9.2 硬件在环测试技术
随着在现代车辆电子电气设备的不断增多,一些控制功能的实现也通过分布式的多个电控单元(ECU)联合工作实现。同时,ECU内部参数数量的增长,参数之间的相互影响日趋复杂,工作状态之间的切换逻辑日益复杂,传感器与执行器的增加以及各种失效模式的出现,诊断功能的迅速增加,而且利用多个控制器组成的复杂CAN通信网络共同实现复杂的控制功能。这些分布式的控制器之间是相互耦合,相互影响的,共享信息,其中任何一个环节出现故障或者不合理的控制,都会影响到其他节点的性能,甚至使得整个系统处于瘫痪状态。无论是对部件ECU提供商,还是对负责系统集成与匹配的整车厂而言,对单个ECU,以及多个ECU组成的网络进行系统的综合测试是非常必要的。
传统的ECU测试都是借用台架,或者仅仅是进行一些简单的静态测试,电接口测试。而对于ECU来说静态测试和电接口测试又过于简单,无法对ECU内部关键的控制算法,软件和硬件进行评估。
尽管在台架上进行试验是必不可少的,但是无法在某些极限工况与失效模式下进行测试,而且台架试验费时费力,试验周期长,牵涉到的因素非常多,成本也非常高。已经越来越不能满足控制系统开发与匹配的需要。
因此,需要一个功能是整个实时平台组成的完整“虚拟车辆”(Virtual Vehi-cle,VV)测试环境,目前通常采用硬件在回路技术建立完整的“虚拟车辆”系统。借助于VV测试环境,可以帮助开发人员更高效地完成产品开发和测试工作。硬件在环仿真测试已经成为ECU开发流程中重要的一环。
硬件在环或硬件在回路测试系统是以实时处理器运行仿真模型来模拟受控对象的运行状态,通过设备I/O接口与被测的ECU连接,对被测ECU进行全方面的、系统的测试。
在汽车行业中,基于HiL仿真的测试环境针对被测车型进行建模仿真,并将其运行于控制器闭环工作的实时环境中,实现对各个电控单元的复杂测试。(https://www.daowen.com)
基于HiL仿真测试手段的好处在于:
①将测试过程从试验台架中分离。
②模拟被控对象的各种工况。
③模拟复杂的故障模式。
④快速复现故障模式。
⑤实现多个控制器的集成测试。
⑥实现测试自动化。
⑦易于维护和扩展测试能力。