CN220730684U - 一种基于电涡流传感器模拟器的测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于电涡流传感器模拟器的测试系统，包括HIL模块、电涡流传感器模拟器、待测ECU，所述电涡流传感器模拟器的通讯控制端连接至HIL模块，用于与HIL模块进行数据交互；所述电涡流传感器模拟器的输出端连接至待测ECU的输入端，用于将电涡流传感器模拟器根据控制信号产生的波形信号送入到待测ECU中；所述待测ECU的输入输出端连接至HIL模块，用于待测ECU与HIL模块进行交互。基于电涡流传感器模拟产生的模拟波形信号送入到待测ECU中从而实现对于电机的测试，具有测试快、测试可控，且测试安全的特点。

Description

一种基于电涡流传感器模拟器的测试系统

技术领域

本实用新型涉及电机测试领域，特别涉及一种基于电涡流传感器模拟器的测试系统。

背景技术

随着新能源汽车的增多，对电机控制要求也越来越高，而电涡流传感器在电机控制中起到相当大的作用，可以实现非接触式的线性化计量，较精准的测量出电机转子的转速和相位角位置。电机ECU可以基于电涡流传感器采集的电信号、波形信号、故障波形等来判断电机的运行状态。在对电机ECU等进行测试时一般需要模拟电机正常工作情况下电涡流输出以及模拟故障状态下的电机ECU输出状态从而实现对于电机ECU的测试，但是如果采用真实的环境控制电机输出高转速信号又或者将电机弄坏模拟出故障信号并被电涡流传感器采集从而进行真实的测试，这种测试一来具有一定的危险性，将电机在高速或故障状态下运行会产生安全风险，而且费时费力。

在测试领域，针对汽车常采用HIL在环测试进行测试，通过开发测试用例来对待测ECU进行测试控制，但是一般采用的是直接生成故障信号至ECU，这种测试虽然可以实现一定的测试功能，但是没有考虑到ECU的信号传递的真实性，在实际上使用过程中ECU获取的数据是由电涡流传感器传来的病基于此进行电机的监控，直接给ECU故障信号只能测试ECU在得道故障后的反映结果而不能测试出ECU是否可以基于电机的运行状态参数判断出电机的状态并执行对应的输出，因此这种直接将控制信号注入ECU中的方案与真实情况存在差异，造成测试脱离一定的使用场景。

因此本申请基于此设计一种基于电涡流传感器模拟器的测试系统，通过直接控制电涡流传感器模拟器来输出电机ECU工作所需采集的对应的信号至ECU从而完成测试。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于电涡流传感器模拟器的测试系统，基于电涡流传感器模拟产生的模拟波形信号送入到待测ECU中从而实现对于电机控制器的测试。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种基于电涡流传感器模拟器的测试系统，包括HIL模块、电涡流传感器模拟器、待测ECU，所述电涡流传感器模拟器的通讯控制端连接至HIL模块，用于与HIL模块进行数据交互；所述电涡流传感器模拟器的输出端连接至待测ECU的输入端，用于将电涡流传感器模拟器根据控制信号产生的波形信号送入到待测ECU中；所述待测ECU的输入输出端连接至HIL模块，用于待测ECU与HIL模块进行交互。

所述电涡流传感器模拟器包括通讯模块、MCU控制器、信号输出模块，所述信号输出模块包括信号发生器、信号放大器，所述MCU控制器用于通过通讯模块连接至HIL模块，所述MCU控制器的输出端与信号输出模块连接，用于控制信号输出模块输出波形信号至待测ECU中。

所述的信号输出模块包括信号发生器和信号放大器，所述信号发生器与MCU控制器的输出端连接；所述信号发生器的输出端连接信号放大器的输入端，所述信号放大器的输出端连接待测ECU。

所述信号输出模块为一个或多个。

所述HIL模块包括HIL主机、CAN模块、IO模块、XCP模块，所述HIL主机通过CAN模块、IO模块、XCP模块连接至待测ECU的信号输出端。

所述HIL模块还包括通讯模块，所述HIL主机通过通讯模块连接至电涡流传感器模拟器的通讯控制端。

所述HIL主机与PC机连接，用于通过PC输入设置参数或测试执行文件来执行手动或者自动测试(自动测试并自动生成测试报告)。

本实用新型的优点在于：基于电涡流传感器模拟产生的模拟波形信号送入到待测ECU中从而实现对于电机控制器的测试，具有测试快、测试可控，且测试安全的特点；同时整个测试系统的硬件结构简单、成本低，测试经济性好；可以模拟一个电机或多个电机的应用环境下的电机测试，产生多个电涡流传感器信号至ECU，应用范围更广。

附图说明

下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本实用新型具有一路传感器信号输出的模拟器原理图；

图2为本实用新型具有两路或多路传感器信号输出的模拟器原理图；

图3为本实用新型具有一路传感器信号输出的模拟器应用于测试系统原理图；

图4为本实用新型具有两路或多路传感器信号输出的模拟器应用于测试系统原理图。

上述图中的标记均为：1、电涡流传感器模拟器；2、待测ECU；3、HIL模块；11、通信模块；12、MCU控制器；13、信号发生器；14、信号放大器。

具体实施方式

下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

本实施例主要是实现一种用于电机的测试系统，实现电机待测ECU的仿真测试，模拟各种转速情况和故障情况并采集此时的待测ECU的输出状态数据，据此数据可以分析出对应的测试结果。其方案核心是电涡流传感器模拟器，用于模拟电机在不同状态下的采集的波形状态信号的输出，具体方案如下：

本实施例提供一种基于电涡流传感器模拟器的测试系统，包括HIL模块、电涡流传感器模拟器、待测ECU；

电涡流传感器模拟器的通讯控制端连接至HIL模块，用于与HIL模块进行数据交互而输出不同的波形信号以模拟电机运行状态下的信号；HIL模块可以根据用户的设置或用户编写的测试脚本而输出对应的控制信号至电涡流传感器模拟器中从而实现对于电涡流传感器模拟器的输出信号的控制；

电涡流传感器模拟器的输出端连接至待测ECU的输入端，用于将电涡流传感器模拟器根据控制信号产生的波形信号送入到待测ECU中；待测ECU为电机的控制器，其在实际工作环境中就可以根据电涡流传感器的信号对应的执行不同的操作，因此将模拟出的波形信号送入到的待测ECU中，待测ECU就可以根据不同的输入信号来识别电机状态，待测ECU的输出端连接至HIL模块，用于上传待测ECU基于波形信号的处理结果至HIL模块，因为本申请要测试待测ECU，故而需要采集待测ECU根据模拟出的波形其输出的对应的控制信号是什么，也就是待测ECU的输出结果，基于HIL模块的设置的波形和待测ECU的输出结果，用户可以手动分析出测试结果或者基于软件实现自动的分析比对出结果。

本实施例中核心部件为电涡流传感器模拟器，用于模拟在真实工作情况下的待测ECU可以接收到的波形信号，从而对待测ECU进行测试，电涡流传感器模拟器模拟的电机角度，转速，故障等信号模拟输出，如图1所示，电涡流传感器模拟器包括通讯模块、MCU控制器、信号输出模块，其中信号输出模块包括信号发生器、信号放大器，通信模块用于实现MCU控制器与HIL模块的通信，用于与HIL模块进行数据交互，其连接关系为：MCU控制器用于通过通讯模块连接至HIL模块；

MCU控制器为本申请的控制核心，用于对信号发生器的输出参数进行设置控制，其可以采用具有一定数据处理和控制功能的处理器来实现包括但不限于STM32系列单片机等。MCU控制器的输出端与信号输出模块连接，用于控制信号输出模块输出波形信号至待测ECU。

信号输出模块用于根据MCU的控制信号来输出不同的波形信号，信号输出模块包括信号发生器和信号放大器，信号发生器与MCU控制器的输出端连接，信号发生器的输出端连接信号放大器的输入端，信号放大器的输出端连接至待测ECU。其中信号发生器是信号产生的基本元件，可以采用三角波、锯齿波、矩形波(含方波)、正弦波的电路产生对应的如三角波、锯齿波、矩形波(含方波)、正弦波等波形电路，只需要根据实际电机工作情况下电涡流传感器输出的故障、正常波形的需求来选择对应的信号发生器，MCU控制器基于HIL发来的控制信号来设置信号发生器的输出波形以及波形的参数等。波形发生器输出的波形在经过信号放大器后放大后送入到待测ECU中，待测ECU根据收到的波形进行处理得到处理结果上传至HIL模块中，这样在HIL模块中就有设置的波形参数和ECU处理输出的结果参数，对比两个参数就可以得到测试结果，对比可以通过人工对比或者编写软件在HIL中自动对比来实现结果的展示。

如图3所示，为采用单信号发生器产生单个波形信号的电涡流传感器模拟器实现的测试系统的接线原理图，其中HIL模块通过通讯线缆连接至电涡流传感器模拟器，用于向电涡流传感器模拟器发出表征电机转速等状态的控制信号，使得电涡流传感器模拟器输出对应的故障波形、转速波形等信号输出至待测ECU的输入端，待测ECU的输出端连接至HIL模块，从而实现对于待测ECU的输出信号的接收。

如图2所示，在实际的应用环境下，待测ECU可以对应一个或多个电机的控制，因此就会对应多个电机信号的采集控制，对于这种ECU的测试要求电涡流传感器模拟器能够具备多路波形信号的输出，因此本申请的电涡流传感器模拟器具有至少一路信号输出模块，如图2所示，为具有两路或多路信号输出模块对应的电涡流传感器模拟器的原理图，其具有两路或多路信号输出模块，每路信号输出模块均独立具有信号发生器和信号放大器，从而生成两路放大后的波形信号送入到待测ECU中进而完成对于待测ECU测试所需的传感器波形信号的产生和传输到ECU中。如图4所示，为基于图3中的多信号输出回路形成的测试回路，电涡流传感器模拟器输出两路或多路信号产生1、信号产生2至待测ECU从而完成模拟两路或多路波形信号送入到待测ECU中进行测试。

在本申请中HIL模块主要功能是设置电涡流传感器模拟器的输出波形的参数以及接收待测ECU的输出结果，将这两个结果通过显示屏进行显示或者设置程序对两个结果进行处理比较得到测试结果进行输出显示或打印等功能，其具体结构包括：

HIL模块包括HIL主机、CAN模块、IO模块、XCP模块，HIL主机通过CAN模块、IO模块、XCP模块连接至待测ECU，从而实现HIL主机通过CAN通讯、IO仿真、XCP通讯的方式获取待测ECU信号数据，HIL主机可以采用计算机来实现，通过CAN模块、IO模块、XCP模块拓展计算机的连接接口从而实现与待测ECU的连接，进而获取对应的待测ECU的输出信号。

而与电涡流传感器模拟器之间的通讯，则采用通讯模块来实现，HIL主机通过通讯模块连接至电涡流传感器模拟器以实现通信交互，通讯模块采用现有技术的多种通讯方式包括但不限于ETH通讯等。

在本申请的一个优选的实施例中，HIL主机与人机交互模块连接，用于通过人机交互模块输入设置参数并通过人机交互模块显示测试信息。人机交互模块可以为鼠标、键盘、触控屏、按键等设备，其作用为：在测试前通过人机交互模块输入要求模拟的电机运行状态对应的设置参数经以太网送入到HIL控制器，HIL将对应的信号传输至MCU控制器，MCU控制器控制信号发生器产生波形信号经放大器后送入到待测ECU中，待测ECU再通过CAN、IO、XCP信号发送至HIL主机中，HIL主机在通过显示屏进行显示设置参数和接收到的ECU输出参数，这样通过显示数据对比就可以由人工判断测试结果或者将对比的逻辑以程序方式集成在HIL主机中自动进行分析对比得到测试结果，并可以通过人机界面进行显示，从而实现了快速可靠的仿真模拟测试。

本实施例提供一种闭环式电涡流传感器模拟器的测试系统，具有集成快，信号全面可控，并且支持多个电机同时测试等优点。硬件具有包括HIL测试系统：包含IO模块，整车总线仿真(CAN模块)，XCP模块，电源模块；一个被测ECU(已经集成软件，该软件为电机ECU运行实际工作对应的软件)；电涡流传感器模拟器：包含控制器(MCU)，通讯模块，信号发生器，信号发大器等。可通过电涡流传感器模拟器模拟各种电机故障，实现故障信号注入到ECU中实现故障模拟。通过本实施例的连接关系可以完成如图1-4的电气连接，从而实现测试系统的搭建。

显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于电涡流传感器模拟器的测试系统，其特征在于：包括HIL模块、电涡流传感器模拟器、待测ECU，所述电涡流传感器模拟器的通讯控制端连接至HIL模块，用于与HIL模块进行数据交互；所述电涡流传感器模拟器的输出端连接至待测ECU的输入端，用于将电涡流传感器模拟器根据控制信号产生的波形信号送入到待测ECU中；所述待测ECU的输入输出端连接至HIL模块，用于待测ECU与HIL模块进行交互。

2.如权利要求1所述的一种基于电涡流传感器模拟器的测试系统，其特征在于：所述电涡流传感器模拟器包括通讯模块、MCU控制器、信号输出模块，所述信号输出模块包括信号发生器、信号放大器，所述MCU控制器用于通过通讯模块连接至HIL模块，所述MCU控制器的输出端与信号输出模块连接，用于控制信号输出模块输出波形信号至待测ECU中。

3.如权利要求2所述的一种基于电涡流传感器模拟器的测试系统，其特征在于：

所述的信号输出模块包括信号发生器和信号放大器，所述信号发生器与MCU控制器的输出端连接；所述信号发生器的输出端连接信号放大器的输入端，所述信号放大器的输出端连接待测ECU。

4.如权利要求2或3所述的一种基于电涡流传感器模拟器的测试系统，其特征在于：

所述信号输出模块为一个或多个。

5.如权利要求1-3任一所述的一种基于电涡流传感器模拟器的测试系统，其特征在于：

所述HIL模块包括HIL主机、CAN模块、IO模块、XCP模块，所述HIL主机通过CAN模块、IO模块、XCP模块连接至待测ECU的信号输入输出端。

6.如权利要求5所述的一种基于电涡流传感器模拟器的测试系统，其特征在于：

所述HIL模块还包括通讯模块，所述HIL主机通过通讯模块连接至电涡流传感器模拟器的通讯控制端。

7.如权利要求5所述的一种基于电涡流传感器模拟器的测试系统，其特征在于：

所述HIL主机与PC机连接，用于通过PC机输入设置参数或测试执行文件来执行手动或者自动测试。