轉向系統(tǒng)硬件在環(huán)HIL測試臺架解決方案

1、轉向系統(tǒng)硬件在環(huán)（HIL ）測試臺架解決方案背景背景汽車轉向系統(tǒng)作為汽車底盤四大系統(tǒng)之一， 從傳統(tǒng)的液壓助力轉向系統(tǒng)（HPS 逐漸發(fā)展到現(xiàn)在的電動助力轉向系統(tǒng)（EPS o在伺服電機和大量輔助系統(tǒng)支持下，已不再單純的用于轉向目的，隨著智能駕駛技術的發(fā)展，ADAS/A疏統(tǒng)也離不開EPS的參與，例如LKAS智能糾偏避障控制等一系列功能的實現(xiàn)。隨著越來越多軟件功能集成，新的駕駛輔助系統(tǒng)的加入，極大的增加了對轉 向系統(tǒng)的穩(wěn)定性，高性能開發(fā)測試的需求?；贖iL的轉向系統(tǒng)測試臺架可以實現(xiàn)實車試驗條件下難以達到的測試條件，比如安全保障、外部環(huán)境條件、邊界極限，事故重現(xiàn)和故障注入等?；?HIL的 轉向系統(tǒng)測

2、試臺架，可以在整車試裝前高效重復調試轉向系統(tǒng)性能， 測試更加接 近實車，從而加快我們的開發(fā)測試流程和效率。挑戰(zhàn)挑戰(zhàn)現(xiàn)今轉向系統(tǒng)（EPS）在開發(fā)和測試流程中存在主要挑戰(zhàn)是基于轉向模型的高效精準開發(fā)不同的車輛配置的性能操縱感調試三、解決方案適用于汽車智能化電氣化的新型轉向系統(tǒng)開發(fā)解決方案 ? MXsteering model :可深入到模塊層面的實時反饋三自由度模型精準的轉向模型為前期系統(tǒng)開發(fā)或設計提供至關重要的基礎。MdynamiX自主開發(fā)的“Pfeffer MXsteering Model可以模擬傳統(tǒng)液壓和新型電機轉向助力系統(tǒng) （管 柱助力型、小齒輪助力型和齒條助力型）的運作。擁有三個自由度的

3、實時反饋模 型可以深入到模塊層面，全面反映出在高低頻區(qū)域下的機械摩擦、剛度以及阻尼 參數(shù)對轉向手感的影響。與此同時，轉向力矩會被極其精準地預測出來，這對于開發(fā)和優(yōu)化轉向手感也是非常重要的。Steering WheelTorsion bar, Upper ColumnHardy disc, Mesh, Lower ColumnRackmRSymbol of a friction elementSteering WheelTorsion bar, Upper ColumnHardy disc, Mesh, Lower ColumnRackmRSymbol of a friction element

4、該轉向模型已經(jīng)在 dSPACE ASM,、IPG CarMaker和 VI-CarRealTime的整車模 型中運用。用戶也可以集成在MATLAB/Simulink中與其他模塊比如個性化的ECU控制系統(tǒng)集成或者結合ADAS控制系統(tǒng)進行仿真試驗。當然也可以基于電動助力轉向系統(tǒng)（EPS）轉向應用軟件MXASWsteering來重新開發(fā)控制策略，或者在開發(fā)早期進行 ADAS控制系統(tǒng)對于轉向系統(tǒng)的干擾分 析。? MXASWsteering :電動助力轉向系統(tǒng) （EPS）轉向應用軟件Mdynamix自主開發(fā)的轉向應用軟件包含了對電動助力轉向系統(tǒng)的轉向操縱感的 控制以及安全措施的實施，每個組件都可以靈活結

5、合及按照客戶要求校準調試。Power AssistSteering： Feel CampofierrtEProtettiori CcmpcmerTtsSdnccehi 即 FQUU LrniijrtiqfiEK OutputIkPower AssistSteering： Feel CampofierrtEProtettiori CcmpcmerTtsSdnccehi 即 FQUU LrniijrtiqfiEK OutputIk轉向應用軟件架構靈活的個性化測試臺架配置? 針對不同的用戶需求可以提供個性化的測試臺架方案，比如對不同的測試范圍可以提供緊湊型到高性能的測試臺架。下文簡單介紹了幾種測試臺

6、架方案,具體的執(zhí)行器選型和參數(shù)可根據(jù)需求另選配置。Option 1:緊湊型測試臺架，經(jīng)濟實惠，大部分性能指標測試都能夠覆蓋， 組 成部件：線性執(zhí)行器：采用主軸驅動器方向盤致動器：采用交流伺服電機和固定轉向系統(tǒng)底座進行機械連接以實現(xiàn)整體臺架方案，其參數(shù)如下所示：Unesir3 Sp4nd*c driveTyppMasiimijm iurceMki Hi uh urn WEflmit,Strode1班坳TaE d電后臺GSX t 8.8 kN-1 13.0 kN t ISA ihim/s.AbsoluTi* encoder (t Sum)RoUry aetutitar ：專電Hn, rMnofTy

7、peConlin LKtg ImqueMsinmuirn 158口Ma 疝 mum vlocll：yInt靦就聞出依依/- L-I V . IT Jl；.i- 1L4J Nni J7 Nm i 9000 7s 內(nèi)mIwn entodf口 q g, jDimeFirsion& L 也 h);L Ne 0.4m.-AWfeliCi = j舊陰S MeaiUfement iOption 2:相比第一種方案，因為增加了萬向節(jié)，按照車里的安裝位置，更加 能夠接近車試的結果，類似齒條，萬向節(jié)的震動摩擦可以進行深層分析，組 成部件如下：1個線性執(zhí)行器：采用主軸驅動器方向盤致動器：采用交流伺服電機和靈活可調轉

8、向系統(tǒng)底座柔性連接，方便后期調整位置，其參數(shù)如下所示:j Linuc icTualiQf ; Sipnidlv drivvtypeNominalMaximum IoictMawmum v IccilyStroke11ntpdmeddpvic.E3 S.tf kN1110 kNi SO mm/s200 mm Abwlule pCM.ilion Bncdder + 小時JTypeAC seruo mole*Corrtinuous torque 14.3 NmMajamum torque 3 A8 NmMaramum vlocriy 9000 */lIrrLtAf jiidRotion encode

9、rH 0,0511(Angle MaMJrrrnpnt)IKm也國口 4 h): *n3-xvciDil=* u;p21.5m. 1V. EDml 13,Brnii 1,5m aw Inrri IvuiriOption 3:第三種方案增加了一個負載電機，是第二種的方案的升級版，在齒 條左右各連接了一個電機，可以 進行更高負荷范圍測試和耐久性的實驗，組 成部件如下：2個線性執(zhí)行器：采用主軸驅動器方向盤致動器：采用交流伺服電機靈活可調轉向系統(tǒng)底座柔性連接，方便后期調整其參數(shù)如下所示:Tvp*M而*k FT 才 Tvp*M而*k FT 才 與 工 pindgMurnirMil Frwc：!tK |t

10、N，Maximum torce:118 IkNM.jjciinLiim gluMjlt ?S0 rri m/s.% oke;JOOrrwn.In修”獻M（曠Abwlut psitin encoder (1 印eFort*1嗯 iK CUQCy 根加3)4iE：lufltaf Spindle TypeAC &ew mr*oWr ConlinuoU5 tDrqLie 143 N m Mdsmum 3rqi 優(yōu)i 37 B NmM 苗 MimiJin Mocitvi 90OT 7s InleTatedi dE*vice5Position encoder仕口附ArigiF Mswrmpnl)HiL （

11、硬件在環(huán)）系統(tǒng) 以上臺架可以實現(xiàn)轉向系統(tǒng)的特性測試，也可以結合整車模型進行硬件在環(huán)的性能測試HiL系統(tǒng)硬件組成有實時處理器，豐富的IO資源板卡、通信板卡和故障注入板 卡等。HiL硬件與轉向測試臺架通過IO通道、總線等進行配置和映射。IHILS RTMX MinnSteenng T&st Benchgsjuew- U0-EQC3EEOQ 與 WEUQJQ8UQaQdM PWltB尸口地飆FtchIHILS RTMX MinnSteenng T&st Benchgsjuew- U0-EQC3EEOQ 與 WEUQJQ8UQaQdM PWltB尸口地飆Fm岷Mb酎沁后DynamicsSimulaho

12、nLHiL系統(tǒng)與試驗臺系統(tǒng)原理通過HiL與試驗臺的配置和映射，實現(xiàn) EPS試驗臺的控制和相關信號的采集HiL系統(tǒng)軟件層面包括：整車系統(tǒng)模型，主要包括車輛動力學、道路環(huán)境以及駕 駛員模型。模型基于 Matlab/Simulink環(huán)境建立，根據(jù)車輛相關特性數(shù)據(jù)，可以 通過模型參數(shù)化軟件對車輛模型進行參數(shù)化，使實時車輛模型能夠正確模擬車輛 運動，被控對象能夠及時準確響應控制器的控制動作，并把車輛的運動狀態(tài)提供給待測控制器。極其緊湊的硬件在環(huán)對因器向系統(tǒng)測試 合.滿足做客的所有研發(fā)需求運用MK$t砥Ingbench可以極其高效的開 發(fā)EPS控制系疣.提高轉向系統(tǒng)的性能 及研發(fā)新型轉向系統(tǒng)MXstee

13、ringtestbench也可以直接連接到君球模擬播卜以宜實反映轉向燮,MXsteeringbench 示例四、優(yōu)勢模塊化軟件開發(fā)平臺，保障連貫穩(wěn)定的早期開發(fā)環(huán)境；依據(jù)實車調整安裝位置，更加能夠接近車試的結果不同的線性電機組合和參數(shù)范圍選擇：得益于精準的轉矩轉角、齒條力和 位置的控制，最終達到精確的實時測試結果滿足需求的定制化車輛模型參數(shù)，實現(xiàn)接近實車測試的閉環(huán)HIL測試環(huán)境；轉向測試臺架靈活開放，用戶可以輕松根據(jù)具體需求對轉向測試臺架進行 包括控制器、EC曲面的調節(jié)轉換，也可以實現(xiàn)電動轉向系統(tǒng)控制器和自動 駕駛功能相結合的前期測試可以輕松轉換為轉向模擬器，實現(xiàn)早期的駕駛感分析五、相關服務EP

14、S系統(tǒng)測試平臺領域提供的全面技術支持服務包括定制化方案和臺架選型咨詢控制系統(tǒng)，轉向模型到整車模型的開發(fā)及參數(shù)化經(jīng)驗共享交鑰匙服務，與現(xiàn)有轉向系統(tǒng)總成集成進行半實物閉環(huán)仿真測試測試服務咨詢和測試臺架維護新型轉向系統(tǒng)或新型控制方案的開發(fā)六、總結針對EPS系統(tǒng)的開發(fā)測試流程提供完整的全流程測試方案，包括軟件層面的以 控制策略為測試目的的信號級測試 （MiL和SiL測試），軟件層面的測試一般由 整車廠的ECU供應商進行。另外就是對EPS系統(tǒng)總成的測試，系統(tǒng)級測試方案的待測對象為整套轉向系統(tǒng)。把ECU控制策略和電機驅動執(zhí)行部分一同測試，其控制器和轉向助力總成都是 實物，借助測試臺架對EPS系統(tǒng)在最接近于

15、真實EPS在實車工況下的測試進行 性能或系統(tǒng)的release （通關）測試，這些都是 OEM在對比各個轉向系統(tǒng)必須要 進行的測試方案。X*IN-THELOOP development processWe haw everything you need along the development process校？也環(huán)軟件在環(huán)硬件在環(huán)rnodelMX designerSteering imhMsniper modeiiSuipen*ion h-iction oiodd? lifKldee /r&metrSM隹畫香號樓P主獎卷帙工&宣*依0B桂H毛年EMXASWsteering .、1# tl”-% MX controlVehicle贊車實驗 MX,匚ubeBdnx lunctMm d且 Mtweca idvinccd 口 m 曲鼻 piJll dr#fi reoi牌伯力 b也riHI fuFions e 匹 Lun*V.加展帕海闈句序如打總奔兩 百尊丈品尋苴%h除 動阻尼，公上中號撲窗，*串慎嚀功*母學Mc&kwe deMtlM 也，ClMWWlWlCM 蝴禮 15fcsi bmeh d“.n: Fterrint cMsw, wxmvtic ie4i henthei Stirl A就主支保丸晶裙 酬試 SldfeiStrf M 向.4 我聲學才|自“”-De