王斌

[摘 要]隨著社會(huì)的快速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，汽車在人們的日常生活中發(fā)揮著越來越重要的作用，為人類的出行提供方便快捷的服務(wù)。特別是汽車電子電器的廣泛應(yīng)用使得現(xiàn)代的汽車更加安全、節(jié)能和環(huán)保，但另一方面汽車電子電器系統(tǒng)的開發(fā)和測試更加復(fù)雜。所需的開發(fā)周期更長，成本更高。半實(shí)物仿真測試法就是將大量的實(shí)車測試工作變?yōu)榘雽?shí)物仿真測試，大大節(jié)約了開發(fā)成本，縮短了開發(fā)周期，并且在汽車安全性能上還有所保障。

[關(guān)鍵詞]汽車電子電器系統(tǒng)；半實(shí)物仿真；測試應(yīng)用。

中圖分類號：U463.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）19-0395-01

日新月異的現(xiàn)代化技術(shù)使得汽車為人們提供的服務(wù)越來越人性化，電子電器系統(tǒng)在這一方面的作用更為突出，它的便捷體現(xiàn)在方方面面。另一方面，汽車電子電器系統(tǒng)日趨復(fù)雜，出于對消費(fèi)者安全的考慮，電子電器系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)和測試是至關(guān)重要的。為了確保電子電器系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可靠度，增加測試的難度和周期在所難免，但新車上市的緊迫感又使得設(shè)計(jì)周期變得越來越短。目前，這個(gè)矛盾得以解決的最有效辦法，就是采取半實(shí)物仿真測試法將更多的道路實(shí)驗(yàn)和實(shí)車測試工作放到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，既解決了對汽車測試周期長的問題又節(jié)約了一定的成本。

一、半實(shí)物仿真系統(tǒng)測試概述

半實(shí)物仿真測試就是在汽車電子電器系統(tǒng)研發(fā)期間，利用計(jì)算機(jī)和測試臺架用來模擬汽車實(shí)際情況，實(shí)時(shí)監(jiān)控和測試汽車的各種數(shù)據(jù)和信號，以及考察其在極限條件下的應(yīng)用情況。分析和仿真各種動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的交互環(huán)境，很適合數(shù)值計(jì)算、數(shù)據(jù)分析，它為汽車動(dòng)力系統(tǒng)仿真提供了可靠穩(wěn)定的基礎(chǔ)。

電子電器系統(tǒng)復(fù)雜度的提高使得全面而高效的汽車電子集成測試變得比以往任何時(shí)候都更加重要。測試可以發(fā)現(xiàn)并改正缺陷，將各個(gè)子系統(tǒng)集成起來進(jìn)行測試更能暴露出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)缺陷，這種方法既可以縮短開發(fā)測試周期，縮短新車上市的時(shí)間，又能大大節(jié)約成本，更重要的是增強(qiáng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的安全性，可靠性。

半實(shí)物仿真測試系統(tǒng)通常由軟件和硬件兩部分組成。

實(shí)際的汽車執(zhí)行器和傳感器信號都由其硬件產(chǎn)生和接受，同時(shí)可以連接車輛的仿真環(huán)境和真實(shí)環(huán)境，汽車電子電器系統(tǒng)的實(shí)時(shí)環(huán)境也由它構(gòu)成。汽車各動(dòng)力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況就是由軟件來進(jìn)行模擬的。軟件所具備的圖形化的用戶界面，使得有關(guān)模型測試和定義，都很方便。硬件，軟件雙管齊下，提高了半實(shí)物仿真測試法的科學(xué)技術(shù)性，為汽車電子電器系統(tǒng)的開發(fā)測試提供了有效的保障。

此外，大量的測試工作會(huì)被轉(zhuǎn)移到微機(jī)上進(jìn)行，原有的實(shí)驗(yàn)操作方法和操作環(huán)境保持不變，系統(tǒng)的開放性和真實(shí)性保證了測試效果接近或等價(jià)于真實(shí)效果，這就是半實(shí)物仿真測試的最大優(yōu)勢。

二、汽車電子電器系統(tǒng)測試內(nèi)容

半實(shí)物仿真測試所需要的平臺就是除了發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱本體以外的其余所有汽車電子電器零件的所有集合體，共同置于鋁合金車架上。半實(shí)物仿真測試就是在這個(gè)平臺上所進(jìn)行的。電子電器系統(tǒng)集成測試包括功能測試、性能測試、網(wǎng)絡(luò)測試、故障回放測試、診斷測試和電磁兼容測試五大塊。

功能測試持續(xù)時(shí)間最長，從試制造車前一直持續(xù)到車輛上市階段。主要包括整車級集成功能測試、系統(tǒng)級集成功能測試、借口測試、誤用測試、用戶感知測試等，功能測試中所包含的各項(xiàng)測試最為豐富，復(fù)雜，也最為重要。在汽車電子電器系統(tǒng)中占據(jù)著很大的比重。

性能測試包含整車靜態(tài)電流測試、整車待命狀態(tài)電流測試、電氣回路電流及電壓降測試、整車接地性能測試及接地點(diǎn)移除造成電氣功能紊亂確認(rèn)測試、保險(xiǎn)絲熔斷性能測試及保險(xiǎn)絲缺失造成電氣功能失效確認(rèn)測試和整車電壓相關(guān)的功能測試。

網(wǎng)絡(luò)測試可與功能測試同步進(jìn)行，包括物理層測試、通信層測試和網(wǎng)絡(luò)管理測試，從而認(rèn)證整車網(wǎng)絡(luò)。

故障回放測試對車輛試驗(yàn)中遇到的一些電子電器系統(tǒng)故障，在集成測試平臺的實(shí)時(shí)仿真的汽車虛擬環(huán)境下，可以很方便地進(jìn)行模擬，通過故障回放來尋找問題的根本原因，尋找解決方案。診斷測試包括系統(tǒng)參數(shù)配置、軟件刷新、傳輸層測試、服務(wù)層測試、IO控制測試和DTC測試。電磁兼容測試是在試制造車階段對工程車進(jìn)行實(shí)車測試。

三、詳解半實(shí)物仿真測試法

現(xiàn)在汽車市場競爭激烈為吸引消費(fèi)者的關(guān)注，某些車的開發(fā)者都利用電子電器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)來刺激消費(fèi)。汽車最為重要的是安全性能，縮短新車上市的準(zhǔn)備時(shí)間，增加汽車測試的周期以及節(jié)約汽車研發(fā)成本的一系列需求，促進(jìn)了半實(shí)物仿真測試法的發(fā)展。電子電器系統(tǒng)半實(shí)物仿真模型主要包括環(huán)境模型和變速箱模型。由于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)由節(jié)氣門開度、噴油時(shí)間和點(diǎn)火正時(shí)時(shí)刻所決定，因此由試驗(yàn)所得的轉(zhuǎn)速、扭距和效率特性就組成汽車發(fā)動(dòng)機(jī)模型。

按照油門開度、車速和當(dāng)前檔位等參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，由此可建立換擋變速箱模型。通過計(jì)算當(dāng)前的行駛阻力和車速，可給出車輛動(dòng)力學(xué)模型。建立起車型的仿真模型，再建立起電子電器系統(tǒng)仿真測試界面，在微機(jī)上就可以進(jìn)行該車型的電子電器系統(tǒng)仿真測試。目前越來越多的汽車設(shè)計(jì)師，工程師所采用的就是這種方法，這種方法可以最大程度的模仿汽車電子電器系統(tǒng)在實(shí)際中所出現(xiàn)的狀況，可以最大程度的提高汽車的安全性能，保障消費(fèi)者的安全。半實(shí)物仿真測試法的出現(xiàn)大大降低了汽車開發(fā)者的成本，縮短了對汽車電子電器系統(tǒng)的測試周期，更是對汽車的安全性能有所保障，越來越受到各工程師，設(shè)計(jì)師的青睞。

四、總結(jié)

汽車電子電器系統(tǒng)半實(shí)物仿真測試最顯著的優(yōu)點(diǎn)是可以對實(shí)際的汽車環(huán)境進(jìn)行模擬，而不用對汽車進(jìn)行實(shí)際檢測，這樣做既能保障安全不會(huì)使其產(chǎn)生危險(xiǎn)，又可以模擬在真實(shí)世界中不能實(shí)現(xiàn)的特殊情形。汽車電子電器系統(tǒng)可以模擬在極端條件下的運(yùn)行情況，不倫是酷暑還是嚴(yán)冬，不倫下雨，下雪天濕滑的路面，還是結(jié)冰的湖面都可以模擬。通過模擬這些極端情況可以幫助找出汽車電子電器系統(tǒng)中的不足，即使它們不會(huì)在正常情況下，只會(huì)在特定情況下發(fā)生。這樣未雨綢繆，就可以把危險(xiǎn)降到最低。

運(yùn)用半實(shí)物仿真測試法可以在汽車電子電器系統(tǒng)未準(zhǔn)備好的條件下對單個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行測試，使得測試成為開發(fā)流程的一個(gè)有效組成部分。該方法還可以幫助在有充分證據(jù)的條件下對特殊的汽車電子電器系統(tǒng)設(shè)計(jì)替代方案做出早期決策，這樣汽車電子電器系統(tǒng)在將來客戶的應(yīng)用環(huán)境中就能有效運(yùn)行。

綜上所述，汽車電子電器系統(tǒng)半實(shí)物仿真測試功能強(qiáng)大，不僅能通過縮短開發(fā)周期加快了整車上市時(shí)間，減少了汽車工人以及技術(shù)人員的人數(shù)，還由于測試期間無需使用實(shí)際硬件而降低了設(shè)備成本以及相關(guān)的維護(hù)成本，省時(shí)省力，是目前汽車電子電器系統(tǒng)最為適合的測試方法。

參考文獻(xiàn)

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