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HIL測試軟件基礎
組織采用HIL仿真的基本動機是提高其開發和測試過程的工作效率。用于HIL仿真的硬件和軟件工具需要能夠幫助工程師專注于測試ECU，而不是忙于配置、支持和維護測試系統。 HIL測試軟件應該兼顧易用性和靈活性，以適應不斷變化的要求。 HIL系統的價值取決于所能節省的時間和提高的產品質量。

在具有極其嚴格的上市時間要求的行業中，快速開始進行首次測量非常重要。您必須能夠快速輕松地將仿真模型連接到物理I/O設備，而且在ECU參數發生變化時更新配置。除了系統配置之外，系統還應可創建和執行測試配置文件來驅動ECU。駕駛虛擬汽車的前提是能夠提供代表ECU可能遇到的環境變量的信號模式。例如，如果要執行EPA行駛工況測試，就需要生成運行測試所需的速度設定值和路況條件。有多種選項可用于生成測試配置文件，包括傳統的編程和腳本語言、圖形化顯示和復雜的數據回放。最佳方法通常因ECU要求而異，而且HIL測試系統必須能夠滿足這些不同的要求。

仿真基礎
對象模型和模型來源
在HIL測試，通常使用仿真模型來“欺騙”被測嵌入式設備（DUT），讓DUT覺得自己正在控制一個真正的機械系統。機械系統的物理學機制可使用數學工具來重現，這些工具生成的信號通過電線傳輸并連接到DUT。過去，物理仿真是一個極具挑戰性的過程，需要深入了解與機械過程相關的數學原理，如流體動力學、應力特性和材料特性。


圖3. 使用各種建模環境來確保高效且有效的HIL測試

今天，有許多商用現成（COTS）工具可用為物理和電氣系統建模，而且不需要了解系統構建的基礎數學原理。其中有許多物理仿真工具專門為汽車動力總成HIL測試領域而設計。常見的汽車建模工具及其主要用途包括：
Gamma Technology 公司開發的 GT-SUITE 軟件—GT-SUITE 是一款仿真軟件工具，為汽車工程應用提供了多種功能和庫，包括快速概念設計、詳細的系統或子系統/組件分析、設計優化以及根本原因調查等。 GT-SUITE架構提供了獨一無二的系統集成模型構建功能，可以跨子系統、物理域和模型等級進行集成。

AVL 公司開發的 BOOST 和 CRUISE 軟件—BOOST 是一款完全集成的虛擬發動機仿真工具，提供了先進的模型來準確預測發動機性能、噪聲和廢氣處理裝置的效率。在發動機開發過程中借助該軟件，您可以提供給定汽車概念所需的扭矩和功率以及優化排放、油耗和乘客舒適度（噪聲和瞬態工況）。

CRUISE 是一款系統級仿真工具，適用于從概念規劃到產品發布等一整個開發過程中的日常車輛系統和傳動系統分析任務。其應用范圍涵蓋了傳統車輛動力系統、高度先進的混合動力系統和純電動汽車。 CRUISE提供了參數優化和組件匹配功能，可幫助您實現實用且可行的解決方案。

ITI 公司開發的 SimulationX—Simulation X標準軟件用于評估所有技術系統組件之間的相互作用，提供了豐富的模型庫，適用于一維機械、三維多體系統、動力傳動、液壓、氣動、熱力學、電氣學、電氣驅動、磁學和控制學等領域。SimulationX是用于物理效應建模、仿真和分析的通用CAT工具。.

Mechanical Simulation 公司開發的 CarSim 軟件—CarSim 用于模擬乘用車、賽車、輕卡和多功能車的動態行為。它可生成動態仿真測試，并輸出超過800個計算變量來進行繪圖和分析或導出到Excel等其他軟件。

通過確定性確保準確的仿真

HIL測試的有效性取決于仿真能否準確反映ECU周邊環境。仿真模型必須通過數學計算對ECU命令進行準確的響應，并且這些響應所發生的時間范圍必須與所仿真的機械系統一致。因此，大多數HIL應用都需要使用實時系統執行確定性操作。您還可以使用實時系統來執行實時測試序列，以了解ECU功能和穩健性相關的信息。如果實時系統可以確定地代表機械系統，并具有足夠高的保真度，則可以對ECU參數進行校準，以優化和調整整個閉環系統的性能。實時系統的性能很大程度取決于可以從測功機轉移到實驗室的測試量，因為這直接影響測試成本和上市時間。