拖拉机动力换挡控制器的测试系统技术方案

本发明专利技术提供了一种拖拉机动力换挡控制器的测试系统。包括：PXI实时系统、电信号调理模块、故障注入模块和计算机；PXI实时系统根据测试场景产生换挡控制信号，故障注入模块在换挡控制信号中注入故障信息后传输给电信号调理模块，电信号调理模块对注入了故障的换挡控制信号进行调理后,传输给动力换挡控制器,动力换挡控制器根据换挡控制信号,按照自身的控制策略发出控制指令和信号并返回给PXI实时系统，计算机根据换挡控制信号、动力换挡控制器返回的控制指令和信号进行分析，获取故障工况测试结果。应用本发明专利技术的系统可以有效地对大马力拖拉机动力换挡控制器进行基于硬件在环的故障注入测试，测试结果可用于拖拉机动力换挡控制器可靠性的改进。

【技术实现步骤摘要】
拖拉机动力换挡控制器的测试系统
本专利技术涉及控制器测试
，尤其涉及一种拖拉机动力换挡控制器的测试系统。
技术介绍
作为农业大国，大马力拖拉机在我国农业生产中有着举足轻重的作用。随着拖拉机电子化水平的提高，越来越多的拖拉机装备了动力换挡控制器，动力换挡控制器(动力换挡变速器控制单元)是电液式变速器系统的重要组成部分,与普通变速器控制单元所不同的是，它可实现无动力中断换挡，这对于低速作业的大马力拖拉机非常重要，可大大提高耕作的精细度。动力换挡控制器接收来自驾驶室的指令，同时采集转速等信息，驱动电液比例阀实现换挡和动力传递，是拖拉机动力系统的核心大脑,动力换挡控制器的性能直接影响整车的性能。在动力换挡控制器的性能保证方面，合适的测试手段必不可少。故障注入测试作为验证动力换挡控制器在极限工况下性能的重要手段，在动力换挡控制器测试中必不可少。目前对于汽车、卡车等公路车辆的控制器测试系统种类繁多，但是对于大马力拖拉机的动力换挡控制器进行测试的系统较少，这是由于：1.拖拉机应用领域集中于农业；2.大马力动力换挡拖拉机的档位较多，目前主流的档位数在36档级别，更大马力的档位数能达到128档，过多的档位造成了建模困难；3.拖拉机工作环境恶劣，高温、粉尘等，这使得拖拉机控制器以及变速箱故障较多，故障模拟困难。虽然大马力动力换挡控制器的研发和生产长期被国际巨头垄断，但国产化大马力拖拉机动力换挡的研究工作正在进行，已经完成了软件测试和模型测试，正进入控制器实物测试阶段。现有技术中的第一种对大马力拖拉机的动力换挡控制器进行测试的方法包括：通过将动力换挡控制器装配实车，由驾驶员操纵拖拉机，在实际的各种场景中进行测试。上述第一种对大马力拖拉机的动力换挡控制器进行测试的方法的缺点包括：对于快速更新的电子设备来说这种方法测试周期太长、成本太高，而且由于驾驶员的存在，考虑安全性，不能对动力换挡控制器进行故障注入测试。现有技术中的第二种对大马力拖拉机的动力换挡控制器进行测试的方法包括：利用大型测试台通过两台电机模拟负载，将负载加载到动力换挡变速箱的输出，动力输入一台电机提供，通过上位机操纵动力换挡控制器，实现动力换挡控制器的测试。上述第二种对大马力拖拉机的动力换挡控制器进行测试的方法的缺点包括：这种方法比较适合对变速箱等硬件设备进行测试，但对于动力换挡控制器等电子设备的测试依然显得周期长、成本高，而且由于实体变速箱等设备存在，故障注入测试存在操作困难、成本高等缺点。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供了一种拖拉机动力换挡控制器的测试系统，以实现对拖拉机的动力换挡控制器进行有效的测试。为了实现上述目的，本专利技术采取了如下技术方案。一种拖拉机动力换挡控制器的测试系统，包括：PXI实时系统、电信号调理模块、故障注入模块和计算机；所述PXI实时系统，用于根据测试场景产生拖拉机动力换挡控制器的换挡控制信号，将所述换挡控制信号传输给所述故障注入模块；所述故障注入模块，用于根据所述测试场景选取故障仿真模型，根据所述故障仿真模型在所述PXI实时系统传输的换挡控制信号中注入故障信息，将注入了故障信息的换挡控制信号传输给电信号调理模块；所述电信号调理模块，用于对所述故障注入模块传输的注入了故障的换挡控制信号进行调理处理，将调理后的换挡控制信号传输给动力换挡控制器；所述动力换挡控制器，用于根据接收到的换挡控制信号按照自身的控制策略发出控制指令和信号，将所述控制指令和信号经过所述电信号调理模块、故障注入模块后返回给所述PXI实时系统；所述PXI实时系统，还用于将所述换挡控制信号、所述动力换挡控制器返回的控制指令和信号传输给所述计算机；所述计算机，用于根据换挡控制信号、所述动力换挡控制器返回的控制指令和信号进行分析，获取所述动力换挡控制器的测试结果。进一步地，所述PXI实时系统包括PXI实时目标机、总线通信模块和信号采集与处理模块；所述PXI实时目标机，用于通过以太网与计算机进行交互，通过PXI总线控制总线通信模块和信号采集与处理模块，管理各种测试仿真模型，运行测试场景对应的测试仿真模型，产生对所述动力换挡控制器进行场景测试的换挡控制信号和通信指令，通过PXI总线将所述换挡控制信号传输给所述信号采集与处理模块，通过PXI总线将所述通信指令传输给所述总线通信模块；所述信号采集与处理模块，用于包括数字信号处理板卡、开关信号处理板卡、模拟信号处理板卡，所述数字信号处理板卡不处理CAN通信帧和RS232通信帧，每种板卡都通过指定线束与外部故障注入单元相应的接口连接，板卡之间设置隔离保护电路，信号采集与处理模块接收来自PXI实时目标机的换挡控制信号，所述数字信号处理板卡根据所述换挡控制信号产生换挡控制数字信号，通过指定线束将所述换挡控制数字信号传输给所述外部故障注入单元，所述模拟信号处理板卡根据所述换挡控制信号产生换挡控制模拟信号，通过指定线束将所述换挡控制模拟信号传输给所述外部故障注入单元，所述开关信号处理板卡根据所述换挡控制信号产生换挡控制开关信号，通过指定线束将所述换挡控制开关信号传输给所述外部故障注入单元，所述数字信号处理板卡、开关信号处理板卡、模拟信号处理板卡分别将采集的动力换挡控制器输出的数字信号、开关信号和模拟信号传输给PXI实时目标机；所述总线通信模块，用于包括CAN总线通信板卡和RS232串行通信板卡，总线通信模块接收来自PXI实时目标机的通信指令，并按照通信指令发出CAN通信帧或者RS232串行通信帧给动力换挡控制器，将采集的来自动力换挡控制器的CAN通信帧或者RS232串行通信帧传输给PXI实时目标机。进一步地，所述故障注入模块包括硬件故障注入单元和故障仿真模型管理单元；所述硬件故障注入单元，用于与PXI实时系统中的PXI目标机通过PXI总线通信，根据所述测试场景选取所述故障仿真模型管理单元中存储的对应的故障仿真模型，根据所述故障仿真模型通过继电器的开关与闭合在所述PXI实时系统传输过来的换挡控制信号中注入故障信息，将注入了故障信息的换挡控制信号传输给电信号调理模块，所述换挡控制信号包括换挡控制数字信号、换挡控制模拟信号和换挡控制开关信号；所述故障仿真模型管理单元，用于存储和管理各种故障仿真模型，所述故障仿真模型包括电液比例阀故障仿真模型、同步器故障仿真模型、离合器故障仿真模型、齿轮啮合故障仿真模型、传感器故障仿真模型和信号故障激励仿真模型。进一步地，所述电信号调理模块包括数字信号调理电路、模拟信号调理电路、开关信号调理电路，以及数字信号调理电路对应的数字端子，模拟信号调理电路对应的模拟端子，开关信号调理电路对应的开关端子；所述数字信号调理电路，用于对所述硬件故障注入单元传输过来的换挡控制数字信号进行信号调理处理，实现动力换挡控制器与PXI实时系统的电气特性匹配，所述信号调理处理包括TTL电平与CMOS电平转换、升压、降压和限流中的至少一项；所述模拟信号调理电路，用于对所述硬件故障注入单元传输过来的换挡控制模拟信号进行信号调理处理，实现动力换挡控制器与PXI实时系统的电气特性匹配；所述开关信号调理电路，用于对所述硬件故障注入单元传输过来的换挡控制开关信号进行信号调理处理，实现动力换挡控制器与PXI实时系统的电气特性匹配。进一步地，所述的PXI本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种拖拉机动力换挡控制器的测试系统，其特征在于，包括：PXI实时系统、电信号调理模块、故障注入模块和计算机；所述PXI实时系统，用于根据测试场景产生拖拉机动力换挡控制器的换挡控制信号，将所述换挡控制信号传输给所述故障注入模块；所述故障注入模块，用于根据所述测试场景选取故障仿真模型，根据所述故障仿真模型在所述PXI实时系统传输的换挡控制信号中注入故障信息，将注入了故障信息的换挡控制信号传输给电信号调理模块；所述电信号调理模块，用于对所述故障注入模块传输的注入了故障的换挡控制信号进行调理处理，将调理后的换挡控制信号传输给动力换挡控制器；所述动力换挡控制器，用于根据接收到的换挡控制信号按照自身的控制策略发出控制指令和信号，将所述控制指令和信号经过所述电信号调理模块、故障注入模块后返回给所述PXI实时系统；所述PXI实时系统，还用于将所述换挡控制信号、所述动力换挡控制器返回的控制指令和信号传输给所述计算机；所述计算机，用于根据换挡控制信号、所述动力换挡控制器返回的控制指令和信号进行分析，获取所述动力换挡控制器的测试结果。

【技术特征摘要】
1.一种拖拉机动力换挡控制器的测试系统，其特征在于，包括：PXI实时系统、电信号调理模块、故障注入模块和计算机；所述PXI实时系统，用于根据测试场景产生拖拉机动力换挡控制器的换挡控制信号，将所述换挡控制信号传输给所述故障注入模块；所述故障注入模块，用于根据所述测试场景选取故障仿真模型，根据所述故障仿真模型在所述PXI实时系统传输的换挡控制信号中注入故障信息，将注入了故障信息的换挡控制信号传输给电信号调理模块；所述电信号调理模块，用于对所述故障注入模块传输的注入了故障的换挡控制信号进行调理处理，将调理后的换挡控制信号传输给动力换挡控制器；所述动力换挡控制器，用于根据接收到的换挡控制信号按照自身的控制策略发出控制指令和信号，将所述控制指令和信号经过所述电信号调理模块、故障注入模块后返回给所述PXI实时系统；所述PXI实时系统，还用于将所述换挡控制信号、所述动力换挡控制器返回的控制指令和信号传输给所述计算机；所述计算机，用于根据换挡控制信号、所述动力换挡控制器返回的控制指令和信号进行分析，获取所述动力换挡控制器的测试结果。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述PXI实时系统包括PXI实时目标机、总线通信模块和信号采集与处理模块；所述PXI实时目标机，用于通过以太网与计算机进行交互，通过PXI总线控制总线通信模块和信号采集与处理模块，管理各种测试仿真模型，运行测试场景对应的测试仿真模型，产生对所述动力换挡控制器进行场景测试的换挡控制信号和通信指令，通过PXI总线将所述换挡控制信号传输给所述信号采集与处理模块，通过PXI总线将所述通信指令传输给所述总线通信模块；所述信号采集与处理模块，用于包括数字信号处理板卡、开关信号处理板卡、模拟信号处理板卡，所述数字信号处理板卡不处理CAN通信帧和RS232通信帧，每种板卡都通过指定线束与外部故障注入单元相应的接口连接，板卡之间设置隔离保护电路，信号采集与处理模块接收来自PXI实时目标机的换挡控制信号，所述数字信号处理板卡根据所述换挡控制信号产生换挡控制数字信号，通过指定线束将所述换挡控制数字信号传输给所述外部故障注入单元，所述模拟信号处理板卡根据所述换挡控制信号产生换挡控制模拟信号，通过指定线束将所述换挡控制模拟信号传输给所述外部故障注入单元，所述开关信号处理板卡根据所述换挡控制信号产生换挡控制开关信号，通过指定线束将所述换挡控制开关信号传输给所述外部故障注入单元，所述数字信号处理板卡、开关信号处理板卡、模拟信号处理板卡分别将采集的动力换挡控制器输出的数字信号、开关信号和模拟信号传输给PXI实时目标机；所述总线通信模块，用于包括CAN总线通信板卡和RS232串行通信板卡，总线通信模块接收来自P...

【专利技术属性】
技术研发人员：田颖，张欣，张良，马云飞，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：北京,11