一种车辆测试系统及方法

摘要

本发明提供了一种车辆测试系统及方法，涉及控制器测试技术领域。该车辆测试系统包括：整车控制器配置结构，包括整车控制器硬件和第一连接接口；挡位控制器配置结构，包括挡位控制器硬件、换挡旋钮和第二连接接口；联合调试测试设备，包括分别与第一连接接口和第二连接接口连接的第三连接接口，联合调试测试设备通过第三连接接口向整车控制器配置结构和挡位控制器配置结构输入测试参数。上述方案，把整车控制器和换挡控制器测试的时间提前，只要整车控制器和换挡控制器开发完成，即可对其进行联合测试，不必关心其他整车件是否具备样车集成状态。并且本系统可以复用在多个在研车型上，系统成本平摊后，可以降低单车型的研发成本。

权利要求

1.一种车辆测试方法，应用于车辆测试系统，其特征在于，所述车辆测试系统包括：

整车控制器配置结构，包括整车控制器硬件和与所述整车控制器硬件连接的第一连接接口；

挡位控制器配置结构，包括挡位控制器硬件和与所述挡位控制器硬件分别连接的换挡旋钮和第二连接接口；

联合调试测试设备，包括分别用于与所述第一连接接口和所述第二连接接口连接的第三连接接口，所述联合调试测试设备用于通过所述第三连接接口向所述整车控制器配置结构和所述挡位控制器配置结构输入测试参数；

所述第三连接接口包括：

供电接口、模拟输入输出接口、数字输入输出接口和CAN总线接口；

所述联合调试测试设备还包括：

控制器供电模块、模拟输入输出模块、数字输入输出模块和网关模块；

其中所述控制器供电模块与所述供电接口连接，所述模拟输入输出模块与所述模拟输入输出接口连接，所述数字输入输出模块与所述数字输入输出接口连接，所述网关模块与所述CAN总线接口连接；

所述第一连接接口和所述第二连接接口分别包括与所述第三连接接口对应的：供电接口、模拟输入输出接口、数字输入输出接口和CAN总线接口；

所述车辆测试方法包括：

将所述第三连接接口分别与所述第一连接接口和所述第二连接接口相连接；

根据待测试车辆的参数信息，构建所述待测试车辆的运行模型；

向所述联合调试测试设备输入所述运行模型，执行对所述待测试车辆的整车控制器和挡位控制器的测试；

其中，向所述联合调试测试设备输入所述运行模型，执行对所述待测试车辆的整车控制器和挡位控制器的测试，包括：向所述联合调试测试设备输入所述运行模型，且控制所述整车控制器配置结构和所述挡位控制器配置结构分别运行在无故障行车模式、快充模式、慢充模式、车辆下高压故障模式、跛行故障模式、限功率故障模式和充电下高压故障模式，执行对所述待测试车辆的整车控制器和挡位控制器的测试；

所述根据待测试车辆的参数信息，构建所述待测试车辆的运行模型之后，所述方法还包括：所述整车控制器配置结构和所述挡位控制器配置结构分别上电，对所述整车控制器配置结构和所述挡位控制器配置结构进行故障测试；

其中，对所述整车控制器配置结构和所述挡位控制器配置结构进行故障测试包括：对所述整车控制器配置结构和所述挡位控制器配置结构进行故障诊断；

重新启动所述联合调试测试设备，读取挡位报文；

对挡位进行转换，关闭所述联合调试测试设备，读取关闭时刻的挡位报文；

其中，对所述整车控制器配置结构和所述挡位控制器配置结构进行故障诊断，包括：用诊断工具读取所述整车控制器配置结构的故障提示信息；

根据所述故障提示信息修改模型参数，直至所述整车控制器配置结构的故障消除；

在所述整车控制器配置结构的故障消除后，用专业工具读取所述挡位控制器配置结构的故障信息；

根据所述故障信息进行调整，直至所述挡位控制器配置结构的故障消除。

2.根据权利要求1所述的车辆测试方法，其特征在于，所述构建所述待测试车辆的运行模型，包括：搭建车辆动力学模型、电机模型和电池模型。

3.根据权利要求2所述的车辆测试方法，其特征在于，所述车辆动力学模型中包括电机驱动力，电机驱动力的计算采用如下公式：F＝F1+F2+F3+F4+F5+m×a；

其中，F为电机驱动力，F1为风阻力，F2为坡度阻力，F3为滚动阻力，F4为刹车阻力，F5为机械摩擦力，m为车重，a为车辆加速度。

4.根据权利要求2所述的车辆测试方法，其特征在于，所述电机模型中包括母线电压，其中所述母线电压的计算采用如下公式：V＝V1×e-t/R×C；

其中，V为母线电压，V1为电池电压，R为预充电阻，C为预充电容，t为预充时间。

5.根据权利要求2所述的车辆测试方法，其特征在于，所述电池模型的搭建包括：根据电池单体的最低温度输出、最高温度输出、最低电压输出、最高电压输出和电池包总电压，构建所述电池模型。

说明书

一种车辆测试系统及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及控制器测试技术领域，特别涉及一种车辆测试系统及方法。

背景技术

[0002] 随着科技的发展，汽车已成为人们日常生活中不可缺少的交通工具；因燃油作为不可再生资源，为了降低燃油的使用量，越来越多的汽车生产厂商逐渐致力于纯电动汽车的研究以及生产。

[0003] 目前纯电动汽车产业正处于快速发展的阶段，作为纯电动车“大脑”的整车控制器的策略的变更日益频繁。挡位控制策略作为驾驶员与车辆之间的媒介，无疑是整车控制策略的核心部分之一，它变更也最频繁，变更后需要对整车控制器和挡位控制器进行联合调试和测试工作，但往往这些工作都是在样车制成之后。一旦调试和测试过程中发现任何问题，如供应商开发样品与需求不符，进而供应商需要调整开发方案，会导致整个产品的上市时间比预计延后。错过最佳上市时间就意味着错过更早的引领消费潮流和培养消费者使用习惯的时机，与整车厂的整体利益直接相关。

发明内容

[0004] 本发明实施例提供一种车辆测试系统及方法，用以解决在样车集成工作之前如何完成对整车控制器和挡位控制器进行联合测试的问题。

[0005] 为了解决上述技术问题，本发明实施例采用如下技术方案：

[0006] 一种车辆测试系统，包括：

[0007] 整车控制器配置结构，包括整车控制器硬件和与所述整车控制器硬件连接的第一连接接口；

[0008] 挡位控制器配置结构，包括挡位控制器硬件和与所述挡位控制器硬件分别连接的换挡旋钮和第二连接接口；

[0009] 联合调试测试设备，包括分别用于与所述第一连接接口和所述第二连接接口连接的第三连接接口，所述联合调试测试设备用于通过所述第三连接接口向所述整车控制器配置结构和所述挡位控制器配置结构输入测试参数。

[0010] 进一步地，所述第三连接接口包括：

[0011] 供电接口、模拟输入输出接口、数字输入输出接口和CAN总线接口。

[0012] 进一步地，所述联合调试测试设备还包括：

[0013] 控制器供电模块、模拟输入输出模块、数字输入输出模块和网关模块；

[0014] 其中所述控制器供电模块与所述供电接口连接，所述模拟输入输出模块与所述模拟输入输出接口连接，所述数字输入输出模块与所述数字输入输出接口连接，所述网关模块与所述CAN总线接口连接。

[0015] 进一步地，所述第一连接接口和所述第二连接接口分别包括与所述第三连接接口对应的：供电接口、模拟输入输出接口、数字输入输出接口和CAN总线接口。

[0016] 一种车辆测试方法，应用于上述的车辆测试系统，所述方法包括：

[0017] 将所述第三连接接口分别与所述第一连接接口和所述第二连接接口相连接；

[0018] 根据待测试车辆的参数信息，构建所述待测试车辆的运行模型；

[0019] 向所述联合调试测试设备输入所述运行模型，执行对所述待测试车辆的整车控制器和挡位控制器的测试。

[0020] 进一步地，所述构建所述待测试车辆的运行模型，包括：

[0021] 搭建车辆动力学模型、电机模型和电池模型。

[0022] 进一步地，所述车辆动力学模型中包括电机驱动力，电机驱动力的计算采用如下公式：

[0023] F＝F1+F2+F3+F4+F5+m×a；

[0024] 其中，F为电机驱动力，F1为风阻力，F2为坡度阻力，F3为滚动阻力，F4为刹车阻力，F5为机械摩擦力，m为车重，a为车辆加速度。

[0025] 进一步地，所述电机模型中包括母线电压，其中所述母线电压的计算采用如下公式：

[0026] V＝V1×e-t/R×C；

[0027] 其中，V为母线电压，V1为电池电压，R为预充电阻，C为预充电容，t为预充时间。

[0028] 进一步地，所述电池模型的搭建包括：

[0029] 根据电池单体的最低温度输出、最高温度输出、最低电压输出、最高电压输出和电池包总电压，构建所述电池模型。

[0030] 进一步地，所述根据待测试车辆的参数信息，构建所述待测试车辆的运行模型之后，所述方法还包括：

[0031] 所述整车控制器配置结构和所述挡位控制器配置结构分别上电，对所述整车控制器配置结构和所述挡位控制器配置结构进行故障测试。

[0032] 进一步地，所述对所述整车控制器配置结构和所述挡位控制器配置结构进行故障测试包括：

[0033] 对所述整车控制器配置结构和所述挡位控制器配置结构进行故障诊断；

[0034] 重新启动所述联合调试测试设备，读取挡位报文；

[0035] 对挡位进行转换，关闭所述联合调试测试设备，读取关闭时刻的挡位报文。

[0036] 进一步地，所述对所述整车控制器配置结构和所述挡位控制器配置结构进行故障诊断，包括：

[0037] 用诊断工具读取所述整车控制器配置结构的故障提示信息；

[0038] 根据所述故障提示信息修改模型参数，直至所述整车控制器配置结构的故障消除；

[0039] 在所述整车控制器配置结构的故障消除后，用专业工具读取所述挡位控制器配置结构的故障信息；

[0040] 根据所述故障信息进行调整，直至所述挡位控制器配置结构的故障消除。

[0041] 进一步地，所述向所述联合调试测试设备输入所述运行模型，执行对所述待测试车辆的整车控制器和挡位控制器的测试，包括：

[0042] 向所述联合调试测试设备输入所述运行模型，且控制所述整车控制器配置结构和所述挡位控制器配置结构分别运行在无故障行车模式、快充模式、慢充模式、车辆下高压故障模式、跛行故障模式、限功率故障模式和充电下高压故障模式，执行对所述待测试车辆整车控制器和挡位控制器的测试。

[0043] 本发明的有益效果是：

[0044] 上述方案，通过设置联合调试测试设备，把车辆的整车控制器和换挡控制器联合调试测试的时间提前，只要整车控制器和换挡控制器开发完成，即可对其进行联合调试测试工作，不必关心其他整车件是否具备样车集成状态。并且本系统可以复用在多个在研车型上，系统成本平摊后，可以降低单车型的研发成本。

附图说明

[0045] 图1表示本发明实施例的车辆测试系统的结构示意图；

[0046] 图2表示本发明实施例的联合调试测试设备的结构示意图；

[0047] 图3表示本发明实施例的预充电路的结构示意图；

[0048] 图4表示本发明实施例的车辆测试方法的流程示意图。

[0049] 附图标记说明：

[0050] 100-整车控制器配置结构；110-整车控制器硬件；120-第一连接接口；200- 挡位控制器配置结构；210-挡位控制器硬件；220-换挡旋钮；230-第二连接接口； 300-联合调试测试设备；310-第三连接接口；311-供电接口；312-模拟输入输出接口；313-数字输入输出接口；314-CAN总线接口；320-控制器供电模块；330- 模拟输入输出模块；340-数字输入输出模块；350-网关模块。

具体实施方式

[0051] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。

[0052] 本发明针对在样车集成工作之前如何完成对整车控制器和挡位控制器进行联合测试的问题，提供一种车辆测试系统及方法。

[0053] 如图1所示，本发明实施例提供一种车辆测试系统，包括：

[0054] 整车控制器配置结构100，包括整车控制器硬件110和与所述整车控制器硬件110连接的第一连接接口120；

[0055] 挡位控制器配置结构200，包括挡位控制器硬件210和与所述挡位控制器硬件210分别连接的换挡旋钮220和第二连接接口230；

[0056] 联合调试测试设备300，包括分别用于与所述第一连接接口120和所述第二连接接口230连接的第三连接接口310，所述联合调试测试设备300用于通过所述第三连接接口310向所述整车控制器配置结构100和所述挡位控制器配置结构200输入测试参数。

[0057] 需要说明的是，通过设置联合调试测试设备300，把车辆的整车控制器和换挡控制器联合调试测试的时间提前，只要整车控制器和换挡控制器开发完成，即可对其进行联合调试测试工作，不必关心其他整车件是否具备样车集成状态。并且本系统可以复用在多个在研车型上，系统成本平摊后，可以降低单车型的研发成本。

[0058] 具体地，如图2所示，所述第三连接接口310包括：

[0059] 供电接口311、模拟输入输出接口312、数字输入输出接口313和CAN总线接口314。

[0060] 所述联合调试测试设备300还包括：

[0061] 控制器供电模块320、模拟输入输出模块330、数字输入输出模块340和网关模块350；

[0062] 其中所述控制器供电模块320与所述供电接口311连接，所述模拟输入输出模块330与所述模拟输入输出接口312连接，所述数字输入输出模块340与所述数字输入输出接口313连接，所述网关模块350与所述CAN总线接口314 连接。

[0063] 具体地，所述第一连接接口120和所述第二连接接口230分别包括与所述第三连接接口310对应的：供电接口、模拟输入输出接口、数字输入输出接口和CAN总线接口。

[0064] 需要说明的是，所述联合调试测试设备300、所述整车控制器配置结构100 和所述挡位控制器配置结构200组成的系统，相当于一台虚拟的电动汽车，在这台虚拟的电动汽车上可以完成对所述整车控制器配置结构100和所述挡位控制器配置结构的测试工作。

[0065] 如图4所示，本发明实施例还提供一种车辆测试方法，所述方法包括：

[0066] 步骤11，将所述第三连接接口310分别与所述第一连接接口120和所述第二连接接口230相连接；

[0067] 需要说明的是，将如上的各个接口连接后，所述整车控制器配置结构100 和所述挡位控制器配置结构200可以从所述联合调试测试设备300获取供电源，从而实现控制信号在总线上的传递以及其他参数信号的传输。

[0068] 步骤12，根据待测试车辆的参数信息，构建所述待测试车辆的运行模型；

[0069] 需要说明的是，所述待测试车辆的参数信息包括但不限于车重、最高车速、满电续航里程、电池可用容量、电池电压、电池单体电压欠压值、单体重量、电机功率、电机最高转速、电机最大扭矩、预充电阻、预充电容值。

[0070] 所述构建所述待测试车辆的运行模型，包括：

[0071] 搭建车辆动力学模型、电机模型和电池模型。

[0072] 具体地，挡位控制器策略无需考虑车辆横向和上下方向的力，本方案只考虑：电机驱动力、风阻力、坡度阻力、滚动阻力、刹车阻力和机械摩擦力。所述车辆动力学模型中包括电机驱动力，电机驱动力的计算采用如下公式：

[0073] F＝F1+F2+F3+F4+F5+m×a；

[0074] 其中，F为电机驱动力，F1为风阻力，F2为坡度阻力，F3为滚动阻力，F4为刹车阻力，F5为机械摩擦力，m为车重，a车辆加速度。

[0075] 具体地，在电机模型中，需要保证与整车控制器交互信息正确合理即可，因此只考虑母线电压的建立、电机和电机控制器本体模型。

[0076] 所述电机模型中包括母线电压，如图3的预充电路所示，其中所述母线电压的计算采用如下公式：

[0077] V＝V1×e-t/R×C；

[0078] 其中，V为母线电压，V1为电池电压，R为预充电阻，C为预充电容，t为预充时间。

[0079] 进一步地，电机和电机控制器本体模型需要考虑，需求扭矩的接收、电机转速和扭矩的输出以及电机旋转方向输出。

[0080] 具体地，所述电池模型的搭建包括：

[0081] 根据电池单体的最低温度输出、最高温度输出、最低电压输出、最高电压输出和电池包总电压，构建所述电池模型。

[0082] 需要说明的是，为了模拟实际应用中车辆的具体情况，故在构建电池模型时，需要考虑温度对电池输出的影响。

[0083] 步骤13，向所述联合调试测试设备300输入所述运行模型，执行对所述待测试车辆的整车控制器和挡位控制器的测试。

[0084] 需要说明的是，在进行整车控制器和挡位控制器的测试之前，需要对整车控制器和挡位控制器进行故障检测，确保控制器本身不存在问题。故在步骤12 之后，所述方法还包括：

[0085] 所述整车控制器配置结构100和所述挡位控制器配置结构200分别上电，对所述整车控制器配置结构100和所述挡位控制器配置结构200进行故障测试。

[0086] 具体地，所述对所述整车控制器配置结构100和所述挡位控制器配置结构 200进行故障测试包括：

[0087] 对所述整车控制器配置结构100和所述挡位控制器配置结构200进行故障诊断；

[0088] 重新启动所述联合调试测试设备300，读取挡位报文；

[0089] 对挡位进行转换，关闭所述联合调试测试设备300，读取关闭时刻的挡位报文。

[0090] 具体地，所述对所述整车控制器配置结构100和所述挡位控制器配置结构 200进行故障诊断，包括：

[0091] 用诊断工具读取所述整车控制器配置结构100的故障提示信息；

[0092] 根据所述故障提示信息修改模型参数，直至所述整车控制器配置结构100 的故障消除；

[0093] 在所述整车控制器配置结构100的故障消除后，用专业工具读取所述挡位控制器配置结构200的故障信息；

[0094] 根据所述故障信息进行调整，直至所述挡位控制器配置结构200的故障消除。

[0095] 需要说明的是，步骤13包括：

[0096] 向所述联合调试测试设备300输入所述运行模型，执行对所述待测试车辆整车控制器和挡位控制器的测试。

[0097] 为了保证测试的覆盖率，需要控制所述整车控制器配置结构100和所述挡位控制器配置结构200分别运行在无故障行车模式、快充模式、慢充模式、车辆下高压故障模式、跛行故障模式、限功率故障模式和充电下高压故障模式。

[0098] 具体地，对各种模式下的测试方法如下：

[0099] 一、在无故障行车状态下，正常换挡，测试方法包括：

[0100] 1.启动所述车辆测试系统，测试挡位是否为驻车挡，踩虚拟刹车，用换挡旋钮220切换前进挡和后退挡，切换成功，松开刹车，联合调试测试设备300 中的电机模型有对应的正向和反向扭矩输出；

[0101] 2.在有车速情况下，用换挡旋钮220切换前进挡位和运动挡位可以切换成功；

[0102] 3.所述车辆测试系统下电，测试挡位是否为驻车挡，且整车控制器硬件110 无扭矩需求发出。

[0103] 二、慢充和快充状态下，车钥匙为开或关，要保持驻车挡位，测试方法包括：

[0104] 1.慢充状态下，虚拟车钥匙关，测试挡位是否为驻车挡，踩虚拟刹车，用换挡旋钮220切换动力挡位测试实际挡位要保持驻车挡位，且整车控制器硬件 110无扭矩需求发出；

[0105] 2.慢充状态下，虚拟车钥匙开，测试挡位是否为驻车挡，踩虚拟刹车，用换挡旋钮220切换动力挡位测试实际挡位要保持驻车挡位，且整车控制器硬件 110无扭矩需求发出；

[0106] 3.快充状态下，虚拟车钥匙关，测试挡位是否为驻车挡，踩虚拟刹车，用换挡旋钮220切换动力挡位测试实际挡位要保持驻车挡位，且整车控制器硬件 110无扭矩需求发出；

[0107] 4.快充状态下，虚拟车钥匙开，测试挡位是否为驻车挡，踩虚拟刹车，用换挡旋钮220切换动力挡位测试实际挡位要保持驻车挡位，且整车控制器硬件 110无扭矩需求发出。

[0108] 三、行车高压下电状态和不能上高压状态，要保持驻车挡位，测试方法包括：

[0109] 1.虚拟车钥匙打开，车辆有无法上高压故障，电机不工作，踩虚拟刹车，用换挡旋钮220切换动力挡位测试实际挡位要保持驻车挡位，且整车控制器硬件110无扭矩需求发出；

[0110] 2.虚拟车钥匙打开，车辆无故障，踩刹车，用换挡旋钮220切换到前进挡，松刹车，虚拟油门＝100％，车速提升到最高车速，注入车辆下高压故障，虚拟车辆下高压，电机停止工作，挡位自动切换到驻车挡位，且整车控制器硬件110 无扭矩需求发出。

[0111] 四、行车有跛行故障状态，正常换挡成功，测试方法包括：

[0112] 虚拟车钥匙打开，车辆有跛行故障，踩虚拟刹车，切换前进和后退挡，切换成功，松开刹车，虚拟电机有对应的正向和反向扭矩输出。

[0113] 五、行车有限功率故障状态，正常换挡成功，测试方法包括：

[0114] 虚拟车钥匙打开，车辆有限功率故障，踩虚拟刹车，切换前进和后退挡，切换成功，松开刹车，联合调试测试设备300中的电机模型有对应的正向和反向扭矩输出。

[0115] 六、快慢充有下高压故障，车钥匙为开或关，要保持驻车挡位，测试方法包括：

[0116] 1.插虚拟慢充抢，进入慢充状态，虚拟车钥匙开，测试挡位是否为驻车挡，踩虚拟刹车，用换挡旋钮220切换动力挡位测试挡位要保持驻车挡位，且整车控制器硬件110无扭矩需求发出；

[0117] 注入车辆下高压故障，慢充停止，踩虚拟刹车，用换挡旋钮220切换动力挡位测试挡位要保持驻车挡位，且整车控制器硬件110无扭矩需求发出。

[0118] 2.插虚拟快充抢，进入快充状态，虚拟车钥匙开，测试挡位是否为驻车挡，踩虚拟刹车，用换挡旋钮220切换动力挡位测试挡位要保持驻车挡位，且整车控制器硬件110无扭矩需求发出；

[0119] 注入车辆下高压故障，快充停止，踩虚拟刹车，切换动力挡位测试挡位要保持驻车挡位，且整车控制器硬件110无扭矩需求发出。

[0120] 以上所述的是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。