基于NI平台的汽车PCM硬件在环测试系统研究

发布时间：2017-06-18 18:09

  本文关键词：基于NI平台的汽车PCM硬件在环测试系统研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：汽车电子控制技术在汽车中正在扮演着越来越重要的角色,特别是动力总成控制模块(Powertrain Control Module, PCM),它的使用极大地提高了汽车的安全性、燃油利用率,改善了汽车的动力性能,减少了尾气排放。PCM软硬件结构正在变得越来越复杂,为了缩短PCM的开发周期,测试工作在开发过程中显得尤为重要。传统测试手段不仅需要大量的设备来支撑各功能测试,而且繁杂、重复的测试工作无疑加大了测试人员的负担,为了解决开发过程复杂化和快速化的矛盾,PCM开发过程采用了V模式开发流程。HIL硬件在环测试是整个PCM V模式开发流程的重要环节,实时处理器运行仿真模型来模拟被控对象的运行状态,通过各种I/O接口与被测PCM进行连接,这样就可以在虚拟环境下对PCM进行全面系统的测试。与传统测试相比,因为HIL测试系统的被控对象是实时运行的仿真模型,这样极大降低了硬件成本,而且仿真模型参数可以通过软件进行设置,被控对象能够被灵活配置,具有很强的适用性和灵活性。除此之外,HIL测试可以实现自动进行,并自动生成测试报告,测试过程无需人为干预,大大降低了测试人员的测试工作。HIL测试对缩短PCM开发周期,降低测试成本,提高安全性和可靠性方面起着至关重要的作用。本文在充分了解汽车PCM硬件在环测试系统发展现状、国内外测试方案优缺点的基础上,结合自身PCM的开发需求,提出了基于NI PXI硬件平台和VeriStand管理软件的PCM硬件在环测试平台的总体设计方案,整个系统主要包括PXI实时处理器和板卡、信号调理和模拟负载模块、故障注入模块、电源管理系统以及VeriStand上位机管理软件。最后,对此系统进行了综合测试,效果较为突出,能够在一定程度上缩短PCM测试周期,减少测试成本。
【关键词】：动力总成 硬件在环 HIL测试 V模式 PXI平台
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U467;TP274
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第1章 绪论10-20
• 1.1 课题背景10-15
• 1.1.1 汽车电控技术10-12
• 1.1.2 动力总成控制模块12-13
• 1.1.3 硬件在环测试13-15
• 1.2 国内外研究现状分析15-17
• 1.3 研究的主要内容17-20
• 第2章 HIL测试系统概述20-39
• 2.1 HIL测试系统组成20-23
• 2.2 HIL测试系统设计分析23-25
• 2.3 HIL测试系统信号系统25-26
• 2.4 传感器信号26-32
• 2.4.1 温度传感器27
• 2.4.2 压力传感器27-28
• 2.4.3 位置传感器28-29
• 2.4.4 开关量输出29-30
• 2.4.5 转速传感器30-32
• 2.5 执行器信号32-35
• 2.5.1 喷油控制信号32-34
• 2.5.2 点火控制信号34
• 2.5.3 低端驱动控制信号34-35
• 2.6 CAN总线通信35-37
• 2.6.1 CAN基本概念35-36
• 2.6.2 CAN报文格式36-37
• 2.7 本章小结37-39
• 第3章 HIL测试硬件系统39-50
• 3.1 HIL测试硬件系统设计方案39-40
• 3.2 电源管理模块40-41
• 3.3 实时处理器41-42
• 3.4 I/O板卡和信号调理42-46
• 3.4.1 电阻值输出42-43
• 3.4.2 模拟量输出43
• 3.4.3 PWM波输出43-44
• 3.4.4 继电器输出44
• 3.4.5 数字量采集44-45
• 3.4.6 电流采集45-46
• 3.5 CAN通信板卡46
• 3.6 故障注入板卡46-47
• 3.7 BOB分线箱47-48
• 3.8 负载模拟板48-49
• 3.9 本章小结49-50
• 第4章 HIL测试软件系统50-61
• 4.1 HIL测试软件系统设计方案50
• 4.2 汽车仿真模型50-53
• 4.2.1 驾驶员模型51-52
• 4.2.2 汽车系统模型52-53
• 4.2.3 HIL接口模块53
• 4.3 上位机管理软件53-57
• 4.3.1 添加实时目标机54-55
• 4.3.2 添加数据采集板卡55
• 4.3.3 添加FPGA板卡55-56
• 4.3.4 添加故障注入模块56-57
• 4.3.5 软硬件接口映射57
• 4.4 FPGA自定义编程57-60
• 4.4.1 时序信号发生程序58-59
• 4.4.2 喷油点火信号采集程序59
• 4.4.3 PWM信号发生程序59-60
• 4.4.4 PWM信号采集程序60
• 4.5 本章小结60-61
• 第5章 HIL测试系统调试61-70
• 5.1 系统测试环境61-62
• 5.2 传感器信号测试62-66
• 5.2.1 模拟量传感器测试63-64
• 5.2.2 时序信号测试64-65
• 5.2.3 PWM信号发生测试65-66
• 5.3 执行器信号测试66-68
• 5.3.1 喷油点火信号测试66-67
• 5.3.2 PWM信号采集测试67-68
• 5.4 发动机启动测试68-69
• 5.5 本章小结69-70
• 第6章 全文总结和展望70-72
• 6.1 全文总结70
• 6.2 未来工作展望70-72
• 参考文献72-75
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文75

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