CN111221325A - 一种硬件在环测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种硬件在环测试系统及方法，通过在上位机中的预设软件上运行硬件在环整车模型，产生测试信号；上位机中的硬件在环整车模型配置模块将测试信号通过功能模型接口标准通信传输给上位机中的测试台架控制模块；再通过以太网将所述测试信号传输给测试台架；测试台架将测试信号发送给整车控制器；整车控制器根据所述测试信号生成控制信号，并发送给测试台架；测试台架将控制信号传输给上位机中的测试台架控制模块；上位机中的测试台架控制模块将控制信号通过功能模型接口标准通信传输给上位机中的硬件在环整车模型配置模块，形成闭环，可以解决硬件在环整车模型编译下载到测试台架中的实时处理器时硬件在环整车模型太大引起跑飞的问题。

Description

一种硬件在环测试系统及方法

技术领域

本申请涉及一种硬件在环测试系统及方法，更具体的涉及一种基于测试台架的整车控制器硬件在环测试系统及方法。

背景技术

HIL(Hardware-in-the-Loop，硬件在环)测试的基本原理是通过HIL设备模拟整车控制器所需的传感器信号、通信信号，同时采集整车控制器发出的控制信号，整车控制器与运行在HIL设备中的整车模型构成闭环，由此实现整车控制器的硬件在环测试。当今，HIL硬件在环测试已成为ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)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还提高了ECU的软件质量，降低了整车厂的风险。

现有的HIL测试方法是将HIL整车模型编译下载到HIL处理器中运行，并通过IO(Input/Output，输入/输出)板卡与挂在HIL台架上的整车控制器形成闭环。而测试台架主要用于网络测试，测试台架上搭载的处理器板卡性能较低，当HIL整车模型较大时，HIL整车模型编译生成的DLL格式的文件运行在VT 处理器板卡中会出现跑飞现象，不能满足HIL整车模型的运行条件，无法提供整车控制器的功能测试。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺点与不足，本申请公开一种硬件在环测试系统及方法，能够解决测试台架的处理器板卡配置过低引起的HIL整车模型无法进行HIL测试的问题。

为了达到上述申请的目的，本申请提供了一种硬件在环测试系统，该系统包括：

上位机、测试台架以及整车控制器；

所述上位机与所述测试台架通过以太网连接；

所述测试台架与所述整车控制器通信连接；

所述上位机包括硬件在环整车模型配置模块以及测试台架控制模块；

所述硬件在环整车模型配置模块与所述测试台架控制模块通过功能模型接口标准通信连接。

另一方面，本申请还提供一种硬件在环测试方法，所述方法应用于上述硬件在环测试系统，所述方法包括：

在上位机中的预设软件上运行硬件在环整车模型，产生测试信号；

所述上位机中的硬件在环整车模型配置模块将测试信号通过功能模型接口标准通信传输给所述上位机中的测试台架控制模块；

所述上位机中的所述测试台架控制模块通过以太网将所述测试信号传输给测试台架；

所述测试台架将所述测试信号发送给整车控制器；

所述整车控制器根据所述测试信号生成控制信号，并将所述控制信号发送给所述测试台架；

所述测试台架将所述控制信号传输给所述上位机中的所述测试台架控制模块；

所述上位机中的所述测试台架控制模块将所述控制信号通过功能模型接口标准通信传输给所述上位机中的所述硬件在环整车模型配置模块。

实施本申请，具有如下有益效果：

本申请通过将HIL整车模型运行在上位机上，HIL整车模型通过FMI (functionalmock-up interface，功能模型接口标准)与测试台架控制模块进行通信，测试台架控制模块再将HIL整车模型的信号与挂在测试台架上的整车控制器进行通信，形成闭环，解决了受处理器板卡配置过低的限制，HIL整车模型无法进行HIL测试的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1为本申请实施例提供的一种硬件在环测试系统的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种硬件在环测试方法的流程示意图；

图3为本申请另一实施例提供的一种硬件在环测试方法的流程示意图；

图4为本申请另一实施例提供的一种硬件在环测试方法的流程示意图；

图5为本申请另一实施例提供的一种硬件在环测试方法的流程示意图；

图6为本申请另一实施例提供的一种硬件在环测试方法的流程示意图；

图7为本申请另一实施例提供的一种硬件在环测试方法的流程示意图；

其中，图1中附图标记对应为：1-上位机、2-测试台架、3-整车控制器、11-HIL 整车模型配置模块、12-测试台架控制模块、21-多个硬件板卡通道。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或服务器不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了实现申请的技术方案，让更多的工程技术工作者容易了解和应用本申请，将结合具体的实施例，进一步阐述本申请的工作原理。

本申请可以应用于整车模型的硬件在环测试

首先介绍本申请一种HIL测试系统的实施例，结合图1，该硬件在环测试系统包括：上位机1、测试台架2以及整车控制器3。其中，上位机1和测试台架 2通过以太网连接，测试台架2和整车控制器3进行通信连接，测试台架2中搭建有测试系统，该测试系统可以用于将HIL整车模型配置模块产生的测试信号发送给整车控制器3，在实际应用中，该测试系统可以包括但不限于VT系统。整车控制器3根据测试信号对HIL整车模型配置模块中的HIL整车模型进行控制，实现开发人员对整车控制器3的测试需求。上位机1包括HIL整车模型配置模块11和测试台架控制模块12，HIL整车模型配置模块11用于对HIL整车模型进行配置以及用于产生测试信号，测试台架控制模块12用于在上位机1中对测试台架2进行配置。上位机1可以包括电脑或者笔记本。HIL整车模型配置模块11和测试台架控制模块12通过FMI通信连接。

该系统通过上述连接方式可以使HIL整车模型在上位机1上运行，规避将 HIL整车模型编译下载到测试台架2中的实时处理器的方式，从而解决了受处理器板卡配置过低的限制，HIL整车模型无法进行HIL测试的问题。

具体的，该系统中，测试台架2包括多个硬件板卡通道21，该多个硬件板卡通道21包括：硬线通道、CAN通道和LIN通道。整车控制器3包括多个引脚，其中，每个引脚与测试台架2的一个硬件板卡通道连接。测试台架2与整车控制器3之间的通信连接包括硬线连接、CAN连接和LIN连接。

具体的，HIL整车模型配置模块包括预设软件，该软件用于运行整车模型。预设软件可以包括matlab软件。测试台架控制模块包括预设软件，该软件用于对测试台架进行控制。预设软件包括CANoe，CANoe是一种进行网络和整车控制器开发、测试和分析的工具，支持总线网络开发从需求分析到系统实现的全过程。

上述HIL测试系统的实施例通过将HIL整车模型配置模块11与测试台架控制模块12通过FMI通信连接，测试台架控制模块12通过以太网与测试台架2 通信连接，测试台架2通过硬线连接、CAN连接和LIN连接与整车控制器3通信连接，形成闭环，可以解决HIL整车模型编译下载到测试台架2中的实时处理器时HIL整车模型太大引起跑飞的问题。

以下介绍进行HIL测试方法的实施例，HIL测试方法可以应用于上述的HIL 测试系统中，如图2所示，该方法包括：

S11：在上位机中的预设软件上运行HIL整车模型，产生测试信号。

具体的，上位机上安装有预设软件，用于根据输入的HIL整车模型进行参数调试。预设软件可以包括matlab软件。调试matlab软件，在上位机中运行HIL 整车模型，产生测试信号。

S13：上位机中的HIL整车模型配置模块将测试信号通过FMI传输给上位机中的测试台架控制模块。

具体的，在HIL测试方法实施前，在测试台架控制软件中进行通信配置，根据整车控制器通信矩阵，配置并输出带有输入输出接口的FMI模块，测试台架控制软件将FMI模块发送给HIL整车模型配置模块使用。HIL整车模型配置模块接收到FMI模块后将FMI模块的输入输出接口与HIL整车模型输入输出接口对应连接，以使HIL整车模型配置模块与测试台架控制软件之间建立FMI通信连接。在测试台架控制模块中对测试台架进行配置，可以实现测试台架和上位机的通信，以及实现测试台架与整车控制器的通信。

S15：测试台架控制模块通过以太网将测试信号传输给测试台架。

具体的，测试台架控制模块搭建在上位机上，直接在上位机上通过测试台架控制模块对测试台架进行控制，避免将较大的HIL整车模型编译成DLL格式的文件在测试台架的实时处理器板卡中跑飞。

S17：测试台架将测试信号发送给整车控制器。

具体的，测试台架与整车控制器之间可以采用多种通信方式，包括硬线通信、CAN通信和LIN通信。硬线通信的可靠性比CAN通信和LIN通信高，当一个变量出现问题时不会影响其余变量传输，CAN通信和LIN通信传输的信号定义多，例如：电机的扭矩、发动机转速、电源电压等数值都能进行传输。例如，自动开关控制信号是一种硬线信号，控制开关开为高电平，控制开关关为低电平。CAN信号可以包括车辆中冷却液水位、电机扭矩、电池电压等。LIN信号与CAN信号类似，是整车控制器和车辆上其他控制器进行交互的信号，其他控制器包括电池控制器、电机控制器、电机控制器或者发动机控制器等。

S19：整车控制器根据测试信号生成控制信号，并将控制信号发送给测试台架。

具体的，控制信号包括对整车的控制信号，例如：关闭车辆的自动开关、打开天窗、调整电源电流值等。

S21：测试台架将控制信号传输给上位机中的测试台架控制模块。

S23：上位机中的测试台架控制模块将控制信号通过FMI传输给上位机中的 HIL整车模型配置模块。

以上步骤，基于测试台架，HIL整车模型和测试台架控制软件形成闭环， HIL整车模型配置模块产生测试信号，经过测试台架控制模块和测试台架传输给整车控制器，整车控制器根据接收到的测试信号生成控制信号，再经过测试台架和测试台架控制模块发送给HIL整车模型配置模块，以实现整车控制器根据测试信号对HIL整车模型的控制，其中，将HIL整车模型配置模块和测试台架控制模块均搭建到上位机中，HIL整车模型配置模块和测试台架控制模块通过FMI进行通信，不需要对HIL整车模型进行编译，使得较大的HIL整车模型可以直接在上位机中运行，不会出现跑飞现象。

在具体的实施例中，该方法还包括：

根据整车控制器中每个引脚的定义确定测试台架上对应的硬件板卡通道。整车控制器发出的信号根据信号的不同定义从对应的不同引脚输出，根据引脚的定义对引脚进行分类，将不同类型的引脚连接到对应类型的硬件板卡通道。

在这一实施例中，如图3所示，测试台架将测试信号发送给整车控制器包括：

S171：确定测试信号的信号类型。

S173：测试台架通过信号类型对应的硬件板卡通道将测试信号发送给整车控制器。

在另一实施例中，如图4所示，整车控制器根据测试信号生成控制信号，并将控制信号发送给测试台架包括：

S191：整车控制器根据测试信号生成控制信号。

S193：整车控制器确定控制信号的信号类型。

S195：整车控制器通过信号类型对应的硬件板卡通道将控制信号发送给测试台架。

在测试台架将控制信号发送给上位机之后，上位机中的测试台架控制软件接收到该控制信号，当控制信号为CAN信号或者LIN信号时，需要将控制信号进行解析，再由HIL整车模型配置模块接收。

进一步的，如图5所示，当测试信号为CAN信号或者LIN信号时，在S13 步骤之前，所述方法还包括：

S121：上位机对测试信号进行解析得到解析后的测试信号。

S123：上位机中的HIL整车模型配置模块将解析后的测试信号通过FMI传输给上位机中的测试台架控制模块。

由于FMI的通信方式不能导入CANdbc和LINldf格式的解析文件，当测试信号为CAN信号或者LIN信号时，需要将测试信号在VT整车模型配置模块中进行解析。

在另外的实施例中，在S171步骤之后，如图6所示，该方法还包括：

S172：基于测试信号的信号类型进行测试信号的匹配处理，得到与信号类型对应的匹配线束。

相应的，S173步骤包括：

S1731：测试台架通过信号类型对应的硬件板卡通道进行测试信号的输出。

S1733：整车控制器通过信号类型对应的匹配线束进行测试信号的输入。

在另外的实施例中，在S193步骤之后，如图7所示，该方法还包括：

S1941：基于所述控制信号的信号类型进行控制信号的匹配处理，得到与信号类型对应的匹配线束。

由于信号类型不同，承载信号的线束类型也不同，若信号类型为控制信号，要为控制信号匹配硬线，若信号类型为CAN信号，要为控制信号匹配CAN线，若信号类型为LIN信号，要为控制信号匹配LIN线。

相应的，S195步骤包括：

S1951：整车控制器通过信号类型对应的匹配线束进行控制信号的输出。

S1953：测试台架根据信号类型对应的硬件板卡通道进行控制信号的输入。

在一个具体的实施例中，HIL整车模型配置模块模拟电动车辆在运行时的电池和电机情况。当车辆运行时，电池持续耗电，HIL整车模型配置模块产生电池的电流信号，该电流信号作为测试信号向外发送。因为该测试信号为CAN信号， HIL整车模型配置模块先对该测试信号进行解析，再通过FMI将该测试信号发送给测试台架控制模块，测试台架控制模块再将该测试信号传输给测试台架，测试台架接收到该信号后，将该信号发送给整车控制器。由于电流信号在运行中持续产生，所以该测试信号为CAN信号，CAN信号可以传输该定义的不同时间的报文信息。整车控制器接收到电流信号可以得到电机扭矩信息。当电机扭矩不足时，整车控制器为放大电机扭矩，将控制电机扭矩放大的信号传输给 HIL整车模型配置模块。将控制电机扭矩放大的控制信号传输给HIL整车模型配置模块这一过程包括：根据该控制信号为硬线信号，通信过程为硬线通信，选择测试台架中的硬线通信对应的硬件板卡通道，整车控制器通过选择的硬件板卡通道将控制信号发送给测试台架，测试台架通过以太网将控制信号发送给测试台架控制模块，测试台架控制模块通过FMI将控制信号发送给HIL整车模型配置模块。HIL整车模型配置模块接收到控制信号后，根据该控制信号调整电机扭矩，电机扭矩调整后，电流变大到正常值，继而该正常的电流值再反馈给整车控制器。整车控制器接收到正常的电流值说明完成HIL测试。当HIL整车模型较大时，由于HIL整车模型配置模块以及测试台架控制模块均位于上位机，不会造成测试台架实时处理器的跑飞。

由以上本申请在上位机中的预设软件上运行硬件在环整车模型，产生测试信号；上位机中的硬件在环整车模型配置模块将测试信号通过功能模型接口标准通信传输给上位机中的测试台架控制模块；上位机中的测试台架控制模块通过以太网将测试信号传输给测试台架；测试台架将测试信号发送给整车控制器；整车控制器根据测试信号生成控制信号，并将控制信号发送给测试台架；测试台架将控制信号传输给上位机中的测试台架控制模块；上位机中的测试台架控制模块将控制信号通过功能模型接口标准通信传输给上位机中的硬件在环整车模型配置模块，形成闭环，可以解决HIL整车模型编译下载到测试台架2中的实时处理器时HIL整车模型太大引起跑飞的问题。

上述说明已经充分揭露了本申请的具体实施方式。需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本申请的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本申请的权利要求书的范围。相应地，本申请的权利要求的范围也并不仅仅局限于前述具体实施方式。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置、系统和服务器实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (10)

1.一种硬件在环测试系统，其特征在于，所述系统包括：

上位机、测试台架以及整车控制器；

所述上位机与所述测试台架通过以太网连接；

所述测试台架与所述整车控制器通信连接；

所述上位机包括硬件在环整车模型配置模块以及测试台架控制模块；

所述硬件在环整车模型配置模块与所述测试台架控制模块通过功能模型接口标准通信连接。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统中：

所述测试台架包括多个硬件板卡通道，所述硬件板卡通道包括：硬线通道、CAN通道、CAN通道和LIN通道；

所述整车控制器包括多个引脚，其中，每个引脚与所述测试台架的一个硬件板卡通道连接；

相应的，所述测试台架与所述整车控制器通信连接中的通信连接包括：

硬线连接、CAN连接和LIN连接。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述硬件在环整车模型配置模块包括预设软件，所述预设软件用于运行整车模型。

4.一种硬件在环测试方法，所述方法应用于权利要求1-4任一所述的硬件在环测试系统，其特征在于，所述方法包括：

在上位机中的预设软件上运行硬件在环整车模型，产生测试信号；

所述上位机中的硬件在环整车模型配置模块将测试信号通过功能模型接口标准通信传输给所述上位机中的测试台架控制模块；

所述上位机中的所述测试台架控制模块通过以太网将所述测试信号传输给测试台架；

所述测试台架将所述测试信号发送给整车控制器；

所述整车控制器根据所述测试信号生成控制信号，并将所述控制信号发送给所述测试台架；

所述测试台架将所述控制信号传输给所述上位机中的所述测试台架控制模块；

所述上位机中的所述测试台架控制模块将所述控制信号通过功能模型接口标准通信传输给所述上位机中的所述硬件在环整车模型配置模块。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述整车控制器中每个引脚的定义确定测试台架上对应的硬件板卡通道。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述测试台架将所述测试信号发送给整车控制器包括：

确定所述测试信号的信号类型；

所述测试台架通过所述信号类型对应的硬件板卡通道将所述测试信号发送给所述整车控制器。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述整车控制器根据所述测试信号生成控制信号，并将所述控制信号发送给所述测试台架包括：

所述整车控制器根据所述测试信号生成控制信号；

所述整车控制器确定所述控制信号的信号类型；

所述整车控制器通过所述信号类型对应的硬件板卡通道将所述控制信号发送给所述测试台架。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，当所述测试信号为CAN信号或者LIN信号时，所述上位机中的所述硬件在环整车模型配置模块将测试信号通过功能模型接口标准通信传输给所述上位机中的所述测试台架控制模块之前，所述方法还包括：

所述上位机对所述测试信号进行解析得到解析后的测试信号；

所述上位机中的所述硬件在环整车模型配置模块将测试信号通过功能模型接口标准通信传输给所述上位机中的所述测试台架控制模块包括：

所述上位机中的所述硬件在环整车模型配置模块将所述解析后的测试信号通过功能模型接口标准通信传输给所述上位机中的所述测试台架控制模块。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在确定所述测试信号的信号类型之后，所述方法还包括：

基于所述测试信号的信号类型进行测试信号的匹配处理，得到与信号类型对应的匹配线束；

相应的，所述测试台架通过所述信号类型对应的硬件板卡通道将所述测试信号发送给所述整车控制器包括：

所述测试台架通过所述信号类型对应的硬件板卡通道进行所述测试信号的输出；

所述整车控制器通过所述信号类型对应的匹配线束进行所述测试信号的输入。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述整车控制器确定所述控制信号的信号类型之后，所述方法还包括：

基于所述控制信号的信号类型进行控制信号的匹配处理，得到与信号类型对应的匹配线束；

相应的，所述整车控制器通过所述信号类型对应的硬件板卡通道将所述控制信号发送给所述测试台架包括：

所述整车控制器通过所述信号类型对应的匹配线束进行所述控制信号的输出；

所述测试台架通过所述信号类型对应的硬件板卡通道进行所述控制信号的输入。

Images