1. 概述
VCU-HIL系統(tǒng)描述
VCU HIL系統(tǒng)用于電動(dòng)汽車中VCU控制功能的測試。VCU HIL系統(tǒng)實(shí)時(shí)運(yùn)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(shí)現(xiàn)VCU控制算法驗(yàn)證和故障診斷測試。
VCU-HIL系統(tǒng)功能
? VCU控制算法驗(yàn)證
? 故障注入功能
? 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測試
? 人機(jī)交互界面操作方便、便捷
? 整車CAN網(wǎng)絡(luò)測試
? 實(shí)現(xiàn)高速實(shí)時(shí)運(yùn)算
? 整車精確建模
? 模塊化搭建
2. 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
系統(tǒng)搭建使用PXI系統(tǒng)技術(shù),PXI系統(tǒng)由三個(gè)基本部分組
成——機(jī)箱、控制器、駕駛模擬器和其他板卡模塊
? PXI機(jī)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(shè)備為主,采用模塊化的設(shè)計(jì)理念,方便后期的升級與維護(hù)。
? 軟件部分采用通用化、平臺化的設(shè)計(jì)理念,提供簡單、開放的二次開發(fā)環(huán)境,靈活的設(shè)備配置方式,控制硬件、模型的詳細(xì)執(zhí)行參數(shù)。
3. 系統(tǒng)硬件
機(jī)柜系統(tǒng)設(shè)計(jì)
NI實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)
能夠仿真各種工況,可實(shí)現(xiàn) VCU 控制器的功能測試;
具有故障注入功能,可實(shí)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(shí)現(xiàn) VCU 控制器的通訊測試;
可基于圖形化操作軟件,實(shí)現(xiàn)手動(dòng)測試、自動(dòng)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(jì)算機(jī)。
? 駕駛模擬艙用來人工模擬駕駛過程,駕駛艙內(nèi)包括離合器踏板、油門踏板、制動(dòng)踏板、換擋手柄等機(jī)構(gòu)。駕駛模擬艙能夠模擬方向盤回正力,制動(dòng)、踏板設(shè)計(jì)逼近真實(shí)車輛;能夠交互油門(0-100%)、制動(dòng)(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(zhuǎn)向力矩,保持力矩大于15Nm;
? 配置高性能計(jì)算機(jī): 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(jī)管理軟件VeriStand
? 能夠從 AMESim、Matlab/Simulink 等建模環(huán)境中快速導(dǎo)入控制算法和仿真模型;
? VeriStand支持將模型下載到 LabVIEW RT、 VxWorks
自動(dòng)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(dòng)力學(xué)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(shí)現(xiàn)模型 模塊化、參數(shù)化設(shè)置;
? 支持二次開發(fā),用戶能夠使用自定義模塊替換原投標(biāo)模型中 的標(biāo)準(zhǔn)模塊;
? 滿足新能源硬件在環(huán)測試系統(tǒng)實(shí)時(shí)性要求,整個(gè)仿真模型運(yùn)行于實(shí)時(shí)系統(tǒng);
? 車輛參數(shù)、環(huán)境參數(shù)突變時(shí)能夠保持系統(tǒng)仿真穩(wěn)定;
駕駛員模型
駕駛員模型實(shí)現(xiàn)手動(dòng)和自動(dòng)兩種駕駛模式:
? 在手動(dòng)駕駛模式下,通過監(jiān)控界面設(shè)定加速踏板或制動(dòng)踏板 的開度。
? 在自動(dòng)駕駛模式下,可在監(jiān)控界面設(shè)定目標(biāo)車速或選擇試驗(yàn) 工況,自動(dòng)駕駛模塊根據(jù)實(shí)際車速和目標(biāo)車速的偏差實(shí)時(shí)調(diào) 整加速踏板和自動(dòng)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(fēng)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(yùn)行工況,進(jìn)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(shí)控制器VCU無縫連接、從而完成待測功能的驗(yàn)證。此外,還完成整車高壓上電和下電過程控制、響應(yīng)來自整車控制器的扭矩、轉(zhuǎn)速請求等功能