[发明专利]一种用于发动机HILS系统的ECU传感器信号故障注入装置

说明书

技术领域

本发明涉及电子产品测试技术，更具体的说，涉及一种用于发动机硬件在环仿真系统的ECU传感器信号故障注入装置。

背景技术

目前，汽车电子系统开发的主流方法是基于模型的现代开发流程——V模式开发流程，该流程保证开发人员在开发过程中的每一步都可以得到及时验证。在产品上市之前，需要对ECU进行全面综合的测试，尤其是故障和极限条件下的测试，使用实际的控制对象进行测试，很难实现现实复杂情况，并且实现成本高，开发周期长。为解决这一难题，V模式中提出采用硬件在环仿真(Hardware In-the-Loop Simulation，HILS)的开发方法：即为了测试ECU性能，在进行整体系统的仿真测试时，控制器采用真实的ECU，被控对象和系统运行环境可以全部或部分采用实时数学模型来模拟。

发动机ECU接收多个发动机传感器参数信号。在ECU的传感器信号输入引脚发生故障(如信号线端开、信号线对电源短接、信号线对地短接、信号线与信号线短接)时，ECU必须根据控制策略，做出及时、合理的响应，保证行车的安全。发动机硬件在环仿真测试必须包含执行器信号故障模拟环节，以测试ECU驱动级故障诊断以及解决故障的能力。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提出一种一种用于发动机硬件在环仿真系统的ECU传感器信号故障注入装置。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下；

一种用于发动机HILS系统的ECU传感器信号故障注入装置，包括上位机、传感器信号输入端口、传感器信号输出端口、多路通道选择模块、单片机最小系统模块、RS485通信模块，所述的传感器信号输出端口连接所述多路通道选择模块，所述多路通道选择模块连接传感器信号输入端口，所述的单片机最小系统模块与所述的多路通道选择模块连接，所述的RS485通信模块一端与所述的单片机最小系统模块连接，另一端与所述上位机连接，所述上位机通过所述RS485模块的电平转换电路向所述单片机最小系统模块发送自定义的报文，所述单片机最小系统模块完成报文接收、校验、应答后，根据报文中的故障码向多路通道选择模块输出控制信号实现所需的故障注入。

进一步的，所述故障包括：

正常状态，此状态下传感器信号输入端口与传感器信号输出端口相连，信号无故障输入ECU中；

故障1：ECU传感器信号输入引脚断开状态，此状态下传感器信号输出端口与传感器信号输入端口保持端开状态；

故障2：ECU传感器信号输入引脚与5V电源短接状态，此状态下传感器信号输出端口只与5V电源短接而不与传感器信号输入端口连接；

故障3：ECU传感器信号输入引脚与地短接状态，此状态下传感器信号输出端口只与地短接而不与传感器信号输入端口连接；

故障4：ECU传感器信号输入引脚与引脚短接。

进一步的，所述多路通道选择模块的数量取决于使用需求和所述单片机最小系统模块的单片机I/O引脚数量。

进一步的，，所述多路通道选择模块包括MAX4617多路通道选择芯片及其外围电路，发动机ECU pin端连接传感器信号输出端口，串联自恢复保险丝后接多路通道选择芯片的输出端口X，输入端口X0串联自恢复保险丝后连接发动机传感器输入端口，输入端口X1悬空实现信号输入引脚断开状态故障，输入端口X2接5V电源实现信号输入引脚与5V电源短接状态故障，输入端口X4接地实现信号输入引脚与地短接状态故障，输入端口X3连接其他多路通道选择芯片的输出端入X3实现信号输入引脚与引脚短接故障；所述MAX4617多路通道选择芯片的A，B，C端口为控制信号端，连接所述单片机最小系统模块的I/O引脚和连接下拉电阻R1，R2，R3。

进一步的，所述上位机可控制多个所述装置，在每个装置内部，所述单片机最小系统模块包含一个唯一的ID号作为每个装置的ID号，每个装置上所有的多路通道选择模块都有一个唯一的编号，每个装置中的所述单片机最小系统模块只有在接受到由上位机发送的含有本装置ID号、校验、应答正确的报文后，才向报文所指明的多路通道选择芯片输出控制信号。