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          HIL測(cè)試技術(shù)在電控單元開發(fā)流程中的應(yīng)用

          作者: 時(shí)間:2013-12-05 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
          本文分析了使用對(duì)ECU進(jìn)行功能性測(cè)試的必要性與優(yōu)勢(shì)。通過應(yīng)用實(shí)例著重介紹了兩種基于的ECU測(cè)試類型,即單個(gè)ECU功能測(cè)試和ECU網(wǎng)絡(luò)測(cè)試,并討論了在國內(nèi)的應(yīng)用與發(fā)展。

          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(cè)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。

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          圖1 V模式的開發(fā)流程

          硬件在回路測(cè)試

          在上述環(huán)節(jié)中硬件在回路(HIL)測(cè)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(cè)試系統(tǒng),用于檢測(cè)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(duì)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,(ECU)的復(fù)雜程度快速增加,控制算法與功能不斷增強(qiáng),對(duì)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(cè)方法面對(duì)復(fù)雜的測(cè)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(cè)試環(huán)節(jié)中,HIL設(shè)備正逐步滿足更復(fù)雜的測(cè)試需求。

          一、兩種主要的基于HIL的ECU測(cè)試類型

          1、單個(gè)ECU功能測(cè)試

          一個(gè)ECU開發(fā)完成后,必須對(duì)其功能進(jìn)行全面的測(cè)試?,F(xiàn)在由于控制系統(tǒng)所完成功能的日漸復(fù)雜性,對(duì)其進(jìn)行全面綜合的測(cè)試,特別是故障情況和極限條件下的測(cè)試就顯得尤為重要。如果用實(shí)際的控制對(duì)象進(jìn)行測(cè)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(duì)被控對(duì)象進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真,就可以進(jìn)行各種條件下的測(cè)試,特別是故障和極限條件下的測(cè)試。

          對(duì)單個(gè)ECU的功能測(cè)試包括軟件功能集成測(cè)試和驗(yàn)收與發(fā)布測(cè)試。圖2顯示了利用HIL環(huán)境對(duì)變速箱ECU(TCU)進(jìn)行的功能測(cè)試。在HIL測(cè)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(duì)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(cè)試環(huán)境的搭建。

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