王斌

[摘 要]隨著社會的快速發(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。半實物仿真測試法就是將大量的實車測試工作變?yōu)榘雽嵨锓抡鏈y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，出于對消費者安全的考慮，電子電器系統(tǒng)集成設(shè)計和測試是至關(guān)重要的。為了確保電子電器系統(tǒng)設(shè)計的可靠度，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)計周期變得越來越短。目前，這個矛盾得以解決的最有效辦法，就是采取半實物仿真測試法將更多的道路實驗和實車測試工作放到實驗室進(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、半實物仿真系統(tǒng)測試概述

半實物仿真測試就是在汽車電子電器系統(tǒng)研發(fā)期間，利用計算機(jī)和測試臺架用來模擬汽車實際情況，實時監(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。分析和仿真各種動態(tài)系統(tǒng)的交互環(huán)境，很適合數(shù)值計算、數(shù)據(jù)分析，它為汽車動力系統(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候都更加重要。測試可以發(fā)現(xiàn)并改正缺陷，將各個子系統(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，縮短新車上市的時間，又能大大節(jié)約成本，更重要的是增強(qiáng)系統(tǒng)設(shè)計的安全性，可靠性。

半實物仿真測試系統(tǒng)通常由軟件和硬件兩部分組成。

實際的汽車執(zhí)行器和傳感器信號都由其硬件產(chǎn)生和接受，同時可以連接車輛的仿真環(huán)境和真實環(huán)境，汽車電子電器系統(tǒng)的實時環(huán)境也由它構(gòu)成。汽車各動力系統(tǒng)的運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，大量的測試工作會被轉(zhuǎn)移到微機(jī)上進(jìn)行，原有的實驗操作方法和操作環(huán)境保持不變，系統(tǒng)的開放性和真實性保證了測試效果接近或等價于真實效果，這就是半實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

半實物仿真測試所需要的平臺就是除了發(fā)動機(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。半實物仿真測試就是在這個平臺上所進(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移除造成電氣功能紊亂確認(rèn)測試、保險絲熔斷性能測試及保險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中遇到的一些電子電器系統(tǒng)故障，在集成測試平臺的實時仿真的汽車虛擬環(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)行實車測試。

三、詳解半實物仿真測試法

現(xiàn)在汽車市場競爭激烈為吸引消費者的關(guān)注，某些車的開發(fā)者都利用電子電器系統(tǒng)的設(shè)計來刺激消費。汽車最為重要的是安全性能，縮短新車上市的準(zhǔn)備時間，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)了半實物仿真測試法的發(fā)展。電子電器系統(tǒng)半實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)動機(jī)的工作點由節(jié)氣門開度、噴油時間和點火正時時刻所決定，因此由試驗所得的轉(zhuǎn)速、扭距和效率特性就組成汽車發(fā)動機(jī)模型。

按照油門開度、車速和當(dāng)前檔位等參數(shù)進(jìn)行計算，由此可建立換擋變速箱模型。通過計算當(dāng)前的行駛阻力和車速，可給出車輛動力學(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，保障消費者的安全。半實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)計師的青睞。

四、總結(jié)

汽車電子電器系統(tǒng)半實物仿真測試最顯著的優(yōu)點是可以對實際的汽車環(huán)境進(jìn)行模擬，而不用對汽車進(jìn)行實際檢測，這樣做既能保障安全不會使其產(chǎn)生危險，又可以模擬在真實世界中不能實現(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，即使它們不會在正常情況下，只會在特定情況下發(fā)生。這樣未雨綢繆，就可以把危險降到最低。

運用半實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子系統(tǒng)進(jìn)行測試，使得測試成為開發(fā)流程的一個有效組成部分。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)境中就能有效運行。

綜上所述，汽車電子電器系統(tǒng)半實物仿真測試功能強(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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