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HIL測試技術(shù)在電控單元開(kāi)發(fā)流程中的應用

作者： 時(shí)間：2013-12-05 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò ) 收藏
本文分析了使用HIL測試技術(shù)對ECU進(jìn)行功能性測試的必要性與優(yōu)勢。通過(guò)應用實(shí)例著(zhù)重介紹了兩種基于HIL的ECU測試類(lèi)型，即單個(gè)ECU功能測試和ECU網(wǎng)絡(luò )測試，并討論了HIL在國內的應用與發(fā)展。

V模式開(kāi)發(fā)流程

V模式開(kāi)發(fā)流程是現代最重要的開(kāi)發(fā)方法之一，在這套開(kāi)發(fā)流程中大量使用了計算機輔助控制系統設計（CACSD：Computer-Aided Control System Design）。計算機輔助控制系統設計不僅僅是進(jìn)行控制方案的設計和離線(xiàn)仿真，還包括實(shí)時(shí)快速控制原型、產(chǎn)品代碼生成和硬件在回路的測試（如圖1所示）。這是一個(gè)完整的流線(xiàn)型的控制系統開(kāi)發(fā)步驟。

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圖1 V模式的開(kāi)發(fā)流程

硬件在回路測試

在上述環(huán)節中硬件在回路（HIL）測試中承擔了重要的任務(wù)，其實(shí)質(zhì)是一套與電子控制器真實(shí)連接的測試系統，用于檢測汽車(chē)電子控制器大部分功能性故障。

由于總線(xiàn)技術(shù)的發(fā)展與成熟，現在汽車(chē)已經(jīng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò )實(shí)現分布式控制功能。而各個(gè)ECU之間的交互作用增加，例如共享傳感器、計算信息和執行器等。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò )支持多種總線(xiàn)系統(CAN、LIN、MOST、FlexRay)，并且對于大多數的整車(chē)廠(chǎng)或系統供應商而言，網(wǎng)絡(luò )中的ECU大部分由不同的廠(chǎng)商提供，這些又都可能成為潛在錯誤來(lái)源(存在產(chǎn)品召回的風(fēng)險)。

綜上所述，由于汽車(chē)技術(shù)的迅速發(fā)展，電控單元（ECU)的復雜程度快速增加，控制算法與功能不斷增強，對整車(chē)而言還集成了各種總線(xiàn)通信功能、在線(xiàn)故障診斷(OBD)等功能。傳統的檢測方法面對復雜的測試需求開(kāi)始顯得力不從心，而在國外各大汽車(chē)廠(chǎng)商流行的HIL測試環(huán)節中，HIL設備正逐步滿(mǎn)足更復雜的測試需求。

一、兩種主要的基于HIL的ECU測試類(lèi)型

1、單個(gè)ECU功能測試

一個(gè)ECU開(kāi)發(fā)完成后，必須對其功能進(jìn)行全面的測試?，F在由于控制系統所完成功能的日漸復雜性，對其進(jìn)行全面綜合的測試，特別是故障情況和極限條件下的測試就顯得尤為重要。如果用實(shí)際的控制對象進(jìn)行測試，很多情況是無(wú)法實(shí)現的，或要付出高昂的代價(jià)；但如果用計算機輔助設計工具對被控對象進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真，就可以進(jìn)行各種條件下的測試，特別是故障和極限條件下的測試。

對單個(gè)ECU的功能測試包括軟件功能集成測試和驗收與發(fā)布測試。圖2顯示了利用HIL環(huán)境對變速箱ECU（TCU）進(jìn)行的功能測試。在HIL測試環(huán)境的搭建中，我們使用dSPACE的實(shí)時(shí)控制仿真平臺作為實(shí)時(shí)環(huán)境的硬件載體，在MATLAB/SIMULINK中來(lái)建立變速箱模型、液力變矩器模型、發(fā)動(dòng)機模型、整車(chē)底盤(pán)模型以及路面模型等被控對象模型。在通過(guò)MATLAB產(chǎn)品家族中的自動(dòng)代碼生成工具（RTW）將上述模型轉化為實(shí)時(shí)代碼下載至模擬器設備中的處理器板卡后，即可完成HIL測試環(huán)境的搭建。
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