CN104298123A - 一种整车控制器的在环仿真测试系统及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种整车控制器的在环仿真测试系统及测试方法，测试系统包括混合动力系统台架及用于与待测整车控制器通信连接的在环试验台，混合动力系统台架包括相互连接的发动机和主电机及与主电机连接的负载测功机。本发明通过将实际的混合动力驱动系统与常规的硬件在环仿真系统结合，可以使待测整车控制器仿真处于一个真实的整车动力驱动系统下，提高了整车控制器软件开发质量和精度，减少了实车路试的次数，缩短开发时间和降低成本，降低路试过程的风险；同时也能够完成整车的动力性试验，通过动力系统的匹配优化，提高整车的整体性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种整车控制器的在环仿真测试系统及测试方法。
背景技术
整车控制器（VMS，vehicle management System），即动力总成控制器。是整个汽车的核心控制部件，它采集加速踏板信号、制动踏板信号及其他部件信号，并做出相应判断后，控制下层的各部件控制器的动作，同时整车控制器通过采集司机驾驶信号和车辆状态，通过CAN总线对网络信息进行管理，调度，分析和运算，针对车型的不同配置，进行相应的能量管理，实现整车驱动控制、能量优化控制、制动回馈控制和网络管理等功能。它对汽车的正常行驶，再生能量回收，网络管理，故障诊断与处理，车辆的状态与监视等功能起着关键的作用。因此，在开发流程中及进入实际应用前需要对其进行功能测试。
目前在环仿真系统主要指的是硬件在环仿真测试系统，此系统是以实时处理器运行仿真模型来模拟受控对象的运行状态，通过I/O接口与被测的控制器连接，对被测控制器进行全方面的、系统的测试。从安全性、可行性和合理的成本上考虑，硬件在环仿真测试已经成为ECU开发流程中非常重要的一环。
中国专利申请号200420010000.1公开了一种整车控制器仿真测试装置，通过在工控机上建立模拟的整车特性，利用数据采集卡、CAN通讯卡、可配置的信号处理装置模拟真实整车特性，从而构建出可用于整车控制器测试的模拟整车控制器测试的模拟整车环境，可以对整车控制器进行与真实环境完全一种的仿真测试。但是新能源汽车是个全新的领域，其整个驱动系统相对复杂，主要由发动机、主电机、超级电容等系统组成，而硬件在环仿真测试系统只能通过软件模拟整个新能源车的车辆模型，和整车实车的状态有较大的差别。因此，利用纯软件仿真不适用于使用复杂驱动系统车辆整车控制器的试验。
发明内容
本发明的目的是提供一种整车控制器的在环仿真测试系统，以解决现有测试系统不适用于使用复杂驱动系统车辆整车控制器试验的问题，同时提供一种使用该测试系统的测试方法。
为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种整车控制器的在环仿真测试系统，包括混合动力系统台架及用于与待测整车控制器通信连接的在环试验台，所述混合动力系统台架包括相互连接的发动机和主电机及与主电机连接的负载测功机，所述在环试验台用于接收车辆模型及模拟驾驶信息并生成由待测整车控制器接收的测试所需信号，该在环试验台还用于根据待测整车控制器发出的反馈信号对发动机、电动机及负载测功机进行相应的控制。
所述在环试验台与一上位机连接以接收由该上位机生成的车辆模型及模拟驾驶信息。
所述在环试验台通过所述上位机对负载测功机进行相应的控制，所述上位机还用于实时监控在环试验台的运行状况。
所述测试所需信号为踏板信号、超级电容SOC值；所述反馈信号为转速信号、转矩信号。
本发明的整车控制器的在环仿真测试方法，包括如下步骤：
（1）在环试验台根据测试项目实时运行所调取的车辆模型及模拟驾驶信息，用来模拟整车运行状态，并产生由待测整车控制器接收的测试所需信号；
（2）待测整车控制器根据接收的测试所需信号，计算出反馈信号并传送给在环试验台；
（3）在环试验台根据反馈信号对发动机、电动机及负载测功机进行相应的控制调整。
所述在环试验台与一上位机连接以接收由该上位机生成的车辆模型及模拟驾驶信息。
所述在环试验台通过上位机对负载测功机进行相应的控制，所述上位机还用于实时监控在环试验台的运行状况。
所述反馈信号传送给在环试验台车辆模型中的发动机控制器模型和电机控制器模型，通过相应的控制器模型对发动机和电机进行控制调整。
所述测试所需信号为踏板信号、超级电容SOC值；所述反馈信号为转速信号、转矩信号。
本发明的整车控制器的在环仿真测试系统及测试方法通过将实际的混合动力驱动系统与常规的硬件在环仿真系统结合，可以使待测整车控制器仿真处于一个真实的整车动力驱动系统下，提高了整车控制器软件开发质量和精度，减少了实车路试的次数，缩短开发时间和降低成本，降低路试过程的风险；同时也能够完成整车的动力性试验，通过动力系统的匹配优化，提高整车的整体性能。
附图说明
图1为本发明整车控制器的在环仿真测试系统的结构原理图。
具体实施方式
下面结合附图及具体的实施例对本发明进行进一步介绍。
如图1所示为本发明整车控制器的在环仿真测试系统实施例的结构原理图，由图可知，该系统包括混合动力系统台架及用于与待测整车控制器通信连接的在环试验台，混合动力系统台架包括相互连接的发动机和主电机及与主电机连接的负载测功机，在环试验台用于接收车辆模型及模拟驾驶信息并生成由待测整车控制器接收的测试所需信号，该在环试验台还用于根据待测整车控制器发出的反馈信号对发动机、电动机及负载测功机进行相应的控制。
发动机通过可控离合器、车用半轴与电机连接，电机与测功机的连接通过车用半轴和主减速器进行结合。发动机、电机及测功机与在环试验台、上位机之间分别通过导线连接。
本实施例的在环试验台为市场上的现有产品，采用NI公司的PXIe-8135实时处理器及相关硬件板卡。
在环试验台生成的测试所需信号为踏板信号（制动踏板信号或加速踏板信号）、超级电容SOC值、点火信号、ON信号、档位信号；反馈信号为转速信号、转矩信号。
本发明还提供了一种整车控制器的在环仿真测试方法，包括如下步骤：
（1）在环试验台根据测试项目实时运行所调取的车辆模型及模拟驾驶信息，用来模拟整车运行状态，并产生由待测整车控制器接收的测试所需信号；
（2）待测整车控制器根据接收的测试所需信号，计算出反馈信号并传送给在环试验台；
（3）在环试验台根据反馈信号对发动机、电动机及负载测功机进行相应的控制调整。
本实施例的在环试验台与一上位机连接以接收由该上位机生成的车辆模型及模拟驾驶信息，所述上位机能够基于TESIS软件建立除真实动力系统以外的整车系统车辆模型（发动机控制器模型、电机控制器模型、电容管理系统模型、模拟驾驶员系统）；另外，该上位机还用于实时监控在环试验台的运行状况以及对负载测功机进行相应的控制，能够基于Veristand软件搭建所需的监控系统及测功机控制界面。Veristand软件搭建的监控系统能够实时的监控超级电容SOC状态、发动机、电机的状态及整车循环路况跟踪情况等；测功机控制界面能够接收待测整车控制器的励磁、转矩及转速需求，并将需求信息下发给负载测功机。
在环试验台的核心器件为实时处理器，能够接收来自上位机的整车系统车辆模型及模拟驾驶信息。根据驾驶实际需求，在环试验台向待测整车控制器发送加速踏板或制动踏板信号；模拟的电容管理系统能够根据超级电容组的电流、电压和温度信号来正确估算其SOC值，并向待测整车控制器提供准确的SOC值。待测整车控制器根据踏板信息及SOC值，计算出需求扭矩和车辆运行的车速，并分配给车辆模型中的发动机控制器模型及电机控制器模型。
发动机控制器接收来自待测整车控制器要求的转速或扭矩来调整油门执行机构的开度，从而使发动机处在最优效率区间工作；电机控制器根据需求的转矩或转速进行辅助驱动或发电。
动力系统台架中的发动机根据发动机控制器发来的油门执行开度，调整有效工作区间，以满足分配的扭矩需求；电机根据电机控制器发来的需求扭矩需求，辅助发动机进行工作，使整车处于加速状态，或者是处于发电状态时对超级电容进行充电，并将实际转矩信号发送给在环试验台；负载测功机根据上位机测功机控制界面发送的励磁、转速和转矩信号进行计算，来模拟整车行驶的道路阻力，保证了在台架上实现特定的工况循环，进行整车性能试验。
本发明的优点如下：
（1）通过在环试验平台的搭建能够为发动机、电机、超级电容等零部件提供与整车相同的试验调试环境，从而可以针对新能源汽车的特殊要求进行开发与匹配各种动力总成。
（2）该测试系统可以为各种控制器的功能测试提供一个整车试验调试环境，完善整车控制器的功能测试，提高控制策略软件的质量和精度，减少实车路试的次数，缩短开发时间和降低成本。
（3）该测试系统可以完成整车动力性试验，并且通过工况循环可以完成经济性的测试,通过工况循环，可以实时显示运行里程和累计油耗，通过油耗和里程计算出百公里油耗，据此完成经济性的测试。
以上实施例仅用于帮助理解本发明的核心思想，不能以此限制本发明，对于本领域的技术人员，凡是依据本发明的思想，对本发明进行修改或者等同替换，在具体实施方式及应用范围上所做的任何改动，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种整车控制器的在环仿真测试系统，其特征在于：包括混合动力系统台架及用于与待测整车控制器通信连接的在环试验台，所述混合动力系统台架包括相互连接的发动机和主电机及与主电机连接的负载测功机，所述在环试验台用于接收车辆模型及模拟驾驶信息并生成由待测整车控制器接收的测试所需信号，该在环试验台还用于根据待测整车控制器发出的反馈信号对发动机、电动机及负载测功机进行相应的控制。
2.根据权利要求1所述的整车控制器的在环仿真测试系统，其特征在于：所述在环试验台与一上位机连接以接收由该上位机生成的车辆模型及模拟驾驶信息。
3.根据权利要求2所述的整车控制器的在环仿真测试系统，其特征在于：所述在环试验台通过所述上位机对负载测功机进行相应的控制，所述上位机还用于实时监控在环试验台的运行状况。
4.根据权利要求1所述的整车控制器的在环仿真测试系统，其特征在于：所述测试所需信号为踏板信号、超级电容SOC值；所述反馈信号为转速信号、转矩信号。
5.一种整车控制器的在环仿真测试方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）在环试验台根据测试项目实时运行所调取的车辆模型及模拟驾驶信息，用来模拟整车运行状态，并产生由待测整车控制器接收的测试所需信号；
（2）待测整车控制器根据接收的测试所需信号，计算出反馈信号并传送给在环试验台；
（3）在环试验台根据反馈信号对发动机、电动机及负载测功机进行相应的控制调整。
6.根据权利要求5所述的整车控制器的在环仿真测试方法，其特征在于：所述在环试验台与一上位机连接以接收由该上位机生成的车辆模型及模拟驾驶信息。
7.根据权利要求6所述的整车控制器的在环仿真测试方法，其特征在于：所述在环试验台通过上位机对负载测功机进行相应的控制，所述上位机还用于实时监控在环试验台的运行状况。
8.根据权利要求5所述的整车控制器的在环仿真测试方法，其特征在于：所述反馈信号传送给在环试验台车辆模型中的发动机控制器模型和电机控制器模型，通过相应的控制器模型对发动机和电机进行控制调整。
9.根据权利要求5～8任意一项所述的整车控制器的在环仿真测试方法，其特征在于：所述测试所需信号为踏板信号、超级电容SOC值；所述反馈信号为转速信号、转矩信号。
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