HIL測試技術在電控單元開發(fā)流程中的應用
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V模式開發(fā)流程
V模式開發(fā)流程是現代最重要的開發(fā)方法之一，在這套開發(fā)流程中大量使用了計算機輔助控制系統(tǒng)設計（CACSD：Computer-Aided Control System Design）。計算機輔助控制系統(tǒng)設計不僅僅是進行控制方案的設計和離線仿真，還包括實時快速控制原型、產品代碼生成和硬件在回路的測試（如圖1所示）。這是一個完整的流線型的控制系統(tǒng)開發(fā)步驟。
圖1 V模式的開發(fā)流程
在上述環(huán)節(jié)中硬件在回路（HIL）測試中承擔了重要的任務，其實質是一套與電子控制器真實連接的測試系統(tǒng)，用于檢測汽車電子控制器大部分功能性故障。
由于總線技術的發(fā)展與成熟，現在汽車已經通過網絡實現分布式控制功能。而各個ECU之間的交互作用增加，例如共享傳感器、計算信息和執(zhí)行器等。同時，網絡支持多種總線系統(tǒng)(CAN、LIN、MOST、FlexRay)，并且對于大多數的整車廠或系統(tǒng)供應商而言，網絡中的ECU大部分由不同的廠商提供，這些又都可能成為潛在錯誤來源(存在產品召回的風險)。
綜上所述，由于汽車技術的迅速發(fā)展，電控單元（ECU)的復雜程度快速增加，控制算法與功能不斷增強，對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)的檢測方法面對復雜的測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測試環(huán)節(jié)中，HIL設備正逐步滿足更復雜的測試需求。
一、兩種主要的基于HIL的ECU測試類型
1、單個ECU功能測試
一個ECU開發(fā)完成后，必須對其功能進行全面的測試?，F在由于控制系統(tǒng)所完成功能的日漸復雜性，對其進行全面綜合的測試，特別是故障情況和極限條件下的測試就顯得尤為重要。如果用實際的控制對象進行測試，很多情況是無法實現的，或要付出高昂的代價；但如果用計算機輔助設計工具對被控對象進行實時仿真，就可以進行各種條件下的測試，特別是故障和極限條件下的測試。
對單個ECU的功能測試包括軟件功能集成測試和驗收與發(fā)布測試。圖2顯示了利用HIL環(huán)境對變速箱ECU（TCU）進行的功能測試。在HIL測試環(huán)境的搭建中，我們使用dSPACE的實時控制仿真平臺作為實時環(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)動機模型、整車底盤模型以及路面模型等被控對象模型。在通過MATLAB產品家族中的自動代碼生成工具（RTW）將上述模型轉化為實時代碼下載至模擬器設備中的處理器板卡后，即可完成HIL測試環(huán)境的搭建。
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