CN110502430A - 一种车用电控单元柔性hil测试中心及测试方法 - Google Patents

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Abstract

车用电控单元柔性HIL测试中心及测试方法，涉及车用ECU的HIL测试系统，包括测试管理单元、a个实时系统、测试信号模拟单元、f个故障注入单元、资源匹配矩阵、样品管理单元、传送单元、刷新工位、n个测试工位，上述装置按相关功能连接。测试方法为：ECU软件、测试用例及被控对象模型输入测试管理单元，ECU硬件存放至样品管理单元；测试用例和被控对象模型分别输入至实时系统；将ECU硬件传送至刷新工位更新软件后，送回样品管理单元，成待测试件；分析得到每一套测试用例所需的测试资源；将待测试件传送至测试工位；分配测试资源给测试工位；实时系统开始自动执行测试用例。可快速、准确、高效地对车用ECU完成HIL测试。

Description

一种车用电控单元柔性HIL测试中心及测试方法
技术领域
本发明涉及车用电控单元(Electric Control Unit，简称ECU)的硬件在环(Hardware in the Loop，简称HIL)测试系统，详细讲是一种可以按照测试需求和ECU属性对特定HIL测试工位进行测试资源的柔性配置，多个测试工位可以灵活配置所需测试资源，无需对HIL测试台架大量改造即可适用不同ECU的测试，可快速、准确、高效地对车用ECU完成HIL测试的车用电控单元柔性HIL测试中心及测试方法。
背景技术
在汽车行业中，车用ECU的当前开发模式已经转为V流程开发模式。在V流程开发模式中，车用ECU的软件和硬件进行集成后，需要对其进行全面的功能、接口、故障注入测试。硬件在环(HIL)是实现上述验证的重要手段。传统的ECU车辆搭载试验验证不仅耗时耗力，而且受限于极限试验条件无法模拟、安全性无法保证等问题，相当一部分测试无法进行，因而导致ECU测试不充分。而HIL测试恰好可以弥补这些缺点，HIL测试的思路是将ECU从整车中隔离出来，通过模拟ECU硬件接口上的所有信号从而达到为ECU提供理想测试环境的目的，实现在实验室环境下测试ECU在任意工况下的功能性和安全性。由于上述的显著优点，这种开发验证手段得到市场的认可。
近年来车辆电气化程度大幅提高，车用ECU控制器的迭代速度日益加快，特别是随着软件复杂度、集成度增加，ECU软件的迭代速度未来可能会接近移动电话APP的迭代速度。而车用ECU软件对安全及功能完整性有极高要求，因此，快速、准确、高效地对车用ECU软件完成HIL测试并传递至客户终端逐渐成为行业需求。
目前车用ECU的集成测试都是使用针对特定ECU的HIL台架，每个ECU配备一套或多套HIL，这些HIL台架的测试资源冗余过剩，品牌构架各异，特定HIL测试台架需要经过大量改造才能对其他ECU进行测试；同时试验的组织、试验条件的设定、试验质量的控制、样品准备主要依赖人工，容易出现大量问题，导致测试结论失效，浪费时间和资源。
发明内容
本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种可以按照测试需求和ECU属性对特定HIL测试工位进行测试资源的柔性配置，多个测试工位可以灵活配置所需测试资源，无需对HIL测试台架大量改造即可适用不同ECU的测试，可快速、准确、高效地对车用ECU软件完成HIL测试的车用电控单元柔性HIL测试中心及测试方法。
本发明解决上述现有技术的不足所采用的技术方案是：
一种车用电控单元柔性HIL测试中心，其特征在于包括测试管理单元、a个实时系统、测试信号模拟单元、f个故障注入单元、资源匹配矩阵、样品管理单元、传送单元(带)、刷新工位、n个测试工位，其中，a,f,n为正整数；
所述测试管理单元与a个实时系统、测试信号模拟单元、f个故障注入单元、资源匹配矩阵、样品管理单元和传送单元相连，用于监控其(整个系统的)运行；
所述a个实时系统与测试信号模拟单元相连，用于运行用户输入的应用程序并对被控部件进行实时控制，用户所需的测试信息也从实时系统传出；
所述测试信号模拟单元的输出端与相对应的故障注入单元相连、输入端与资源匹配矩阵相连；测试信号模拟单元用于模拟产生测试信号、接收ECU的反馈信号；
所述故障注入单元与资源匹配矩阵相连，用于在信号模拟单元输出的信号基础上叠加故障；
所述资源匹配矩阵与刷新工位、n个测试工位相连，用于将所需的测试信号接入相应的刷新工位和/或测试工位、将ECU的响应信号反馈给测试信号模拟单元;
所述样品管理单元用于存放被测样品实物、记录其信息；
所述刷新工位与多个测试工位通过传送单元相连；
所述传送单元与样品管理单元相连，用于将待测样品在样品管理单元、刷新工位和测试工位间传送；
所述刷新工位和测试工位用于安放被测样品并通过接插件与其建立电气连接。
本发明中所述的测试信号模拟单元包括b个数字信号模拟单元、c个模拟信号模拟单元、d个车载通信模拟单元、e个电源模拟单元中的至少一种，b,c,d,e为正整数。
本发明中所述的资源匹配矩阵是将各测试资源的发生装置通过并联的开关分别与刷新工位和每个测试工位相连。通过选通各测试资源与刷新工位和每个测试工位相连的开关，可以控制各测试资源与刷新工位和每个测试工位是否连通、实现测试资源的柔性配置。资源匹配矩阵接收测试管理单元的配置信息，通过控制开关的闭合与断开，为不同工位配置信号，实现资源的灵活匹配，资源匹配矩阵内设有大量开关，开关类型包含继电器、三极管、MOS管、多路模拟开关、多路数字开关；开关类型取决于信号的类型。小功率数字或模拟信号可采用半导体开关，大功率电源信号可采用继电器或接触器。
本发明中所述的测试管理单元内存储有测试资源的具体参数，如通道数量、通道与ECU硬件接口的对应关系、信号的输出范围、信号的方向等。
使用上述车用电控单元柔性HIL测试中心的测试方法，其特征在于包括如下步骤：
第一步：将多种(至少两种)ECU硬件所对应的多种新版ECU软件(每种ECU对应一种待测新版ECU软件)、多套测试用例及相应的被控对象模型输入测试管理单元，将(可以运行上述多种新版ECU软件的一种或多种)ECU硬件存放至样品管理单元；
第二步：测试管理单元将多套测试用例和相应的(与多套测试用例相对应的多种)被控对象模型分别输入至a个实时系统；(一套测试用例和相应的被控对象模型输入一个实时系统)； (本发明中所述的多为至少两个，如多种、多套为至少两种、至少两套)；
第三步：测试管理单元控制传送单元将(新放入)样品管理单元内的(多种)ECU硬件(依次)传送至刷新工位，刷新工位通过接插件与ECU硬件相连，测试管理单元检测ECU硬件的当前软件版本、硬件版本，如果需要进行软件更新，则测试管理单元将(与该ECU硬件匹配的)新版ECU软件经过资源匹配矩阵发送至刷新工位，对(相应的)ECU硬件刷新；(如果检测到硬件版本与待测软件版本不匹配，则测试管理单元对其标记和提示)；软件版本更新、确认无误后，(多种)ECU硬件被传送单元送回样品管理单元，成为待测试件、等待测试；
第四步：测试管理单元分别对(多种ECU的多种新版ECU软件所对应的)多套测试用例进行分析，得到每一套测试用例对所对应的ECU硬件进行测试时所需的测试资源；
第五步：测试管理单元控制传送单元将(多个)待测试件分别传送至测试工位、与其连接；
第六步：测试管理单元控制资源匹配矩阵、根据(不同)测试工位上的待测试件(ECU硬件内)新版ECU软件所匹配的测试用例，将第四步得到的该测试用例所需的测试资源分配给该测试工位；
第七步：测试管理单元控制(与待测ECU内的新版ECU软件相匹配的)实时系统开始自动执行测试用例，监控记录测试过程数据、生成测试报告；所述的实时系统开始自动执行测试用例是：实时系统在满足实时性约束的条件下对测试用例和被控对象模型进行迭代计算，得到的计算结果(作为测试信号模拟单元的输入)控制测试信号模拟单元(及其故障注入单元)的输出，测试信号模拟单元(及其故障注入单元)将迭代计算所得的软件变量或操作变为真实的物理信号输入资源匹配矩阵，资源匹配矩阵将其分配至(步骤六)待测试件所在的测试工位进行测试；
第八步：ECU的测试用例运行完毕后，测试管理单元输出测试报告及用户关心的其他过程信息。测试管理单元将系统恢复至初始状态，资源匹配矩阵释放测试资源，ECU硬件被输送回样品管理单元。
本发明中所述的ECU软件版本和硬件版本在汽车行业一般执行基线管理，伴随同一种ECU的开发过程，可以具备多种软件版本、多种硬件版本和多种测试用例版本，硬件版本的种类(如HW1-HW3)一般远少于软件版本(如SW1-SW9)的种类，测试用例为了确保通用性，一般会有少量种类的测试用例版本(如TC1-2)，硬件版本、软件版本、测试用例版本具备严格的兼容关系，如兼容HW1的软件版本为SW1~SW2，测试用例版本为TC1；兼容HW2的软件版本为SW3~SW7，测试用例版本为TC1；兼容HW3的软件版本为SW8~9，测试用例版本为TC2。在进行ECU测试时，必须保证软件版本、硬件版本和测试用例版本的兼容性，否则会导致测试无法开展。本文中所述多种ECU对应的不同硬件版本、不同软件版本、不同测试用例版本也遵循上述的常规兼容关系。
被控对象模型和测试管理程序为测试管理单元预存程序。
测试管理单元负责ECU硬件的种类、新版ECU软件的种类、测试用例和被控对象模型间的协调分配：根据需要测试的新版ECU软件的种类分别向可以运行该新版ECU软件的ECU硬件内输入新版ECU软件；根据每个测试工位内具体的新版ECU软件来控制与之相对应的(装载有测试该新版ECU软件所需的测试用例及被控对象模型的)实时系统工作，迭代计算出测试数据(迭代计算结果)(作为模拟单元的输入)控制测试信号模拟单元(及其故障注入单元)的输出，测试信号模拟单元(及其故障注入单元)将迭代计算所得的软件变量或操作变为真实的物理信号输入资源匹配矩阵，资源匹配矩阵将其分别分配至(步骤六)相应的待测试件所在的测试工位进行测试；
本发明第七步中所述的迭代计算是：将测试用例作为被控对象模型的输入，被控对象模型(通过数学建模的方式)模拟被控对象的行为特征，在测试用例的输入下得到相应的输出信号，不同时刻对应的不同输入信号集合、产生不同的输出信号，该输出信号集为迭代计算结果。实时系统根据测试用例中的故障注入需求(何时、何种故障)控制故障注入单元的输出(注入故障信号)。
本发明中所述的测试资源包括数字信号、模拟信号、车载通信信号、电源模拟信号及其故障信号中的至少一种和信号参数；所述的测试资源由测试信号模拟单元及其故障注入单元模拟产生。
数字信号模拟单元用于按照实时系统的要求输出满足实时性、时序要求、电平精度、输出能力的数字信号；模拟信号模拟单元用于按照实时系统的要求输出满足实时性、响应要求、电压精度的模拟信号；车载通信模拟单元用于按照实时系统的要求模拟被测ECU所需的总线信号，如CAN/FD、LIN、车载以太网、摄像头接口、雷达接口等；电源模拟单元用于按照实时系统的要求输出满足电压精度、电流限值、工作模式、波形模拟要求的供电；故障注入单元用于按照实时系统的要求模拟测试用例所需的故障，如断开某些数字和模拟输入，监测被测ECU是否正确响应故障情况。
本发明所述的多套测试用例为：为了满足不同种类ECU的新版ECU软件和硬件测试需求所设计的不同测试用例。
本发明中通过测试管理单元实时监控多个实时系统、测试信号模拟单元、多个故障注入单元、资源匹配矩阵、样品管理单元的状态。车用电控单元柔性HIL测试中心通过测试管理单元、多个实时系统、测试信号模拟单元、多个故障注入单元、资源匹配矩阵为不同的ECU配置所需的测试工位1 ~ n，可同时对多种ECU进行测试。本发明可以按照测试需求和ECU属性对特定HIL测试工位进行测试资源的柔性配置，多个测试工位可以灵活配置所需测试资源，无需对HIL测试台架大量改造即可适用不同ECU的测试，可快速、准确、高效地对车用ECU软件完成HIL测试。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为资源匹配矩阵的结构示意图。
具体实施方式
汽车行业市场变化、相关法规更新及新技术迭代时，ECU开发需求也会随之改变，由此得到车用电控单元柔性HIL测试中心的输入：多种(需要测试的至少两种)ECU的新版ECU软件、多套测试用例(每种ECU的新版ECU软件对应至少一套测试用例)和多种(需要测试的至少两种)ECU硬件。
一种车用电控单元柔性HIL测试中心，其特征在于包括测试管理单元6、a个实时系统7、测试信号模拟单元、f个故障注入单元9、资源匹配矩阵10、样品管理单元11、传送单元12、刷新工位13、n个测试工位15，其中，a,f,n为正整数，取值由用户需要测试的ECU数量规模、物理信号属性、并行测试数量等因素决定；
所述测试管理单元6与a个实时系统7、测试信号模拟单元、f个故障注入单元9、资源匹配矩阵10、样品管理单元11和传送单元12的控制器单元相连，进行信息交互，用于监控整个系统的运行；其中传送单元12采用机械手配合传送带实现。
所述a个实时系统7与测试信号模拟单元相连，用于运行用户输入的应用程序(包括被控对象模型、自动化测试用例、测试管理程序)并对被控部件(包括测试信号模拟单元及其故障注入单元)进行实时控制，用户所需的测试信息也从实时系统传出，通过测试管理单元输出显示或记录；
用户所需的测试信息包括：测试过程中由测试信号模拟单元及其故障注入单元产生的信号及其正确性，以判断测试的输入条件是否正常；ECU在接收到上述激励信号后的响应(包括数字接口的电平信息、车载总线上的报文信息、模拟信号输出情况、功率驱动的波形等)，以判断ECU的功能是否正确完整、控制策略是否覆盖所有工况、故障诊断是否快速准确；所有测试用例工步的执行时序及通过情况，测试结果的统计信息，用以评估ECU整体功能、策略、诊断方面的开发完整度；
所述测试信号模拟单元的输出端与相对应的故障注入单元相连、输入端与资源匹配矩阵相连；测试信号模拟单元用于模拟产生ECU测试需要的测试信号、接收ECU输出的响应信号；
所述故障注入单元与资源匹配矩阵相连，用于在信号模拟单元输出的信号基础上叠加故障；
所述资源匹配矩阵与刷新工位、n个测试工位相连，用于将所需的测试信号接入相应的刷新工位和/或测试工位、将ECU的反馈信号反馈给测试信号模拟单元;
所述样品管理单元用于存放被测样品实物、记录其信息；
所述传送单元与样品管理单元相连，用于将待测样品在样品管理单元、刷新工位和测试工位间传送；
所述刷新工位与多个测试工位通过传送单元相连；
所述刷新工位和测试工位用于安放被测样品并通过接插件与其建立电气连接。
本发明中所述的测试信号模拟单元包括b个数字信号模拟单元18、c个模拟信号模拟单元19、d个车载通信模拟单元20、e个电源模拟单元21中的至少一种，b,c,d,e为正整数。取值由用户需要测试的ECU数量规模、物理信号属性、并行测试数量等因素决定；
本发明中所述的资源匹配矩阵如图2所示，将各测试资源的发生装置通过并联的开关分别与刷新工位和每个测试工位相连。测试信号模拟单元的输出端、各个故障注入单元的输出端通过并联的开关分别与刷新工位和每个测试工位相连。通过选通各测试资源与刷新工位和每个测试工位相连的开关，可以控制各测试资源与刷新工位和每个测试工位是否连通、实现测试资源的柔性配置。资源匹配矩阵接收测试管理单元的配置信息，通过控制开关的闭合与断开，为不同工位配置信号，实现资源的灵活匹配，资源匹配矩阵内设有大量开关，开关类型包含继电器、三极管、MOS管、多路模拟开关、多路数字开关；开关类型取决于信号的类型。小功率数字或模拟信号可采用半导体开关，大功率电源信号可采用继电器或接触器。
本发明中所述的测试管理单元内存储有测试资源的具体参数，如通道数量、通道与ECU硬件接口的对应关系、信号的输出范围、信号的方向等。
使用上述车用电控单元柔性HIL测试中心的测试方法，其特征在于包括如下步骤：
第一步：将多种(至少两种)ECU硬件所对应的多种新版ECU软件(每种ECU硬件对应一种待测新版ECU软件)、多套测试用例及相应的被控对象模型输入测试管理单元，将(可以运行上述多种新版ECU软件的一种或多种)ECU硬件存放至样品管理单元；
第二步：测试管理单元将多套测试用例和相应的(与多套测试用例相对应的多种)被控对象模型分别输入至a个实时系统；(一套测试用例和相应的被控对象模型输入一个实时系统)；(本发明中所述的多为至少两个，如多种、多套为至少两种、至少两套)；
第三步：测试管理单元控制传送单元将(新放入)样品管理单元内的(多种)ECU硬件(依次)传送至刷新工位，刷新工位通过接插件与ECU硬件相连，测试管理单元检测ECU硬件的当前软件版本、硬件版本，如果需要进行软件更新，则测试管理单元将(与该ECU硬件匹配的)新版ECU软件经过资源匹配矩阵发送至刷新工位，对(相应的)ECU硬件刷新；(如果检测到硬件版本与待测软件版本不匹配，则测试管理单元对其标记和提示)；软件版本更新、确认无误后，(多种)ECU硬件被传送单元送回样品管理单元，成为待测试件、等待测试；
第四步：测试管理单元分别对(多种ECU的多种新版ECU软件所对应的)多套测试用例进行分析，得到每一套测试用例对所对应的ECU硬件进行测试时所需的测试资源(通道数量和参数)；例如，测试用例为在第1秒向ECU输入12V电源，然后于第2秒在ECU特定输入接口输入高电平数字信号，则该测试用例需要的测试资源如下：电源模拟通道1个，方向为输出，电压12V，电流上限1A；数字信号模拟通道1个，方向为输出，电平为12V，驱动方式为推挽，驱动电流10mA。
第五步：测试管理单元控制传送单元将(多个)待测ECU分别传送至测试工位、与其连接；
第六步：测试管理单元控制资源匹配矩阵、根据(不同)测试工位上的待测试件(ECU硬件)内新版ECU软件所匹配的测试用例，将第四步得到的该测试用例所需的测试资源分配给该测试工位；即：控制相应开关的闭合与断开，将所需信号连接至ECU硬件的相应管脚。
第七步：测试管理单元控制(与待测试件内的新版ECU软件相匹配的)实时系统开始自动执行测试用例，监控记录测试过程数据、生成测试报告；所述的实时系统开始自动执行测试用例是：实时系统在满足实时性约束的条件下对测试用例和被控对象模型进行迭代计算，得到的计算结果(作为模拟单元的输入)控制测试信号模拟单元(及其故障注入单元)的输出，测试信号模拟单元(及其故障注入单元)将迭代计算所得的软件变量或操作变为真实的物理信号输入资源匹配矩阵，资源匹配矩阵将其分配至(步骤六)待测ECU所在的测试工位进行测试；
第八步：ECU的测试用例运行完毕后，测试管理单元输出测试报告及用户关心的其他过程信息。测试管理单元将系统恢复至初始状态，资源匹配矩阵释放测试资源，ECU硬件被输送回样品管理单元。
测试管理单元的功能由测试管理程序实现，用于实时监控多个实时系统、测试信号模拟单元、多个故障注入单元、资源匹配矩阵、样品管理单元以及各测试工位的状态；对ECU硬件的种类、新版ECU软件的种类、测试用例和被控对象模型间进行协调分配：根据需要测试的新版ECU软件的种类分别向可以运行该新版ECU软件的ECU硬件内输入新版ECU软件；根据每个测试工位内具体的新版ECU软件来控制与之相对应的(装载有测试该新版ECU软件所需的测试用例及被控对象模型的)实时系统工作；发出指令控制资源匹配矩阵完成测试资源的映射；发出指令控制样品管理单元与特定工位交换测试ECU硬件；存储测试中各信号的数据、测试用例工步时序、执行状态，并将测试结论形成测试报告输出。
本发明第七步中所述的迭代计算是：将测试用例作为被控对象模型的输入，被控对象模型(通过数学建模的方式)模拟被控对象的行为特征，在测试用例的输入下得到相应的输出信号，不同时刻对应的不同输入信号集合、产生不同的输出信号，该输出信号集为迭代计算结果。实时系统根据测试用例中的故障注入需求(何时、何种故障)控制故障注入单元的输出(注入故障信号)。
实时系统迭代计算出测试过程数据(迭代计算结果)(作为模拟单元的输入)控制测试信号模拟单元(及其故障注入单元)的输出，测试信号模拟单元(及其故障注入单元)将迭代计算所得的软件变量或操作变为真实的物理信号输入资源匹配矩阵，资源匹配矩阵将其分别分配至(步骤六)相应的待测试件所在的测试工位进行测试
本发明中所述的测试资源包括数字信号、模拟信号、车载通信信号、电源模拟信号及其故障信号中的至少一种和各信号的参数；所述的测试资源由测试信号模拟单元及其故障注入单元模拟产生。
数字信号参数包括：通道数量、延迟时间、电平幅值、带载能力；模拟信号参数包括：通道数量、响应带宽、电压范围、电压精度、带载能力；车载通信信号参数包括：通道数量、通讯速率、报文定义；电源信号参数包括：通道数量、响应带宽、电压精度、电流上限；故障注入单元可模拟的故障类型一般包括：信号中断、信号幅值过高、信号幅值过低、信号边沿斜率过大、信号边沿斜率过小、通讯信息错误、噪声干扰等实际使用中可能出现的失效模式。
数字信号模拟单元用于按照实时系统的要求输出满足实时性、时序要求、电平精度、输出能力的数字信号；模拟信号模拟单元用于按照实时系统的要求输出满足实时性、响应要求、电压精度的模拟信号；车载通信模拟单元用于按照实时系统的要求模拟被测ECU所需的总线信号，如CAN/FD、LIN、车载以太网、摄像头接口、雷达接口等；电源模拟单元用于按照实时系统的要求输出满足电压精度、电流限值、工作模式、波形模拟要求的供电；故障注入单元用于按照实时系统的要求模拟测试用例所需的故障，如断开某些数字和模拟输入，监测被测ECU是否正确响应故障情况。
本发明所述的多套测试用例为：测试不同种类的ECU的新版ECU软件的测试需求所设计的不同测试用例。
本发明中通过测试管理单元实时监控多个实时系统、测试信号模拟单元、多个故障注入单元、资源匹配矩阵、样品管理单元的状态。车用电控单元柔性HIL测试中心通过测试管理单元、多个实时系统、测试信号模拟单元、多个故障注入单元、资源匹配矩阵为不同的ECU配置所需的测试工位1 ~ n，可同时对多种ECU进行测试。本发明可以按照测试需求和ECU属性对特定HIL测试工位进行测试资源的柔性配置，多个测试工位可以灵活配置所需测试资源，无需对HIL测试台架大量改造即可适用不同ECU的测试，可快速、准确、高效地对车用ECU软件完成HIL测试。
本发明中所述测试管理单元与a个实时系统、b个数字信号模拟单元、c个模拟信号模拟单元、d个车载通信模拟单元、e个电源模拟单元、f个故障注入单元、资源匹配矩阵、样品管理单元进行信息交互，确保测试过程和条件可以被监测。测试管理单元监控整个系统的运行，是系统与外部进行信息交互的中枢，同时直接或间接实现对实时系统、测试信号模拟单元、故障注入单元、资源匹配矩阵、样品管理单元和传送带的配置及控制。测试管理单元可以采用一台通用计算机实现，其内部集成了用户进行测试管理的软件(如NIVeristand等)和工程。其主要功能是存储不同控制器的不同版本的软件、测试用例以及被控对象模型、将这些信息整合后形成测试工位的配置参数、将配置参数转化成其他单元的控制命令等。例如：软件文件将通过内部通讯总线传输至刷新工位用于软件更新和软件校验；根据信号输入输出关系，测试用例与被控对象模型将被整合成一个更大的闭环控制模型，该模型通过测试管理软件编译后部署到实时系统中；测试管理单元会按照测试用例指挥其他单元按次序完成每个工步、每项测试以及不同ECU的测试；测试过程中的数据将由测试管理单元进行保存，测试结束后会生成测试报告。实时系统为实施ECU HIL测试的通用单元(在工业控制中也较为普遍)，由计算平台硬件和满足实时性要求的操作系统组成，用于运行用户输入的应用程序并与外界进行实时交互，其核心在于程序产生运行结果要满足时间约束，例如在1ms内须完成一次模型运算迭代和相应的控制。本发明所述的a个实时系统可运行多个ECU测试所需的被控对象模型、测试用例等。故障注入单元在信号模拟单元输出/输入的信号基础上叠加故障，对于不同的信号类型会有不同的失效模式模拟，如数字信号欠压、模拟信号丢失断开、通讯信号时序紊乱、电源过压等，故障注入单元用于按照实时系统的要求模拟测试用例所需的故障，如断开某些数字和模拟输入，监测被测ECU是否正确响应故障情况。资源匹配矩阵用于将所需的测试信号接入不同工位，充分确保测试信号/通道资源的可复用性和灵活性。资源匹配矩阵10如图2所示，内设有大量开关，开关类型包含继电器、三极管、MOS管、多路模拟开关、多路数字开关；开关类型取决于信号的类型；数字或模拟信号可采用半导体开关，电源信号采用继电器或接触器，如图2所示，各测试信号模拟单元产生的信号1、信号2、信号3、…信号n分别通过并联的开关可控的分配给工位1、工位2、工位3、…工位n的任何一个工位的任何一个通道（通道1、通道2、通道3、…通道n）。刷新工位用于专门对待测ECU进行程序刷新，以确保特定版本的硬件上配合对应版本的软件。样品管理单元用于存放被测样品实物、记录其信息并与传送带进行样品传递，其外侧可采用格子或抽屉形式，由测试人员送入样品；其内侧可采用机械臂或其他自动机构对样品进行抽出和放回，该自动机构可将待测样品实物放置于传送带，也可将测试完毕的样品从传送带上取回。样品管理单元通过传送带输送多个ECU 至刷新工位和多个测试工位。
本发明具有以下优点：
1)人员只参与向系统输入正确的软件、硬件和测试用例，其余测试部分均在车用电控单元柔性HIL测试中心中完成。隔离人与测试环境，减少人工的参与，保证了测试过程的安全性、高效性和准确性；
2)一套系统可以同时完成多个ECU的测试，测试设备资源的复用程度高、兼容性好；
3)将车用ECU的开发过程需求、软件迭代、硬件迭代融入系统中，灵活应对需求、软件、硬件的变化，缩短产品的开发周期，实现产品的高效率维护、更新。

Claims (6)

1.一种车用电控单元柔性HIL测试中心，其特征在于包括测试管理单元、a个实时系统、测试信号模拟单元、f个故障注入单元、资源匹配矩阵、样品管理单元、传送单元、刷新工位、n个测试工位，其中，a,f,n为正整数；
所述测试管理单元与a个实时系统、测试信号模拟单元、f个故障注入单元、资源匹配矩阵、样品管理单元和传送单元相连，用于监控其运行；
所述a个实时系统与测试信号模拟单元相连，用于运行用户输入的应用程序并对被控部件进行实时控制，用户所需的测试信息也从实时系统传出；
所述测试信号模拟单元的输出端与相对应的故障注入单元相连、输入端与资源匹配矩阵相连；测试信号模拟单元用于模拟产生测试信号、接收ECU的反馈信号；
所述故障注入单元与资源匹配矩阵相连，用于在信号模拟单元输出的信号基础上叠加故障；
所述资源匹配矩阵与刷新工位、n个测试工位相连，用于将所需的测试信号接入相应的刷新工位和/或测试工位、将ECU的响应信号反馈给测试信号模拟单元;
所述样品管理单元用于存放被测样品实物、记录其信息；
所述刷新工位与多个测试工位通过传送单元相连；
所述传送单元与样品管理单元相连，用于将待测样品在样品管理单元、刷新工位和测试工位间传送；
所述刷新工位和测试工位用于安放被测样品并通过接插件与其建立电气连接。
2.根据权利要求1所述的车用电控单元柔性HIL测试中心，其特征在于所述的测试信号模拟单元包括b个数字信号模拟单元、c个模拟信号模拟单元、d个车载通信模拟单元、e个电源模拟单元中的至少一种，b,c,d,e为正整数。
3.根据权利要求1所述的车用电控单元柔性HIL测试中心，其特征在于所述的资源匹配矩阵是将各测试资源的发生装置通过并联的开关分别与刷新工位和每个测试工位相连。
4.使用上述车用电控单元柔性HIL测试中心的测试方法，其特征在于包括如下步骤：
第一步：将多种ECU硬件所对应的多种新版ECU软件、多套测试用例及被控对象模型输入测试管理单元，将ECU硬件存放至样品管理单元；
第二步：测试管理单元将多套测试用例和被控对象模型分别输入至a个实时系统；
第三步：测试管理单元控制传送单元将样品管理单元内的ECU硬件传送至刷新工位，刷新工位通过接插件与ECU硬件相连，测试管理单元检测ECU硬件的当前软件版本、硬件版本，如果需要进行软件更新，则测试管理单元将新版ECU软件经过资源匹配矩阵发送至刷新工位，对ECU硬件刷新；软件版本更新、确认无误后，ECU硬件被传送单元送回样品管理单元，成为待测试件、等待测试；
第四步：测试管理单元分别对多套测试用例进行分析，得到每一套测试用例对所对应的ECU硬件进行测试时所需的测试资源；
第五步：测试管理单元控制传送单元将待测试件分别传送至测试工位、与其连接；
第六步：测试管理单元控制资源匹配矩阵、根据测试工位上的待测试件的新版ECU软件所匹配的测试用例，将第四步得到的该测试用例所需的测试资源分配给该测试工位；
第七步：测试管理单元控制实时系统开始自动执行测试用例，监控记录测试过程数据、生成测试报告；
第八步：ECU的测试用例运行完毕后，测试管理单元输出测试报告及用户关心的其他过程信息。
5.根据权利要求4所述的车用电控单元柔性HIL测试中心的测试方法，其特征在于所述的实时系统开始自动执行测试用例是：实时系统在满足实时性约束的条件下对测试用例和被控对象模型进行迭代计算，得到的计算结果控制测试信号模拟单元的输出，测试信号模拟单元将迭代计算所得的软件变量或操作变为真实的物理信号输入资源匹配矩阵，资源匹配矩阵将其分配至待测试件所在的测试工位进行测试。
6.根据权利要求5所述的车用电控单元柔性HIL测试中心的测试方法，其特征在于所述的迭代计算是：将测试用例作为被控对象模型的输入，被控对象模型模拟被控对象的行为特征，在测试用例的输入下得到相应的输出信号，不同时刻对应的不同输入信号集合、产生不同的输出信号，该输出信号集为迭代计算结果。
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