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HIL测试技术在电控单元开发流程中的应用

作者:时间:2013-12-05来源:网络收藏

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图2 变速箱ECU开发的测试

首先TCU通过模拟器中专用I/O板卡获取车辆模型发出的状态信号,如发动机转速、变速箱输入与输出转速、发动机油温、换档手柄状态、变速箱档位等,TCU基于这些信号发出对变速箱模型的控制信号,例如换档控制信号、离合器控制信号等。同样,通过模拟器中专用的I/O板卡完成对这些控制信号的采集后,车辆模型将根据控制信号进行状态的更新,模拟车辆的被控动作。

在上述过程中,通过信号调理模块或外围驱动电路模块,模拟器还可以集成一些传感器或执行器,所以对于一些关键部件模型我们可以采用真实部件取代,例如手柄部件油门踏板,刹车踏板等。同时,可通过模拟器的标准硬件集成相应的诊断或标定工具。

对于功能测试,我们可以通过操作车辆模型模拟平稳加速状态、急加速急减速状态、坡道状态、软件故障状态,甚至一些在现实中很难出现的极端行驶状态,从而测试和评估TCU的控制效果。另外,还可通过模拟器的故障注入单元模拟大量的硬件故障,如传感器输入的开路、短路等,进一步检测TCU的诊断功能。模拟器与TCU之间的接口如图3所示。

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图3 模拟器与控制器的接口

面对传统的测试流程,测试环境提供了自动检测的可能性。在上述案例中,我们可通过dSPACE的自动测试软件AutomationDesk完成对上述检测功能的全部操作,并且可生成相应的自动测试报告。这些都大大提高了测试工程师的测试效率。

2、测试ECU网络、节点分布式功能

ECU网络测试包括网络中各ECU的“相互作用”,如总线上的相互行为、网络管理、功率消耗、系统集成等。目前,大多汽车中集成了诊断与标定、动力传动控制、底盘控制(ABS、ESP、ASR)、安全气囊、车身电子控制、座位调节、电动后视镜、汽车导航、汽车娱乐媒体等功能,这使得网络功能更复杂、更强大。各个ECU必须基于总线技术(如CAN总线)进行信息传递,资源共享。如图4所示,整个汽车网络可以分为3类速率不同的网络。同一速率的网络中每个ECU有控制信号通信,不同速率的网络中的ECU也有通信,整个网络中所有ECU形成一个整体,互相影响,一个ECU的功能出错会影响其他ECU的工作,甚至会引起整个网络的崩溃。

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图4 车身网络拓朴图

单个ECU的一部分功能错误已在开发阶段检测出来,但还有很多错误必须在一个集成的系统中才能被检测出来,因此对ECU网络的测试更重要、更复杂。现在流行的虚拟车辆环境可以对ECU网络进行测试,而这实质就是测试。特别对于整车厂而言,对于一套网络系统的各个ECU可以交给供应商开发,最后必须进行所有ECU集成的测试。在传统方法中,常常采用手动方法在测试台架上或使用原型车辆来对ECU 进行测试。这种测试方法没有或有限的自动操作,没有或有限的可重用性,难以处理ECU不同的变型,并且不能自动生成测试报告。


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