ECU快速原型开发与HiL实时仿真测试一体化解决方案

HIL测试在新能源汽车试验问题解决中的应用 1王涛发布时间：2021-08-26T09:02:56.222Z 来源：《中国科技人才》2021年第15期作者： 1王涛 2王彦伟[导读] 近年来，随着人们生活水平的提高，汽车需求量逐年增加。

1身份证号码：22242419921011XXXX；2身份证号码： 22028119910713XXXX摘要：近年来，随着人们生活水平的提高，汽车需求量逐年增加。

国家对节能减排的重视，使得新能源汽车的普及率上升，减少了能源消耗，有利于推进我国的可持续发展。

为保证新能源汽车的总体质量，往往应用HIL测试来及时发现新能源汽车中存在的各种问题，这种测试手段能够及时快速地进行汽车故障问题的分析，其测试更为可靠，有利于解决新能源汽车存在的各种问题。

基于此，本文分析了HIL测试在新能源汽车试验问题解决中的有效应用，有利于提升汽车的整体性能。

关键词：新能源汽车；HIL测试；试验问题；应用HIL测试是新能源汽车试验的主要手段，该测试在应用中能够及时根据测试结果来反映汽车中存在的各种设计问题等，经过对测试结果的分析，有关人员可以充分对该汽车试验中的各种问题加以解决，实现相关参数的调整等，提高新能源汽车的安全性。

1.HIL测试系统的总体架构设计以某新能源汽车为例，在应用HIL测试解决汽车试验中出现的问题时，HIL测试系统的总体架构极为复杂。

比如，以测试系统的电控单元为例，其主要包含了发动机电控单元、自动变速器控制单元、车身稳定控制单元、启动控制单元等。

在应用HIL测试系统进行测试与故障解决时，主要包含了对系统功能策略的验证测试、网络通信系统的故障注入与处理测试、系统故障注入测试与诊断测试。

1.1测试系统的硬件组成在对新能源汽车应用HIL测试系统进行测试时，其测试需要对车辆的动力传动系统、底盘控制系统与车身控制系统加以测试，以dsPACE实时仿真系统为基础，建立完善的测试系统平台，在该平台内，主要包含了以下内容：（1）硬件仿真系统，以HIL机柜与测试台架为主；（2）ASM整车模型系统，主要是模型参数化与整车模型；（3）软件控制系统，该系统是主要的控制系统，其中往往包含了测试管理平台与自动化测试平台，在这些平台中，有关的人员可以进行各项测试命令的发出与处理等。

[NI技术]使用NI VeriStand 实现汽车ECU的 HIL测试"NI VeriStand 与NI PXI平台的结合满足了用户对 I/O、计算能力、信号仿真和数据分析等功能的需求，而且是完全开放和模块化的。

"- Enrico Corti,The Challenge:基于商业现成 (COTS)的硬件，为发动机和整车的实时仿真开发一个模块化的硬件在环 (HIL)测试系统，以减少嵌入式软件验证过程中所需的测试次数。

The Solution:基于NI VeriStand 实时测试软件和 NI PXI硬件的测试系统提供了用户所要求的计算能力，可以利用现场可编程门阵列(FPGA) 硬件实现高速控制，同时，各种不同的 I/O不仅能保证该 HIL系统可以满足当前的需求，而且可进行功能扩展以满足未来的应用需求。

HIL系统集成Author (s):Enrico Corti -是一家总部设在意大利北部的公司，为汽车的校准、控制和测试提供定制的解决方案。

根据客户的需求，提供纯软件（模型或基于模型的分析），或集成硬件和软件的解决方案。

Eldor 公司提供汽车电子组件，如线圈、离子感应系统和电子控制单元(ECU)。

因为HIL系统可以用来实现自动化和标准化测试，所以它们是ECU测试的标准。

大多数市场上可用的HIL系统提供的是不能扩展或定制的标准功能， Eldor公司选择了由Alma汽车公司提出的HIL解决方案，因为该方案的硬件和软件是开放的，并可以完全根据他们的需求定制。

HIL系统必须仿真由ECU控制的设备，所有进入ECU 的实际信号必须由 HIL测试系统产生的信号代替。

因为目标是测试ECU的功能，所以仿真必须实时运行。

模型必须精确地对ECU命令进行响应，以测试整个嵌入式控制系统。

对于某些类型的信号，复现一个正确的时基是很困难的，因为高频率的信号需要与曲轴的瞬时位置同步。

这种典型的例子包括缸内压力、加速度计、离子电流和进气压力信号。

高效的汽车电子测试――种贯穿HIL仿真到诊断的测试环境的深度。

然而当通过测试覆盖正式定义的ECU 基本特性时，这种测试却提供了相当有价值的支持。

生成测试需要很少量的工作，这就使得测试能更快的进行，从而更早地发现问题。

图7: 使用生成器可以从完全不同的来源创建测试。

Vector 的工具链利用了这种测试生成器的方法。

诸如DBC 数据库或CANdela 定义等描述文件是生成器的资源(图7)。

在使用这些文件生成测试用例之后，CANoe 就可以立即执行了。

因为测试脚本可能使用整个工具的基层结构，所以测试生成器通常都设计的非常简单。

比如只需少量的工作生成器就可以从用户定义的网关描述(例如数据库形式或Excel 电子表格)中创建恰当的测试用例。

借助前文讲到的测试模式，从客户的特定数据到测试模式格式中间只有一步简单的转换。

用户可直接创建这样的生成器。

Vector 以项目服务的方式提供进一步的支持。

7.总结汽车OEM 和供应商应对增长的ECU 测试需求的唯一途径是高效地创建测试和自动化执行测试。

本文介绍的测试工具提供了一种被证明的、使用信号抽象/诊断/标定/I/O 接口的集成、测试模式概念和测试用例生成器来实现测试任务的解决方案。

CANoe 是一个测试ECU 和网络的高性能实时运行环境。

测试开发人员只需在自己的工作台就能在早期创建和执行测试，且仅需做少量工作。

CANoe 的开放接口促进了全面的测试策略以及工具支持的测试管理的无缝集成。

尽管一些用户还把它当作一种远景设想，但只要适当地集成CANoe，也许这种。

基于快速原型的SCR系统电控平台开发设计摘要：柴油机排放达到国五法规的技术路线有多种,其中以潍柴和玉柴为代表的主机厂采用具有氧化能力的柴油机氧化催化器(DOC,) 和柴油机颗粒捕集器(DPF,) 以及具有还原尾气中氮氧化物的选择性催化还原(SCR,)反应器组合技术路线作为实施方案,可更加高效地完成对尾气中NOx的转化以及对PM 微粒的捕集,具有一定的典型性和代表性。

如果采用发动机ECU 和真实环境进行控制策略验证,需要实时调整硬件和软件,开发周期较长,较高的再生温度会损坏DPF,碳载量的加载需要较长时间,开发成本也较高。

采用快速控制原型系统只需对控制策略进行调整,就能满足控制目标的要求,可缩短开发周期,降低开发成本,为此本文开发了基于快速原型的SCR&DPF 电控开发平台。

关键词：基于快速原型的SCR系统电控平台开发设计前言：SCR 系统是柴油机有效降低NOx，实现国家第四、第五阶段排放标准的关键尾气处理设备，本文在Simulink 环境中，设计实现了基于原机NOx排放脉谱计算尿素需求量的控制策略，与尿素喷射的恒压控制策略、基于的状态转移策略、温度预测控制策略、OBD 故障诊断控制策略，经过系统设计、建模、代码生成、软件在环测试等环节完成V 型开发流程。

用户可以对控制策略进行修改、标定、调试，也可进行二次开发。

一、SCR电控开发平台整体结构设计本平台包括硬件部分和软件部分,其整体结构如硬件部分主要由反应器部分、信号输入模块、快速原型模块组成;软件部分即系统的控制策略, 包括SCR 部分控制策略和DPF 控制策略。

2.基于快速原型的SCR系统电控平台开发设计系统设计1.本系统的设计核心在于基于快速原型的代码生成，以V 型开发流程为范式，将从需求提出到模型的实现到最后的标定测试，都全方位实现了其中，系统需求是通过选择性催化还原反应将系统中的NOx还原为氮气; 系统设计的核心内容是根据发动机工况计算出合理的尿素的喷射量，使排放满足法规要求; 软件设计是通过工具将算法表达出来; 代码生成是通过生成目标C 代码; 软件在环测试是通过既定参数，在环境中测试控制策略的准确性; 硬件在环测试(HIL) 是把被控对象的模型生成C代码并编译成可执行的文件放到硬件平台进行测试，本系统采用的PROtroniC 就是1 种具有丰富I /O，处理器性能强大，软件环境功能强大灵活，包含标定数据信息，基于MATLAB /Simulink 的控制系统开发及半实物仿真软硬件快速原型工作平台，允许反复修改模型设计，进行离线及实时仿真，实现了的完全无缝连接，该平台可生产可移植的产品级C 代码，可将代码编译后下载到PROtroniC硬件中，可与真实输入输出设备进行连接调试，评估其性能特征，从而逐步完成从原型控制器到产品型控制器的顺利转换，节省了传统开发过程中SIL 与HIL 的测试时间。

AVLMOBEO—为ECU虚拟标定提供精确的发动机实时模型AVL公司根据多年来在发动机控制策略开发与标定方面的经验，形成了一套用于提高控制策略开发和ECU标定效率的方法和工具，其“ECU虚拟标定”技术已在众多开发项目中得到了充分验证，力求为工程师提供与实际标定过程完全相同的操作环境和流程，将原来大量的需要在整车或台架上完成的标定工作前置到HiL环境。

整个虚拟标定方法的关键点在于能否建立一个高质量的实时模型来代替真实的发动机，这也是AVL开发MOBEO（ModelBased Engine Optimization）的主要目的。

MOBEO集成了AVL多年的发动机开发工程经验，采用半经验—半物理的建模方式，结合了物理建模和经验建模各自的优点，形成了分别用于柴油机、汽油机气缸模拟的MOBEO Cylinder模块，以及专门用于模拟尾气后处理系统的MOBEO EAS模块。

随着MOBEO技术的成熟和用户对虚拟标定技术迫切的需要，AVL已将MOBEO商业化并集成到A VL CRUISE™ M平台的进程，有关MOBEO与CRUISE™ M的关系及具体应用案例本文最后一部分将有更多介绍。

在概念设计阶段，往往很难获得产品最终性能的测试数据，而预研部门工程师此时就需要对比不同的方案、各种技术、参数的敏感度等。

借助于MOBEO中集成的AVL工程数据库，能够为前期的决策提供支持，同时也可以早期就能给供应商或其他部门提出边界条件。

在ECU标定阶段，需要具有足够精度的发动机模型来代替实物发动机，根据实测的数据对所搭建的MOBEO模型进行更新。

MOBEO 模块集成了AVL的模型自动优化工具MOBEO Wizards，能自动地进行快速高效的模型标定工作，以取代传统耗时费力的手动调整参数的过程。

MOBEO的主要价值体现在对发动机开发流程的优化方面。

在概念阶段：•根据有限的输入数据，能够快速、直观的建模；•具有一定的外插能力以及能够满足概念设计要求的精度；•参数的默认值来自于AVL的经验应用于虚拟标定所承担的主要任务：•发动机与整车动力性、经济性和排放性能的电控参数预标定•非标准环境条件下预测和标定，大幅度减少对环境舱的依赖•瞬态过程的预测和标定参数的修正•进行OBD功能检测•分析产品一致性对控制效果和鲁棒性的影响•考虑部件老化的影响1. MOBEO CylinderMOBEO Cylinder适用于汽油机和柴油机缸内过程的模拟。

                                                          服务客户 · 持续创新 · 创造价值基于 RapidECU 的控制器快速开发解决方案 概述          随着人们对车辆舒适、安全、节能、环保等要求的日益提高，汽车智能化和电子化成为未来车辆技术 的主要趋势，由此对电子控制技术及开发者提出了更大的挑战。

对于国内电控开发者而言，在 ECU 开发和 产品化方面存在更大的困难，需要应对更多的挑战。

          ECU 主要包括控制器硬件和控制器软件， 其中的控制器软件又包括基础软件与应用软件， 应用软件决定 了车辆驾驶体验，是车辆及零部件子系统品牌差异化的主要体现，是各大厂商自主研发的核心知识产权， 控制器硬件以及基础软件， 是保证应用软 件良好运行的平台。

在开发阶段和产品化 阶段， 传统开发方式一般采用不同的平台， 这些平台间的移植和验证都存在较大的 难度，需要花费大量的时间、精力以及昂 贵的费用。

对于刚刚起步的自主品牌在产 量和成本的要求下， 对于相对复杂的控制 系统，新产品的产品化几乎成了难以完成的任务。

  为了解决 ECU 研发和产品化的问题，我们对国内外的最新技术进行了深入细致的研究，通过整合不断 提升的微控制器技术，结合嵌入式软件开发应用以及控制器设计标准的国际最新趋势，自主研发形成了 RapidECU ECU 快速开发解决方案，有效解决了 ECU 开发与产业化难题。

  开发流程          RapidECU  ECU 快速开发解决方案，开发流程符合国际标准的软件工程 V 型开发模式，支持 Matlab/  Simulink/ Stateflow，采用图形化建模方式建立软件工程，完全零手工的全自动代码生成，可以同时完成应用 软件和基础软件模型自动代码生成，在开发过程中随时保持模型和代码的同步状态，使开发和产品化在统 一的平台下实现，提供集成式的完整工具链组合，支持用 户完成 ECU 生命周期内的开发、测试、标定、验证、生产 等全部流程。

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201810194840.4(22)申请日 2018.03.09(71)申请人 北京智行鸿远汽车有限公司地址 102200 北京市昌平区南口镇南七路二号(72)发明人 张志宽　张君鸿　高史贵　(74)专利代理机构 北京纽乐康知识产权代理事务所(普通合伙) 11210代理人 白明珠(51)Int.Cl.G05B 23/02(2006.01)(54)发明名称一种基于HIL在ECU-TEST中配置LABCAR的方法(57)摘要本发明公开了一种基于HIL在ECU-TEST中配置LABCAR的方法，包括以下步骤：将被测样件UUT通过BOB接线盒及相关附属线束接入HIL台架；在ECU-TEST中新建或打开要添加LABCAR的TBC文件；在所述TBC文件中的本地主机下建立LABCAR对应的Port，端口类型选择APPLICATION，执行类型选择Standard，并输入LABCAR工程对应的配置文件路径，配置完成后保存TBC文件；在ECU-TEST中新建或打开要添加LABCAR的TCF文件；切换TCF到Control units工作页，右键点击Controlunits新建UuT，并将TBC文件新建的Port及相应A2L文件添加之UuT属性中；将LABCAR对应的TBC及TCF文件加载至ECU-TEST中，启用相关配置并连接LABCAR。

本发明的有益效果：通过在ECU-TEST中进行相应配置，能够使ECU-TEST可以控制LABCAR。

权利要求书1页 说明书2页CN 108594785 A 2018.09.28C N 108594785A1.一种基于HIL在ECU -TEST中配置LABCAR的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1 将被测样件UUT通过BOB接线盒及相关附属线束接入HIL台架；S2在ECU -TEST中新建或打开要添加LABCAR的TBC文件；S 3在所述T B C 文件中的本地主机下建立L A B C A R 对应的P o r t ，端口类型选择APPLICATION，执行类型选择Standard，并输入LABCAR工程对应的配置文件路径，配置完成后保存TBC文件；S4 在ECU -TEST中新建或打开要添加LABCAR的TCF文件；S5切换TCF到Control units工作页，右键点击Control units新建UuT，并将TBC文件新建的Port及相应A2L文件添加之UuT属性中；S6 将LABCAR对应的TBC及TCF文件加载至ECU -TEST中，启用相关配置并连接LABCAR。

实时仿真与HIL系统应用案例I.智能电网与新能源汽车目录案例1.某柔性直流输电示范工程控制保护装置测试 (1)案例2.MMC柔性直流输电控制保护装置算法开发及测试 (2)案例3三端MMC-HVDC柔性直流装置入网检测 (4)案例4.五端MMC柔性直流输电全数字仿真及装置测试 (5)案例5.基于半桥结构的统一潮流控制器UPFC硬件在环测试 (6)案例6.风电并网系统RCP研究及HIL测试 (7)案例7.双馈风机并网系统控制器硬件在环HIL测试 (8)案例8.基于RT-LAB的光伏阵列模拟器 (9)案例9.微电网功率硬件在环仿真（PHIL） (10)案例10.微电网实时仿真模型开发及研究 (11)案例11.锂离子电池储能并网控制器PCS硬件在环测试HIL (12)案例12.密集节点变电站实时仿真 (13)案例13.基于IEC61850的继电保护测试 (15)案例14.基于实时仿真的广域监测、保护及控制WAMPAC测试 (17)案例15.基于功率硬件在环（PHIL）配电网电能质量分析 (19)案例16.基于实时仿真的配电网继电保护测试 (20)案例17.有源电力滤波APF控制器算法设计 (21)案例18.电力系统机网协调仿真分析及半实物测试 (22)案例19.高压大功率变频器半实物仿真 (23)案例20.永磁同步电机PMSM控制系统设计 (24)案例21.永磁同步电机PMSM控制器虚拟测试平台 (25)案例22.新能源汽车开关磁阻电机MCU硬件在环测试 (26)案例23.基于JMAG高精度有限元分析的实时仿真 (27)案例24.新能源汽车PMSM电机控制器HIL测试 (28)案例25.新能源汽车多ECU硬件在环测试 (29)案例26.新能源汽车电池控制系统BMS自动测试平台 (30)案例27.高速动车组牵引传动系统实时仿真 (32)案例28.大功率逆变电源半实物仿真 (33)案例29.船舶电力推进及综合电力系统 (34)案例1.某柔性直流输电示范工程控制保护装置测试该系统是某设备制造商为了测试其MMC-HVDC控制保护装置而配置的RT-LAB系统。

发动机ECU硬件在环(HIL)测试解决方案一、 方案概述1.1 HIL测试系统概述随着汽车电子技术的不断革新和迅速发展，汽车电控单元数量的不断增加，汽车电子产品和技术在各种车型中得到了越来越多的应用，其中，汽车电子系统成本约占到整车的30%，而汽车故障的产生多发生在汽车电子系统，因此，从安全性、可行性和成本上考虑，硬件在回路(HIL)测试已经成为电控系统开发和应用中非常重要的一环，减少实车路试，缩短开发时间并降低成本的同时提高电控系统的软件质量，降低电控系统开发和应用的风险。

HIL(Hardware‐in‐the‐Loop)硬件在回路测试系统是以实时处理器中运行的实体仿真模型来模拟受控对象的运行状态，通过I/O接口与被测电控系统连接，对被测ECU进行全方面的、系统的测试。

系统原理如图1.1中所示。

图1.1 HIL测试系统原理HIL测试系统的特点：●模拟被控对象的各种工况，包括极限工况；●模拟复杂的故障模式，快速复现故障模式；●将部分测试过程从传统试验台架中分离；●自动化测试并生成测试报告，缩短测试周期；●易于维护和扩展测试能力。

1.2SimCar硬件在环测试系统简介SimCar硬件在环(HIL)测试系统是用于测试电控单元功能、系统集成和通信的一套完整的硬件在环仿真测试设备，可用于汽车、航空、兵器、工程机械等领域。

基于SimCar硬件在环测试系统针对用户的被控对象进行建模仿真，并将其运行于跟控制器闭环工作的实时系统中，实现对汽车电控单元的复杂测试。

SimCar硬件在环仿真系统主要由三部分组成：仿真硬件平台、试验管理软件及车辆实时仿真模型。

系统组成示意图如图1.2中所示：图1.2 SimCar测试系统组成SimCar支持的电控单元硬件在环测试：发动机ECU；自动变速器TCU；混合动力整车控制器HCU；纯电动汽车VCU；蓄电池管理系统BMS；汽车防抱死制动系统ABS；车身控制器BCM；二、 基于SimCar的发动机ECU测试解决方案2.1 发动机ECU测试系统原理如图2.1发动机ECU测试系统原理中所示，在试验定义中，上位机试验管理软件运行于PC机环境中，通过PC机通信口与SimCar实时仿真平台通信，汽车实时仿真模型运行在仿真平台的实时处理器中，运行于处理器中的模型I/O通过仿真平台中的集成的信号调理、负载仿真及功率驱动等硬件与实际的发动机ECU构成闭环连接，实现发动机ECU的系统测试。

基于HiL实时联合仿真自动变速器控制系统TCU快速开发研究随着汽车技术的快速发展，汽车研发领域也在不断的探索新的技术手段，其中 HiL 实时联合仿真技术是一种快速高效的开发手段，对于自动变速器控制系统 TCU 的快速开发有着重要的意义。

HiL 实时联合仿真技术是一种用虚拟仿真系统替代实际控制系统来验证设计和控制算法的技术，其主要原理是通过高级计算机模拟分析实际能量、信号、运动等物理现象，并与实际硬件进行联合仿真，实现对系统的实时控制和数据采集。

因此，HiL 技术能够在系统开发的早期阶段，就对设计方案进行高度的仿真验证，从而避免实际操作中可能出现的风险和成本。

对于自动变速器控制系统TCU，它需要对变速器的传动机构、气动元件、电气元件等多个因素进行全面控制和监控，而这些元件之间的复杂关系和交互作用也给系统的开发和测试带来了很大的困难。

传统的实际测试方法需要在实际车辆上进行，这不仅成本高、周期长，而且跨越实验室测试环境和实际道路使用环境之间的匹配难度也不容忽略。

而 HiL 实时联合仿真技术正是针对这些问题提供的一种有效的解决方案。

HiL 实时联合仿真技术结合可视化界面设计软件，能够为TCU 开发人员提供详细的仿真结果、数据分析和自适应控制的方法。

它能够对 TCU 算法进行快速迭代，缩短产品研发周期，使得开发人员能够在更早的阶段就开始进行自动变速器控制系统的设计和性能优化。

另外，这种技术还能够减少人工交互、避免风险，并大幅度提高整个自动变速器控制系统的测试效率和精度。

总而言之，HiL 实时联合仿真技术是一个可行而有效的自动变速器控制系统 TCU 开发研究方法，它能够帮助开发人员快速验证设计方案、避免成本风险，减少创新周期。

这种技术的日益成熟和普及，将对汽车行业的快速发展起到积极的促进作用。

在实际应用中，HiL 实时联合仿真技术的开发和研究都面临着一些挑战与机遇。

其中，最显著的挑战就是如何建立准确的仿真模型，尤其是在 TCU 控制算法方面。

概述
恒润科技基于HIRAIN TESTBASE-VVE(Virtual Vehicle Engineering)系统开发的新能源电控测试平台，可为新能源电控系统HIL测试提供功能丰富和完善的解决方案，该平台已在纯电动和混合动力汽车等新能源车辆积累了众多测试案例。

• VCU独立测试
• BMS独立测试
• MCU独立测试
•多ECU集成测试
• ECU接口测试
•故障诊断测试
•网络通讯测试
•算法功能验证
BMS HIL测试解决方案
电池系统特殊信号仿真板
高阶电池仿真模型
•电芯模拟
•高压模拟
•电流模拟
•温度模拟
•均衡测试
•绝缘监测
• SOC估计
•直流充电
•交流充电
•高压安全
MCU HIL测试解决方案
高速旋变信号仿真
高速三相电流仿真
• FPGA仿真•μs级步长• DQ模型•有限元模型• IGBT模型•旋变模拟•相电流模拟•缺相故障•相间短路•扭矩环验证•转速环验证。

HIL系统在车身控制单元系统测试验证应用HIL（Hardware-in-the-Loop）系统是在硬件环境下模拟实际环境的一种仿真测试方法。

在汽车领域中，HIL系统在车身控制单元系统的测试验证应用日益广泛。

本文将从概述HIL系统的基本原理和优势，到具体介绍HIL系统在车身控制单元系统测试验证应用方面的应用案例，全面阐述HIL系统在车身控制单元系统测试验证应用中的重要性和价值。

一、HIL系统的基本原理和优势HIL系统是一种硬件环境下的仿真测试方法，其基本原理是在测试过程中使用模拟器代替实际硬件部件，通过模拟输入信号和环境条件，使控制单元在模拟环境下进行测试验证。

HIL系统相较于实际测试具备以下优势：1、成本低廉、效率高：测试过程不需要实际硬件部件，因此可以节省成本。

同时HIL系统可以快速重复测试，提高测试效率。

2、安全稳定：测试过程不需要真实车辆，不会带来任何安全隐患。

3、高度可定制：可以根据实际测试要求进行各种测试配置和设置，提高测试结果的可靠性。

4、调试简便：可以在测试过程中实时监测测试结果，方便追溯调试问题。

二、HIL系统在车身控制单元系统测试验证应用方面的具体案例HIL系统在车身控制单元系统测试验证应用方面应用价值巨大。

以下将具体介绍几个案例：1、车身动力学仿真测试：HIL系统可以模拟不同驾驶情况下的汽车行驶状态，比如高速行驶、加速、制动、急转等。

通过改变输入参数，对车身控制单元进行测试，提高系统的稳定性和响应速度。

2、碰撞仿真测试：HIL系统可以模拟不同的碰撞情况，比如正面碰撞、侧面碰撞、倾覆等。

通过验证控制单元在不同碰撞情况下的控制策略，提高系统的安全性。

3、路面模拟测试：HIL系统可以模拟各种路面条件，比如平整路面、泥泞路面、石子路面等，通过对不同路面条件下车身控制单元的测试验证，提高系统对各种路况的适应性和稳定性。

4、电子制动系统测试：HIL系统可以模拟不同的电子制动控制策略，比如ABS、EBA、ESP等。

基于车载以太网的HIL实时仿真测试平台的研究及应用任勇;张文平;王涛;李小燕
【期刊名称】《汽车电器》
【年(卷),期】2024()1
【摘要】利用以太网配置工具生成同时支持CAN/CANFD通信和SOME/IP通信的Simulink模型服务接口,采用MATLAB软件创建HIL仿真模型,应用Python语言开发支持车载以太网DoIP诊断的上位机,并基于Dspace实时仿真平台搭建HIL 实时仿真测试平台。

结果表明:该平台可以模拟基本驾驶操作测试,同时支持
CAN/CANFD通信和SOME/IP通信测试,并可以对车载以太网报文进行E2E校验;利用诊断上位机可以进行CAN/CANFD通信和DoIP通信的UDS诊断操作。

【总页数】6页(P73-77)
【作者】任勇;张文平;王涛;李小燕
【作者单位】福田戴姆勒汽车有限公司;北京石墨烯研究院
【正文语种】中文
【中图分类】U463.46
【相关文献】
1.基于RT-LAB的逆变器并联HIL实时仿真平台
2.基于HiL实时联合仿真自动变速器控制系统TCU快速开发研究
3.基于HIL仿真系统的TCU应用软件测试
4.基于HIL台架的ADAS自动化仿真测试方法研究
5.基于HIL的变流控制器实时仿真测试平台研究
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Hil在汽车整车测试及开发系统中的应用打开文本图片集摘要：目前中国的汽车市场竞争愈演愈烈，人们在追求汽车高性能的同时对于汽车的测试要求也在不断的提高，因此不论对于汽车的生产厂商还是汽车维修行业，都需要一种更加方面快速的仿真测试方法，那就是硬件在环技术。

硬件在环仿真测试系统可以实时的模拟出驾驶员以及车辆的具体工作环境，大大降低了车辆测试的风险，缩短了开发的周期，有效的降低开发成本。

【关键词】：^p ：Hil（硬件在环）；汽车技术；ECU；仿真模型1 认识HILHiL（Hardware-in-the-Loop）硬件在环仿真测试系统是采用实时处理器（真实的控制器）运行仿真模型来模拟受控对象（比如：汽车、航空飞机等设备）的运行状态，通过I/O接口与被测的ECU连接，对被测系统进行全方面的、系统的测试[1]。

这种仿真是出于计算机离线仿真和实物台架测试之间的一种测试类型，它将实物硬件嵌入到仿真系统中的实时动态仿真技术。

从安全性、可行性和合理的成本上考虑，HiL硬件在环仿真测试已经成为ECU开发流程中非常重要的一环，这种技术无需真实车辆即可达到测试的目的，减少了实车路试的次数，大大降低了车辆测试的风险，缩短开发时间，有效降低成本，同时提高ECU的软件质量，降低汽车厂的风险。

目前，硬件在环测试系统以其专业性、实用性以及高效性被广泛适用于各项应用中。

2 Hil测试系统的基本架构2.1 HIL测试系统的基本结构HIL测试系统主要由三个基本部分组成，分别是实时处理器、I/O接口和可视化的操作界面，其中实时处理器是整个HIL测试系统的核心部分。

它的主要是精确地仿真测试系统中物理上并不存在的部分，即仿真出实际汽车驾驶及行驶过程中的可能出现的任何异常情况，同时对这些情况进行数据记录、硬件I/O通信并生成仿真模型并执行整个测试系统；I/O接口用于控制器与被测ECU之间的信息交互，它也可是用来产生某些产生激励信号，进行各种模拟信号、数字信号和总线信号的通信及数据传输。

使用NI VeriStand 实现汽车ECU 的HIL 测试“NI VeriStand 与NI PXI 平台的结合满足了用户对I/O、计算能力、信号仿真和数据分析等功能的需求，而且是完全开放和模块化的。

”–Enrico Corti, Alma Automotive. 挑战：基于商业现成(COTS)的硬件，为发动机和整车的实时仿真开发一个模块化的硬件在环(HIL)测试系统，以减少嵌入式软件验证过程中所需要的实物测试次数。

解决方案：基于NI VeriStand 实时测试软件和NI PXI 硬件的测试系统提供了用户所需的计算能力，可以利用现场可编程门阵列(FPGA) 硬件实现高速控制，同时，各种不同的I/O 不仅能保证该HIL 系统可以满足当前的需求，而且可进行功能扩展以满足未来的应用需求。

Alma Automotive 是一家总部设在意大利北部的公司，为汽车的校准、控制和测试提供定制的解决方案。

Alma Automotive 根据客户的需求，提供纯软件（模型或基于模型的分析），或集成硬件和软件的解决方案。

Eldor 公司提供汽车电子组件，如线圈、传感器系统和电子控制单元(ECU)。

因为HIL 系统可以用来实现自动化和标准化测试，所以它们是ECU 测试的标准。

大多数市场上可用的HIL 系统提供的是不能扩展或定制的标准功能，Eldor 公司选择了由Alma 汽车公司提出的HIL 解决方案，因为该方案的硬件和软件是开放的，并可以完全根据他们的需求定制。

HIL 系统所仿真的是由ECU 控制的设备，所有进入ECU 的实际信号必须由HIL 测试系统产生的信号代替。

因为目标是测试ECU 的功能，所以仿真必须实时运行。

模型必须精确地对ECU 命令进行响应，以测试整个嵌入式控制系统。

对于某些类型的信号，复现一个正确的时基是很困难的，因为高频率的信号需要与曲轴的瞬时位置同步。

这种典型的例子包括缸内压力、加速度计、离子电流和进气压力信号。

发动机ECU快速原型开发及硬件在环测试一体化解决方案版本：V1.0日期：2011.12.10目录目录 (2)1.概述 (3)2.RCP-快速控制原型 (4)2.1.D2P 128pin快速原型开发平台主要接口资源 (4)2.2.D2P 128pin快速原型开发平台介绍 (4)3.HiL实时仿真测试系统 (8)4.快速原型开发&HiL实时仿真测试系统 (9)4.1.系统架构 (9)4.2.系统功能介绍 (10)4.3.系统信号连接说明 (11)2 / 111. 概述在发动机控制器（ECU）设计开发及标定测试阶段，对工程技术人员而言，所面临的无非是两种应用问题：一是在开发的初期阶段，快速地建立控制对象及控制器模型，并对整个控制系统进行多次的、离线的及在线的试验来验证控制系统软、硬件方案的可行性。

这个过程称之为快速控制原型（RCP）；第二个问题就是已设计完的控制器投入生产后，在投放市场前必须对其进行详细的测试。

如果按传统的测试方法，用真实的对象或环境进行测试，无论是人员、设备还是资金都需要较大的投入，而且周期长，不能进行极限条件下的测试，试验的可重复性差，所得测试结果可记录性及可分析性都较差。

现在普遍采用的方法是：在产品上市之前，采用真实的控制器，被控对象或者系统运行环境部分采用实际的物体，部分采用实时数字模型来模拟，进行整个系统的仿真测试，这个过程称之为硬件在环（HiL）仿真测试。

本方案基于意昂科技D2P 128pin快速原型开发平台和dSPACE快速控制原型MicroAutoBox，搭建一套发动机ECU快速原型开发平台和HiL实时仿真测试系统。

3 / 112. RCP-快速控制原型要实现快速控制原型，必须有集成了良好易用的建模、设计、离线仿真、实时开发及测试的工具。

意昂科技D2P 128pin快速原型开发平台允许反复修改模型设计，进行离线及实时仿真。

这样，就可以将错误及不当之处消除于设计初期，使设计修改费用减至最小。