发动机硬件在环测试方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种发动机硬件在环测试方法及系统。该方法包括：实时处理器接收携带仿真模型设定参数的仿真测试指令，采用实时仿真复合模型模拟仿真模型设定参数对应的发动机测试工况，获取发动机测量信号，将发动机测量信号发送给发动机控制单元，其中，实时仿真复合模型包括子系统仿真高斯模型和子系统仿真均值模型；发动机控制单元接收发动机测量信号，采用待测试控制程序对发动机测量信号进行处理，获取目标控制信号，将目标控制信号发送给实时处理器；实时处理器接收目标控制信号，采用实时仿真复合模型根据目标控制信号调整模型运行状态，获取仿真测试运行结果。该方法可保障测试过程中，既兼顾仿真计算精度，又保障实时性。

【技术实现步骤摘要】
发动机硬件在环测试方法及系统
本专利技术涉及发动机测试
，尤其涉及一种发动机硬件在环测试方法及系统。
技术介绍
随着汽车电子技术发展，汽车及动力总成系统中的控制器数量及功能不断增加，导致发动机控制单元(EngineControUnit，简称ECU)中的控制程序的测试任务和标定任务骤增。当前ECU的标定是在整车及样机开发完成之后进行的，这与企业缩短开发周期、降低开发成本的要求之间形成了尖锐的矛盾。硬件在环仿真可以模拟实物汽车的各种运行工况来替代工程试验工作，还可以对在工程试验中可能出现的危险和极端工况提供模拟试验，使发动机控制单元设计开发摆脱外围器件开发进度的限值，在设计初期进行充分设计方案验证，避免每次控制程序更新都要到实物汽车上进行验证，既缩短控制程序的开发周期，也降低控制程序的开发成本。现有硬件在环仿真技术仅能对控制系统进行功能检测与验证，还不具有标定功能，主要是因为现有硬件在环仿真技术中模拟被控对象的仿真模型多半采用均值物理模型，这种均值物理模型不考虑时间和空间上的变化，只能计算出一定空间和时间范围内的被控对象的物理状态平均值。均值物理模型虽然具有较好的实时性，但模型较粗糙，测试结果精度较低，仅能做功能检测与验证，使得硬件在环测试系统测试后的控制程序无法直接进行后续的标定。发动机硬件在环测试是以实时处理器模拟发动机的运行工况代替工程试验工作的测试过程。当前应用在仿真测试的模型包括综合考虑发动机各个控制子系统瞬态变化过程的高精度仿真模型(如GT-POWER模型)，能够对发动机运行的任意时刻进行详细分析，其仿真计算精度高，但是实时性差，模型运行时间约几十倍于真实时间，只能在离线环境下进行仿真测试，无法满足硬件在环测试系统的实时性要求。当前应用在仿真测试的模型还包括综合考虑发动机各个控制子系统工作过程的均值物理模型，具体是将发动机的运行过程中每个工作循环中的变化忽略，以其各参数的平均值作为该工作循环的替代，使其满足硬件在环测试系统的实时性要求，但其仿真计算精度较低，使得测试过程中控制精度较差，测试效果不理想。在发动机控制系统的控制程序开发过程中，标定是指将特定的软件逻辑功能应用在具体项目，根据项目的目标车型对软件逻功能的控制参数进行调整和匹配，使得发动机控制系统能够控制发动机实现预期性能目标的过程。在传统发动机控制系统开发过程中，通过发动机硬件在环测试，可获取特定的软件逻辑功能，由于发动机硬件在环测试过程中采集的仿真模型的存在实时性差或者精度较低的问题，使得测试获取的软件逻辑功能控制发动机运行的控制精度和实时性无法达到标定对应的标准，使得发动机的标定只能在实物汽车上开展，使得汽车开发周期较长且增加开发成本。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种发动机硬件在环测试方法及系统，以解决当前发动机硬件在环测试过程中存在的无法兼顾精度和实时性的问题。本专利技术提供一种发动机硬件在环测试方法，包括：实时处理器接收携带仿真模型设定参数的仿真测试指令，采用实时仿真复合模型模拟所述仿真模型设定参数对应的发动机测试工况，获取发动机测量信号，将所述发动机测量信号发送给发动机控制单元，其中，所述实时仿真复合模型包括子系统仿真高斯模型和子系统仿真均值模型；发动机控制单元接收所述发动机测量信号，采用待测试控制程序对所述发动机测量信号进行处理，获取目标控制信号，将所述目标控制信号发送给所述实时处理器；实时处理器接收所述目标控制信号，采用所述实时仿真复合模型根据所述目标控制信号调整模型运行状态，获取仿真测试运行结果。优选地，所述实时处理器接收携带仿真模型设定参数的仿真测试指令，包括：实时处理器接收上位机发送的携带仿真模型设定参数的仿真测试指令；在所述获取仿真测试运行结果之后，所述发动机硬件在环测试方法还包括：将所述仿真测试运行结果发送给上位机，调用所述上位机上设置的结果分析程序对所述仿真测试运行结果进行分析，获取结果分析结论，在所述上位机上显示所述仿真测试运行结果和结果分析结论。优选地，在所述实时处理器接收上位机发送的携带仿真模型设定参数的仿真测试指令之前，所述发动机硬件在环测试方法还包括：上位机获取仿真操作指令，基于所述仿真操作指令调用测试用例队列，所述测试用例队列包括至少一个待测试用例，每一所述待测试用例包括用例执行条件和仿真模型设定参数；上位机获取当前监测数据，在所述当前监测数据符合所述用例执行条件时，基于所述仿真模型设定参数形成携带仿真模型设定参数的仿真测试指令。优选地，所述采用实时仿真复合模型模拟所述仿真模型设定参数对应的发动机测试工况，获取发动机测量信号，包括：并行采用所述子系统仿真高斯模型和所述子系统仿真均值模型，模拟所述仿真模型设定参数对应的发动机测试工况，获取模型输出数据；对所述模型输出数据进行信号转换，获取发动机测量信号。优选地，在所述实时处理器接收携带仿真模型设定参数的仿真测试指令之前，所述发动机硬件在环测试方法还包括：获取实物发动机的目标控制子系统在预设工况下运行时的系统输入参数和系统输出参数，基于所述系统输入参数和所述系统输出参数，获取原始训练样本；对所述原始训练样本进行标准化线性变换，获取模型训练样本；基于所述模型训练样本进行高斯数学模型建模，更新所述高斯数学模型中的模型参数，获取与所述目标控制子系统对应的子系统仿真高斯模型。优选地，在所述获取与所述目标控制子系统对应的子系统仿真高斯模型之后，所述发动机硬件在环测试方法还包括：从M个控制子系统对应的子系统仿真高斯模型和子系统仿真均值模型中，随机选取L个子系统仿真高斯模型和H个子系统仿真均值模型组合形成原始仿真复合模型；基于所述原始仿真复合模型进行硬件在环仿真测试，获取所述原始仿真复合模型对应的测试结果数据；基于所述测试结果数据，从所述原始仿真复合模型中确定实时仿真复合模型。优选地，所述测试结果数据包括至少两个评估维度对应的测试指标数据；所述基于所述测试结果数据，从所述原始仿真复合模型中确定实时仿真复合模型，包括：基于至少两个评估维度对应的测试指标数据，获取每一所述评估维度对应的评估分值；依据至少两个评估维度对应的预设权重和评估分值进行加权运算，获取每一所述原始仿真复合模型对应的综合评估结果；选取所述综合评估结果最好的所述原始仿真复合模型，确定为实时仿真复合模型。优选地，所述目标控制子系统包括进气系统；所述进气系统对应的系统输入参数为发动机曲轴转速、进气歧管压力、进气门开启曲轴转角、排气门关闭曲轴转角、进气温度和发动机冷却水温度；所述进气系统对应的系统输出参数为实测进气量；所述进气系统对应的子系统仿真高斯模型为进气系统仿真高斯模型。本专利技术还提供一种发动机硬件在环测试系统，包括实时处理器和发动机控制单元，所述实时处理器上设有实时仿真复合模型，所述发动机控制单元上设有待测试控制程序，所述实时处理器和所述发动机控制单元均包括存储本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发动机硬件在环测试方法，其特征在于，包括：/n实时处理器接收携带仿真模型设定参数的仿真测试指令，采用实时仿真复合模型模拟所述仿真模型设定参数对应的发动机测试工况，获取发动机测量信号，将所述发动机测量信号发送给发动机控制单元，其中，所述实时仿真复合模型包括子系统仿真高斯模型和子系统仿真均值模型；/n发动机控制单元接收所述发动机测量信号，采用待测试控制程序对所述发动机测量信号进行处理，获取目标控制信号，将所述目标控制信号发送给所述实时处理器；/n实时处理器接收所述目标控制信号，采用所述实时仿真复合模型根据所述目标控制信号调整模型运行状态，获取仿真测试运行结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种发动机硬件在环测试方法，其特征在于，包括：
实时处理器接收携带仿真模型设定参数的仿真测试指令，采用实时仿真复合模型模拟所述仿真模型设定参数对应的发动机测试工况，获取发动机测量信号，将所述发动机测量信号发送给发动机控制单元，其中，所述实时仿真复合模型包括子系统仿真高斯模型和子系统仿真均值模型；
发动机控制单元接收所述发动机测量信号，采用待测试控制程序对所述发动机测量信号进行处理，获取目标控制信号，将所述目标控制信号发送给所述实时处理器；
实时处理器接收所述目标控制信号，采用所述实时仿真复合模型根据所述目标控制信号调整模型运行状态，获取仿真测试运行结果。


2.如权利要求1所述的发动机硬件在环测试方法，其特征在于，所述实时处理器接收携带仿真模型设定参数的仿真测试指令，包括：实时处理器接收上位机发送的携带仿真模型设定参数的仿真测试指令；
在所述获取仿真测试运行结果之后，所述发动机硬件在环测试方法还包括：将所述仿真测试运行结果发送给上位机，调用所述上位机上设置的结果分析程序对所述仿真测试运行结果进行分析，获取结果分析结论，在所述上位机上显示所述仿真测试运行结果和结果分析结论。


3.如权利要求2所述的发动机硬件在环测试方法，其特征在于，在所述实时处理器接收上位机发送的携带仿真模型设定参数的仿真测试指令之前，所述发动机硬件在环测试方法还包括：
上位机获取仿真操作指令，基于所述仿真操作指令调用测试用例队列，所述测试用例队列包括至少一个待测试用例，每一所述待测试用例包括用例执行条件和仿真模型设定参数；
上位机获取当前监测数据，在所述当前监测数据符合所述用例执行条件时，基于所述仿真模型设定参数形成携带仿真模型设定参数的仿真测试指令。


4.如权利要求1所述的发动机硬件在环测试方法，其特征在于，所述采用实时仿真复合模型模拟所述仿真模型设定参数对应的发动机测试工况，获取发动机测量信号，包括：
并行采用所述子系统仿真高斯模型和所述子系统仿真均值模型，模拟所述仿真模型设定参数对应的发动机测试工况，获取模型输出数据；
对所述模型输出数据进行信号转换，获取发动机测量信号。


5.如权利要求1所述的发动机硬件在环测试方法，其特征在于，在所述实时处理器接收携带仿真模型设定参数的仿真测试指令之前，所述发动机硬件在环测试方法还包括：
获取实物发动机的目标控制子系统在预设工况下运行时的系统输入参数和系统输出参数，基于所述系统输入参数和所述系统输出参数，获取原始训练...

【专利技术属性】
技术研发人员：何宇，周鑫，付经浩，连学通，
申请(专利权)人：广州汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44