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動(dòng)力總成HIL測(cè)試的主要考量因素

2018-10-11 18:09:28·  來(lái)源：恩艾NI  
　
摘要安全性、可用性和成本等因素使得使用完整的系統(tǒng)對(duì)嵌入式控制設(shè)備進(jìn)行全面測(cè)試變得不切實(shí)際。
摘要
安全性、可用性和成本等因素使得使用完整的系統(tǒng)對(duì)嵌入式控制設(shè)備進(jìn)行全面測(cè)試變得不切實(shí)際。硬件在環(huán)（HIL）仿真是一種可更高效地測(cè)試這些設(shè)備的實(shí)時(shí)測(cè)試技術(shù)。進(jìn)行HIL測(cè)試時(shí)，連接到嵌入式控制器的物理系統(tǒng)在實(shí)時(shí)硬件上進(jìn)行仿真，模擬器的輸出可模擬物理系統(tǒng)的實(shí)際輸出。嵌入式控制器會(huì)“認(rèn)為”它處在一個(gè)真實(shí)的系統(tǒng)中。 HIL仿真的目的是在對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)際測(cè)試之前，先在虛擬環(huán)境中對(duì)嵌入式控制設(shè)備進(jìn)行全面的測(cè)試。

本指南介紹了動(dòng)力總成HIL測(cè)試的最佳工程實(shí)踐 

發(fā)動(dòng)機(jī)ECU HIL測(cè)試介紹

什么是HIL仿真？

在閉環(huán)控制系統(tǒng)中，被控制系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)通過(guò)傳感器測(cè)量饋回控制器。對(duì)于汽車來(lái)說(shuō)，電子控制單元（ECU）使用這些測(cè)量值來(lái)確定適當(dāng)?shù)膱?zhí)行器值，以獲得所需的工作條件。 例如，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU接收有關(guān)節(jié)氣門(mén)位置、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和排氣氧含量的信息，以確定燃油噴射器位置、點(diǎn)火正時(shí)和進(jìn)氣口對(duì)應(yīng)的執(zhí)行器命令，以保持最大的發(fā)動(dòng)機(jī)性能和 減少有害尾氣排放。最終還是需要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行物理測(cè)試; 但是通過(guò)HIL仿真，工程師 可以在沒(méi)有車輛甚至發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下徹底測(cè)試ECU，獲取重要的信息。

圖1. 硬件在環(huán)測(cè)試系統(tǒng)包含了模擬ECU工作環(huán)境所需的幾個(gè)關(guān)鍵功能

通過(guò)HIL仿真提高效率

HIL仿真可重現(xiàn)與ECU交互的物理系統(tǒng)，并執(zhí)行激勵(lì)信號(hào)生成和測(cè)試結(jié)果數(shù)據(jù)記錄等測(cè)試執(zhí)行功能。發(fā)動(dòng)機(jī)ECU的激勵(lì)生成可能需要?jiǎng)?chuàng)建一系列期望的發(fā)動(dòng)機(jī)速度（以模擬踩下油門(mén)踏板）和車輛載荷（以模擬各種道路狀況）。同時(shí)需要觀察整個(gè)系統(tǒng)以確保所有組件正確運(yùn)行，并記錄測(cè)試結(jié)果，以便與理想的系統(tǒng)響應(yīng)進(jìn)行比較。
雖然HIL仿真并不能完全取代物理測(cè)試，但它確實(shí)可通過(guò)以下優(yōu)勢(shì)來(lái)降低測(cè)試成本以及提高產(chǎn)品質(zhì)量：

- 在開(kāi)發(fā)過(guò)程中更早地進(jìn)行測(cè)試—更及時(shí)地發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，減少修正成本以及對(duì)上市時(shí)間的影響
- 降低測(cè)試成本—無(wú)需使用物理系統(tǒng)，減少測(cè)試連接件的購(gòu)置、維修和維護(hù)費(fèi)用
- 增加測(cè)試覆蓋率—在無(wú)法進(jìn)行物理測(cè)試的極端條件下測(cè)試ECU，避免安全和設(shè)備損壞問(wèn)題
- 提高測(cè)試靈活性—擴(kuò)展測(cè)試功能，無(wú)需考慮外部因素（例如：即使在炎熱的夏天，也可以模擬冬季道路狀況，以便測(cè)試車輛）
- 提高測(cè)試可重復(fù)性—隔離ECU的缺陷，即使這些缺陷僅在某些情況下才發(fā)生


圖2. 典型的HIL測(cè)試系統(tǒng)包含許多常見(jiàn)的硬件組件

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