPC/SENT接口标准的传感器具有更好的EMC特性，且提高通信效率和进一步降低成本。在相关技术中，在做电子助力转向系统传感器和EPS控制器测试时，采用真实传感器进行测试，常需要结合其他机械结构或者控制单元共同工作，且无法对传感器输出信号的精准控制，这样成本上升、操作比较复杂且控制精度不高。

发明内容

本发明针对上述问题，提出了一种，克服至少一个不足。

本发明采取的技术方案如下：一种模拟SPC/SENT信号仿真设备，包括通讯数据接收模块、数据处理模块、触发信号接收模块和仿真信号输出模块，所述通讯数据接收模块用于接收包含目标仿真参数的外部控制信号，并将所述外部控制信号发送给所述数据处理模块；所述数据处理模块用于基于所述外部控制信号中的目标仿真参数，生成SPC和SENT信号，并将所述SENT信号发送给仿真信号输出模块；所述触发信号接收模块用于接收待测控制器的触发脉冲信号，并将触发脉冲信号发送给数据处理模块，数据处理模块判断SPC满足信号发送条件的情况下，将SPC信号发送给仿真信号输出模块；所述仿真信号输出模块用于将SPC和SENT信号发送给待测控制器。

可选的，所述数据处理模块包括数据处理子模块和控制电路，所述数据处理子模块，用于将所述外部控制信号中的目标仿真参数转换为SPC和SENT原始值，并将所述SPC和SENT原始值发送给所述控制电路；所述控制电路，用于基于所述SPC和SENT原始值，生成所述SPC和SENT信号，并将所述SPC和SENT信号发送给所述数据处理子模块。

可选的，所述触发信号接收模块用于将所述触发脉冲信号发送给所述数据处理子模块，所述数据处理子模块用于基于所述触发脉冲信号，对所述SPC信号进行校验，并在检验成功的情况下，确定所述SPC信号满足所述信号发送条件。

可选的，所述数据处理子模块，具体用于确定所述触发脉冲信号的主节点低电平时间，并在所述SPC信号对应的数字逻辑电平与所述主节点低电平时间一致的情况下，确定所述SPC信号满足所述信号发送条件。

可选的，还包括电源模块，所述电源模块的输入端与外部电源连接，所述电源模块的输出端分别与所述通讯数据接收模块、所述数据处理模块、触发信号接收模块和所述仿真信号输出模块连接。

可选的，所述目标仿真参数包括手力转矩信号和方向盘转角信号。

本发明还公开了一种模拟SPC/SENT信号仿真系统，包括上位机、电子助力转向系统以及上文所述的模拟SPC/SENT信号仿真设备，所述上位机与通讯数据接收模块连接，所述电子助力转向系统的待测控制器与触发信号接收模块和仿真信号输出模块连接。

可选的，所述上位机获取目标仿真参数，并基于所述目标仿真参数生成外部控制信号，并将所述外部控制信号通过所述通讯数据接收模块发送给所述数据处理模块；所述数据处理模块基于所述外部控制信号中的目标仿真参数，生成SPC和SENT信号，并在所述SPC和SENT信号满足信号发送条件的情况下，通过所述仿真信号输出模块将所述SPC和SENT信号发送给所述待测控制器。

本发明的有益效果是：通过对实车实测传感器数据进行模拟仿真，以代替真实传感器实时地仿真出高精度SPC/SENT信号，满足EPS控制器的在各种复杂工况下的测试需求，提高测试工装的简洁易用性，可扩展性。

附图说明

图1为本发明实施例提出的模拟SPC/SENT信号仿真设备的结构示意图；

图2为本发明实施例提出的SPC/SENT信号仿真系统的结构示意图；

图3为本发明实施例提出的SPC/SENT信号仿真系统的工作原理示意图；

图4为本发明实施例提出的SPC/SENT信号仿真系统的步骤流程图。

各附图中的标记为：1、通讯数据接收模块；2、数据处理模块；3、触发信号接收模块；4、仿真信号输出模块；5、电源模块；6、上位机；7、电子助力转向系统。

具体实施方式

下面结合各附图，对本发明做详细描述。

如图1-4所示，本实施例中的一种模拟SPC/SENT信号仿真设备，包括通讯数据接收模块1、数据处理模块2、触发信号接收模块3和仿真信号输出模块4，所述通讯数据接收模块1用于接收包含目标仿真参数的外部控制信号，并将所述外部控制信号发送给所述数据处理模块2；所述数据处理模块2用于基于所述外部控制信号中的目标仿真参数，生成SPC和SENT信号，并在所述SENT信号发送给仿真信号输出模块4；所述触发信号接收模块3用于接收待测控制器的触发脉冲信号，并将触发脉冲信号发送给数据处理模块2，数据处理模块2判断SPC满足信号发送条件的情况下，将SPC信号发送给仿真信号输出模块4；所述仿真信号输出模块4用于将SPC和SENT信号发送给待测控制器。本实施例中的模拟SPC/SENT信号仿真设备各部分处理工作都由微控制单元MCU实现，通讯数据接收模块1使用了MCU自带的CAN接口，通讯波特率可通过CAN报文进行设置，在接收到上位机6发送的CAN报文后MCU依照预设算法将数据转换为SPC和SENT信号形式放入缓存。SPC和SENT信号都是以帧的形式实时连续发送，如果此时发送的是SENT信号，那么缓存信号将在上一帧信号发送结束后更新为缓存信号，而SPC信号发送则需要等待EPS的触发信号发送后更新。其中触发信号接收模块3使用的是MCU外部中断功能，SPC/SENT仿真信号输出接口则使用的MCU的I/O电路，通过定时器按照一定规律控制I/O翻转实现SPC/SENT的模拟信号输出。本实施例的模拟SPC/SENT信号仿真设备，以代替真实传感器实时地仿真出高精度SPC/SENT信号，满足EPS控制器的在各种复杂工况下的测试需求，提高测试工装的简洁易用性，可扩展性。

于本实施例中，所述数据处理模块2包括数据处理子模块和控制电路，所述数据处理子模块，用于将所述外部控制信号中的目标仿真参数转换为SPC和SENT原始值，并将所述SPC和SENT原始值发送给所述控制电路；所述控制电路，用于基于所述SPC和SENT原始值，生成所述SPC和SENT信号，并将所述SPC和SENT信号发送给所述数据处理子模块。

于本实施例中，所述触发信号接收模块3用于将所述触发脉冲信号发送给所述数据处理子模块，所述数据处理子模块用于基于所述触发脉冲信号，对所述SPC信号进行校验，并在检验成功的情况下，确定所述SPC信号满足所述信号发送条件。

于本实施例中，所述数据处理子模块，具体用于确定所述触发脉冲信号的主节点低电平时间，并在所述SPC信号对应的数字逻辑电平与所述主节点低电平时间一致的情况下，确定所述SPC信号满足所述信号发送条件。

于本实施例中，还包括电源模块5，所述电源模块5的输入端与外部电源连接，所述电源模块5的输出端分别与所述通讯数据接收模块1、所述数据处理模块、触发信号接收模块3和所述仿真信号输出模块4连接。外部电源为开关电源输入220V交流电，输出12V连接电源接口，

于本实施例中，所述目标仿真参数包括手力转矩信号和方向盘转角信号。驾驶人员操控方向盘，EPS控制器接收到与方向盘相连接的传感器检测的扭矩及角度信号，从而EPS控制器通过自有算法控制助力电机转动实现助力效果。在驾驶员操控方向盘的过程中要保证EPS控制器提供的助力效果良好，那EPS控制器就必须实时接收传感器发出的扭矩和角度信号。

本实施例还公开了一种模拟SPC信号仿真系统，包括上位机6、电子助力转向系统以及上文所述的模拟SPC/SENT信号仿真设备，所述上位机6与通讯数据接收模块1连接，所述电子助力转向系统(EPS)的待测控制器与触发信号接收模块3和仿真信号输出模块4连接。所述上位机6获取目标仿真参数，并基于所述目标仿真参数生成外部控制信号，并将所述外部控制信号通过所述通讯数据接收模块1发送给所述数据处理模块；所述数据处理模块基于所述外部控制信号中的目标仿真参数，生成SPC和SENT信号，并在所述SPC和SENT信号满足信号发送条件的情况下，通过所述仿真信号输出模块4将所述SPC和SENT信号发送给所述待测控制器。

针对EPS控制器在不同工况下的测试用例，可以在真实测试车况下将车上传感器信号进行录制，上位机6负责将录制的真实传感器信号数值转换成CAN数据随后发送给通讯数据接收模块1，触发信号接收模块3在接收到EPS控制器触发信号后，仿真信号输出模块4发送仿真信号给EPS控制器。

上位机6还可以配合扭矩采集模块自动化测试EPS控制器输出特性，将这套系统安排在产线上，可排查出量产产品中的不良品，是出厂测试不可缺失的一个环节；另外配合电流采集、温度采集设备更是可以实现自动化耐久、温度测试等功能。可见本系统在二次开发测试设备时十分灵活。

参见图3为SPC/SENT信号仿真系统的工作原理示意图，实际上SPC/SENT信号仿真模块的所有工作皆由MCU完成，传感器仿真信号由I/O接口接收发送。该工作原理包括以下三个步骤：

(1)上位机6，根据实车采集的传感器信号进行处理，将信号转换成MCU可处理的CAN CAN数据，然后将CAN数据发送给MCU。

(2)EPS控制器与MCU通过I/O接口相连接，MCU在仿真SPC信号的情况下一直在接收EPS控制器通过I/O接口发送的触发脉冲信号，当MCU接收到触发脉冲信号后输出SPC仿真信号。

(3)MCU在接收到上位机6发送的CAN数据后处理转换成SPC/SENT仿真信号数据存至缓存区，如果仿真的是SENT信号，缓存区的数据会在上一帧SENT信号结束后通过I/O接口发送给EPS控制器。仿真的SPC信号则会在触发脉冲信号到来后发送缓冲区数据。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此即限制本发明的专利保护范围，凡是运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种模拟SPC/SENT信号仿真设备，其特征在于，包括通讯数据接收模块、数据处理模块、触发信号接收模块和仿真信号输出模块，

所述通讯数据接收模块用于接收包含目标仿真参数的外部控制信号，并将所述外部控制信号发送给所述数据处理模块；

所述数据处理模块用于基于所述外部控制信号中的目标仿真参数，生成SPC和SENT信号，并将所述SENT信号发送给仿真信号输出模块；

所述触发信号接收模块用于接收待测控制器的触发脉冲信号，并将触发脉冲信号发送给数据处理模块，数据处理模块判断SPC满足信号发送条件的情况下，将SPC信号发送给仿真信号输出模块；

所述仿真信号输出模块用于将SPC和SENT信号发送给待测控制器。

2.根据权利要求1所述的模拟SPC/SENT信号仿真设备，其特征在于，所述数据处理模块包括数据处理子模块和控制电路，所述数据处理子模块，用于将所述外部控制信号中的目标仿真参数转换为SPC和SENT原始值，并将所述SPC和SENT原始值发送给所述控制电路；

所述控制电路，用于基于所述SPC和SENT原始值，生成所述SPC和SENT信号，并将所述SPC和SENT信号发送给所述数据处理子模块。

3.根据权利要求2所述的模拟SPC/SENT信号仿真设备，其特征在于，所述触发信号接收模块用于将所述触发脉冲信号发送给所述数据处理子模块，所述数据处理子模块用于基于所述触发脉冲信号，对所述SPC信号进行校验，并在检验成功的情况下，确定所述SPC信号满足所述信号发送条件。

4.根据权利要求2所述的模拟SPC/SENT信号仿真设备，其特征在于，所述数据处理子模块，具体用于确定所述触发脉冲信号的主节点低电平时间，并在所述SPC信号对应的数字逻辑电平与所述主节点低电平时间一致的情况下，确定所述SPC信号满足所述信号发送条件。

5.根据权利要求1所述的模拟SPC/SENT信号仿真设备，其特征在于，还包括电源模块，所述电源模块的输入端与外部电源连接，所述电源模块的输出端分别与所述通讯数据接收模块、所述数据处理模块、触发信号接收模块和所述仿真信号输出模块连接。

6.根据权利要求1所述的模拟SPC/SENT信号仿真设备，其特征在于，所述目标仿真参数包括手力转矩信号和方向盘转角信号。

7.一种模拟SPC/SENT信号仿真系统，其特征在于，包括上位机、电子助力转向系统以及权利要求1～6任一项所述的模拟SPC/SENT信号仿真设备，所述上位机与通讯数据接收模块连接，所述电子助力转向系统的待测控制器与触发信号接收模块和仿真信号输出模块连接。

8.根据权利要求7所述的SPC/SENT信号仿真系统，其特征在于，所述上位机获取目标仿真参数，并基于所述目标仿真参数生成外部控制信号，并将所述外部控制信号通过所述通讯数据接收模块发送给所述数据处理模块；所述数据处理模块基于所述外部控制信号中的目标仿真参数，生成SPC和SENT信号，并在所述SPC和SENT信号满足信号发送条件的情况下，通过所述仿真信号输出模块将所述SPC和SENT信号发送给所述待测控制器。