HIL测试技术在电控单元开发流程中的应用

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HIL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。

如图5所示，在HIL测试环境中对ECU网络进行测试，除可以进行自动化测试外，还具有很高的可重复性，并且可方便地重现出车辆（总线）中的大量故障。

图5 用于ECU网络注测试的HIL台架

HIL测试环境可以测量所有的电气信号，包括总线信号 、测试网络负载、网络容错能力等；可分阶段地进行系统测试（对未开发好的ECU进行总线仿真），并且能在不同ECU变型结构之间快速切换。

上述的HIL测试环境同样是基于dSPACE的模拟器设备，由于这种设备的可扩展性，它可以灵活地配置大量的输入与输出通道（I/O，模拟量，PWM）、信号调理模块、驱动电路模块、电源管理、通信接口（CAN、LIN、FlexRay等）、负载模块和故障模拟模块等。

图6所示为一个对ECU网络测试的具体方案，其中主要有3台模拟器设备，第一台主要模拟动力传动模型，与发动机控制器、变速箱控制器等连接；第二台主要模拟车辆动力学模型、动力转向模型等；第三台模拟各种车辆通信部件模型。3台模拟器设备通过CAN总线和高速传输总线连接，其中CAN总线传输网络中各ECU的传递信息，高速传输总线传输各车辆模型的仿真计算数据；同时还有专门的CAN网络故障模拟器分别与各模拟器设备连接；最后所有模拟器和故障模拟器通过专门的信号接口与PC总控制台连接，实现模拟器的模型下载、故障类型设置、信号采集、在线调参等。这样基于虚拟车辆，通过确定测试需求，制定测试流程，我们可以对整个ECU网络进行测试。

图6 ECU网络测试的具体方案

HIL测试技术的展望

HIL测试可以为ECU的控制算法及功能开发提供良好的闭环开发环境，为开发成果转化成产品提供有效支持。零部件供应商通过HIL测试系统可以快速开发与完善ECU控制功能；整车厂可以利用HIL测试系统对单个ECU进行功能测试，故障排除，更重要的是对集成多个ECU的网络进行测试，完善所设计的系统产品。

而开发经验的积累，开发流程的细化与规范，各种控制学科的支持，应用环境与各种法规的完善制定，都为HIL测试技术的完善与规范提供良好的基础与必要的支持。目前，国内许多汽车企业，如一汽技术中心、一汽大众、东风汽车等在恒润科技的技术支持下，成功应用HIL测试进行ECU及网络的开发和测试，并已取得满意的效果。(end)