1. 概述

VCU-HIL系統(tǒng)描述

VCU HIL系統(tǒng)用于電動汽車中VCU控制功能的測試。VCU HIL系統(tǒng)實時運行整車模型，并通過接口板卡連接VCU控制器，模擬VCU在不同工況下的工作環(huán)境，實現(xiàn)VCU控制算法驗證和故障診斷測試。

VCU-HIL系統(tǒng)功能

? VCU控制算法驗證

? 故障注入功能

? 實現(xiàn)自動化測試

? 人機交互界面操作方便、便捷

? 整車CAN網(wǎng)絡測試

? 實現(xiàn)高速實時運算

? 整車精確建模

? 模塊化搭建

2. 系統(tǒng)方案設計

系統(tǒng)搭建使用PXI系統(tǒng)技術，PXI系統(tǒng)由三個基本部分組

成——機箱、控制器、駕駛模擬器和其他板卡模塊

? PXI機箱

? 控制器

? 駕駛模擬器

? 其他板卡模塊

系統(tǒng)由硬件平臺和軟件平臺組成

? 硬件部分以PXI設備為主，采用模塊化的設計理念，方便后期的升級與維護。

? 軟件部分采用通用化、平臺化的設計理念，提供簡單、開放的二次開發(fā)環(huán)境，靈活的設備配置方式，控制硬件、模型的詳細執(zhí)行參數(shù)。

3. 系統(tǒng)硬件

機柜系統(tǒng)設計

NI實時控制系統(tǒng)

能夠仿真各種工況，可實現(xiàn) VCU 控制器的功能測試;

具有故障注入功能，可實現(xiàn)對 VCU 控制器的故障診斷測試;

具有 CAN 通訊仿真功能，可實現(xiàn) VCU 控制器的通訊測試;

可基于圖形化操作軟件，實現(xiàn)手動測試、自動測試、故障診斷測試等功能

駕駛模擬器：

? 主體配置包括模擬座艙、基座、方向盤、油門踏板、換擋器、顯示器和計算機。

? 駕駛模擬艙用來人工模擬駕駛過程，駕駛艙內包括離合器踏板、油門踏板、制動踏板、換擋手柄等機構。駕駛模擬艙能夠模擬方向盤回正力，制動、踏板設計逼近真實車輛；能夠交互油門(0-100%)、制動(0-100%)、檔位和方向盤 (±100%)信號，提供CAN總線通訊接口。

? 可產(chǎn)生大20Nm的峰值轉向力矩，保持力矩大于15Nm；

? 配置高性能計算機: i7-9700K RTX2060super 16G 1TB SSD。

? 顯示器（弧形投影顯示方案）：玩家國度ROG XG49VQ 49英寸（1800R曲面） 32:9 144Hz顯示器(駕駛模擬器場景顯示)+三星 (SAMSUNG) 26.9英寸 16:9顯示器（仿真管理及數(shù)據(jù)監(jiān)測）。

4. 系統(tǒng)軟件

上位機管理軟件VeriStand

? 能夠從 AMESim、Matlab/Simulink 等建模環(huán)境中快速導入控制算法和仿真模型；

? VeriStand支持將模型下載到 LabVIEW RT、 VxWorks

自動化測試軟件TestStand

? 序列開發(fā)環(huán)境

整車環(huán)境仿真模型

? 整車環(huán)境仿真模型包含車輛縱向動力學模型、駕駛員模型、 虛擬控制器模型、IO模型等；

? 整車環(huán)境仿真模型基于MATLAB/Simulink開發(fā)，能實現(xiàn)模型 模塊化、參數(shù)化設置；

? 支持二次開發(fā)，用戶能夠使用自定義模塊替換原投標模型中 的標準模塊；

? 滿足新能源硬件在環(huán)測試系統(tǒng)實時性要求，整個仿真模型運行于實時系統(tǒng)；

? 車輛參數(shù)、環(huán)境參數(shù)突變時能夠保持系統(tǒng)仿真穩(wěn)定；

駕駛員模型

駕駛員模型實現(xiàn)手動和自動兩種駕駛模式：

? 在手動駕駛模式下，通過監(jiān)控界面設定加速踏板或制動踏板 的開度。

? 在自動駕駛模式下，可在監(jiān)控界面設定目標車速或選擇試驗 工況，自動駕駛模塊根據(jù)實際車速和目標車速的偏差實時調 整加速踏板和自動踏板的開度。

道路及環(huán)境模型

? 道路環(huán)境模型模擬海拔高度、環(huán)境溫度、風速、空氣密度和道路狀態(tài)等，以滿足不同環(huán)境下的仿真需要。 通過模擬不同的車輛運行工況，進行 VCU 在各工況下的功能測試。

虛擬控制器模型

? 除了整車控制器VCU，模擬其它所需控制器MCU的必要通訊信號和IO信號，以便和真實控制器VCU無縫連接、從而完成待測功能的驗證。此外，還完成整車高壓上電和下電過程控制、響應來自整車控制器的扭矩、轉速請求等功能