CN104536856B - 汽车控制器测试的环境模型生成的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车控制器测试的环境模型生成的方法及装置，其中，所述的方法包括：获取测试类型和测试设备类型，其中，所述测试类型包括：HIL测试和MIL测试、SIL测试；获取测试意图，其中，所述测试意图包括：被测控制器的输入和输出信号、所述被测控制器所控制的被控对象的物理结构及连接关系；以及，根据所述测试意图，生成与所述测试类型和所述测试设备对应的环境模块接口以及环境模块接口之间的连接关系。通过本发明，提高了测试环境模型的通用性，降低了汽车控制器的测试时间。
Description
技术领域
本发明涉及仿真技术领域，具体而言，涉及一种汽车控制器测试的环境模型生成的方法及装置。
背景技术
随着汽车电子电器技术的发展和电控单元的广泛应用，汽车变得更加舒适、安全、节能和环保。但是一方面带来的汽车电子电器系统的日趋复杂，因此设计和测试变得至关重要，所需的设计周期更长、成本更高。目前，更多的创新依赖于电子技术，而很多功能的实现也日益依赖于控制系统。复杂程度的提高使得全面而高效的测试比以往变得更加重要。
测试可以尽早发现并改正错误、降低成本，因此，无论在电子器系统开发的哪个环节，它都是不可或缺的。此外，只有将部件集成起来并运行于真实环境和实施条件下时，一些系统缺陷才会暴露出来。为了确保设计的可靠性，无疑需要增加测试的难度和周期，但是市场的需求是希望设计周期更短，解决这一问题的方法是将道路实验和实车实验转换成实验室试验。
目前汽车控制器软件测试方法中主要包含硬件在环(Hardware-in-the-Loop，简称为HIL)、模型在环(Model-in-the-Loop，简称为MIL)测试、软件在环(Software-in-the-Loop，简称为SIL)。HIL硬件在环仿真测试系统，是以实时处理器运行仿真模型来模拟受控对象的运行状态，通过I/O接口与被测的电控单元连接，对被测电控单元进行全方面的、系统的测试。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电控单元开发流程中非常重要的一环，减少了实车路试的次数，缩短开发时间和降低成本的同时提高电控单元的软件质量，降低汽车厂的风险。HIL硬件在环仿真测试对于三大核心电控系统：整车控制系统、BMS电池管理系统、电机控制器是非常重要的。
相关技术中，HIL和MIL测试均需要测试环境模型。但是，目前测试环境模型搭建周期较长且较为复杂，维护不便且测试人员不同环境模型构架也会变得不同，不同测试人员之间无法交互使用对方搭建的环境模型，并且HIL、MIL、SIL的环境模型接口不同、运行环境不同，这就导致在HIL和MIL测试、SIL测试的环境模型无法通用，另外人机交互接口混乱无法统一管理也是采用手动搭建环境模型存在的问题。
发明内容
针对相关技术中HIL和MIL测试、SIL测试的环境模型无法通用的问题，本发明提供了一种汽车控制器测试的环境模型生成的方法及装置，以解决上述问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种汽车控制器测试的环境模型生成的方法，包括：获取测试类型和测试设备类型，其中，所述测试类型包括：硬件在环HIL测试和模型在环MIL测试、SIL测试；获取测试意图，其中，所述测试意图包括：被测控制器的输入和输出信号、所述被测控制器所控制的被控对象的物理结构及连接关系；以及，根据所述测试意图，生成与所述测试类型和所述测试设备对应的环境模块接口以及环境模块接口之间的连接关系。
可选地，根据所述测试意图，生成与所述测试类型和所述测试设备对应的接口以及接口之间的连接关系，包括：根据所述被测控制器的输入信号，生成与所述测试类型和所述测试设备类型对应的第一接口，其中，所述第一接口为接收所述被测控制器输入信号的接口；根据所述被控对象的物理结构及连接关系，生成与所述测试类型和所述测试设备类型对应的第二接口，其中，所述第二接口为环境模型的接口，所述环境模型用于模拟各个所述被控对象；生成所述第一接口和所述第二接口之间的连接关系。
可选地，所述方法还包括：从人机交互接口获取环境模型的配置参数；通过所述第二接口根据所述配置参数对各个环境模型进行配置。
可选地，所述方法还包括：通过人机交互接口获取测试方式，其中，所述测试方式包括：闭环测试、开环测试和故障注入测试。
根据本发明的另一个方面，提供了一种汽车控制器测试的环境模型生成的装置，包括：第一获取模块，用于获取测试类型和测试设备类型，其中，所述测试类型包括：硬件在环HIL测试和模型在环MIL测试、SIL测试；第二获取模块，用于获取测试意图，其中，所述测试意图包括：被测控制器的输入和输出信号、所述被测控制器所控制的被控对象的物理结构及连接关系；生成模块，用于根据所述测试意图，生成与所述测试类型和所述测试设备对应的环境模块接口以及环境模块接口之间的连接关系。
可选地，所述生成模块，包括：第一生成单元，用于根据所述被测控制器的输入信号，生成与所述测试类型和所述测试设备类型对应的第一接口，其中，所述第一接口为接收所述被测控制器输入信号的接口；第二生成单元，用于根据所述被控对象的物理结构及连接关系，生成与所述测试类型和所述测试设备类型对应的第二接口，其中，所述第二接口为环境模型的接口，所述环境模型用于模拟各个所述被控对象；第三生成单元，用于生成所述第一接口和所述第二接口之间的连接关系。
可选地，上述装置还包括：人机交互模块，用于获取环境模型的配置参数，通过所述第二接口根据所述配置参数对各个环境模型进行配置。
可选地，所述人机交互模块，还用于获取测试方式，其中，所述测试方式包括：闭环测试、开环测试和故障注入测试；所述装置还包括：测试方式设置模块，用于根据设置测试方式。
通过本发明，根据测试意图自动生成与测试类型和测试设备对应的环境模块接口以及环境模块接口之间的连接关系，从而使得不同的测试类型和测试设备可以共用环境模块，不同的测试人员之间也可以交互使用对方搭建的环境模型，提高了测试环境模型的通用性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的汽车控制器测试的环境模型生成的方法的流程图；
图2是根据本发明实施例的汽车控制器测试的环境模型生成的装置的结构框图；以及
图3是根据本发明实施例的环境模型的示意图。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
图1是根据本发明实施例的汽车控制器测试的环境模型生成的方法的流程图，如图1所示，该方法包括步骤101至步骤103：
步骤101，获取测试类型和测试设备类型，其中，所述测试类型包括：HIL测试和MIL测试、SIL测试；
步骤102，获取测试意图，其中，所述测试意图包括：被测控制器的输入和输出信号、所述被测控制器所控制的被控对象的物理结构及连接关系；以及
步骤103，根据所述测试意图，生成与所述测试类型和所述测试设备对应的环境模块接口以及环境模块接口之间的连接关系。
在本发明实施例的一个实施方式中，上述步骤103，根据所述测试意图，生成与所述测试类型和所述测试设备对应的接口以及接口之间的连接关系，包括：根据所述被测控制器的输入信号，生成与所述测试类型和所述测试设备类型对应的第一接口，其中，所述第一接口为接收所述被测控制器输入信号的接口；根据所述被控对象的物理结构及连接关系，生成与所述测试类型和所述测试设备类型对应的第二接口，其中，所述第二接口为环境模型的接口，所述环境模型用于模拟各个所述被控对象；生成所述第一接口和所述第二接口之间的连接关系。
可选地，本发明实施例还可以通过人机交互接口对环境模型进行配置，因此，该方法还可以包括：从人机交互接口获取环境模型的配置参数；通过所述第二接口根据所述配置参数对各个环境模型进行配置。
在本发明实施例的一个实施方式中，该方法还可以包括：通过人机交互接口获取测试方式，其中，所述测试方式包括：闭环测试、开环测试和故障注入测试。
图2是根据本发明实施例的汽车控制器测试的环境模型生成的装置的结构框图，如图2所示，该装置包括：
第一获取模块10，用于获取测试类型和测试设备类型，其中，所述测试类型包括：硬件在环HIL测试、模型在环MIL测试和SIL测试；
第二获取模块20，用于获取测试意图，其中，所述测试意图包括：被测控制器的输入和输出信号、所述被测控制器所控制的被控对象的物理结构及连接关系；
生成模块30，用于根据所述测试意图，生成与所述测试类型和所述测试设备对应的环境模块接口以及环境模块接口之间的连接关系。
可选地，所述生成模块30，包括：第一生成单元，用于根据所述被测控制器的输入信号，生成与所述测试类型和所述测试设备类型对应的第一接口，其中，所述第一接口为接收所述被测控制器输入信号的接口；第二生成单元，用于根据所述被控对象的物理结构及连接关系，生成与所述测试类型和所述测试设备类型对应的第二接口，其中，所述第二接口为环境模型的接口，所述环境模型用于模拟各个所述被控对象；第三生成单元，用于生成所述第一接口和所述第二接口之间的连接关系。
可选地，上述装置还包括：人机交互模块，用于获取环境模型的配置参数，通过所述第二接口根据所述配置参数对各个环境模型进行配置。
可选地，所述人机交互模块，还用于获取测试方式，其中，所述测试方式包括：闭环测试、开环测试和故障注入测试；所述装置还包括：测试方式设置模块，用于根据设置测试方式。
下面对本发明实施例的一个优选实施方式进行描述。
为了达到提高测试环境模型的通用性的目的，本发明实施例分为二部分，1)阐述满足本发明实施例的环境模型构架；2)阐述采用何种方法解读模型生成者的需求意图以及如何生成模型。
一、环境模型构架
图3是根据本发明实施例的环境模型的示意图，如图3所示，虚线框图所表示的部分可分散独立为一个单独的模型；模型之间采用非固定的连接方法，在环境模型中根据模型具体使用功能采用不同的连接方法自动连接；白色框图所表示的部分为可拓展的位置；图3中的接口为非固定的接口模块，在环境模型中根据模型具体使用功能选用不同的接口模块；环境模型包含被测控制器真实被控对象，如电机、电池、发动机、整车、水泵及其他控制器等；仿真值引入口包含所有被测对象需要接口的信号，左边2、3中没有引入的信号将使用预设默认值的方式传递到5；开环\故障测试层：信号在此处可以选择是进行闭环测试还是开环测试或故障注入测试；人机交互口：所有的测试动作、参数配置均在此处进行。
接口：图中所述1：接口i的信号完全等同于控制器发出的信号，接口o的信号完全等同于2与3中接口i的总和；图中所述2：接口i、接口o的信号均根据环境模型本身制定；图中所述3：接口i、接口o的信号均根据环境模型本身制定；图中所述4：接口i完全等同于2与3中接口i的总和，接口o的信号完全等同于控制器需要接收的信号；图中所述5：接口i完全等同于控制器需要接收的信号，接口o1的信号完全等同于控制器发出的信号，接口o2的信号包含虚拟驾驶的信号、环境模型参数配置的信号。
1)当测试类型不同测试设备不同时，通过生成不同的接口来满足要求，以实现MIL、HIL可以共用的测试环境模型，可用于主流品牌的HIL测试设备，如DSPACE、ETAS、NI。
当测试类型为HIL，设备为ETAS或NI时，所有的接口i生成为设备的input库模块，接口o生成为设备的output库模块；
当测试类型为HIL，设备为DSPACE时，1中的接口i生成为设备的input库模块，接口o生成为设备的output库模块，除1的接口o生成为数据类型强制转换成double的模块外，其余的接口i和接口o均生成为数据类型转换且类型为向后继承的模块，并将接口i与接口o按图中红色线条关系连线；
当测试类型为MIL时，1中的接口i生成为标准的input库模块，接口o生成为标准的output库模块，除1的接口o生成为数据类型强制转换成double的模块外，其余的接口i和接口o均生成为数据类型转换且类型为向后继承的模块，并将接口i与接口o按图中红色线条关系连线。
另外为了满足通用性，将环境模型编译为C或者C++，使用编译器为可视化编程软件中自带的编译器，如simulink中的rtwsfcn.tlc。
2)该模型构架分为5个部分，各部分在该结构已经接口生成方法下可以保持的独立性，每个部分均可独立修改而不影响其他部分，且在使用ETAS或NI设备进行HIL测试时还可单独下载到设备中去，从而便于环境模型的维护。
3)闭环信号测试是通过2、3来实现的，开环及故障注入测试是通过5来实现的，测试调试是通过4来实现的，以此满足主流测试方法，如信号闭环测试、开环手动测试、故障信号注入测试。
4)将所有的人机交互统一，环境模型中的参数不再通过固定预设值的方式进行设置，将所有环境模型参数使用输入变量的方式做成外部接口，其接口放置在2中的接口i中，将虚拟的驾驶操作信号比如挂档、油门、刹车、离合等，放置在5的人机交互口中，在5的人机交互口中还需要放置开环\故障注入开关以及信号注入口，以此实现单一的人机交互接口。
5)该模型以此构架，使用3这个部分来满足更高要求的功能拓展接口，该部分除接口i、接口o在格式上有要求外，其内容可随意添加且不会对其余部分产生除测试意图外的不良影响，以此来满足对环境模型的扩展。
二、模型自动生成
本发明实施例的模型生成有2个部分，1是对操作者意图的输入，2是模型实现。
1.意图输入
意图包括以下信息：
1)控制器输入输出信号的信息，该信息可以是CAN协议文件，也可以是硬线信号列表。
2)控制器被控对象的物理结构，及其机械连接关系，操作者需要表明被控对象包含的内容，如电机、电池、发动机、变速器等，之后需要表明哪几个为动力源，若有多个动力源，需表明多个动力源之间的连接关系，如离合连接，之后需表明有无变速器，变速器的类型，与变速器的连接关系，如直连、离合连接。
3)操作者若有拓展的环境模型，此时可导入模型。
4)完成1)、2)、3)之后，需操作者表明1中的接口i与接口o之间的关系，以及2、3中接口o与4的接口i之间的关系。
2.模型实现
模型实现的操作是根据输入的意图进行操作的，生成HIL测试模型则预先加载测试设备的模块库，但当使用的是ETAS或NI的设备时，则自动生成接口，无需另加载模块库，模型自动生成使用的命令为可视化编程软件中开放的操作接口语言，如MATLAB中的M语言。
从以上的描述中，可以看出，本发明实现了如下技术效果使测试环境模型搭建自动化、通用化，缩短汽车控制器软件测试时间，使测试环境模型通用化。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种汽车控制器测试的环境模型生成的方法，其特征在于，包括：
获取测试类型和测试设备类型，其中，所述测试类型包括：硬件在环HIL测试和模型在环MIL测试、软件在环SIL测试；
获取测试意图，其中，所述测试意图包括：被测控制器的输入和输出信号、所述被测控制器所控制的被控对象的物理结构及连接关系；
根据所述测试意图，生成与所述测试类型和所述测试设备对应的环境模块接口以及环境模块接口之间的连接关系。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述测试意图，生成与所述测试类型和所述测试设备对应的环境模块接口以及环境模块接口之间的连接关系，包括：
根据所述被测控制器的输入信号，生成与所述测试类型和所述测试设备类型对应的第一接口，其中，所述第一接口为接收所述被测控制器输入信号的接口；
根据所述被控对象的物理结构及连接关系，生成与所述测试类型和所述测试设备类型对应的第二接口，其中，所述第二接口为环境模型的接口，所述环境模型用于模拟各个所述被控对象；
生成所述第一接口和所述第二接口之间的连接关系。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
从人机交互接口获取环境模型的配置参数；
通过所述第二接口根据所述配置参数对各个环境模型进行配置。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过人机交互接口获取测试方式，其中，所述测试方式包括：闭环测试、开环测试和故障注入测试。
5.一种汽车控制器测试的环境模型生成的装置，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于获取测试类型和测试设备类型，其中，所述测试类型包括：硬件在环HIL测试和模型在环MIL测试、软件在环SIL测试；
第二获取模块，用于获取测试意图，其中，所述测试意图包括：被测控制器的输入和输出信号、所述被测控制器所控制的被控对象的物理结构及连接关系；以及
生成模块，用于根据所述测试意图，生成与所述测试类型和所述测试设备对应的环境模块接口以及环境模块接口之间的连接关系。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述生成模块，包括：
第一生成单元，用于根据所述被测控制器的输入信号，生成与所述测试类型和所述测试设备类型对应的第一接口，其中，所述第一接口为接收所述被测控制器输入信号的接口；
第二生成单元，用于根据所述被控对象的物理结构及连接关系，生成与所述测试类型和所述测试设备类型对应的第二接口，其中，所述第二接口为环境模型的接口，所述环境模型用于模拟各个所述被控对象；
第三生成单元，用于生成所述第一接口和所述第二接口之间的连接关系。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：
人机交互模块，用于获取环境模型的配置参数，通过所述第二接口根据所述配置参数对各个环境模型进行配置。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，
所述人机交互模块，还用于获取测试方式，其中，所述测试方式包括：闭环测试、开环测试和故障注入测试；
所述装置还包括：测试方式设置模块，用于根据设置测试方式。
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2014
- 2014-12-12 CN CN201410770686.2A patent/CN104536856B/zh active Active
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