汽車(chē)集團(tuán)整車(chē)控制器HIL實(shí)例介紹

,*汽車(chē)集團(tuán)整車(chē)控制器HIL,待測(cè)控制器介紹,*整車(chē)控制器概況,22路DI,23路DO,6路AI,3路AO,80PIN,2路Can,4路PWM,整車(chē)CAN通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),車(chē)身CAN,動(dòng)力CAN,CAN Bus 1,CAN Bus 2,數(shù)字儀表,電機(jī) 控制器,BMS,監(jiān)控終端,轉(zhuǎn)向助力 油泵,整車(chē)控制器基本功能與用途,接收、處理駕駛員的駕駛操作指令，并向各個(gè)部件控制器發(fā)送控制指令，使車(chē)輛按駕駛期望行駛,與電機(jī)、DC/DC、BMS等進(jìn)行可靠通訊，通過(guò)CAN總線進(jìn)行狀態(tài)的采集輸入及控制指令量的輸出,接收處理各個(gè)零部件信息，結(jié)合BMS單元提供當(dāng)前的能源狀況信息，實(shí)現(xiàn)整車(chē)驅(qū)動(dòng)控制、能量?jī)?yōu)化控制、制動(dòng)回饋控制和網(wǎng)絡(luò)管理等功能,系統(tǒng)故障的判斷和存儲(chǔ)，動(dòng)態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)故障信息，記錄出現(xiàn)的故障，并依據(jù)故障的級(jí)別對(duì)整車(chē)進(jìn)行分級(jí)保護(hù)，如降額輸出，緊急情況直接切斷動(dòng)力,協(xié)調(diào)管理其他車(chē)載電器設(shè)備,整車(chē)控制器基本控制策略,ACC上電，整車(chē)低壓設(shè)備進(jìn)行自檢 ON上電，VCU輸出低壓自保控制信號(hào)，對(duì)高壓上電設(shè)備進(jìn)行故障監(jiān)測(cè)和診斷，如無(wú)故障則主接觸器吸合，啟動(dòng)高壓輔助系統(tǒng)控制邏輯 START啟動(dòng)（1s以上）：開(kāi)啟電機(jī)控制器、轉(zhuǎn)向助力泵控制邏輯，無(wú)故障報(bào)警則點(diǎn)亮綠色Ready燈,VCU采集油門(mén)踏板信號(hào)，控制電機(jī)控制器輸出轉(zhuǎn)矩，同時(shí)限制電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速，最高車(chē)速限制為100km/h，主減比5.1，輪胎半徑360mm,一般故障狀態(tài)：VCU檢測(cè)到一般故障，整車(chē)控制器報(bào)警（報(bào)警燈閃爍、通過(guò)CAN總線發(fā)送相關(guān)的報(bào)警信息，通知其他的節(jié)點(diǎn)），整個(gè)系統(tǒng)降級(jí)運(yùn)行。 重大故障狀態(tài)：VCU報(bào)警（緊急情況采用緊急呼叫指令通知其他節(jié)點(diǎn)），必要時(shí)切斷主繼電器電源，系統(tǒng)停車(chē),ON斷開(kāi)：根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)，進(jìn)行電機(jī)負(fù)載卸載；卸載后斷開(kāi)各高壓回路；復(fù)位高壓故障診斷；保存故障代碼、行駛參數(shù)等；最后斷開(kāi)低壓自保控制,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)介紹,機(jī)柜總成結(jié)構(gòu),供電箱及開(kāi)關(guān),工控機(jī),PXI機(jī)箱,適配器,信號(hào)調(diào)理箱,負(fù)載箱,操作臺(tái)結(jié)構(gòu),掛板,待測(cè)控制器,接線導(dǎo)軌,上位機(jī)界面,操作臺(tái),硬件組成介紹,PXIe-1082機(jī)箱,4個(gè)混合插槽 3個(gè)PXI Express插槽 每插槽1 GB/s的帶寬,PXIe主機(jī)控制器,2.3 GHz四核Intel Core i7 內(nèi)存8GB,PXIe-6356模塊,8路同步AI 16位分辨率 250kS/s采樣率,32路DIO 10MHz頻率,PXIe-6363模塊,雙路CAN 高低速兼容,PXI-8513模塊,整車(chē)simulink模型,在simulink中搭建整車(chē)動(dòng)力學(xué)模型，如下圖,通過(guò)NI工具包將simulink模型導(dǎo)成 .dll文件，最終導(dǎo)入PXI機(jī)箱運(yùn)行,軟件界面介紹（主界面）,實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ涂刂?整車(chē)控制輸入 儀表顯示 故障報(bào)警 整車(chē)綜合信息,軟件界面介紹（副界面）,控制器輸出狀態(tài) VCU報(bào)文輸入 VCU報(bào)文輸出,系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)況,現(xiàn)場(chǎng)介紹及培訓(xùn),現(xiàn)場(chǎng)介紹及培訓(xùn),現(xiàn)場(chǎng)介紹及培訓(xùn),測(cè)試用例1,VCU上電過(guò)程測(cè)試,VCU上電過(guò)程測(cè)試,踩剎車(chē)并換D檔，松剎車(chē)，換檔完成,START啟動(dòng)1s,ON上電,低壓自保輸出 電機(jī)控制器啟動(dòng) 預(yù)充電開(kāi)始 DC/DC接觸器線控輸出 待預(yù)充電完成后主接觸器吸合 DC/DC使能控制 電機(jī)控制器準(zhǔn)備就緒燈亮 動(dòng)力系統(tǒng)準(zhǔn)備就緒燈亮,轉(zhuǎn)向助力泵控制 油泵DCAC控制報(bào)文(0x10242E27)的啟動(dòng)命令為置1，即啟動(dòng) 儀表板READY燈亮 電機(jī)控制器啟動(dòng)輸出燈亮,電機(jī)控制器控制指令報(bào)文(0xCFF08EF)的控制模式位置2，即電機(jī)轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)矩模式，車(chē)輛準(zhǔn)備就緒，可以運(yùn)行。,低壓上電 整車(chē)控制器收發(fā)報(bào)文 HIL可以實(shí)時(shí)收發(fā)并顯示報(bào)文,ACC上電,測(cè)試用例2,滿(mǎn)載最高時(shí)速測(cè)試,已知參數(shù),測(cè)試系統(tǒng)初始狀態(tài),HIL,D,N,R,VCU和HIL 連接正常,VCU系統(tǒng) 上電正常,整車(chē)控制器發(fā)給電機(jī)控制器指令報(bào)文（0xCFF08EF）的電機(jī)控制器使能位為1,檔位位于D檔,測(cè)試過(guò)程,輸入加速踏板到最大值，電壓達(dá)到4.2V,觀察整車(chē)控制器發(fā)給電機(jī)控制器指令報(bào)文（0xCFF08EF）的指令轉(zhuǎn)矩值，可以觀察到當(dāng)車(chē)速為0時(shí)，指令轉(zhuǎn)矩值為520Nm,整車(chē)動(dòng)力學(xué)模型根據(jù)收到的指令轉(zhuǎn)矩，計(jì)算得到驅(qū)動(dòng)電機(jī)的實(shí)際輸出電磁轉(zhuǎn)矩,測(cè)試過(guò)程,車(chē)輛加速，在前面板可以實(shí)時(shí)觀測(cè)車(chē)速，電機(jī)轉(zhuǎn)速等數(shù)據(jù)，如下圖所示,測(cè)試過(guò)程,得到車(chē)輛的加速過(guò)程速度時(shí)間曲線 如下圖所示,測(cè)試過(guò)程,隨著車(chē)速升高，整車(chē)控制器發(fā)出的指令轉(zhuǎn)矩減小，整車(chē)控制器發(fā)出的指令轉(zhuǎn)矩和實(shí)際車(chē)速的關(guān)系如下圖所示。記錄該轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的關(guān)系并繪制曲線，判斷該曲線是否合理,測(cè)試過(guò)程,HIL測(cè)試得到結(jié)果：最高車(chē)速為80Km/h，加速時(shí)間為16s,車(chē)輛的最高速度除了受到驅(qū)動(dòng)力和負(fù)載阻力的限制，還受到整車(chē)控制器發(fā)給電機(jī)控制器指令報(bào)文（0xCFF08EF）的轉(zhuǎn)速正值限制。目前電機(jī)工作在轉(zhuǎn)矩模式，通過(guò)該轉(zhuǎn)速正值，限制電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速，同時(shí)限制車(chē)速。當(dāng)為滿(mǎn)載質(zhì)量時(shí)，最高速度是由轉(zhuǎn)速正值限制，此時(shí)整車(chē)控制器發(fā)出的指令轉(zhuǎn)矩是260Nm，HIL模型計(jì)算得到的電機(jī)的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩130.3Nm，在該轉(zhuǎn)矩下，電機(jī)轉(zhuǎn)速保持在3800rpm。,可以在3100kg到4460kg之間任意輸入整車(chē)質(zhì)量，進(jìn)行上述過(guò)程測(cè)試計(jì)算,測(cè)試用例3,輔助系統(tǒng)工作,空調(diào)開(kāi)啟和關(guān)閉,整車(chē)系統(tǒng)狀態(tài)2報(bào)文（0xCF101D0）的空調(diào)控制狀態(tài)位置1 即啟動(dòng),在系統(tǒng)準(zhǔn)備就緒狀態(tài)下 按下空調(diào)開(kāi)關(guān),電動(dòng)空調(diào)接觸器線控輸出 即空調(diào)接觸器燈亮,水冷風(fēng)扇控制有效 即水冷風(fēng)扇控制燈亮,斷開(kāi)空調(diào)開(kāi)關(guān),電動(dòng)空調(diào)接觸器線控輸出禁止 即空調(diào)接觸器燈滅,水冷風(fēng)扇控制無(wú)效 即水冷風(fēng)扇控制燈滅,暖風(fēng)開(kāi)啟和關(guān)閉,整車(chē)系統(tǒng)狀態(tài)2報(bào)文（0xCF101D0）的暖風(fēng)控制狀態(tài)位置1 即啟動(dòng),在系統(tǒng)準(zhǔn)備就緒狀態(tài)下 按下暖風(fēng)開(kāi)關(guān),除霜機(jī)接觸器線控輸出 即除霜接觸器燈亮,斷開(kāi)暖風(fēng)開(kāi)關(guān),除霜機(jī)接觸器線控輸出禁止 即除霜接觸器燈滅,測(cè)試用例4,故障診斷,高溫報(bào)警,動(dòng)力狀態(tài)位置,電池故障報(bào)警信息報(bào)文（0x18F214F3）,電機(jī)控制器控制指令報(bào)文（0Xcff08EF）,整車(chē)系統(tǒng)狀態(tài)1報(bào)文（0xCF100D0）,輸入高溫報(bào)警位置2（一般故障報(bào)警） 且動(dòng)力狀態(tài)位置1,輸入高溫報(bào)警位置3（一般故障報(bào)警） 且動(dòng)力狀態(tài)位置1,輸入高溫報(bào)警位置4（一般故障報(bào)警） 且動(dòng)力狀態(tài)位置1,指令扭矩降為 181Nm,指令扭矩降為 104Nm,指令扭矩降為 0Nm 禁止動(dòng)力輸出,由0置3 系統(tǒng)故障,初始狀態(tài)為整車(chē)正常行駛，電機(jī)指令扭矩260Nm,電機(jī)故障,位置1,指令轉(zhuǎn)矩降為0Nm,禁止動(dòng)力輸出,當(dāng)電機(jī)狀態(tài)3報(bào)文（0Xcff