基于硬件在环的电动汽车整车控制器功能测试方法研究

摘要

“三电技术”(电机、电池及电控技术)是电动汽车的关键技术,整车控制器作为电控系统的核心,其开发遵循汽车电子的标准 V-Cycle流程。硬件在环(HIL)作为V-Cycle中的重要一环,可以全面验证整车控制器的功能。
　　整车控制器软件系统可以分为底层和应用层,底层软件是应用层软件各种功能的载体,功能较为简单,测试过程重复劳动较多;应用层软件功能复杂,测试工作量较大,需要系统的方法提高测试效率降低测试成本。针对这些问题,本文开发了用于底层软件的自动化测试系统;提出了整车控制器功能测试模型,并将输入量离散化进一步减少测试用例数量。这些方法在整车控制器的开发过程中得到了应用,提高了测试效率,降低了测试成本。具体工作包括:
　　提出了硬件在环系统生命周期模型。介绍了整车控制器的开发流程以及功能,阐述了硬件在环的原理与基于dSPACE的整车控制器硬件在环系统,划分了硬件在环系统生命周期的五个阶段。
　　开发了底层软件自动化测试系统。为了减少底层软件测试的工作量,提出了底层软件接口自动化测试方法,并给出了Python脚本的实现过程。
　　构建了用于应用层软件功能测试的HIL环境。利用Matlab/Simulink软件并合理划分模块,搭建了电动汽车对象模型且实现参数化管理。搭建了Controldesk测试管理界面,并对整个环境进行了验证。
　　搭建了整车控制器功能测试模型,提出了测试输入量离散化方法。基于需求文档并利用状态机搭建了整车控制器功能测试模型,同时提出了利用等价类划分方法、边界值分析方法离散化输入量,并且给出了利用Python语言的实现方式。此外,部分测试用例需要设置故障,因此介绍了基于 dSPACE DS291板卡的故障注入测试。
　　提出的方法在整车控制器的开发中得到了应用,底层软件自动化测试能够节省90％的时间,应用层测试环境能够很好地模拟实车全面测试整车控制器,应用层测试方法能够以较少的测试用例达到功能覆盖率。

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第一章 绪 论

1.1引言

1.2电动汽车现状与关键技术

1.3控制器开发与硬件在环测试

1.4硬件在环和测试方法研究现状

1.5本课题研究内容与意义

第二章 HIL系统生命周期模型与底层功能测试

2.1电动汽车整车控制器

2.2 HIL系统生命周期模型

2.3底层软件功能自动化测试

2.4本章小结

第三章电动汽车建模与验证

3.1电动汽车结构

3.2模型搭建

3.3 Controldesk界面

3.4 HIL环境验证

3.5本章小结

第四章 应用层功能测试方法

4.1应用层测试测试方法概述

4.2整车控制器功能测试模型

4.3输入量离散化

4.4结果分析

4.5本章小结

第五章 全文总结与展望

5.1全文总结

5.2工作展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢