硬件在換測(cè)試技術(shù)

硬件在環(huán)是汽車系統(tǒng)V模式開發(fā)流程的一環(huán)。V模式開發(fā)流程的特點(diǎn)是無論進(jìn)行開發(fā)、編程或測(cè)試，總是在同一環(huán)境下工作，開發(fā)過程的每一步都可以得到驗(yàn)證。使用這一方法最直接的效果就是加速和簡(jiǎn)化開發(fā)流程，這樣，技術(shù)人員可以快速地把自己的思想變成現(xiàn)實(shí)，并可以盡早消除系統(tǒng)設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤。V模式開發(fā)流程如圖1.1所示。

圖1.1 V模式開發(fā)流程

作為V模式開發(fā)流程的驗(yàn)證環(huán)節(jié)，硬件在環(huán)仿真的作用是盡可能真實(shí)地模擬現(xiàn)實(shí)世界，盡可能準(zhǔn)確地模擬進(jìn)入控制器的以及從控制器發(fā)出的模擬和數(shù)字信號(hào)。它是將部分實(shí)際的系統(tǒng)部件用高速運(yùn)行的實(shí)時(shí)模型代替，實(shí)時(shí)模型在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中運(yùn)行，驅(qū)動(dòng)硬件設(shè)備提供測(cè)試對(duì)象的輸入接口并且檢測(cè)測(cè)試對(duì)象的輸出接口，這樣測(cè)試對(duì)象就與實(shí)時(shí)系統(tǒng)連接成為一個(gè)環(huán)路，通過仿真試驗(yàn)對(duì)測(cè)試對(duì)象的各項(xiàng)性能進(jìn)行測(cè)試和評(píng)估。圖1.2展示了硬件在環(huán)系統(tǒng)最基本的結(jié)構(gòu)。

圖1.2基本硬件在環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

硬件在環(huán)仿真技術(shù)改變了傳統(tǒng)的測(cè)試手段，它可以完整地模擬汽車的各種工況，大大降低開發(fā)成本并提高開發(fā)效率。與傳統(tǒng)測(cè)試手段相比，它的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）同步開發(fā)

使用硬件在環(huán)仿真技術(shù)，能夠保證在系統(tǒng)開發(fā)的初期，缺乏其它相關(guān)硬件設(shè)備的條件下仍然可以獨(dú)立地調(diào)試和評(píng)估測(cè)試對(duì)象的軟硬件，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的同步開發(fā)，縮短開發(fā)周期。

（2）極限測(cè)試和破壞性試驗(yàn)

硬件在環(huán)仿真技術(shù)可以模擬車輛的各種工況，尤其是那些現(xiàn)實(shí)中很少出現(xiàn)的極限情況及一些危險(xiǎn)的或者具有破壞性的試驗(yàn)，比如各類故障的模擬，而不會(huì)因此產(chǎn)生實(shí)際的風(fēng)險(xiǎn)和損失，這將大大降低開發(fā)的成本和風(fēng)險(xiǎn)性。

（3）可重復(fù)再現(xiàn)

硬件在環(huán)仿真技術(shù)能夠極為精準(zhǔn)地重復(fù)再現(xiàn)任何一次試驗(yàn)，而這在實(shí)車測(cè)試中是很難做到的。

（4）調(diào)試過程全面、快捷

硬件在環(huán)仿真技術(shù)能夠全面、快捷地進(jìn)行測(cè)試，能夠在系統(tǒng)開發(fā)的初期檢測(cè)出軟硬件設(shè)計(jì)的大多數(shù)錯(cuò)誤。眾所周知，越是到系統(tǒng)開發(fā)的后期，處理錯(cuò)誤的方式就越有限，而處理錯(cuò)誤的成本就會(huì)越高，而通過硬件在環(huán)測(cè)試可以使錯(cuò)誤消失在初期，大幅度降低后期工作量。

硬件在環(huán)測(cè)試臺(tái)架基本原理

根據(jù)HIL測(cè)試的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，如下圖，VCU硬件在環(huán)平臺(tái)基本結(jié)構(gòu)主要有三部分組成：PC機(jī)，實(shí)時(shí)仿真器，VCU硬件控制器。其中實(shí)時(shí)仿真器主要負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)運(yùn)行混合動(dòng)力汽車的仿真模型，并發(fā)送CAN消息及虛擬傳感器電信號(hào)給VCU，而VCU則接收實(shí)時(shí)仿真器的CAN消息及傳感器信號(hào)，運(yùn)行控制策略，并發(fā)出控制信號(hào)和CAN消息給實(shí)時(shí)仿真器，作為其下一運(yùn)行步長(zhǎng)的輸入數(shù)據(jù)。這樣，為VCU構(gòu)建出一個(gè)虛擬實(shí)車的工作環(huán)境。而PC機(jī)主要功能有：通過仿真器上位機(jī)軟件在線觀測(cè)或修改仿真模型中的變量值，例如可以在線觀測(cè)仿真模型中的電池SOC，加速踏板深度等變量值，同時(shí)也能夠在線修改SOC值、加速踏板深度等；通過測(cè)量標(biāo)定軟件，對(duì)VCU內(nèi)運(yùn)行軟件策略進(jìn)行參數(shù)的測(cè)量。

圖1.3 VCU HIL原理

功能測(cè)試

VCU功能測(cè)試項(xiàng)目包括：

診斷測(cè)試

VCU診斷測(cè)試包括：