CN107783529B - 用于验证执行器控制数据的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于验证执行器控制数据的方法，包括：第一步骤，其通过主计算机将工厂模型传输至仿真器，以验证执行器控制数据；第二步骤，其将从仿真器接收到的工厂模型的发动机仿真信息信号传输到连接至执行器的发动机控制器；第三步骤，其通过发动机控制器来根据发动机仿真信息信号来驱动执行器，通过发动机控制器接收从执行器传输的反馈信号，将反馈信号传输至主计算机，并且测量控制数据；以及第四步骤，其将控制数据与预设在主计算机中的目标控制数据进行比较，并且验证控制数据是否异常。

Description

用于验证执行器控制数据的方法
技术领域
本发明涉及一种用于验证执行器(actuator)控制数据的方法。更具体而言，本发明涉及用于验证执行器控制数据并能够使用硬件在环仿真(HILS)来验证实际的执行器的控制数据的方法。
背景技术
一般而言，硬件在环仿真(HILS)设备是在数字仿真环境下实时仿真由于非线性等原因而难以数字建模的硬件设备的设备，并且其是用于完善车辆测试中的可能的缺陷的仿真设备。
通过使得硬件设备实验能够在类似于实际情形的环境下重复进行，HILS设备可以减小所需的车辆测试的数量，可以提高测试的质量，并且从而可以大幅降低车辆研发时间和成本。
然而，一般的HILS设备在驱动执行器来进行虚拟的驱动的时候进行对于环境控制单元(ECU)的性能测试，并且仅将简单的无关实际安装的执行器的仿真信号信息传输到发动机控制器。
换言之，因为HILS设备不能监控实际的执行器是否工作，以及其工作信号是否传输到了工厂模型(plant model)，所以工厂模型输出的发动机输出和性能行为可能不同于实际发动机的输出和性能行为。另外，因为工厂模型中没有实现发动机模型和车辆模型，所以HILS中具有车辆驱动周期和发动机特征值可能没有被精确地仿真的限制。
公开于该背景技术部分的上述信息仅仅旨在加深对本公开背景的理解，因此其可以包含的信息并不构成在本国已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
已作出本公开以致力于解决与现有技术相关的上述问题。
本发明的目标为，提供用于验证执行器控制数据的方法，该方法通过从其中安装了实际的执行器的发动机控制器接收实际的信号，执行后续控制，在驱动执行器时传输有关执行器和发动机控制器的状态信息，并且在主计算机中检查并比较有关执行器的状态信息，从而能够使用硬件在环仿真(HILS)来验证执行器的控制数据。
在一个方面，本发明提供了一种用于验证执行器控制数据的方法，包括：第一步骤，其通过主计算机将工厂模型(plant model)传输至仿真器，以验证执行器控制数据；第二步骤，其将从仿真器接收到的工厂模型的发动机仿真信息信号传输到连接至实际的执行器的发动机控制器；第三步骤，其通过发动机控制器，根据发动机仿真信息信号来驱动执行器，通过发动机控制器接收从执行器传输的反馈信号，将反馈信号传输至主计算机，并且测量控制数据；以及第四步骤，其将控制数据与预设在主计算机中的目标控制数据进行比较，并且验证控制数据是否异常。
第三步骤可以包括，将从执行器传输的反馈信号传输至工厂模型、仿真器以及发动机控制器。
第四步骤可以包括：当比较存储在主计算机中的目标速度与实际的车辆速度，并且确定比较值不在预设范围内时，检查工厂模型和仿真器是否异常。
第四步骤可以包括：当比较存储在主计算机中的目标速度与实际的车辆速度，并且确定比较值在预设范围内时，比较预设目标执行器位置与实际的执行器位置。
第四步骤可以包括：当比较存储在主计算机中的目标执行器位置与实际的执行器位置，并且确定比较值不在预设范围内时，检查工厂模型和仿真器是否异常。
第四步骤可以包括：当比较存储在主计算机中的目标执行器位置与实际的执行器位置，并且确定比较值在预设范围内时，比较预设目标执行器位置响应时间与实际的目标执行器位置响应时间。
第四步骤可以包括：当确定存储在主计算机中的目标执行器位置响应时间与实际的目标执行器位置响应时间不在预设范围内时，检查工厂模型和仿真器是否异常。
第一步骤可以包括：将包括在工厂模型中的发动机仿真信息、车辆仿真信息和环境条件信息传输至仿真器。
下面讨论本公开的其它方面和实施方案。
应了解本文所用的术语“车辆”或“车辆的”或其他类似术语一般包括机动车辆，如客运汽车，包括运动型多用途车辆(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车辆、包括多种小船和船舰的船只、飞机等，并包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆和其他选择性的燃料车辆(例如衍生自除了石油之外的来源的燃料)。本文所指的混合动力车辆为具有两个或更多个动力源的车辆，例如汽油和电力动力源车辆。
下面讨论本公开的上述特征及其它特征。
附图说明
接下来将参照由所附附图显示的本公开的某些示例性实施方案来详细地描述本发明的以上及其它特征，这些附图在下文中仅以显示的方式给出，因而对本公开是非限定性的，在这些附图中：
图1是顺序显示根据本发明的示例性实施方案的用于验证执行器控制数据的方法的流程图。
图2示出了根据本发明的示例性实施方案的用于验证执行器控制数据的方法的示意性的控制系统。
图3示出了根据本发明的示例性实施方案的用于验证执行器控制数据的方法中的控制数据测量步骤。
图4示出了根据本发明的示例性实施方案的用于验证控制数据是否异常的流程图。
应当了解，所附附图并不必须是按比例绘制的，其呈现了某种程度上经过简化的说明本公开的原理的各个特征。本文所公开的本公开的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。
在这附图中，附图的多幅图之中，附图标记表示本公开的相同的或等同的部分。
具体实施方式
接下来将对本公开的不同实施方式详细地作出在此之后的引用，实施方式的实例被显示在所附附图中被描述如下。虽然本公开与示例性的实施方案相结合进行描述，但是应当了解，本说明书不是要将本公开限制为那些示例性的实施方案。相反，本公开旨在不但覆盖这些公开的示例性实施方式，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本公开的精神和范围之内的各种替换、修改、等同和其它实施方式。
此外，在下面的具体描述中，具有相同关系的构件的名称分为“第一”、“第二”等，但是本发明不限于下面描述的这样的顺序。
另外，下面省略了已知功能和配置的描述，其可能使本发明的概念不必要地模糊。
图1是顺序显示根据本发明的实施方案的用于验证执行器控制数据的方法的流程图，图2示出了根据本发明的实施方案的用于验证执行器控制数据的方法的示意性的控制系统。
另外，图3示出了根据本发明的示例性实施方案的用于验证执行器控制数据的方法中的控制数据测量步骤，图4示出了根据本发明的示例性实施方案的用于验证控制数据是否异常的步骤。
如图1所示，下面将描述用于验证执行器控制数据的方法。
首先，在主计算机上运行用于验证执行器控制数据的硬件在环仿真(HILS)设备，其进行对于车辆的虚拟驱动测试，所述车辆包括待测的发动机控制器30、发动机以及基于工厂模型(plant model)10的环境。工厂模型10包括发动机仿真信息，该工厂模型被传输至仿真器(在步骤S100)。
换言之，如图2所示，HILS设备包括工厂模型10，车辆仿真、发动机仿真和环境条件等存储在该工厂模型中；所述HILS设备进一步包括仿真器20，其用于将发动机状态信息传输至工厂模型10，以及从工厂模型10接收发动机驱动信号。仿真器20可以实施为具有软件指令的硬件处理器，所述软件指令使得处理器执行所述的仿真器20的功能。对此，在本发明中，安装的不是执行器模型而是实际的执行器40，以接收发动机控制器30的实际信号，并由主计算机50的运行控制来进行控制。
换言之，在现有技术中，因为一般不会安装实际的执行器40，而仅仅将简单的仿真信号信息传输至发动机控制器30，所以很难或者不可能精确地监控实际的执行器40是否工作。
另外，因为在现有技术中，工厂模型10和发动机控制器30没有彼此连接，所以没有工作信号传输至工厂模型10。这导致在工厂模型10中没有实现发动机模型和车辆模型，因此在工厂模型10中没有仿真车辆驱动周期和发动机特征值。
因而，在本示例性实施方案中，如图2所示，安装了实际的执行器40(例如发动机喷射器)，并且由发动机控制器30操作的实际的执行器40的工作信号能够传输至HILS设备的工厂模型10。因此，在工厂模型10中建模的发动机输出和性能行为能够与实际的发动机相似地或者完全相同地工作。
这里，工厂模型10是用于对虚拟的发动机的工作进行建模的，因为其中实现了车辆模型、发动机模型和环境模型，所以诸如发动机仿真信息、环境温度、湿度以及大气压力的环境条件信息可以与车辆仿真信息(其对车辆驱动信息进行建模，例如车辆速度和角速度)一同得到仿真。
另一方面，从仿真器20(其与工厂模型10一同被包括在HILS设备中)接收的发动机仿真信息信号传输到了连接至实际的执行器40的发动机控制器30(在步骤S200)。
之后，根据发动机仿真信息信号，经由发动机控制器30来驱动执行器40，然后执行器40发送的反馈信号被发动机控制器30接收，并且之后传输至主计算机50以对控制数据进行测量(在步骤S300)。
从执行器40发送或已经发送的反馈信号除了传输至工厂模型10，还传输至发动机控制器30，如图3所示(在步骤S310)，并且根据该反馈信号的电压被传输至仿真器20(在步骤S320)。
这些步骤用于更新工厂模型10中建模的发动机模型、车辆模型以及环境模型的条件。例如，依据环境条件的改变而变化的条件可以随上述反馈信号更新，以确保工厂模型10的可靠性。
将预设在主计算机50中的目标控制数据与发动机控制器30的反馈信号所发送的控制数据比较，以验证控制数据是否异常(在步骤S400)。
为此，首先，通过用于验证控制数据的HILS设备的仿真器20打开车辆的点火设备以起动车辆。然后，当从工厂模型10接收到了发动机驱动信号并且设定了驱动周期时，将存储在主计算机50中的目标速度与实际的车辆速度进行比较，如图4所示(在步骤S410)。如果确定比较值不在预设范围内时，检查工厂模型10和仿真器20是否异常(在步骤S420)。
对此，当在主计算机50中比较存储在主计算机50中的目标速度与实际车辆速度(在步骤S410)，以确定比较值在预设范围内时，将预设目标执行器位置与实际的执行器位置进行比较(在步骤S412)。
当比较存储在主计算机50中的目标执行器位置与实际的执行器位置(在步骤S412)，并且确定位置差异不在预设范围内时，检查工厂模型10和仿真器20是否异常(在步骤S420)。
当比较目标执行器位置与实际的执行器打开的位置(在步骤S412)，而且角度差异变为大约10％或更大时，可以确定工厂模型10和仿真器20中出现了异常。
另外，当比较存储在主计算机50中的目标执行器位置与实际的执行器位置(在步骤S412)，而且位置差异在预设范围内时，将预设在主计算机50中的目标执行器位置响应时间与实际的目标执行器位置响应时间进行比较(在步骤S414)。
在确定存储在主计算机50中的目标执行器位置响应时间和实际的目标执行器位置响应时间在预设范围内时，确定在实际的执行器中测量的控制数据中没有出现异常，并且终止HILS测试驱动。
然而，当比较目标执行器位置响应时间与实际的目标执行器位置响应时间(在步骤S414)，并且确定其差异不在预设范围内时，检查工厂模型10和仿真器20是否异常(在步骤S420)。
换言之，例如，当目标执行器位置响应时间与实际的目标执行器位置响应时间之间的差异为大约1秒或更长时，确定在实际的执行器中测量的控制数据中已经出现了异常，并且因此检查工厂模型10和仿真器20是否异常(在步骤S420)。
因此，在接收安装了实际的执行器40的发动机控制器30的控制信号，并因此使用HILS设备来进行控制的时候，根据执行器40的工作的反馈信号可以传输至发动机控制器30，以通过比较预设在主计算机50中的目标速度、执行器目标位置以及目标执行器位置响应时间与实际的执行器40的对应信息，从而验证实际的控制器40的控制数据中是否存在异常。
另外，在本示例性实施方案中，因为通过实际的执行器40建模的车辆仿真信息、发动机仿真信息和环境条件在工厂模型10中实现，通过对工厂模型10与实际的发动机、道路条件和依据温度、湿度和大气压力而改变的特征的偏差进行仿真，并且使得能够进行其验证，从而控制数据可以在各种条件下得到验证。
通过接收其中安装了实际的执行器的发动机控制器的实际的信号，执行后续控制，在驱动执行器时或驱动执行器之后传输关于执行器和发动机控制器的状态信息，并且在主计算机中检查并比较有关执行器的状态信息，从而本发明能够使用硬件在环仿真(HILS)设备来验证执行器的控制数据。
另外，通过使发动机仿真信息、车辆仿真信息以及环境仿真信息能够被包括在工厂模型中，使得工厂模型中的发动机输出和性能行为与实际的发动机的输出和性能行为相似地工作，从而本发明能够仿真车辆驱动周期、环境条件和使用条件。
已经参考本公开的示例性实施方案详细地描述了本公开。然而，本领域技术人员将清楚，可以在不脱离本公开的原理和精神的情况下对这些实施方案进行改变，本公开的范围在所附权利要求及其等同形式中得以限定。

Claims (5)

1.一种用于验证执行器控制数据的方法，包括：
通过主计算机将工厂模型传输至仿真器，以验证执行器控制数据；
将从仿真器接收到的工厂模型的发动机仿真信息信号传输到连接至执行器的发动机控制器；
通过发动机控制器，根据发动机仿真信息信号来驱动执行器，在驱动执行器时通过发动机控制器接收从执行器传输的反馈信号，将反馈信号传输至主计算机，并且根据反馈信号通过主计算机测量执行器控制数据；以及
将执行器控制数据与预设在主计算机中的目标控制数据进行比较，并且验证执行器控制数据是否异常；
其中，执行器控制数据是否异常的验证包括：
当比较存储在主计算机中的目标速度与实际的车辆速度，并且确定比较出的值在预设范围内时，比较预设目标执行器位置与实际的执行器位置；
当比较存储在主计算机中的目标执行器位置与实际的执行器位置，并且确定比较出的值在预设范围内时，比较预设目标执行器位置响应时间与实际的目标执行器位置响应时间；
当确定存储在主计算机中的目标执行器位置响应时间与实际的目标执行器位置响应时间之间的差异不在预设范围内时，检查工厂模型和仿真器是否异常。
2.根据权利要求1所述的用于验证执行器控制数据的方法，其中，执行器控制数据的测量包括：
将从执行器传输的反馈信号传输至工厂模型、仿真器以及发动机控制器。
3.根据权利要求1所述的用于验证执行器控制数据的方法，其中，执行器控制数据是否异常的验证包括：
当比较存储在主计算机中的目标速度与实际的车辆速度，并且确定比较出的值不在预设范围内时，检查工厂模型和仿真器是否异常。
4.根据权利要求1所述的用于验证执行器控制数据的方法，其中，执行器控制数据是否异常的验证包括：
当比较存储在主计算机中的目标执行器位置与实际的执行器位置，并且确定比较出的值不在预设范围内时，检查工厂模型和仿真器是否异常。
5.根据权利要求1所述的用于验证执行器控制数据的方法，其中，将工厂模型传输至仿真器包括：
将包括在工厂模型中的发动机仿真信息、车辆仿真信息和环境条件信息传输至仿真器。
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