HIL測試技術(shù)在電控單元開發(fā)流程中的應(yīng)用
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V模式開發(fā)流程
V模式開發(fā)流程是現(xiàn)代最重要的開發(fā)方法之一，在這套開發(fā)流程中大量使用了計(jì)算機(jī)輔助控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)（CACSD：Computer-Aided Control System Design）。計(jì)算機(jī)輔助控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)不僅僅是進(jìn)行控制方案的設(shè)計(jì)和離線仿真，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)完整的流線型的控制系統(tǒng)開發(fā)步驟。
圖1 V模式的開發(fā)流程
在上述環(huán)節(jié)中硬件在回路（HIL）測試中承擔(dān)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(tǒng)，用于檢測汽車電子控制器大部分功能性故障。
由于總線技術(shù)的發(fā)展與成熟，現(xiàn)在汽車已經(jīng)通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)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(jì)算信息和執(zhí)行器等。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)支持多種總線系統(tǒng)(CAN、LIN、MOST、FlexRay)，并且對于大多數(shù)的整車廠或系統(tǒng)供應(yīng)商而言，網(wǎng)絡(luò)中的ECU大部分由不同的廠商提供，這些又都可能成為潛在錯(cuò)誤來源(存在產(chǎn)品召回的風(fēng)險(xiǎn))。
綜上所述，由于汽車技術(shù)的迅速發(fā)展，電控單元（ECU)的復(fù)雜程度快速增加，控制算法與功能不斷增強(qiáng)，對整車而言還集成了各種總線通信功能、在線故障診斷(OBD)等功能。傳統(tǒng)的檢測方法面對復(fù)雜的測試需求開始顯得力不從心，而在國外各大汽車廠商流行的HIL測試環(huán)節(jié)中，HIL設(shè)備正逐步滿足更復(fù)雜的測試需求。
一、兩種主要的基于HIL的ECU測試類型
1、單個(gè)ECU功能測試
一個(gè)ECU開發(fā)完成后，必須對其功能進(jìn)行全面的測試。現(xiàn)在由于控制系統(tǒng)所完成功能的日漸復(fù)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，很多情況是無法實(shí)現(xiàn)的，或要付出高昂的代價(jià)；但如果用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)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(yàn)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(tái)作為實(shí)時(shí)環(huán)境的硬件載體，在MATLAB/SIMULINK中來建立變速箱模型、液力變矩器模型、發(fā)動(dòng)機(jī)模型、整車底盤模型以及路面模型等被控對象模型。在通過MATLAB產(chǎn)品家族中的自動(dòng)代碼生成工具（RTW）將上述模型轉(zhuǎn)化為實(shí)時(shí)代碼下載至模擬器設(shè)備中的處理器板卡后，即可完成HIL測試環(huán)境的搭建。
評(píng)論