CN201145714Y - 一种电子控制模块测试装置及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于测试领域，提供了一种电子控制模块测试装置及系统。包括，控制电脑，与控制电脑连接的下位机。下位机进一步包括，连接器，连接下位机与被测电子控制模块，输出测试信号至被测电子控制模块的测试端口，接收被测电子控制模块驱动端口返回的状态信息；下位机控制器，连接控制电脑和连接器，接收控制电脑测试指令，执行测试步骤。本实用新型根据被测电子控制模块配置相应的测试指令，通过通用的下位机和连接线路，接收并执行控制电脑的测试指令，实现对现有或者新增电子控制模块的测试，测试准确、效率高，通用性很强。

Description

一种电子控制模块测试装置及系统

技术领域

本实用新型属于测试领域，尤其涉及一种电子控制模块测试装置及系统。

背景技术

目前，对汽车电子控制模块的功能测试，通常针对特定的模块设计专用的功能测试装置。在测试时，根据模块的测试端各端口的信号类型，分别连接开关、自锁按钮、自复位按钮或可调旋钮，模块的驱动端连接指示灯，每一个连接到输入输出端口的开关、按钮和指示灯均有明确定义。测试过程中，通过操作人员手动操作开关、按钮，改变端口的信号状态，同时观察驱动端对应端口的信号变化，信号的变化由指示灯亮或灭的状态表示。根据被测电子控制模块的技术条件，人为判断模块的响应是否符合技术条件的要求，测试效率低，且人为判断的出错几率大。同时，测试装置的通用性差，对于多车型、多种汽车电子控制模块的功能测试，每一种模块需要设计制作专用的测试装置，投入成本较高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电子控制模块测试装置，旨在解决已有测试设备对电子控制模块的功能测试效率低、出错几率大，以及通用性差的问题。

本实用新型是这样实现的，一种电子控制模块测试装置，包括：

连接器，通过测试线束与被测电子控制模块连接，将测试信号输出至被测电子控制模块的测试端口，接收被测电子控制模块驱动端口返回的状态信息；

下位机控制器，与控制电脑及所述连接器连接，接收控制电脑发送的测试指令，执行测试步骤，将测试信号通过所述连接器输出至被测电子控制模块，将被测电子控制模块驱动端口的状态信息传送给控制电脑。

本实用新型的另一目的在于提供一种电子控制模块测试系统，所述系统包括控制电脑，以及与所述控制电脑连接的下位机，所述下位机包括：

连接器，通过测试线束与被测电子控制模块连接，将测试信号输出至被测电子控制模块的测试端口，接收被测电子控制模块驱动端口返回的状态信息；以及

下位机控制器，与控制电脑及所述连接器连接，接收控制电脑发送的测试指令，执行测试步骤，将测试信号通过所述连接器输出至被测电子控制模块，将被测电子控制模块驱动端口的状态信息传送给控制电脑。

通过本实用新型，可以根据被测电子控制模块配置相应的测试指令，通过通用的下位机和连接线路，接收并执行控制电脑的测试指令，实现对现有或者新增电子控制模块的测试，测试准确、效率高，通用性很强。

附图说明

图1是本实用新型第一实施例提供的电子控制模块测试装置的结构图；

图2是本实用新型第二实施例提供的电子控制模块测试装置的结构图；

图3是本实用新型一个实施例中提供的下位机控制器的结构图；

图4是本实用新型另一实施例中提供的下位机控制器的结构图；

图5是本实用新型一个实施例提供的性能测试单元的结构图；

图6是本实用新型另一实施例提供的性能测试单元的结构图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型根据被测电子控制模块，配置相应的测试指令，通过通用的下位机和连接线路，接收并执行控制电脑的测试指令，实现对现有或者新增电子控制模块的测试。

本实用新型对电子控制模块的测试包括功能测试和性能测试。功能测试是指改变被测电子控制模块测试端的信号状态，检测电子控制模块驱动端对应端口的输出信号变化是否与模块的功能要求相符。性能测试是指实时测试被测电子控制模块在各种工作状况下的电压值及电流值，并据此计算被测电子控制模块的功率损耗，以及测试被测电子控制模块承受过电压的能力和承受电源反接的能力等。

在本实用新型中，对被测电子控制模块的端口信号类型进行分类，其信号定义分别可以为，对于数字信号和脉冲信号，低电平为0V，高电平为+12V。脉冲信号的频率，已知的频率范围为1～100Hz，要求最小调节间距1Hz。模拟信号的量值范围有0～10V、0～20mA两种。

本实用新型提供的测试装置通过测试传输电路输出满足上述要求的数字信号、模拟信号和脉冲信号，模拟被测电子控制模块的测试端输入信号。数字信号输入电路的电平测试范围也为低电平0V，高电平+12V。同时本测试装置提供的脉冲信号频率留有余量，为0.1～1000Hz，最小调节间距0.1Hz。

图1示出了本实用新型第一实施例提供的电子控制模块测试装置的结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型相关的部分。

下位机1中的下位机控制器11通过数据线连接至控制电脑的相应接口，接收控制电脑发送的测试指令。另外，下位机控制器11还连接至连接器12，连接器12通过测试线束与被测电子控制模块连接，实现对被测电子控制模块的测试。

作为本实用新型的一个实施例，下位机控制器11通过RS232串口数据线连接到控制电脑的RS232串口。RS232串口数据线的两连接端均为9芯，串口引脚定义遵循通用9芯串口引脚协议。串口数据线可根据串口引脚协议自制，但应保证接收数据引脚(Receive Data，RXD)、发送数据引脚(Transmit Data，TXD)、请求发送引脚(Request to Send，RTS)和信号地引脚(System Ground，GND)的互连。

连接器12包括插座和插头，插座的各针脚与下位机控制器11的输出端连接，插头的各针脚分别与测试线束的一端针脚连接，测试线束的另一端针脚与被测电子控制模块的测试端口和驱动端口连接，具体可以采用焊接等方式。测试线束可以根据被测电子控制模块的技术要求自制，具体根据被测电子控制模块的技术要求而定。

作为本实用新型的一个实施例，插座和插头可以分别采用50芯航空插座和插头，当然插座的管脚数也可以大于或小于50芯。根据被测电子控制模块的端口信号类型划分，可以对50芯航空插座的各针脚进行定义，具体可以根据被测电子控制模块的测试要求进行灵活调整，例如定义1～20脚为数字信号输出通道、21～36脚为数字信号输入通道、37～40脚为0～20mA模拟信号输出通道、41～42为0～10V模拟信号输出通道、43～44脚为脉冲信号输出通道、47～48脚为地(GND)，49～50脚为+12V电源，45～46脚备用。

测试时，下位机控制器11执行控制电脑发送的测试指令，通过连接器12及测试线束向被测电子控制模块的测试端口发送测试信号，被测电子控制模块驱动端口的状态信息通过连接器12及测试线束反馈给下位机控制器11，下位机控制器11将被测电子控制模块驱动端口的状态信息通过RS232串口数据线传送给控制电脑，控制电脑根据收到的被测电子控制模块驱动端口的状态信息判断被测电子控制模块的功能是否正常。

下位机控制器11也可以存储控制电脑发送的测试指令。当下位机控制器11测试到下位机1与控制电脑的通讯脱离时，可以自主控制下位机1对被测电子控制模块进行测试。这种方式的测试，可以降低系统的测试成本，工作更加可靠，可用于对被测电子控制模块进行耐久性测试。

图2示出了本实用新型第二实施例提供的电子控制模块测试装置的结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型相关的部分。

与第一实施例不同，下位机1中增加了性能测试单元13，对被测电子控制模块进行性能测试，例如实时测试被测电子控制模块的电压、电流，计算功率损耗等，性能测试单元13的一端与控制电脑的数据采集卡相连，另一端连接连接器12的插座针脚。

在对被测电子控制模块进行功能测试的同时，性能测试单元13通过连接器12及测试线束实时采集被测电子控制模块的电压信号和电流信号，将采集到的电压信号和电流信号传送给控制电脑的数据采集卡，数据采集卡包括至少两个模拟信号输入端。

数据采集卡将模拟电压信号和电流信号转换成计算机可读信号，控制电脑的运算器根据转换后的电压值和电流值计算被测电子控制模块的功率损耗值，并将转换后的电压值，电流值以及功率损耗值输出。

以下位机控制器11与控制电脑连接的RS232串口数据线为例，图3示出了本实用新型一个实施例中提供的下位机控制器的结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型相关的部分。

9芯串口插座111的一端通过RS232串口数据线与控制电脑的RS232串口相连，另一端连接RS232-RS485转换电路112。

RS232-RS485转换电路112的作用是实现多机通讯，实现控制电脑对下位机1中多个输入输出电路的控制。RS232-RS485转换电路112的RS232端连接9芯串口插座111，RS485端连接RS485-RS232转换电路113。根据测试的需要，在本实用新型中，RS485-RS232转换电路配置有多个，通过RS232端分别连接下位机主控制器114、数字信号输入输出电路115、模拟信号输出电路116和脉冲信号输出电路117的输入端。数字信号输入输出电路115、模拟信号输出电路116和脉冲信号输出电路117的输出端连接在连接器12的插座的相应针脚上。数字信号输入输出电路115、模拟信号输出电路116和脉冲信号输出电路117构成测试传输电路，具体可以根据被测电子模块选择其中之一或其任意组合。

下位机主控制器114由一个常规的单片机系统构成，至少包括一个与控制电脑实现通讯的全双工串口和一个存储测试指令的存储器(图中未示出)。数字信号输入输出电路115、模拟信号输出电路116和脉冲信号输出电路117以具有32路I/O口，一路RS232串行口的单片机为核心，并根据被测电子控制模块的各端口信号类型可能的最多端口数规划了多路通道。

对电子控制模块进行测试时，下位机主控制器114通过RS232-RS485转换电路112和RS485-RS232转换电路113接收并存储控制电脑传送过来的测试指令，根据测试指令依次执行各测试步骤，控制数字信号输入输出电路115中的数字信号输出电路、模拟信号输出电路116或者脉冲信号输出电路117向被测电子控制模块的测试端口输出测试信号。数字信号输入输出电路115中的输入电路自动测试被测电子控制模块驱动端口的状态，当状态发生变化时，将产生变化的端口序号和状态信息通过RS232-RS485转换电路112和RS485-RS232转换电路113发送给控制电脑。

图4示出了本实用新型另一实施例中提供的下位机控制器的结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型相关的部分。

下位机控制器11中分别增加了数字信号隔离电路118、模拟信号隔离电路119和脉冲信号隔离电路120。隔离电路将下位机控制器11与被测电子控制模块之间的信号和电源可靠隔离，在对被测电子控制模块进行测试时，保证下位机控制器11不会损坏。各隔离电路靠近被测电子控制模块端的线路，均可以通过焊接方式连接到一个总的连接器插座的各针脚上。被测电子控制模块的测试线束焊接到连接器插头的各针脚上，连接器插头与连接器插座对接。

数字信号隔离电路118、模拟信号隔离电路119和脉冲信号隔离电路120均为两端隔离电路，可以采用现有电路实现，其一端分别与数字信号输入输出电路115、模拟信号输出电路116或者脉冲信号输出电路117的输出端相连，另一端分别连接到连接器12的插座的相应针脚上。由于数字信号隔离电路118、模拟信号隔离电路119和脉冲信号隔离电路120实现了性能测试单元13与数字信号输入输出电路115、模拟信号输出电路116和脉冲信号输出电路117之间的电压隔离和信号隔离，可以避免在电子控制模块测试过程中，由于信号干扰、过压或者过流等因素，损坏数字信号输入输出电路115、模拟信号输出电路116或脉冲信号输出电路117。

图5示出了本实用新型一个实施例提供的性能测试单元的结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型相关的部分。

直流电源131的两端分别与连接器12的插座的相应针脚连接。电压传感器132的两端与直流电源131两端并联，通过数据采集线连接到控制电脑的数据采集卡的一个模拟信号输入端。电流传感器133串联在直流电源131与被测电子控制模块所构成的测试回路中，并通过数据采集线连接到控制电脑的数据采集卡的另一个模拟信号输入端。

在对被测电子控制模块进行性能测试时，直流电源131上电，与被测电子控制模块构成测试回路，电压传感器132和电流传感器133通过连接器12及测试线束实时采集被测电子控制模块的电压信号和电流信号，通过数据采集线将采集到的电压信号和电流信号输入到数据采集卡的两个模拟信号输入端，传送给控制电脑。

图6示出了本实用新型另一实施例提供的性能测试单元的结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型相关的部分。

继电器134包括测量及逻辑判断单元1341和执行单元1342，测量及逻辑判断单元1341检测电压值并同给定值比较，从而控制执行单元1342吸合或断开，例如对于电磁继电器来说，测量及逻辑判断单元1341和执行单元1342可以分别为继电器的线圈和触点。执行单元1342的输出端子与连接器12的插座的相应针脚相连。外接可调直流电源135的两端与直流电源131两端并联到执行单元1342的四个输入端子。测量及逻辑判断单元1341并联在外接可调直流电源135的两端。

在测试时，直流电源131上电，继电器134的执行单元1342与直流电源131接通，直流电源131与被测电子控制模块构成测试回路，电压传感器132和电流传感器133通过连接器及测试线束实时采集被测电子控制模块的电压信号和电流信号，通过数据采集线将采集到的电压信号和电流信号输入到数据采集卡的两个模拟信号输入端。

在进行过电压测试时，外接可调直流电源135加电，调节电压，当电压值超过给定值，继电器134的执行单元1342吸合，接通外接可调直流电源135，继电器134通过连接器12及测试线束与被测电子控制模块的测试端和驱动端构成测试回路。调节外接可调直流电源135，使被测电子控制模块的工作电压大于其额定值，被测电子控制模块工作在过电压状态一段时间后，调节外接可调直流电源135至低于其给定值，继电器134的执行单元1342断开，测试回路恢复到功能测试回路，重新对电子控制模块进行功能测试，检查电子控制模块的功能是否正常，完成过电压测试。

在进行电源反接测试时，将外接可调直流电源135的极性反接，使被测电子控制模块的供电电源两端极性反接，被测电子控制模块工作在电源反接状态一段时间后，调节外接可调直流电源135至低于其给定值，继电器134的执行单元1342断开，测试回路恢复到功能测试回路，重新对电子控制模块进行功能测试，检查电子控制模块的功能是否正常，完成电源反接测试。

在本实用新型中，当对新增电子控制模块进行测试时，需要完成以下工作：

1、制作测试线束。对被测电子控制模块的各端口信号类型进行分类，确定连接器中需要用到的管脚，确定所用管脚与被测电子控制模块测试端和驱动端各端口的对应关系，制作相应的测试线束。

2、配置测试指令。根据被测电子控制模块需要符合的功能和性能要求，确定测试流程，即测试被测电子控制模块各端口的先后顺序，每一端口或存在相互关系的一组端口对应一个测试步骤。在测试指令中，包括每一步骤所定义的各输出通道的状态，对于模拟信号，还需要指定模拟量值，对于脉冲信号，还需要指定频率。同时，测试指令还应包括该测试步骤中，测试端信号变化所影响的被测电子控制模块驱动端口的序号，以及本步骤的测试时间。测试指令的配置，可以在电脑的控制程序中，选择“配置测试指令”功能，依照提示完成。

同时，在具体测试步骤前，测试指令还应包括对下位机各功能电路，例如数字信号输入输出电路、模拟信号输出电路和脉冲信号输出电路之一或其任意组合的复位，使下位机各功能电路的初始输出。与被测电子控制模块对应端口的初始状态对应。因为被测电子控制模块上电后的初始状态不定，例如某一数字信号输出对应的被测电子控制模块测试端口，其初始电平为高电平，有效电平(即令驱动端产生动作的电平)则为低电平，因此初始时下位机对应通道应输出高电平(+12V)。

采用本测试装置对电子控制模块进行测试的工作过程如下：

1)确认控制电脑与下位机通过串口通讯线可靠连接，下位机与被测电子控制模块之间通过测试线束可靠连接。

2)控制电脑开机，下位机上电。运行控制程序，选择被测电子控制模块名称，调用相应的测试指令。

3)读取测试指令的初始化信息，通过串口通讯发送给下位机，令下位机各输出电路输出相应初始化信号。

4)根据测试指令定义依次执行各测试步骤。输出电路输出相应信号，数字信号输入电路会自动测试被测电子控制模块驱动端的状态，当状态变化时即将产生状态变化的端口序号和状态信息发送给电脑。

5)电脑将收到的信息与测试指令中预先定义的信息进行对比，并得出被测电子控制模块功能是否正常的判断。

6)依次执行测试指令的所有步骤，直至测试完成。输出测试报表。

通过本实用新型，可以根据被测电子控制模块配置相应的测试指令，通过通用的下位机和连接线路，接收并执行控制电脑的测试指令，实现对现有或者新增电子控制模块的测试，测试准确、效率高，通用性很强。在测试被测电子控制模块的各项功能的同时，可以对被测电子控制模块的工作电压、工作电流进行实时测试和记录，并依此计算各工作状况下的功耗，并可以对被测电子控制模块进行过电压试验和电源反接试验。同时，下位机和被测电子控制模块之间的电源和信号都通过隔离电路隔离，使被测电子控制模块进行过电压试验和电源反接试验时，不会损坏下位机。另外，下位机可以脱离控制电脑单独工作，对被测电子控制模块进行耐久性测试。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (11)

1、一种电子控制模块测试装置，其特征在于，所述装置包括：

连接器，通过测试线束与被测电子控制模块连接，将测试信号输出至被测电子控制模块的测试端口，接收被测电子控制模块驱动端口返回的状态信息；以及

下位机控制器，与控制电脑及所述连接器连接，接收控制电脑发送的测试指令，执行测试步骤，将测试信号通过所述连接器输出至被测电子控制模块，将被测电子控制模块驱动端口的状态信息传送给控制电脑。

2、如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述下位机控制器包括：

与控制电脑连接的转换电路；

与所述转换电路和所述连接器连接的测试传输电路；以及

与所述转换电路连接的下位机主控制器，存储并执行控制电脑的测试指令，控制所述测试传输电路执行对电子控制模块的测试。

3、如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述下位机控制器进一步包括：

位于所述测试传输电路与连接器之间，与所述测试传输电路与连接器连接，对所述下位机控制器与被测电子控制模块之间的信号和电源进行隔离的隔离电路。

4、如权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述测试传输电路包括数字信号输入输出电路、模拟信号输出电路和脉冲信号输出电路之一或其任意组合。

5、如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述隔离电路包括数字信号隔离电路、模拟信号隔离电路和脉冲信号隔离电路之一或其任意组合。

6、如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括：

性能测试单元，与控制电脑及所述连接器连接，通过连接器采集被测电子控制模块的电压信号和电流信号，将采集到的电压信号和电流信号传送给控制电脑。

7、如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述性能测试单元包括：

与所述连接器连接的直流电源；

与所述直流电源并联，将采集到的电压信号传送给控制电脑的电压传感器；以及

串联在所述直流电源与被测电子控制模块构成的测试回路中，将采集到的电流信号传送给控制电脑的电流传感器。

8、如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述性能测试单元进一步包括：

进行过电压或者电源反接测试的外接可调直流电源；以及

与所述直流电源两端以及外接可调直流电源两端连接，切换直流电源工作或外接可调直流电源工作的继电器。

9、一种电子控制模块测试系统，其特征在于，所述系统包括控制电脑，以及与所述控制电脑连接的下位机，所述下位机包括：

连接器，通过测试线束与被测电子控制模块连接，将测试信号输出至被测电子控制模块的测试端口，接收被测电子控制模块驱动端口返回的状态信息；以及

下位机控制器，与控制电脑及所述连接器连接，接收控制电脑发送的测试指令，执行测试步骤，将测试信号通过所述连接器输出至被测电子控制模块，将被测电子控制模块驱动端口的状态信息传送给控制电脑。

10、如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述控制电脑包括连接所述下位机控制器的接口。

11、如权利要求9或10所述的系统，其特征在于，所述控制电脑进一步包括：

数据采集卡，与所述下位机连接，采集被测电子控制模块的电压信号或者电流信号。

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