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動力總成HIL測試的主要考量因素

2018-10-11 18:09:28·  來源：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)對嵌入式控制設備進行全面測試變得不切實際。
摘要
安全性、可用性和成本等因素使得使用完整的系統(tǒng)對嵌入式控制設備進行全面測試變得不切實際。硬件在環(huán)（HIL）仿真是一種可更高效地測試這些設備的實時測試技術(shù)。進行HIL測試時，連接到嵌入式控制器的物理系統(tǒng)在實時硬件上進行仿真，模擬器的輸出可模擬物理系統(tǒng)的實際輸出。嵌入式控制器會“認為”它處在一個真實的系統(tǒng)中。 HIL仿真的目的是在對整個系統(tǒng)進行實際測試之前，先在虛擬環(huán)境中對嵌入式控制設備進行全面的測試。

本指南介紹了動力總成HIL測試的最佳工程實踐 

發(fā)動機ECU HIL測試介紹

什么是HIL仿真？

在閉環(huán)控制系統(tǒng)中，被控制系統(tǒng)的當前狀態(tài)通過傳感器測量饋回控制器。對于汽車來說，電子控制單元（ECU）使用這些測量值來確定適當?shù)膱?zhí)行器值，以獲得所需的工作條件。 例如，發(fā)動機ECU接收有關(guān)節(jié)氣門位置、發(fā)動機轉(zhuǎn)速和排氣氧含量的信息，以確定燃油噴射器位置、點火正時和進氣口對應的執(zhí)行器命令，以保持最大的發(fā)動機性能和 減少有害尾氣排放。最終還是需要對整個系統(tǒng)進行物理測試; 但是通過HIL仿真，工程師 可以在沒有車輛甚至發(fā)動機的情況下徹底測試ECU，獲取重要的信息。

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

通過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)行激勵信號生成和測試結(jié)果數(shù)據(jù)記錄等測試執(zhí)行功能。發(fā)動機ECU的激勵生成可能需要創(chuàng)建一系列期望的發(fā)動機速度（以模擬踩下油門踏板）和車輛載荷（以模擬各種道路狀況）。同時需要觀察整個系統(tǒng)以確保所有組件正確運行，并記錄測試結(jié)果，以便與理想的系統(tǒng)響應進行比較。
雖然HIL仿真并不能完全取代物理測試，但它確實可通過以下優(yōu)勢來降低測試成本以及提高產(chǎn)品質(zhì)量：

- 在開發(fā)過程中更早地進行測試—更及時地發(fā)現(xiàn)設計錯誤，減少修正成本以及對上市時間的影響
- 降低測試成本—無需使用物理系統(tǒng)，減少測試連接件的購置、維修和維護費用
- 增加測試覆蓋率—在無法進行物理測試的極端條件下測試ECU，避免安全和設備損壞問題
- 提高測試靈活性—擴展測試功能，無需考慮外部因素（例如：即使在炎熱的夏天，也可以模擬冬季道路狀況，以便測試車輛）
- 提高測試可重復性—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測試系統(tǒng)包含許多常見的硬件組件

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