Alma使用VeriStand實(shí)現(xiàn)汽車ECU的HIL測(cè)試

　　車輛仿真模式可用于開環(huán)(用戶駕駛車輛)或閉環(huán)仿真(駕駛員遵照車輛速度軌跡)。測(cè)功機(jī)模式也可以模擬試驗(yàn)臺(tái)的運(yùn)行狀況。發(fā)動(dòng)機(jī)采用多變量扭矩圖建立模型，該子模型輸出發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩、空氣/燃料比和其它參數(shù)。這些輸出發(fā)送到定制的設(shè)備以產(chǎn)生高頻信號(hào)，如進(jìn)氣壓力信號(hào)。發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩用來(lái)提供車輛和變速器子模型，動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)組件。發(fā)動(dòng)機(jī)和車輛速度是基于發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩、離合器位置、插入式齒輪、輪胎運(yùn)轉(zhuǎn)狀況和前后輪上的實(shí)際載荷來(lái)計(jì)算的。

　　駕駛員子模型通過(guò)基于扭矩的控制邏輯來(lái)操縱方向盤、剎車、離合器和換擋，而測(cè)功機(jī)子模型計(jì)算所提供的扭矩以保持發(fā)動(dòng)機(jī)在要求的轉(zhuǎn)速和負(fù)載工作條件下運(yùn)轉(zhuǎn)。還有一個(gè)熱交換子模型來(lái)評(píng)估發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻液溫度;電氣系統(tǒng)子模型使用戶可以模擬啟動(dòng)器和啟動(dòng)期間的電池電壓水平。

　　系統(tǒng)的核心是由Alma Automotive公司設(shè)計(jì)的NI VeriStand自定義設(shè)備插件。該插件是一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)I/O子系統(tǒng)模擬器，可以產(chǎn)生雙通道的VRS/霍爾傳感器信號(hào)，信號(hào)調(diào)理后的電壓峰峰值達(dá)120V、基于角度的可配置波形和4通道車輪信號(hào)。它還獲取12通道的調(diào)理高電壓ECU激勵(lì)信號(hào);16通道的通用高電壓ECU輸出信號(hào)，如開/關(guān)，頻率和PWM;8通道的被調(diào)理至120V峰峰值范圍內(nèi)的模擬輸入信號(hào)。圖2顯示了該自定義設(shè)備的設(shè)置界面。傳感器輪的齒數(shù)和傳感器輪的類型完全可配置?！　?/p>

 

　　由Alma Automotive開發(fā)的FIU也是基于FPGA，它使用FPGA來(lái)處理400多路需要操作開關(guān)的信號(hào)。FPGA的確定性允許在系統(tǒng)中設(shè)定安全功能，包括用戶定義的故障超時(shí)、全局FIU禁用和故障總線上的過(guò)電流監(jiān)測(cè)。先合后斷的FIU操作通過(guò)用戶可配置的負(fù)載釋放延遲，來(lái)防止故障通道中的不明確狀態(tài)。

　　由Alma Automotive開發(fā)的FIU，在電源的最大電流限制為2A的情況下，可以處理64個(gè)通道，可以訪問(wèn)四個(gè)通用的故障總線。開路GND、Vcc和VBATT可當(dāng)作電源使用。開關(guān)狀態(tài)的反饋信息可以通過(guò)320個(gè)LED獲得。

　　用戶既可以連接實(shí)際負(fù)載，也可以連接仿真負(fù)載。當(dāng)使用實(shí)際負(fù)載時(shí)，如節(jié)氣閥時(shí)，仿真系統(tǒng)就會(huì)讀取反饋傳感器如節(jié)氣閥電位計(jì)的信息并供給模型。當(dāng)使用仿真負(fù)載時(shí)，如虛擬節(jié)氣閥時(shí)，反饋信號(hào)由仿真器產(chǎn)生，如模擬輸出通道，并發(fā)送給ECU。實(shí)際負(fù)載與仿真負(fù)載之間的切換通過(guò)移動(dòng)外置接線盒上的跳線來(lái)完成。

　　該系統(tǒng)成功地與目標(biāo)ECU進(jìn)行了連接，圖3顯示了一個(gè)典型的用于HIL測(cè)試的NI VeriStand界面?！　?/p>

 

　　用戶可以使用現(xiàn)有的方法和臺(tái)架測(cè)試模式著重驗(yàn)證所有ECU的軟件和硬件功能。使用和配置非常方便，用戶可以直接進(jìn)行系統(tǒng)重新配置而不需要請(qǐng)求客戶支持。NI PXI平臺(tái)適合與第三方的定制開發(fā)板集成。

　　HIL測(cè)試系統(tǒng)的硬件和軟件能夠根據(jù)需求不斷更新，這一點(diǎn)非常重要。因?yàn)镹I PXI硬件是模塊化的，并基于COTS組件，所以它可以很容易地升級(jí)，這就保證了系統(tǒng)在將來(lái)也會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)并保證技術(shù)領(lǐng)先。NI VeriStand具有開放的架構(gòu)，易與LabVIEW和其它開發(fā)軟件集成，因此提供了必要的靈活性以應(yīng)對(duì)隨著測(cè)試要求改變可能出現(xiàn)的任何挑戰(zhàn)。