1. 概述
VCU-HIL系統描述
VCU HIL系統用于電動汽車中VCU控制功能的測試。VCU HIL系統實時運行整車模型,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境,實現VCU控制算法驗證和故障診斷測試。
VCU-HIL系統功能
? VCU控制算法驗證
? 故障注入功能
? 實現自動化測試
? 人機交互界面操作方便、便捷
? 整車CAN網絡測試
? 實現高速實時運算
? 整車精確建模
? 模塊化搭建
2. 系統方案設計
系統搭建使用PXI系統技術,PXI系統由三個基本部分組
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、開放的二次開發環境,靈活的設備配置方式,控制硬件、模型的詳細執行參數。
3. 系統硬件
機柜系統設計
NI實時控制系統
能夠仿真各種工況,可實現 VCU 控制器的功能測試;
具有故障注入功能,可實現對 VCU 控制器的故障診斷測試;
具有 CAN 通訊仿真功能,可實現 VCU 控制器的通訊測試;
可基于圖形化操作軟件,實現手動測試、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(仿真管理及數據監測)。
4. 系統軟件
上位機管理軟件VeriStand
? 能夠從 AMESim、Matlab/Simulink 等建模環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
? 序列開發環境
整車環境仿真模型
? 整車環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;
? 整車環境仿真模型基于MATLAB/Simulink開發,能實現模型 模塊化、參數化設置;
? 支持二次開發,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測試系統實時性要求,整個仿真模型運行于實時系統;
? 車輛參數、環境參數突變時能夠保持系統仿真穩定;
駕駛員模型
駕駛員模型實現手動和自動兩種駕駛模式:
? 在手動駕駛模式下,通過監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,可在監控界面設定目標車速或選擇試驗 工況,自動駕駛模塊根據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。
道路及環境模型
? 道路環境模型模擬海拔高度、環境溫度、風速、空氣密度和道路狀態等,以滿足不同環境下的仿真需要。 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