理解什么是硬件在环理解什么是硬件在环

在做理论研究的过程中，不可能通过实物来做实验，但是我们通过硬件在环对混合动力汽车能量管理进行研究，可以大大减少时间和成本。
简单的讲：硬件在环测试（Hardware-in-the-Loop）可以比喻成F1用的模拟器，就是实体控制器+虚拟控制对象的半实物仿真。
清楚一点：引用知乎大佬的回答。

作者：一个kebab
链接：https://www.zhihu.com/question/32069347/answer/139874774
来源：知乎

首先，无论是汽车行业还是航空航天或者其他需要电控系统的工业领域，我们会先设计软件，之后生成控制器可以使用的代码，刷写进控制器也就是ECU（Electronic Control Unit不是Engine Control Unit）。
那么在做实时测试的时候，你有几种选择，要么就是上台架测试或者直接上车上飞机测试，也就是实打实玩真的硬件。
小一些的硬件还好说，大到汽车发动机，变速箱，飞机发动机，首先直接测试成本太高：整车台架动辄上千万RMB搭建成本，航空航天软件你也不能开发初期随意找来几架飞机测试吧。
另外实际硬件测试有很多限制，打个比方，你要测试混动汽车电池过热的纠错情况，总不能故意拿来电池玩过热玩爆炸吧。
这个时候你就需要使用HiL台架（Hardware in the Loop）。
什么是HiL台架？我画了一张简图：

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左边的控制器是“瞎的”，他不管你右边虚线框里放的是真的汽车，飞机，还是一头大象，只要他能正常接收传感器和其他需要的信息（通过CAN信号和电信号），然后他发送正常的指令即可。
那么HiL台架正是利用了控制器的这个特点，通过中间的硬件接口接收控制器的控制指令（比如开关开闭的数字信号，或者是阀体的电流控制模拟信号），然后发送控制器需要的传感器和其他信号（比如压力，扭矩，温度信号）给控制器。
那么问题来了，这个硬件接口接收来的控制器控制信号用来控制谁呢？总不能真的去控制大象吧？然后这个接口要发送的传感器信号又来自哪里呢？
这就要说到HiL台架的核心了，也就是最右边的控制对象和运行环境。你不是不能测试软件就放飞飞机么？那我总能模拟这个假的放飞环境吧？你不是不能让电池过热么？那我总能用数学模型模拟电池过热吧？那些你不能做的，难以做到的，都可以用数字模型来模拟，这是HiL台架中“假的硬件”。
那发动机测试我喷油嘴还是比较容易连上去的吧，变速箱测试液压控制的阀体也还比较容易得到吧，那么这些系统我就可以把真的硬件连上去，作为负载，这是HiL台架中“真的硬件”。
假假真真，真真假假，只要你能权衡利弊，组合出来一个完整的控制对象和控制对象所处的运行环境，其他都是套路。
其实HiL（Hardware in the Loop）没有一个固定的定义和模式。有很多HiL台架是不连接任何真的负载，全部硬件和硬件运行环境都是模拟的，就是下面这种情况：

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这时候的HiL从结构上看更像是一个PiL，当然评论里也有人说到ECU是 Hardware in the Loop 的Hardware所在，这个概念我也理解，但是我个人更愿意称类似的台架为 PiL (Processor in the Loop) 或者 Mini-HiL，这个主要是从实际软件量产项目的角度来说，PiL和HiL大多是直接连接完整量产ECU，在测试ASW核心功能上面并没有区别。
【理解什么是硬件在环】从成本和核心ASW功能测试效果来说，如果你不需要连接真实的控制对象硬件负载，那么用1/10完整HiL的成本都能搭一个PiL或者mini-HiL出来。有的时候硬件IO需要做额外的集成降低硬件成本，但是并不影响核心ASW功能测试。