CN207992805U - 一种通道可复用且集成故障注入功能的智能接线装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种通道可复用且集成故障注入功能的智能接线装置，包括集成信号选择模块和故障注入模块的测试箱体和基于ControlDesk开发的通用型测试上位机；所述测试箱体通过并行接口可接入多块待测ECU，上位机通过控制信号选择模块切换具体接入到仿真器中的ECU，同时接入到仿真器中的ECU引脚并行接入到故障注入模块，上位机通过控制故障注入模块上继电器的开闭状态实现对具体引脚的故障注入。本实用新型的一种通道可复用且集成故障注入功能的智能接线装置可实现在同一测试周期内单个仿真器对多个不同类型待测ECU展开功能测试以及故障注入，有效增强了测试的灵活性，提高了测试效率和资源利用率。

Description

一种通道可复用且集成故障注入功能的智能接线装置

技术领域

本实用新型属于控制器信号模拟和采集的汽车制造领域，尤其是涉及一种通道可复用且集成故障注入功能的智能接线装置。

背景技术

在目前汽车制造领域汽车控制器开发过程中普遍采用集系统定义、设计仿真、快速原型、代码生成、硬件在环(HIL，Hardware In the Loop)以及系统标定等项目的“V”型开发流程。经过业内的普遍认证，控制器的“V”开发模式很大程度上减少了反复过程，缩短了开发周期，节省了成本。“V”开发模式中硬件在环(HIL)是指将已下载目标代码的ECU通过I/O连接至先前建立的环境模型(硬件在环仿真器)，并测试该ECU在各种工况下的功能性和稳定性。

目前国内硬件在环测试的通用做法是将待测样件直接连接到仿真器的资源板卡所引出的I/O通道上。又由于仿真器的资源板卡所引出的I/O通道无法复用，在测试周期内，一台价值高昂的仿真器只能被一块正在测试的ECU一直占用而无法承担更多的测试任务。而据统计，在单个产品的测试周期内仿真机柜的实际运行时间占整个测试周期的不足30％，也就是说单件样品直接连接仿真机柜的测试方式导致昂贵的测试系统在整个测试周期内近七成的时间被闲置而无法充分发挥其测试效能。这无疑是一种资源的巨大浪费。正是由于传统的这种“一对一”的测试方式，使得在上位机上只能开发出针对正在测试样件需求的软件，而无法实现测试软件的通用性，这就导致每测一款控制器都需要重新开发上位机软件，这无疑也造成了测试周期的延长，降低了测试效率。并且，只有全尺寸的仿真器才具备故障注入功能，而全尺寸仿真器的价格又极为高昂，对于无法使用到全尺寸仿真器的用户来说，故障注入功能的缺失将会使得测试的覆盖度大大降低。

综上所述，传统的控制器硬件在环测试方法的主要缺点是由于通道无法复用导致的较低的资源利用率和故障注入功能的缺失导致的测试覆盖度降低。为解决上述问题,本实用新型提供了一种通道可复用且集成故障注入功能的智能接线装置以解决传统硬件在环测试方法的不足之处。

发明内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种通道可复用且集成故障注入功能的智能接线装置，以解决上述背景技术中提到的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种通道可复用且集成故障注入功能的智能接线装置，包括测试箱体，所述测试箱体内设有信号选择模块、故障注入模块，所述信号选择模块包括4通道接线端子、以及控制每个接线端子各通道导通或断开的程控开关，所述故障注入模块包括起到保护电路作用的限流模块、以及通过多种开闭组合提供不同类型故障注入的继电器，所述信号选择单元与故障注入模块之间设有限流模块，所述信号选择单元和故障注入模块均连接控制器，所述控制器通过总线连接上位机，所述信号选择模块通过4通道接线端子接入ECU的引脚，所述信号选择单元通过各接线端子连接仿真器，经信号选择模块接入到测试环路的ECU引脚分别接入到仿真器和故障注入模块的故障注入通道，接收上位机总线数据信息的控制器驱动继电器的开闭来实现对通过4通道接线端子接入到测试环路中的待测ECU引脚的故障注入，所述故障注入模块与负载端之间设有限流模块。

进一步的，所述测试箱体内还设有用于固定电气元件的底部筛板，用于疏导线束的导线槽。

进一步的，所述信号选择模块包括多路信号选择模块。

进一步的，所述多路信号选择模块相应的通道接线端子连接的程控开关在控制器控制下保持联动。

进一步的，所述信号选择模块两端分别设置有排线插槽，用于将相邻的信号选择模块串联在一起实现程控开关联动控制。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种通道可复用且集成故障注入功能的智能接线装置具有以下优势：

本实用新型的一种通道可复用且集成故障注入功能的智能接线装置可实现在同一测试周期内单个仿真器对多个不同类型待测ECU展开功能测试以及故障注入，有效增强了测试的灵活性，提高了测试效率和资源利用率。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的智能接线装置的结构示意示意图；

图2为本实用新型实施例所述的智能接线装置的电气原理图。

附图标记说明：

1-测试箱体；2-信号选择模块；3-底部筛板；4-导线槽；5-故障注入模块；201-4通道接线端子；202-程控开关；203-单通道接线端子；204-排线插槽；501-第一故障注入接线端子；502-第二故障注入接线端子；503-故障注入继电器矩阵；504-驱动线插槽。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

一种通道可复用且集成故障注入功能的智能接线装置，一端并行接入多块待测ECU，经信号选择模块切入到测试环路中的EUC引脚可并行接入到仿真器和带有负载的故障注入模块；所述一种通道可复用且集成故障注入功能的智能接线装置硬件部分包括集成信号选择模块和故障注入模块的测试箱体，软件部分包括配合硬件测试使用的基于ControlDesk开发的通用型测试上位机；所述测试箱体通过信号选择模块可提供通道可复用的并行接线口，集成于测试箱体内的故障注入模块与仿真器接线端并联，为测试系统提供了外置故障注入的功能；基于ControlDesk开发的通用型测试上位机为测试系统提供了一款可视化的操作界面，提供测试所必要的测试功能模块、ECU切换模块和故障注入功能模块。

其中，基于ControlDesk开发的通用型测试上位机包括三个模块：测试模块、ECU切换模块和故障注入模块，由于同种类型的ECU引脚具有高度相似性，这为多块同种类型的待测ECU并行接入测试系统提供了客观可能；在上位机中，每个控件关联的仿真器板卡通道对应一个4通道接线端子，操作ECU切换模块按键命令通过CAN总线发送到控制器解码后控制联动的程控开关选择切换到测试环路中的ECU；如需对某ECU引脚进行故障注入测试则只需要在故障注入板块处操作该引脚串联的故障注入通道，从而实现短路到电源，短路到地，断路以及其他类型的故障注入；

如图1所示，为一种通道可复用且集成故障注入功能的智能接线装置的外观结构图，主要包括测试箱体1，用于并联多块待测ECU并做信号选择的多路选择模块单元2，用于固定电气元件的底部筛板3，用于疏导线束的导线槽4，用于故障注入的故障注入模块5；需要说明的是，图1所示外观结构图仅作为方便读者理解本实用新型技术思想的一种具体实施例，不代表本实用新型具体固定结构，相似或相同的技术方案都属于该实用新型智力创造的保护范围；

进一步地，所述信号选择模块2上安装有用于提供并行接口的4通道接线端子201，4通道接线端子201的每个通道都串行一个程控开关202，单通道接线端子203用于将切换的测试环路中的ECU引脚引出并联接入到仿真器和故障注入模块5的故障注入通道；每个多路选择模块单元两端各一个相同针脚的排线插槽204，安装时用于将相邻的多路选择模块单元串联在一起以实现程控开关的联动控制；

其中，所述故障注入模块5上的第一故障注入接线端子501用于将从多路选择模块单元2上单通道接线端子203引出的信号接入到故障注入通道，再由第二故障注入接线端子502对应的接口引出连接到对应负载；故障注入继电器矩阵503由控制器控制相应开闭组合实现不同类型的故障注入，而驱动线插槽504用于控制器对故障注入模块5的驱动控制。

信号选择模块由多块程控开关模组串联而成，每个模组外设若干并行接线通道用于接入待测ECU引脚；每个通道对应一个控制本通道通断的程控开关，优选的本实施例中每4个并行接线通道为一组，通过一个4通道接线端子提供外设接线方案；为简化描述且便于阐明本实用新型技术方案，仅以附图2所示的实施例中所列举出其中两组及其故障注入通道加以阐明，并结合图1配合解释。

如图2所示，两个提供外设接口的接线端子分别4通道接线端子C1和4通道接线端子C2，其中4通道接线端子C1依次包括CH1，CH2，CH3和CH4四个通道，每个通道所对应控制本条通道导通或断开的程控开关依次为S1，S2，S3和S4；4通道接线端子C2依次包括CH1’，CH2’，CH3’和CH4’4四个通道，每个通道所对应控制本条通道导通或断开的程控开关依次为S1’，S2’，S3’和S4’。

程控开关S1和程控开关S1’在控制器控制下保持联动，分别控制4通道接线端子C1的CH1通道和4通道接线端子C2的CH1’通道的导通或断开。

同理地，程控开关S2和程控开关S2’在控制器控制下保持联动，分别控制4通道接线端子C1的CH2通道和4通道接线端子C2的CH2’通道的导通或断开。

同理地，程控开关S3和程控开关S3’在控制器控制下保持联动，分别控制4通道接线端子C1的CH3通道和4通道接线端子C2的CH3’通道的导通或断开。

同理地，程控开关S4和程控开关S4’在控制器控制下保持联动，分别控制4通道接线端子C1的CH4通道和4通道接线端子C2的CH4’通道的导通或断开。

为实现程控开关的联动，所有程控开关控制引脚低电平有效，且程控开关S1和程控开关S1’的控制引脚相连，同理地，程控开关S2和程控开关S2’的控制引脚相连，程控开关S3和程控开关S3’的控制引脚相连，程控开关S4和程控开关S4’的控制引脚相连。

当上位机通过控制器设置程控开关S1和程控开关S1’的控制引脚为低电平，可将接入到4通道接线端子C1上CH1通道内的ECU引脚和4通道接线端子C2上CH1’通道内的ECU引脚接入到测试环路中。

同理地，当上位机通过控制器设置程控开关S2和程控开关S2’的控制引脚为低电平，可将接入到4通道接线端子C1上CH2通道内的ECU引脚和4通道接线端子C2上CH2’通道内的ECU引脚接入到测试环路中。

同理地，当上位机通过控制器设置程控开关S3和程控开关S3’的控制引脚为低电平，可将接入到4通道接线端子C1上CH3通道内的ECU引脚和4通道接线端子C2上CH3’通道内的ECU引脚接入到测试环路中。

同理地，当上位机通过控制器设置程控开关S4和程控开关S4’的控制引脚为低电平，可将接入到4通道接线端子C1上CH4通道内的ECU引脚和4通道接线端子C2上CH4’通道内的ECU引脚接入到测试环路中。

且上位机设置其中一组联动程控开关被闭合时，其余都断开，这有效保证了测试过程中有且仅有一块待测ECU被接入到测试环路中去。

为使得不同信号选择模块单元2实现联动，本实用新型如附图1所示将排线插槽204别设置在将信号选择模块2两端，将信号选择模块2上所有程控开关供电和控制引脚接出，通过排线将所有信号选择模块2串联起来。

如附图2所示，4通道接线端子C1的CH1，CH2，CH3和CH4四个通道可最多并行接入来自四块不同ECU但信号类型相同的引脚，假设，接入CH1的引脚来自ECU1，接入CH2的引脚来自ECU2，接入CH3的引脚来自ECU3，接入CH4的引脚来自ECU4，为保证每次程控开关联动时接入到测试环路中的所有引脚都来自同一块ECU，则在后续接线过程中必须保证接入到4通道接线端子C2的4个通道CH1’，CH2’，CH3’和CH4’的引脚也必须对应来自ECU1、ECU2、ECU3和ECU4，其它4通道接线端子接线时都遵循此规则。

如图2所示，经信号选择模块的ECU引脚可直接接入到仿真器，需要进行故障注入及连接负载的引脚可并行接入到故障注入模块的故障注入通道；每个故障注入通道由四个继电器组成，不同的开闭状态组合提供了不同的故障注入方案，通过操作上位机切换相应通道的故障故障注入类型可分别实现直接负载，短路到电，短路到地，断路，短路到其他通道，带负载短电以及带负载短地七种类型的故障注入。

以包含继电器K1，继电器K2，继电器K3和继电器K4的故障注入通道为例对故障注入过程详细说明；如附图2中所示，继电器K1，继电器K2，继电器K3和继电器K4组成一个故障注入通道，经多路选择模块接入到测试环路的ECU引脚分别接入到仿真器和故障注入模块的故障注入通道，接收上位机总线数据信息的控制器驱动继电器K1，继电器K2，继电器K3和继电器K4的开闭来实现对通过4通道接线端子C1接入到测试环路中的待测ECU引脚的故障注入；

相同地，所述继电器K1'，继电器K2'，继电器K3'和继电器K4'组成一个故障注入通道，经多路选择模块接入到测试环路的ECU引脚分别接入的仿真器和故障注入模块的故障注入通道，接收上位机总线数据信息的控制器驱动继电器K1'，继电器K2'，继电器K3'和继电器K4'的开闭来实现对通过4通道接线端子C1'接入到测试环路中的待测ECU引脚的故障注入；

继电器K1，继电器K2，继电器K3和继电器K4的当前连接状态为故障注入通道的初始化状态，此时通道直接将ECU信号连接到仿真器端；继电器K1，继电器K2，继电器K3和继电器K4的开关状态各有两种，上位机切换不同的注入故障类型时，控制器即接收到切换指令，驱动继电器K1上拨或下拨，驱动继电器K2上拨或下拨，驱动继电器K3左拨或右拨，驱动继电器K4左拨或右拨。其中，参考附图1所示继电器K1，继电器K2，继电器K3和继电器K4的动作及其对应的故障注入类型如表格1所示。

表格1

相同地，如附图2所示的另一故障注入通道上继电器K1’，继电器K2’，继电器K3’，继电器K4’的故障注入原理和操作流程和继电器K1，继电器K2，继电器K3和继电器K4雷同。

为防止短路故障注入过程中短路电流过大对仿真器板卡和ECU引脚造成不可逆损坏故在连接仿真器端和故障注入模块之间以及故障注入模块与负载端之间各接一个限流模块F1，F1’，F2，F2’。

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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种通道可复用且集成故障注入功能的智能接线装置，其特征在于：包括测试箱体，所述测试箱体内设有信号选择模块、故障注入模块，所述信号选择模块包括4通道接线端子、以及控制每个接线端子各通道导通或断开的程控开关，所述故障注入模块包括起到保护电路作用的限流模块、以及通过多种开闭组合提供不同类型故障注入的继电器，所述信号选择单元与故障注入模块之间设有限流模块，所述信号选择单元和故障注入模块均连接控制器，所述控制器通过总线连接上位机，所述信号选择模块通过4通道接线端子接入ECU的引脚，所述信号选择单元通过各接线端子连接仿真器，经信号选择模块接入到测试环路的ECU引脚分别接入到仿真器和故障注入模块的故障注入通道，接收上位机总线数据信息的控制器驱动继电器的开闭来实现对通过4通道接线端子接入到测试环路中的待测ECU引脚的故障注入，所述故障注入模块与负载端之间设有限流模块。

2.根据权利要求1所述的一种通道可复用且集成故障注入功能的智能接线装置，其特征在于：所述测试箱体内还设有用于固定电气元件的底部筛板，用于疏导线束的导线槽。

3.根据权利要求1所述的一种通道可复用且集成故障注入功能的智能接线装置，其特征在于：所述信号选择模块包括多路信号选择模块。

4.根据权利要求3所述的一种通道可复用且集成故障注入功能的智能接线装置，其特征在于：所述多路信号选择模块相应的通道接线端子连接的程控开关在控制器控制下保持联动。

5.根据权利要求4所述的一种通道可复用且集成故障注入功能的智能接线装置，其特征在于：所述信号选择模块两端分别设置有排线插槽，用于将相邻的信号选择模块串联在一起实现程控开关联动控制。