CN110794813A - 一种机电零部件在环实时联动测试方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种机电零部件在环实时联动测试方法及系统，该方法包括：构建整机动力学仿真模型和被测件在环实时测试系统；构建在环实时测试系统包括依次连接台架物理加载系统、HIL硬件在环系统和被测件模型控制系统；将各被测件在环实时测试系统中的HIL硬件在环系统和被测件模型控制系统分别连接至整机动力学仿真模型；整机动力学仿真模型设置成用获得的被测件在环实时测试系统的被测件的真实参数替代其中与之对应的仿真参数；并且，每个被测件在环实时测试系统中的被测件模型控制系统控制其所对应的台架物理加载系统并基于含有来自其他被测件在环实时测试系统的真实参数的整机动力学仿真模型对其所对应的被测件进行模拟加载并得到对应的测试信号。

Description

一种机电零部件在环实时联动测试方法及系统

技术领域

本发明涉及机电零部件产品的研发测试技术领域，具体涉及一种机电零部件在环实时联动测试方法及系统。

背景技术

汽车内部的电控元件通常包括有执行件和用于控制执行件进行相应动作的ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)，ECU包括软硬件部分，各类系统通过ECU完成自动化和半自动化的随机控制。车用电控元件多采用HIL(Hardware-in-the-Loop，硬件在环)测试法完成多种性能的标准测试，以使电控元件的应用符合技术要求或与原有元件进行对比以提高各类性能。

现有技术多采用以下三种方案对车用电控元件的性能进行测试。

第一种方案为多个ECU在环测试。在机电零部件研发早期，一般是ECU部分研发样机出来后，单独对ECU进行测试，测试装备主要为一系列软硬件装置，对被测件ECU提供模拟实际运行电气环境，使得被测件在更趋近于实际运行的环境中运行，由此实现对ECU部分的算法、控制逻辑、电气性能的测试评价。其中，电气环境是指：供电环境、信号通信环境、整机运行的数学模型仿真软件模拟信号等。此种HIL硬件在环测试，可以对不同零部件的ECU进行同时联动测试，以实现对不同ECU之间的配合性能进行测试评估。

第二种方案为单零件(含单个执行件和对应的ECU部分)在环测试。在HIL硬件在环测试基础上，通过建立机电测试装备，实现对单个被测件的机械执行部分及其ECU部分的同时测试。重点检测被测件的机械执行部分和电控部分的功能、性能、控制逻辑，以及两个部分作为一个整体时被组成的单个零件的功能、性能等特性。区别于第一种方案，第二种方案在于将机械执行部分引入到HIL硬件在环测试中，实现了半物理形式的测试，相比于第一种方案，第二种方案具有更大的实用意义，更加接近于零部件的实际使用状态。然而，第二种方案只能实现对单个零件的测试。

第三种方案为单执行件在环机械性能测试。被测件只为执行件，不包含对应的ECU部分。第三种方案一般用来测试机械执行部分的机械性能，只能对单个零件进行测试。

随着现代计算与控制技术发展，在汽车、航空航天、军事等智能装备领域，有两个发展趋势：第一，越来越多的使用ECU部分参与装备自动化运作；第二，随着计算技术的发展，智能装备的多个ECU功能将更多的集成在单个巨大的ECU模块中，使得单个巨大ECU模块可同时对多个执行件进行控制。然而，现有技术提供的三种测试方案，均无法满足上述两种发展趋势的测试要求，亟需提供一种能够匹配于上述两种发展趋势的测试方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机电零部件在环实时联动测试方法，使用该方法可进行多个执行件实时联动测试、多个执行件与多执行件集成控制ECU同时联动测试、多个零部件实时联动测试等多种测试。

本发明提供的机电零部件在环实时联动测试方法，包括：

构建整机动力学仿真模型和至少两个被测件在环实时测试系统；其中，构建所述被测件在环实时测试系统包括依次连接台架物理加载系统、HIL硬件在环系统和被测件模型控制系统；其中，所述被测件在环实时测试系统所测试的被测件为真实件，所述台架物理加载系统对所述被测件进行加载；

将各所述被测件在环实时测试系统中的所述HIL硬件在环系统和所述被测件模型控制系统分别连接至所述整机动力学仿真模型；

所述整机动力学仿真模型设置成用获得的所述被测件在环实时测试系统的被测件的真实参数替代其中与之对应的仿真参数；并且，

每个所述被测件在环实时测试系统中的所述被测件模型控制系统控制其所对应的所述台架物理加载系统，并基于含有来自其他所述被测件在环实时测试系统的所述真实参数的所述整机动力学仿真模型对其所对应的被测件进行模拟加载并得到对应的测试信号。

进一步地，所述被测件在环实时测试系统所测试的被测件包括执行件；

所述整机动力学仿真模型用获得的所述被测件在环实时测试系统的被测件的真实参数替代其中与之对应的仿真参数，包括：

所述整机动力学仿真模型根据模拟操作计算所述被测件在环实时测试系统中被测执行件应受的机械负载并得到计算结果，所述被测件在环实时测试系统根据所述计算结果通过其所对应的所述台架物理加载系统对其所对应的所述被测执行件实施实时机械加载。

进一步地，所述构建整机动力学仿真模型包括：

基于中央主控机软硬件构建零部件级实时数学仿真模型；

基于所述零部件级实时数学仿真模型构建系统级实时动力学仿真模型。

进一步地，每个所述被测件在环实时测试系统所测试的被测件为单执行件、单电控ECU、单零部件或电控ECU控制模型中的一种。

本发明的另一目的还在于提供一种对应于上述机电零部件在环实时联动测试方法的机电零部件在环实时联动测试系统。

所述机电零部件在环实时联动测试系统包括中央主控机和至少两个被测件在环实时测试系统；其中，

每个所述被测件在环实时测试系统均包括依次连接的台架物理加载系统、HIL硬件在环系统和被测件模型控制系统；其中，所述被测件在环实时测试系统所测试的被测件为真实件，所述台架物理加载系统设置成对所述被测件进行加载；

所述中央主控机设置成提供整机动力学仿真模型，所述整机动力学仿真模型与所述HIL硬件在环系统和所述被测件模型控制系统分别连接；

所述整机动力学仿真模型设置成用获得的所述被测件在环实时测试系统的被测件的真实参数替代其中与之对应的仿真参数；并且，

每个所述被测件在环实时测试系统设置成通过其所对应的所述被测件模型控制系统控制其所对应的所述台架物理加载系统，并基于含有来自其他所述被测件在环实时测试系统的所述真实参数的所述整机动力学仿真模型对其所对应的被测件进行模拟加载并得到对应的测试信号。

进一步地，所述被测件在环实时测试系统所测试的被测件包括执行件；

所述整机动力学仿真模型设置成根据模拟操作计算所述被测件在环实时测试系统中被测执行件应受的机械负载并得到计算结果，所述被测件在环实时测试系统根据所述计算结果通过其所对应的所述台架物理加载系统对其所对应的所述被测执行件实施实时机械加载。

进一步地，每个所述被测件在环实时测试系统为单执行件在环实时测试系统、单电控ECU在环实时测试系统、单零部件在环实时测试系统或电控ECU控制模型在环实时测试系统中的一种。

进一步地，所述电控ECU控制模型在环实时测试系统为模型在环测试系统、软件在环测试系统或处理器在环测试系统中的一种。

进一步地，至少两个所述被测件在环实时测试系统的类别全部相同、部分相同或均不相同。

进一步地，所述台架物理加载系统包括物理加载系统和与所述物理加载系统连接的实时测控软硬件；所述物理加载系统和所述实时测控软硬件分别与所述HIL硬件在环系统连接；其中，

所述物理加载系统设置成对所述被测件进行加载。

本发明提供的机电零部件在环实时联动测试方法及系统具有以下优势：

1)可实现多个执行件在环实时联动测试；

2)可实现多个执行件和多执行件集成控制ECU同时在环联动测试；

3)可实现多个单零部件在环实时联动测试；

4)在零部件研发阶段且样机未出来之前，可实现不同执行件与电控ECU同时在环联动测试；

5)即使各零部件的研发进度不同，例如部分零部件的执行件和与之对应的电控ECU研发完成，而部分零部件的执行件和与之对应的电控ECU仅完成算法模型，即使在该种完全不同步的研发进程下，各零部件仍然可通过本发明提供的测试方法完成在环联动测试。

附图说明

图1是根据本发明实施例的机电零部件在环实时联动测试方法的流程图；

图2是根据本发明一实施例的机电零部件在环实时联动测试系统，其中，各被测件在环实时测试系统的被测件均为单零部件；

图3是根据本发明一实施例的机电零部件在环实时联动混合测试系统，其中，各被测件在环实时测试系统的被测件分别为单零部件、单零部件、单执行件、单电控ECU、电控ECU控制模型；

图4是根据本发明实施例的适用于汽车行业的实时联动测试系统。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。

在下文的描述中，出于说明各种公开的实施例的目的阐述了某些具体细节以提供对各种公开实施例的透彻理解。但是，相关领域技术人员将认识到可在无这些具体细节中的一个或多个细节的情况来实践实施例。在其它情形下，与本申请相关联的熟知的系统、结构和技术可能并未详细地示出或描述从而避免不必要地混淆实施例的描述。

除非语境有其它需要，在整个说明书和权利要求中，词语“包括”和其变型，诸如“含有”和“具有”应被理解为开放的、包含的含义，即应解释为“包括，但不限于”。

在下文的描述中，单零部件包括执行件和与执行件连接且用于对执行件进行控制的电控ECU，电控ECU本身具有软硬件部分。

本实施例中，电控ECU有两种，包括单电控ECU和多执行件集成控制ECU。其中，单电控ECU与对应的执行件连接，用于控制该执行件，单电控ECU的体积较小；多执行件集成控制ECU与对应的至少两个执行件分别连接，用于控制该至少两个执行件，相比于单电控ECU，多执行件集成控制ECU的体积巨大，可实现多个执行件集成控制。使用本实施例提供的机电零部件在环实时联动测试方法，可实现对多个执行件和多执行件集成控制ECU同时在环联动测试。

在下文的描述中，HIL硬件在环系统用于对被测件电控ECU部分进行电气连接和通信连接，实现针对ECU的测试。HIL硬件在环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接口与被测电控ECU连接，对被测电控ECU进行全方面的系统测试。

本实施例提供的机电零部件在环实时联动测试方法及系统适用于工业机电、汽车、航空航天、船舶、军事装备等领域，可对其所涉及的机电零部件进行在环实时联动研发测试。例如，在多个电控ECU联动测试的基础上，通过采用运行在中央主控机软硬件平台上的整机动力学仿真模型，将多个执行件和多个电控ECU分别在环的各被测件在环实时测试系统采用高速网络进行实时关联，形成一个实时联动的零部件测试系统，如此可对系统中的核心执行件，在样件研发阶段，除实现电控ECU的联动测试外，还可实现执行件之间的功能配合与综合性能测试，此类包含多执行件的联动测试，能够更加真实地反映整个机电系统的机械特性与互动配合特性。

本实施例提供的机电零部件在环实施联动测试方法还可进行多执行件、多电控ECU、多电控ECU控制模型在环的混合测试，各被测件在环实时测试系统的被测件的类别可全部相同、部分相同或均不相同，如此可实现系统中不同研发阶段的零部件，在整机测试环境下，测试不同阶段零部件的配合特性、功能和性能，可极大地加快整机的研发进程，确保每个零部件在不同研发阶段均得到系统级的完整验证。

另外，本实施例提供的机电零部件在环实施联动测试方法可实现多个被测件在环实时测试系统异地同时测试，减去测试设备运输成本，进而降低测试成本。

图1是根据本发明实施例的机电零部件在环实时联动测试方法的流程图，如图1所示，本实施例提供的机电零部件在环实时联动测试方法，包括：

101.构建整机动力学仿真模型和至少两个被测件在环实时测试系统；其中，构建被测件在环实时测试系统包括依次连接台架物理加载系统、HIL硬件在环系统和被测件模型控制系统；其中，被测件在环实时测试系统所测试的被测件为真实件，台架物理加载系统对被测件进行加载；

其中，上述的整机动力学仿真模型由中央主控机提供，可使用中央主控机的软硬件平台，在中央主控机的软硬件平台输入构建参数构建整机动力学仿真模型。

其中，构建整机动力学仿真模型包括：

基于中央主控机软硬件，在中央主控机上输入整机所涉及零部件的构建参数，并构建零部件级实时数学仿真模型；

基于零部件级实时数学仿真模型，在中央主控机上输入所涉及的测试系统的构建参数，并构建系统级实时动力学仿真模型。

零部件级实时数学仿真模型用于模拟整个机电系统所涉及的零部件，零部件级实时数学仿真模型联动形成系统级实时动力学仿真模型；系统级实时动力学仿真模型主要是基于机械和电气数学物理理论对机电系统进行建模和仿真，代表了整个机电系统的执行部分。

在某一特定条件的应用场景下，系统级实时动力学仿真模型进行特定程序模拟过程，构成在该应用场景下的整机动力学仿真模型，例如以该测试系统针对汽车在紧急情况下的避障能力进行测试，在中央主控机上设置待测试车辆参数、道路驾驶环境、虚拟ADAS传感器参数及驾驶员模型，其中，驾驶员模型可由实际驾驶人员在驾驶模拟平台上操作，实现真实驾驶员在环驾驶，如此在某一特定应用场景下的系统级动力学仿真模型构建完成。

其中，HIL硬件在环系统为已知技术，其包括HIL实时软硬件、故障注入、RESTBUS仿真、I/O系统及其他模块，用于对电控ECU进行通信和测试，可实现故障注入、RESTBUS仿真、控制逻辑算法等各类电控功能和性能测试。

其中，构建被测件在环实时测试系统包括依次连接台架物理加载系统、HIL硬件在环系统和被测件模型控制系统，可通过光纤或高速网络连接，实现近乎无延迟的数据通信。其中，台架物理加载系统包括物理加载系统和与物理加载系统连接的实时测控软硬件，通过物理加载系统对被测件进行加载，被测件可为单零部件(包括执行件和与该执行件对应的电控ECU)、单执行件或单电控ECU；实时测控软硬件负责对物理加载系统进行实时控制，实现对被测件执行部分进行物理加载测试。其中，实时测控软硬件和电控ECU均与HIL硬件在环系统中的I/O系统连接，被测件模型控制系统与HIL硬件在环系统中的I/O系统连接。

其中，台架物理加载系统中的实时测控软硬件和HIL硬件在环系统中的HIL实时软硬件，可以为独立的两套实时软硬件系统，也可以为一套共用的软硬件系统；当台架物理加载系统中的台架实时测控软硬件与HIL硬件在环系统中的HIL实时软硬件为两套实时系统时，该两套实时系统采用光纤通信方式，实现近乎无延迟的数据通信。

其中，被测件模型控制系统的功能主要是提供操作界面、数据录入、数据显示、状态显示及监控。本实施例中，中央主控机可以为单独的主控电脑，也可以采用任意一个被测件模型控制系统兼任中央主控机。换言之，上述的整机动力学仿真模型可以运行在单独的中央主控机上，也可以运行在任意一个被测件在环实时测试系统的主控机上，与该主控机上的被测件控制模型，一同并行运行。

102.将各被测件在环实时测试系统中的HIL硬件在环系统和被测件模型控制系统分别连接至整机动力学仿真模型；

具体地，将每个被测件在环实时测试系统中的HIL硬件在环系统的I/O系统和被测件模型控制系统均连接至整机动力学仿真模型。

103.整机动力学仿真模型设置成用获得的被测件在环实时测试系统的被测件的真实参数替代其中与之对应的仿真参数；并且，每个被测件在环实时测试系统中的被测件模型控制系统控制其所对应的台架物理加载系统，并基于含有来自其他被测件在环实时测试系统的真实参数的整机动力学仿真模型对其所对应的被测件进行模拟加载并得到对应的测试信号。

其中，被测件在环实时测试系统所测试的被测件包括执行件；整机动力学仿真模型用获得的被测件在环实时测试系统的被测件的真实参数替代其中与之对应的仿真参数，包括：

整机动力学仿真模型根据模拟操作计算被测件在环实时测试系统中被测执行件应受的机械负载并得到计算结果，被测件在环实时测试系统根据计算结果通过其所对应的台架物理加载系统对其所对应的被测执行件实施实时机械加载。

如此，当有单零件(包括执行件和与该执行件对应的电控ECU)在环实时测试系统与系统级实时动力学仿真模型联动通信时，该单零部件包含真实单零部件执行件，此时真实单零部件执行件将会替代系统级动力学仿真模型中的数学仿真模型参与到联动测试中。亦即，在如图2的混合测试模型中，虚拟被测单元可随时被实物被测单元替换。

本实施例中，每个被测件在环实时测试系统所测试的被测件为单执行件、单电控ECU、单零部件或电控ECU控制模型中的一种，被测件在环实时测试系统的类别可全部相同、部分相同或均不相同。其中，电控ECU控制模型可为MIL-Model in loop模型在环、SIL-Software in loop软件在环或PIL-Processor in loop处理器。

本实施例提供的机电零部件在环实时联动测试系统包括中央主控机和至少两个被测件在环实时测试系统。

其中，整机动力学仿真模型包括基于中央主控机软硬件构建的零部件级实时数学仿真模型和基于零部件级实时数学仿真模型构建的系统级实时动力学仿真模型。

其中，零部件级实时数学仿真模型用于模拟整个机电系统所涉及的零部件，零部件级实时数学仿真模型联动形成系统级实时动力学仿真模型；系统级实时动力学仿真模型主要用于基于机械和电气数学物理理论对机电系统进行建模和仿真，代表了整个机电系统的执行部分。

在某一特定条件的应用场景下，系统级实时动力学仿真模型进行特定程序模拟过程，构成在该应用场景下的整机动力学仿真模型，例如以该测试系统针对汽车在紧急情况下的避障能力进行测试，在中央主控机上设置待测试车辆参数、道路驾驶环境、虚拟ADAS传感器参数及驾驶员模型，其中，驾驶员模型可由实际驾驶人员在驾驶模拟平台上操作，实现真实驾驶员在环驾驶，如此在某一特定应用场景下的系统级动力学仿真模型构建完成。

其中，每个被测件在环实时测试系统均包括依次连接的台架物理加载系统、HIL硬件在环系统和被测件模型控制系统。其中，被测件在环实时测试系统所测试的被测件为真实件。

其中，HIL硬件在环系统为已知技术，其包括HIL实时软硬件、故障注入、RESTBUS仿真、I/O系统及其他模块，用于对电控ECU进行通信和测试，可实现故障注入、RESTBUS仿真、控制逻辑算法等各类电控功能和性能测试。

其中，台架物理加载系统、HIL硬件在环系统和被测件模型控制系统可通过光纤或高速网络依次连接，实现近乎无延迟的数据通信。其中，台架物理加载系统包括物理加载系统和与物理加载系统连接的实时测控软硬件，物理加载系统用于对被测件进行加载，被测件可为单零部件(包括执行件和与该执行件对应的电控ECU)、单执行件或单电控ECU；实时测控软硬件负责对物理加载系统进行实时控制，实现对被测件执行部分进行物理加载测试。其中，实时测控软硬件和电控ECU均与HIL硬件在环系统中的I/O系统连接，被测件模型控制系统与HIL硬件在环系统中的I/O系统连接。

其中，台架物理加载系统中的实时测控软硬件和HIL硬件在环系统中的HIL实时软硬件，可以为独立的两套实时软硬件系统，也可以为一套共用的软硬件系统；当台架物理加载系统中的台架实时测控软硬件与HIL硬件在环系统中的HIL实时软硬件为两套实时系统时，该两套实时系统采用光纤通信方式，实现近乎无延迟的数据通信。

其中，被测件模型控制系统的功能主要是提供操作界面、数据录入、数据显示、状态显示及监控。本实施例中，中央主控机可以为单独的主控电脑，也可以采用任意一个被测件模型控制系统兼任中央主控机。

本实施例中，中央主控机设置成提供整机动力学仿真模型，整机动力学仿真模型与HIL硬件在环系统和被测件模型控制系统分别连接；整机动力学仿真模型设置成用获得的被测件在环实时测试系统的被测件的真实参数替代其中与之对应的仿真参数；并且，每个被测件在环实时测试系统设置成通过其所对应的被测件模型控制系统控制其所对应的台架物理加载系统，并基于含有来自其他被测件在环实时测试系统的真实参数的整机动力学仿真模型对其所对应的被测件进行模拟加载并得到对应的测试信号。

具体地，本实施例中，被测件在环实时测试系统所测试的被测件包括执行件；整机动力学仿真模型设置成根据模拟操作计算被测件在环实时测试系统中被测执行件应受的机械负载并得到计算结果，被测件在环实时测试系统根据计算结果通过其所对应的台架物理加载系统对其所对应的被测执行件实施实时机械加载。

如此，当有单零件(包括执行件和与该执行件对应的电控ECU)在环实时测试系统与系统级实时动力学仿真模型联动通信时，该单零部件包含真实单零部件执行件，此时真实单零部件执行件将会替代系统级动力学仿真模型中的数学仿真模型参与到联动测试中。亦即，在如图2的混合测试模型中，虚拟被测单元可随时被实物被测单元替换。

本实施例中，每个被测件在环实时测试系统为单执行件在环实时测试系统、单电控ECU在环实时测试系统、单零部件在环实时测试系统或电控ECU控制模型在环实时测试系统中的一种，并且，至少两个被测件在环实时测试系统的类别全部相同、部分相同或均不相同。其中，电控ECU控制模型在环实时测试系统为模型在环测试系统、软件在环测试系统或处理器在环测试系统中的一种。

图2是根据本发明一实施例的机电零部件在环实时联动测试系统，其中，各被测件在环实时测试系统的被测件均为单零部件。如图2所示，4个被测件在环实时测试系统的类别全部相同，均为单零部件在环实时测试系统，每个被测件在环实时测试系统均与中央主控机连接，中央主控机中的整机动力学仿真模型根据模拟操作计算被测件在环实时测试系统中被测执行件应受的机械负载并得到计算结果，被测件在环实时测试系统根据计算结果通过其所对应的台架物理加载系统对其所对应的被测执行件实施实时机械加载；并且，任一个被测件在环实时测试系统可通过其所对应的被测件模型控制系统控制其所对应的台架物理加载系统，并基于含有来自其他3个被测件在环实时测试系统的真实参数的整机动力学仿真模型对其所对应的被测件进行模拟加载并得到对应的测试信号。

图3是根据本发明一实施例的机电零部件在环实时联动混合测试系统，其中，各被测件在环实时测试系统的被测件分别为单零部件、单零部件、单执行件、单电控ECU、电控ECU控制模型。其中，本实施例中，联动混合测试系统包括两种，一种是各被测件在环实时测试系统的被测件部分相同，另一种是被测件在环实时测试系统的被测件均不相同。如图3所示，5个被测件在环实时测试系统的类别部分相同，被测件分别为单零部件、单零部件、单执行件、单电控ECU、电控ECU控制模型，每个被测件在环实时测试系统均与中央主控机连接，中央主控机中的整机动力学仿真模型根据模拟操作计算含有执行件的被测件在环实时测试系统中被测执行件应受的机械负载并得到计算结果，被测件在环实时测试系统根据计算结果通过其所对应的台架物理加载系统对其所对应的被测执行件实施实时机械加载；并且，任一个被测件在环实时测试系统可通过其所对应的被测件模型控制系统控制其所对应的台架物理加载系统，并基于含有来自其他4个被测件在环实时测试系统的真实参数的整机动力学仿真模型对其所对应的被测件进行模拟加载并得到对应的测试信号。

基于以上，本实施例以适用于汽车领域的实时联动混合测试进行详细说明。

图4是根据本发明实施例的适用于汽车行业的实时联动测试系统。如图4所示，示出了汽车行业零部件测试的某一应用场景，此测试场景中包含4个被测件在环实时测试系统和一个中央主控电脑，其中，4个被测件在环实时测试系统包括：

在环实时测试系统A(被测件为单零部件)，被测件为转向系统，包括转向机械执行件和与转向机械执行件对应的电控ECU部分；

在环实时测试系统B(被测件为单执行件)，被测件为电驱系统(仅含电机及驱动器等执行件)；

在环实时测试系统C(被测件为单电控ECU)，被测件为VCU，为车辆整车控制单元；

在环实时测试系统D(被测件为单零部件)，被测件为ESP，包括执行件(液压阀)、感知件(车身姿态传感器)及与之对应的电控ECU；

中央主控电脑，该中央主控电脑中设置的车辆动力学模型、虚拟驾驶环境、虚拟ADAS传感器模型运行在实时系统中，实现与上述在环实时测试系统A、B、C、D之间的实时通信。中央主控电脑可以为单独的主控电脑，也可以采用任意一个在环实时测试系统中的主控电脑兼任中央主控电脑。

以上4个测试系统，通过光纤或高速网络实现与中央主控电脑的极低延迟高速通信，实现了全部系统的实时联动测试。

以该实时联动测试系统针对汽车在紧急情况下的避障能力测试(简称：MOOSETEST，麋鹿测试)为例来介绍整个系统的测试过程。

测试目的：通过麋鹿测试来验证转向系统、ESP制动系统、电驱系统以及VCU综合控制在试验中的综合特性。

测试过程：

1)单独调试测试系统A、B、C、D，使在环实时测试系统A、B、C、D正常且进入准备测试状态；

2)启动中央主控电脑，设置测试车辆参数、道路驾驶环境、虚拟ADAS传感器参数以及驾驶员模型(由实际驾驶人员在驾驶模拟平台上操作，实现真实驾驶员在环驾驶)；

3)启动中央主控电脑与测试系统A、B、C、D主控电脑之间的通信，确认通信信号正常；

4)中央主控电脑发送初始状态调整命令至测试系统A、B、C、D；

5)测试人员在中央主控电脑上启动麋鹿测试程序；

6)中央主控电脑的车辆动力学模型根据道路环境以及模拟驾驶员操作，计算出测试系统A、B、C、D中被测执行件部分应受的机械负载(麋鹿试验的动作为：模拟驾驶员急打方向盘并进行脚踏板制动操作)；

7)测试系统A、B、C、D按照中央主控电脑车辆动力学模型的计算结果，对其中对应的被测件的执行件部分施加实时机械负载，通过其中对应的HIL柜对各被测件的电控ECU以及单独的VCU进行模拟电气连接和实时通信，相关电控ECU对对应的被测执行件发出控制指令。各测试系统的动作如下：

在环实时测试系统A：其中的物理加载系统对被测转向系统输入由伺服电机控制的急转向操作，实现急打方向盘的物理操作，测试系统A对转向系统执行件施加实际转向负载(包括路谱振动)，此时转向系统和EPS制动系统在转向ECU的控制下产生助力；

在环实时测试系统B：根据测试系统C中VCU的控制指令，依据当前车速、制动指令等信号，进行能量回馈式制动，该制动机械负载将由测试系统B施加到被测电机上；

在环实时测试系统C：根据转向ECU发出的转向信号、制动ECU发出的制动信号，通过VCU对整车状态进行集中监控，并对其他ECU发出控制指令；

在环实时测试系统D：根据车辆动力学模型中的车身姿态，在测试系统D中通过三维转台实现该车身姿态的实际模拟，使得被测ESP(也称ESC，车身稳定控制系统)中的集成姿态传感器测量到其物理姿态，并输出相关信号给到ESP制动系统的ECU，ESP制动系统的ECU控制VCU的制动控制信号以及当前车身姿态信号，对不同车轮实现不同制动力，以达到控制车身稳定的目的。

8)中央主控电脑中的车辆动力学模型根据各被测执行件的动力响应实时更新仿真模型中的执行件的空间姿态，并进入下一个循环。

本实施例提供的机电零部件在环实施联动测试方法及系统，可实现多个被测件在环实时测试系统异地同时测试。例如，上述的中央主控电脑位于整机厂，在环实时测试系统A、B、C、D分别位于不同地点的零部件厂，4个不同地方的零部件厂分别与整机厂的中央主控电脑进行通信，实现异地同时测试。例如，使用千兆以太网进行通信，包括5G网络，实现近乎无延迟的数据通信，完成实时联动测试，多方共同设计、调试并进行验收，大幅降低测试成本。

以上已详细描述了本发明的较佳实施例，但应理解到，若需要，能修改实施例的方面来采用各种专利、申请和出版物的方面、特征和构思来提供另外的实施例。

考虑到上文的详细描述，能对实施例做出这些和其它变化。一般而言，在权利要求中，所用的术语不应被认为限制在说明书和权利要求中公开的具体实施例，而是应被理解为包括所有可能的实施例连同这些权利要求所享有的全部等同范围。

Claims (10)

1.一种机电零部件在环实时联动测试方法，其特征在于，包括：

构建整机动力学仿真模型和至少两个被测件在环实时测试系统；其中，构建所述被测件在环实时测试系统包括依次连接台架物理加载系统、HIL硬件在环系统和被测件模型控制系统；其中，所述被测件在环实时测试系统所测试的被测件为真实件，所述台架物理加载系统对所述被测件进行加载；

将各所述被测件在环实时测试系统中的所述HIL硬件在环系统和所述被测件模型控制系统分别连接至所述整机动力学仿真模型；

所述整机动力学仿真模型设置成用获得的所述被测件在环实时测试系统的被测件的真实参数替代其中与之对应的仿真参数；并且，

每个所述被测件在环实时测试系统中的所述被测件模型控制系统控制其所对应的所述台架物理加载系统，并基于含有来自其他所述被测件在环实时测试系统的所述真实参数的所述整机动力学仿真模型对其所对应的被测件进行模拟加载并得到对应的测试信号。

2.根据权利要求1所述的机电零部件在环实时联动测试方法，其特征在于，

所述被测件在环实时测试系统所测试的被测件包括执行件；

所述整机动力学仿真模型用获得的所述被测件在环实时测试系统的被测件的真实参数替代其中与之对应的仿真参数，包括：

所述整机动力学仿真模型根据模拟操作计算所述被测件在环实时测试系统中被测执行件应受的机械负载并得到计算结果，所述被测件在环实时测试系统根据所述计算结果通过其所对应的所述台架物理加载系统对其所对应的所述被测执行件实施实时机械加载。

3.根据权利要求1所述的机电零部件在环实时联动测试方法，其特征在于，

所述构建整机动力学仿真模型包括：

基于中央主控机软硬件构建零部件级实时数学仿真模型；

基于所述零部件级实时数学仿真模型构建系统级实时动力学仿真模型。

4.根据权利要求1所述的机电零部件在环实时联动测试方法，其特征在于，

每个所述被测件在环实时测试系统所测试的被测件为单执行件、单电控ECU、单零部件或电控ECU控制模型中的一种。

5.一种机电零部件在环实时联动测试系统，其特征在于，包括中央主控机和至少两个被测件在环实时测试系统；其中，

每个所述被测件在环实时测试系统均包括依次连接的台架物理加载系统、HIL硬件在环系统和被测件模型控制系统；其中，所述被测件在环实时测试系统所测试的被测件为真实件，所述台架物理加载系统设置成对所述被测件进行加载；

所述中央主控机设置成提供整机动力学仿真模型，所述整机动力学仿真模型与所述HIL硬件在环系统和所述被测件模型控制系统分别连接；

所述整机动力学仿真模型设置成用获得的所述被测件在环实时测试系统的被测件的真实参数替代其中与之对应的仿真参数；并且，

每个所述被测件在环实时测试系统设置成通过其所对应的所述被测件模型控制系统控制其所对应的所述台架物理加载系统，并基于含有来自其他所述被测件在环实时测试系统的所述真实参数的所述整机动力学仿真模型对其所对应的被测件进行模拟加载并得到对应的测试信号。

6.根据权利要求5所述的机电零部件在环实时联动测试系统，其特征在于，

所述被测件在环实时测试系统所测试的被测件包括执行件；

所述整机动力学仿真模型设置成根据模拟操作计算所述被测件在环实时测试系统中被测执行件应受的机械负载并得到计算结果，所述被测件在环实时测试系统根据所述计算结果通过其所对应的所述台架物理加载系统对其所对应的所述被测执行件实施实时机械加载。

7.根据权利要求5所述的机电零部件在环实时联动测试系统，其特征在于，每个所述被测件在环实时测试系统为单执行件在环实时测试系统、单电控ECU在环实时测试系统、单零部件在环实时测试系统或电控ECU控制模型在环实时测试系统中的一种。

8.根据权利要求7所述的机电零部件在环实时联动测试系统，其特征在于，所述电控ECU控制模型在环实时测试系统为模型在环测试系统、软件在环测试系统或处理器在环测试系统中的一种。

9.根据权利要求5所述的机电零部件在环实时联动测试系统，其特征在于，至少两个所述被测件在环实时测试系统的类别全部相同、部分相同或均不相同。

10.根据权利要求5所述的机电零部件在环实时联动测试系统，其特征在于，所述台架物理加载系统包括物理加载系统和与所述物理加载系统连接的实时测控软硬件；所述物理加载系统和所述实时测控软硬件分别与所述HIL硬件在环系统连接；其中，

所述物理加载系统设置成对所述被测件进行加载。

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