“NI VeriStand與NI PXI平台的結合滿足了用戶對I/O
、計算能力
、信號仿真和數據分析等功能的需求


，而且是完全開放和模塊化的。”–Enrico Corti, Alma Automotive.

 

 

 

 

    Alma Automotive是一家總部設在意大利北部的公司，為汽車的校準
、控製和測試提供定製的解決方案。Alma Automotive根據客戶的需求，提供純軟件（模型或基於模型的分析），或集成硬件和軟件的解決方案。Eldor公司提供汽車電子組件，如線圈
、傳感器係統和電子控製單元(ECU)。

 

    因為HIL係統可以用來實現自動化和標準化測試


，所以它們是ECU測試的標準。大多數市場上可用的HIL係統提供的是不能擴展或定製的標準功能，Eldor公司選擇了由Alma汽車公司提出的HIL解決方案，因為該方案的硬件和軟件是開放的，並可以完全根據他們的需求定製。

 

    HIL係統所仿真的是由ECU控製的設備，所有進入ECU的實際信號必須由HIL測試係統產生的信號代替。因為目標是測試ECU的功能，所以仿真必須實時運行。模型必須精確地對ECU命(ming)令(ling)進(jin)行(xing)響(xiang)應(ying)，以(yi)測(ce)試(shi)整(zheng)個(ge)嵌(qian)入(ru)式(shi)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)。對(dui)於(yu)某(mou)些(xie)類(lei)型(xing)的(de)信(xin)號(hao)，複(fu)現(xian)一(yi)個(ge)正(zheng)確(que)的(de)時(shi)基(ji)是(shi)很(hen)困(kun)難(nan)的(de)，因(yin)為(wei)高(gao)頻(pin)率(lv)的(de)信(xin)號(hao)需(xu)要(yao)與(yu)曲(qu)軸(zhou)的(de)瞬(shun)時(shi)位(wei)置(zhi)同(tong)步(bu)。這(zhe)種(zhong)典(dian)型(xing)的(de)例(li)子(zi)包(bao)括(kuo)缸(gang)內(nei)壓(ya)力(li)、加速度計
、離子電流和進氣壓力信號。

 

    目前市場上有很多的HIL係統可供選擇。大多數係統的主要缺點是缺乏對HIL供應商所提供的基礎函數庫進行定製的工具，很難訪問底層（類似FPGA）函數，因此這些係統無法滿足顧客的需求。

 

    NI VeriStand與NI PXI平台的結合滿足了用戶對I/O、計算能力、信號仿真和數據分析等功能的需求，而且是完全開放和模塊化的。決定該應用成功的兩個關鍵因素是：充分利用了 NI LabVIEW FPGA模塊創建複雜FPGA代碼的能力和創建了一個自定義設備來輸出凸輪軸、曲軸、進氣門、傳感器電流和缸內壓力信號。

 

    由Alma Automotive公司提出的HIL係統（圖1）集成了以下硬件和軟件組件：

    *           用PXI實時控製器開發的一個完整的發動機/車輛(摩托車)/駕駛員模型，該控製器的步長時間為500µs
，單核CPU負荷為20%
；

    *           用自定義設備實現的一個高帶寬信號發生器，該自定義設備用來產生基於模型的曲軸、凸輪軸、進氣門、缸內壓力和離子電流信號，也用來獲取所有的ECU輸出指令，包括點火、噴射
、H橋和中斷燈等指令。該自定義設備是用7852R板卡實現的。

    *            由Alma Automotive公司設計和生產的一個自定義的I/O信號調理板，將ECU模擬輸出信號轉變為TTL數字信號
，並在必要時增強PXI 6723的模擬輸出信號(可變磁阻信號，VRS)。

    *           由Alma Automotive公司設計和生產的一個自定義的執行器和傳感器故障插入單元(FIU)和一個可以提供96路信號的外置接線盒。

    車輛仿真模式可用於開環（用戶駕駛車輛）或閉環仿真（駕駛員遵照車輛速度軌跡）。測功機模式也可以模擬試驗台的運行狀況。發動機采用多變量扭矩圖建立模型，該子模型輸出發動機的扭矩、空氣/燃ran料liao比bi和he其qi它ta參can數shu。這zhe些xie輸shu出chu發fa送song到dao定ding製zhi的de設she備bei以yi產chan生sheng高gao頻pin信xin號hao，如ru進jin氣qi壓ya力li信xin號hao。發fa動dong機ji扭niu矩ju用yong來lai提ti供gong車che輛liang和he變bian速su器qi子zi模mo型xing，動dong力li傳chuan動dong係xi統tong組zu件jian。發fa動dong機ji和he車che輛liang速su度du是shi基ji於yu發fa動dong機ji扭niu矩ju
、離合器位置、插入式齒輪、輪胎運轉狀況和前後輪上的實際載荷來計算的。

 

    駕駛員子模型通過基於扭矩的控製邏輯來操縱方向盤、刹車
、liheqihehuandang
，ercegongjizimoxingjisuansuotigongdeniujuyibaochifadongjizaiyaoqiudezhuansuhefuzaigongzuotiaojianxiayunzhuan。haiyouyigerejiaohuanzimoxinglaipinggufadongjidelengqueyewendu
；電氣係統子模型使用戶可以模擬啟動器和啟動期間的電池電壓水平。

 

    係統的核心是由Alma Automotive公司設計的NI VeriStand自定義設備插件。該插件是一個發動機I/O子係統模擬器，可以產生雙通道的VRS/霍爾傳感器信號，信號調理後的電壓峰峰值達120V、基於角度的可配置波形和4通道車輪信號。它還獲取12通道的調理高電壓ECU激勵信號；16通道的通用高電壓ECU輸出信號，如開/關，頻率和PWM；8通道的被調理至120V峰峰值範圍內的模擬輸入信號。圖2顯示了該自定義設備的設置界麵。傳感器輪的齒數和傳感器輪的類型完全可配置。

    由Alma Automotive開發的FIU也是基於FPGA，它使用FPGA來處理400多路需要操作開關的信號。FPGA的確定性允許在係統中設定安全功能，包括用戶定義的故障超時
、全局FIU禁用和故障總線上的過電流監測。先合後斷的FIU操作通過用戶可配置的負載釋放延遲，來防止故障通道中的不明確狀態。

 

    由Alma Automotive開發的FIU，在電源的最大電流限製為2A的情況下，可以處理64個通道，可以訪問四個通用的故障總線。開路GND、Vcc和VBATT可當作電源使用。開關狀態的反饋信息可以通過320個LED獲得。

    yonghujikeyilianjieshijifuzai，yekeyilianjiefangzhenfuzai。dangshiyongshijifuzaishi，rujieqifashi
，fangzhenxitongjiuhuiduqufankuichuanganqirujieqifadianweijidexinxibinggonggeimoxing。dangshiyongfangzhenfuzaishi，ruxunijieqifashi，fankuixinhaoyoufangzhenqichansheng

，rumonishuchutongdao，bingfasonggeiECU。實際負載與仿真負載之間的切換通過移動外置接線盒上的跳線來完成。

 

    該係統成功地與目標ECU進行了連接，圖3顯示了一個典型的用於HIL測試的NI VeriStand界麵。

    用戶可以使用現有的方法和台架測試模式著重驗證所有ECU的軟件和硬件功能。使用和配置非常方便，用戶可以直接進行係統重新配置而不需要請求客戶支持。NI PXI平台適合與第三方的定製開發板集成。

 

    HIL測試係統的硬件和軟件能夠根據需求不斷更新，這一點非常重要。因為NI PXI硬件是模塊化的
，並基於COTS組件
，所以它可以很容易地升級

，這就保證了係統在將來也會運轉並保證技術領先。NI VeriStand具有開放的架構，易與LabVIEW和其它開發軟件集成，因此提供了必要的靈活性以應對隨著測試要求改變可能出現的任何挑戰。