本文所述方案，部分来自于苏州清研，干货满满，值得学习。另外，据说，深圳某炙手可热的汽车公司，它那个号称高速爆胎不翻车的底盘系统，所做的HIL测试，就是清研提供的全套工具系统。 |
汽车底盘由传动系、转向系、制动系、行驶系四部分组成。底盘作用是支承、安装汽车各部件、总成， 成形汽车的整体造型，并接受发动机/电机的动力，使汽车产生运动，保证正常行驶。如下图所示：
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关于测试
乘用车和商用车底盘电控系统HIL仿真测试的方案主要包括：转向系统（EPS、SBW）HIL、制动系统（ESP/ESC、EPB、OneBox、TwoBox）HIL、主动悬架系统HIL。
汽车转向系统作为汽车底盘四大系统之一，从传统的机械转向到液压助力转向系统（HPS）逐渐发展到现在的电动助力转向系统（EPS），再到目前比较火的基于新能源架构的的线控转向系统（SBW）。- 需要对拖电机模拟转向系统的阻力，主要包括：车辆转向时由于轮胎与地面相互作用产生的阻力和转向系统中的摩擦力
- EPS电机的助力通过扭矩传感器采集传递至转向系统模型，
通过转向系统模型计算🎧方向盘扭矩的大小，并将该扭矩的大小反馈给EPS控制器，从而实现EPS的控制功能。
线控转向系统（SBW）在架构上取消了方向盘与转向器之间的机械连接，增加了电机来反馈路感信息。因此要实现SBW的测试需要对上转向系统和下转向系统进行测试。上转向系统和下转向系统测试方案跟EPS测试方案一样，分为单ECU级、SBW+驱动电机、 SBW系统级。制动系统控制系统可以分为行车制动和驻车制动。制动系统的发展路线如图所示：针对不同系统有几个不同的测试方案，主要分为：ESC/ESP HIL、EHB（One Box、TwoBox）HIL、EMB HIL、EPB HIL此方案需要对ESC/ESP控制器进行拆解，去掉阀芯及外壳液压制动模型，根据电磁阀电流计算电磁阀开度， 并最终计算出轮缸压力，输入到车辆模型针对集成 YAW 传感器的 ESP，一般采用 3D 转台或者供应商开放外部接口的方式，通过 CAN 总线模拟来实现缺点：结构复杂；极限工况测试受限于3D转台电机性能；误差较大；增加成本；优点：实现横摆角速度及侧向加速度传感器的测试。优点：结构简单，传感器信号模拟精准，极限工况都可以测试，无额外成本增加；难点：开放比较困难采用真实的液压台架，集成真实卡钳，HIL模拟制动踏板开度（集成电动缸），管路中安装油压传感器采集各轮缸压力给到车辆模型，实现车辆制动，同时采集卡钳的制动力从而实现EHB的闭环控制。可实现TwoBox闭环功能测试可实现OneBox的闭环功能测试针对ESP和EPB集成在一起的控制器，通过定制卡钳工装（集成压力传感器）实现执行机构压力的检测，通过板卡采集卡钳的夹紧力反馈给车辆模型， 实现EPB制动仿真，从而实现闭环控制。针对集成倾角传感器的EPB控制器， 则会加入电机，通过控制电机来转动EPB 控制器的角度，以实现车辆在道路上的姿态变化。功能测试项目：被测对象带主缸总成输入力-输出液压特性功能测试项目：被测对象带主缸总成无助力输入力-输出液压特性底盘的悬架系统不仅是汽车重要的组成部分，而且还关乎到一辆汽车在行驶过程中的质感，影响车辆的操控性能和舒适性能。汽车产业正在进行电动化、智能化的转型升级，底盘领域也面临着从传统底盘、电动底盘到智能底盘的发展， 带动悬架系统向线控悬架迭代。目前市场上主流的主动悬架分为三类：空气悬架、液压悬架、电磁悬架。主动悬架控制器HIL测试系统架构图如上图所示，被测对象为主动悬架控制器及执行器，主要功能包括阻尼调节、刚度调节、高度（姿态调节）的功能测试。被测对象主要有：空气悬架、电磁阻尼悬架、液压悬架。系统组成为HIL测试机柜+机械台架，HIL机柜模拟传感器信号（高度传感器信号、压力传感器信号、温度传感器信号、陀螺仪信号、车轮加速度信号、视频信号（预描）等其他信号，同时HIL机柜采集控制器的驱动输出反馈给车辆模型。机械台架用于模拟路面信息，可以跟HIL系统联调，接收来自HIL信号的指令，并将相关的信号反馈给HIL系统，同时机械台架也可以单独进行性能测试，机械台架包括四立柱、1/2悬架、减震器示功、双工位悬架作动器等。上述所有测试方案，均可基于NI PXI平台搭建。系统特点如下：- 标准PXI模块化硬件开放平台，易于扩展，兼容第三方硬件；基于配置的实验管理软件，支持MATLAB/Simulink、AMESim、Cruise等多领域仿真软件模型的导入；系统软硬件预留接口，具备扩展性，通过调整硬件配置及仿真模型可实现新能源汽车其他控制器的测试或联合调试。
- 仿真模型与试验管理软件无缝连接，节省匹配时间，提高测试效率；基于配置的专业实时测试与仿真软件，无需编程知识，用户在短时间内就可以完成模型的修改、代码生成及下载等 工作，从而方便地从非实时的分析设计过渡到实时的分析设计，避免代码修改和重新测试，极大的节省时间和费用；支持编写测试用例进行一系列的自动化测试与重复性测试。
PXI系统提供了高性能的模块化仪器、丰富的I/O板卡、丰富的通信板卡以及高精度的时钟板卡等。包括：机箱、处理器、IO板卡、通信(CAN/LIN/车载以太网)板卡等。•被动型传感器，正弦波模拟输出信号 (型号:“DF6”);电压范围：-10V~10V；精度：0.5%F.S.+0.5%，频率范围：•主动型传感器，电流接口的数字传感器，2 种电流等级(型号:“DF10”)；•主动型传感器,电流接口的数字传感器,3 种电流等级反向/正向编码(型号:“DF10-RotDir”);•主动型传感器，电流接口的数字传感器，2 种电流等级及附加信息(型号:“DF11i”)•主动型传感器，电流接口的数字传感器，3 种电流等级及附加信息(型号VDA);•电流型信号输出范围0~30mA，电流精度：0.1%F.S.+0.1%，频率范围：0- 10KHz ；• 可配置不同的PSI5模式，包括PSI5-A、PSI5-P、PSI5-U、PSI5-D等；• 错误检测模式可配置为：奇偶校验、3位CRC校验；• 支持ECU Mode、Sensor Mode；• 单个传感器数据可配置为1个或2个；满足高度传感器、车轮加速度传感器、车身加速度传感器，至少3个类型传感器同时使用的仿真需求。• SENT满足SAE J2716-2016 协议；• SPC帧格式满足SAE J2716-2016 协议标准规范；• 快通道最大支持6 条message、慢通道最大支持16 条message；• Nibble 值和Nibble 数量可配置，最大支持6 个Nibble；• 快通道message 支持用户自定义CRC 值插入；• 慢通道支持增强型帧格式的4 位ID 和8 位ID 模式；• 触发脉冲的低电平时间、总时间以及延迟时间均软件可配。注入：将场景模拟软件输出的视频数据转换为双目预瞄系统电控单元所需的输入数据（LVDS等格式）并注入双目预瞄系统电控单元。回放：可以将实车采集的视频数据转换为双目预瞄系统电控单元所需的输入数据（LVDS等格式）并注入双目预瞄系统电控单元。• 支持2通道HDMI输入，2通道GMSL 1/2输出• 兼容HDMI1.4、HDMI2.0，最大支持4K@60Hz• Serializer MAX9295A/MAX96717 ，可定制其他芯片• 支持自定义分辨率，Data Rates 3Gbps/6Gbps• 支持RAW8/10/12/14，RGB565/888,YUV422 8-bit，定制Data Types转换算法NI PXI 软件系统-试验管理软件Veristand可实现对指定管脚的故障注入：对电源短路、对地短路、开路、几个信号之间的短路（师子一号注：能集成进Veristand，效果会更好）；IO模型生产工具用于自动生成在HIL上使用的IO模型，并且自动生成模型接口与硬件接口的匹配，节省开发时间。
