一種故障注入系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及車輛電子系統(tǒng)故障測試領(lǐng)域，更具體地是涉及模擬車輛電子系統(tǒng)故障注入的故障注入系統(tǒng)。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]目前，車輛所裝備的電控系統(tǒng)的功能日益復雜，某些系統(tǒng)(如電子制動控制模塊EBCM，電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EPS)的工作狀態(tài)直接影響到行車的安全性，功能安全國際標準IS026262應運而生。為了驗證IS026262要求的、車輛電控系統(tǒng)對輸入信號的完整性要求，必須測試這些系統(tǒng)對輸入信號各種故障的監(jiān)控、探測和容錯能力。
[0004]現(xiàn)有的故障注入測試形式多采用陣列繼電器，通過繼電器對硬線通道的切換將故障信號注入，存在下述缺點:
(O由于采用繼電器進行信號切換，切換過程信號會有短暫的中斷，被測電控模塊有可能因此而誤報錯；
(2)在進行數(shù)字信號故障注入時，繼電器切換不能保證每一個脈沖信號的波形是完整的；
(3)現(xiàn)有方案故障信號是外部輸入，信號一般是預先定義，不能在故障注入時實時修改故障特性；
(4)現(xiàn)有技術(shù)僅僅針對常見的幾種故障模式，如短路和斷路等，對于信號頻率，幅值和占空比等故障還沒有研究；
(5 )現(xiàn)有技術(shù)可擴展性較差。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]鑒于上述問題，本發(fā)明旨在提供一種無需硬線切換、擴展性好并且能夠模擬各種故障信號的故障注入系統(tǒng)。
[0007]本發(fā)明的故障注入系統(tǒng)，用于對待測模塊注入故障信號，其特征在于，具備: 上位機，用于定義故障信號，并且用于對下述的故障注入模塊進行注冊、設定和控制；
以及
一個或多個故障注入模塊，與所述上位機通信連接，根據(jù)所述上位機對故障信息的定義生成故障信號并注入到待測模塊。
[0008]優(yōu)選地，所述故障注入模塊包括:信號采集模塊，用于對來自車身傳感器的信號進行采集后輸入至下述的MCU ；MCU,從所述信號采集模塊和所述上位機獲取信號，根據(jù)從上位機獲取的故障信號的定義生成故障信號；高速DA模塊，將來自所述MCU的故障信號進行數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換；以及信號運放模塊，將來自所述高速DA模塊的信號放大后輸入至待測模塊。
[0009]優(yōu)選地，所述信號采集模塊包括:AD模塊，用于對來自傳感器的模擬信號和數(shù)字信號采集幅值；計數(shù)器模塊，用于對經(jīng)所述AD模塊采集幅值后的數(shù)字信號進行計數(shù)以獲取數(shù)字信號的頻率以及占空比。
[0010]優(yōu)選地，所述上位機與所述故障注入模塊通過CAN總線進行連接。
[0011]優(yōu)選地，所述MCU與所述高速DA模塊之間通過SPI總線進行連接。
[0012]優(yōu)選地，所述車身傳感器與所述信號采集模塊之間通過BNC接頭連接，所述故障注入模塊與所述待測電控模塊之間通過BNC接頭連接。
[0013]優(yōu)選地，在進行數(shù)字信號故障注入時，所述信號運放模塊輸入到所述待測電控模塊的每一個方波信號都是完整的。
[0014]優(yōu)選地,所述MCU米用雙核微處理器構(gòu)成。
[0015]優(yōu)選地，所述故障注入模塊輸出O?12V的信號。
[0016]優(yōu)選地，所述故障注入模塊通過對比原始輸入到所述故障注入模塊的原始輸入信號與經(jīng)過所述故障注入模塊后的輸出信號，僅兩者的偏差在規(guī)定范圍內(nèi)才執(zhí)行故障注入。
[0017]優(yōu)選地，無論在有故障注入還是在無故障注入的情況下原始信號都輸入至所述故障注入模塊。
[0018]優(yōu)選地，所述上位機能夠?qū)崟r控制所述故障注入模塊中生成的故障信號的幅度和頻率。
[0019]利用本發(fā)明的故障注入系統(tǒng)，無需外硬線切換，能夠根據(jù)上位機的設定產(chǎn)生所希望獲得的故障信號，能夠?qū)崿F(xiàn)多種故障的注入以及故障的組合注入，而且，能夠通過一個上位機控制多個故障注入模塊，具有良好的可擴展性。
[0020]
【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明的故障注入系統(tǒng)的構(gòu)造框圖。
[0022]圖2是本發(fā)明的故障注入系統(tǒng)中故障注入模塊的外觀示意圖。
[0023]圖3是表示多個故障注入模塊組合使用時的示意圖。
[0024]圖4是表示本發(fā)明的故障注入系統(tǒng)的工作步序圖。
[0025]圖5是表示本發(fā)明的故障注入系統(tǒng)中故障注入模塊與上位機之間的通信步序圖。
[0026]11——上位機，
12——CAN通信設備，
13-MCU,
14——高速DA模塊，
15——信號運放電路，
16——待測電控模塊，
17——信號采集模塊，
18-傳感器輸入信號，
21—信號輸入BNC接頭，
22——信號輸出BNC接頭，
23——狀態(tài)指示燈， 24——CAN通信接口，
25電源開關(guān)，
26-液晶顯示屏
31-上位機，
32-故障注入模塊0~n，
33——待測電控模塊(Tm。
【具體實施方式】
[0027]下面介紹的是本發(fā)明的多個實施例中的一些，旨在提供對本發(fā)明的基本了解。并不旨在確認本發(fā)明的關(guān)鍵或決定性的要素或限定所要保護的范圍。
[0028]圖1是本發(fā)明的故障注入系統(tǒng)的構(gòu)造框圖。
[0029]下面參照圖1對于本發(fā)明的故障注入系統(tǒng)進行說明。
[0030]本發(fā)明的故障注入系統(tǒng)包括:上位機，用于故障信號進行定義，并且用于對下述的故障注入模塊進行注冊、設定和控制；以及一個或多個故障注入模塊，與所述上位機通信連接，根據(jù)所述上位機對故障信息的定義生成故障信號并注入到待測模塊。故障注入模塊的供電電源為車載電源，通過OBD 口或點煙器供電。
[0031]具體地，如圖1所示本發(fā)明的故障注入系統(tǒng)包括:上位機11、信號采集模塊17、MCU13、高速DA模塊14、信號運放電路15，其中，信號采集模塊17、MCU13、高速DA模塊14、信號運放電路15構(gòu)成故障注入模塊。
[0032]具體地，信號采集模塊17用于對來自車身傳感器18的信號進行采集后輸入至MCU
13。在圖1中作為車身傳感器18示例了傳感器O、傳感器1......傳感器η。在本發(fā)明中，車身傳感器并不屬于本發(fā)明的故障注入系統(tǒng)的構(gòu)造部分，而指是車身上的各種傳感器。信號采集模塊17具備:AD模塊，用于對來自車身傳感器的模擬信號和數(shù)字信號采集幅值；計數(shù)器模塊，用于對經(jīng)所述AD模塊采集幅值后的數(shù)字信號進行計數(shù)以獲取數(shù)字信號的頻率以及占空比。
[0033]MCU 13根據(jù)從上位機11獲取的故障信號的定義生成故障信號。MCUl3與上位機11之間通過CAN總線12連接。MCU13優(yōu)選地可以采用16位雙核微處理器。MCU13通過信號采集模塊17獲取車身傳感器的原始信號的特性，通過上位機11定義故障的類型和特性參數(shù)，然后向高速DA模塊14發(fā)出控制指令，控制DA模塊14輸出故障信號，由于高速DA模塊14的最大輸出電壓為5V，必須經(jīng)過信號運放電路15放大后再輸入至待測電控模塊16。
[0034]MCU13與高速DA模塊14之間通過SPI總線進行連接。車身傳感器18與信號采集模塊17之間通過BNC (British Naval Connector)接頭連接,信號運放電路15與待測電控模塊之間通過BNC接頭連接。
[0035]在本發(fā)明中，無論有故障注入還是無故障注入，原始信號都是輸入至故障注入模塊，在無故障模式下，故障注入模塊模擬出一個與原始信號幅值、頻率和占空比等特性完全一致的信號輸入至待測電控系統(tǒng)，保證待測電控系統(tǒng)在無故障注入情況下可以正常工作，在故障注入模式下，根據(jù)所選的故障類型輸出相應的故障信號。
[0036]在本發(fā)明中，故障注入系統(tǒng)在進行故障注入時，不能因故障注入本身而引發(fā)新的故障，如由傳感器輸入信號切換為故障信號時，不能因為信號切換的原因?qū)е卤粶y電控系統(tǒng)報錯。在進行數(shù)字信號故障注入時，由原始信號切換為故障信號或者由一種故障信號切換為另一種故障信號，輸入至待測模塊16的方波脈沖信號每一個周期都必須是完整的。在進行模擬量信號故障注入時，由原始信號切換為故障信號或者由一種故障信號切換為另一種故障信號，不可以因為切換造成信號中斷。
[0037]而且，在本發(fā)明中，在利用故障注入模塊進行故障注入的過程中，可通過上位機11實時對故障信號進行修改，如實時調(diào)節(jié)故障信號的幅值和頻率等。另外，本發(fā)明中，故障注入模塊可以模擬的信號故障類型包括在IS026262道路車輛功能安全標準中定義的信號斷路、短地、短電源、信號停滯、信號漂移、信號偏差(幅值、頻率、占空比)等等，可用于對最高ASIL D系統(tǒng)的功能安全驗證評估。另一方面，在本發(fā)明中，故障注入模塊可以對比原始輸入信號與經(jīng)故障注入模塊后的輸出信號，確認偏差后才執(zhí)行故障注入，以保證模塊自身的功能安全水平。
[0038]圖2是本發(fā)明的故障注入系統(tǒng)中故障注入模塊的外觀示意圖。故障注入模塊在外觀上設置有:信號輸入BNC接頭21、信號輸出BNC接頭22、狀態(tài)指示燈23、CAN通信接口 24、電源開關(guān)25和液晶顯示屏26組成。在正常工作時，故障注入模塊通過CAN通信接口 24與CAN總線12連接，并保證電源開關(guān)25處于ON狀態(tài)，狀態(tài)指示燈23常亮，液晶屏26顯示故障注入模塊的ID，數(shù)字信號的頻率、占空比或者模擬信號的幅值等特性。
[0039]下面，在本發(fā)明中，一個上位機可以與多個故障模塊連接進行組合使用。圖3是表示多個故障注入模塊組合使用時的示意圖。如圖3所示，一個上位機31與多個故障注入模塊32分別連接，故障注入模塊32與上位機31之間通過CAN總線通信。這樣，一個上位機可以連接多個故障注入