[发明专利]基于硬件在环架构的AK协议轮速传感器测试装置以及方法

说明书

本发明公开了一种基于硬件在环架构的AK协议轮速传感器测试装置以及方法，本发明的设计构思在于，基于操作方便、测试精度高的硬件在环架构，在ESC控制器的实时仿真过程中对AK协议轮速传感器进行轮速故障的模拟及校验。具体是通过上位机给定待测故障信号，并由下位机中依据AK协议轮速传感器实际工作原理搭建的传感器仿真模型进行模拟转化，再通过测试板卡对信号进行仿真传输，进而将既定的AK协议轮速传感器故障注入至ESC控制器，使ESC控制器针对该注入故障进行实时反馈，由此便能够对AK协议轮速传感器的输出故障进行测试验证。本发明在提高测试精度及测试便利性的同时，可以实现AK协议轮速传感器全部信息的故障注入，从而可以有效提升测试覆盖度。

技术领域

本发明涉及车用轮速传感器技术领域，尤其涉及一种基于硬件在环架构的AK协议轮速传感器测试装置以及方法。

背景技术

轮速传感器已成为现代汽车至关重要的组成部分，其提供的轮速信息影响汽车的安全性能。传统轮速传感器大多采用CAN通信协议，功能安全指导存在局限。

随着科技的发展，AK协议作为一种新型的通信协议正开始应用于轮速传感器，它能够包含更多的与轮速密切相关的传感器信息，这些信息对车辆的安全性存在较高的指导意义，比如当轮速方向信号受到干扰后，可能导致车身电子稳定控制器(ESC控制器)的误判和误操作，严重时甚至可能造成事故，所以有必要对采用AK协议的轮速传感器(本发明称其为AK协议轮速传感器)进行可靠性测试。

AK协议轮速传感器是一种霍尔式轮速传感器，利用霍尔效应原理产生轮速，通常其芯片上有3个霍尔元件，由左右纵向放置的2个霍尔元件和横向放置在它们中间的另一个霍尔元件构成，三个霍尔元件的磁感应强度可分别记为B₁、B₂、B₃，然后经过不同的差分计算得到速度及其方向信号：速度信号经过B₂-B₁计算；方向信号经过B₃-(B₁+B₂)/2计算。

同时，AK协议也是控制器和轮速传感器之间通信的方式，AK信号通过控制电流的大小来传输数据，一帧AK信号包含速度脉冲(speed pulse)和数据协议位(data protocolbits)，分别对应速度信号和数据信号。由此，AK协议轮速传感器的正常工作模式：当传感器检测到过零输入信号时，即磁感应强度为0，延时一定时间(通常为70～121us)后输出一个速度脉冲，其时间长度为t_P，通常为50us。在速度脉冲之后是数据协议位，其最多有9个bit位，每个bit位的时间长度都为t_P，每一位的数据协议采用的是曼彻斯特码(ManchesterEncoding)，数据中的每一个bit位都存在上升沿和下降沿，且上升沿表示逻辑“1”，即电流从I_CCL(低等级电流常取7mA，用于表示信号中的低电平)变化为I_CCM(中等级电流，常取14mA，用于数据协议位)；下降沿表示逻辑“0”，即电流从I_CCM变化为I_CCL。当ESC控制器读取到电流上升沿，则根据协议认为该bit位是1；当ESC控制器读取到电流下降沿，根据协议认为该bit位是0。而在速度脉冲之前存在一个起始位(initial bit)，时间长度为t_P/2，且该bit位对应的电流一定是I_CCL，在起始位发送完毕并被检测之后，其他数据位才会开始发送；在速度脉冲之后还存在一个准备位(pre-bit)，时间长度为t_P/2，且该bit位对应的电流一定是I_CCL。

然而，目前通过专用测试仪器对AK协议轮速传感器的测试，其获取的信息量非常有限，并且测试精度往往难以达到高标准的测试要求；同时测试操作本身的便捷性也较差，由于以上因素，现有测试方式并不利于评价AK协议轮速传感器的性能。

发明内容