HIL测试技术在电控单元开发流程中的应用

2013-12-05 11:17:54来源: 21ic
本文分析了使用HIL测试技术对ECU进行功能性测试的必要性与优势。通过应用实例着重介绍了两种基于HIL的ECU测试类型,即单个ECU功能测试和ECU网络测试,并讨论了HIL在国内的应用与发展。

V模式开发流程

V模式开发流程是现代最重要的开发方法之一,在这套开发流程中大量使用了计算机辅助控制系统设计(CACSD:Computer-Aided Control System Design)。计算机辅助控制系统设计不仅仅是进行控制方案的设计和离线仿真,还包括实时快速控制原型、产品代码生成和硬件在回路的测试(如图1所示)。这是一个完整的流线型的控制系统开发步骤。

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图1 V模式的开发流程

硬件在回路测试

在上述环节中硬件在回路(HIL)测试中承担了重要的任务,其实质是一套与电子控制器真实连接的测试系统,用于检测汽车电子控制器大部分功能性故障。

由于总线技术的发展与成熟,现在汽车已经通过网络实现分布式控制功能。而各个ECU之间的交互作用增加,例如共享传感器、计算信息和执行器等。同时,网络支持多种总线系统(CAN、LIN、MOST、FlexRay),并且对于大多数的整车厂或系统供应商而言,网络中的ECU大部分由不同的厂商提供,这些又都可能成为潜在错误来源(存在产品召回的风险)。

综上所述,由于汽车技术的迅速发展,电控单元(ECU)的复杂程度快速增加,控制算法与功能不断增强,对整车而言还集成了各种总线通信功能、在线故障诊断(OBD)等功能。传统的检测方法面对复杂的测试需求开始显得力不从心,而在国外各大汽车厂商流行的HIL测试环节中,HIL设备正逐步满足更复杂的测试需求。

一、两种主要的基于HIL的ECU测试类型

1、单个ECU功能测试

一个ECU开发完成后,必须对其功能进行全面的测试。现在由于控制系统所完成功能的日渐复杂性,对其进行全面综合的测试,特别是故障情况和极限条件下的测试就显得尤为重要。如果用实际的控制对象进行测试,很多情况是无法实现的,或要付出高昂的代价;但如果用计算机辅助设计工具对被控对象进行实时仿真,就可以进行各种条件下的测试,特别是故障和极限条件下的测试。

对单个ECU的功能测试包括软件功能集成测试和验收与发布测试。图2显示了利用HIL环境对变速箱ECU(TCU)进行的功能测试。在HIL测试环境的搭建中,我们使用dSPACE的实时控制仿真平台作为实时环境的硬件载体,在MATLAB/SIMULINK中来建立变速箱模型、液力变矩器模型、发动机模型、整车底盘模型以及路面模型等被控对象模型。在通过MATLAB产品家族中的自动代码生成工具(RTW)将上述模型转化为实时代码下载至模拟器设备中的处理器板卡后,即可完成HIL测试环境的搭建。
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关键字:HIL  测试技术  电控单元

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2013/1205/article_8314.html
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