CN110609491A - 电动汽车整车控制器半实物仿真事故鉴定方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于半实物仿真检验鉴定技术领域，涉及一种电动汽车整车控制器半实物仿真事故鉴定方法及系统。所述电动汽车整车控制器半实物仿真事故鉴定方法具体包括：搭建模拟实车仿真工作环境：搭建整车模型，设置测试用例的参数边界；整车模型接收并处理所述测试用例发送的测试工况信号，得到虚拟车辆仿真输出信号；整车模型将虚拟车辆仿真输出信号通过接口转换单元将信号转换后传送给被测整车控制器；被测整车控制器根据自身控制策略处理所接收到的虚拟车辆仿真输出信号得到执行结果；分析所述执行结果。所述电动汽车整车控制器半实物仿真事故鉴定系统包括：半实物仿真控制单元、半实物仿真测试单元和接口转换单元。

Description

电动汽车整车控制器半实物仿真事故鉴定方法及系统

技术领域

本发明属于半实物仿真检验鉴定技术领域，涉及一种电动汽车整车控制器半实物仿真事故鉴定方法及系统。

背景技术

所述电动汽车整车控制器半实物仿真检验鉴定技术，被用于电动汽车事故致因分析，尤其是对电动汽车整车控制器（VCU）在事发时段的工作状态进行事故工况下的事故再现检验鉴定。电动汽车失控引发事故的报道时有发生，而整车控制器故障与此类事故的发生关系密切。整车控制器作为电动汽车的核心部件，直接决定了整车的安全性。电动汽车控制器与传统内燃机汽车控制器相比更为复杂,其存在的安全性隐患也不同于传统内燃机汽车的控制器。

整车控制器硬件在环测试系统也由于其在V模式开发中的关键地位，使其具有自身特点。一是，车企、零部件厂商或研究机构开发或搭建的整车控制器硬件在环测试系统主要面向整车控制器的开发和研发测试，都需通过对被测控制器进行需求分析，确定在环系统的架构和要实现的具体测试功能，所以整车控制器硬件在环测试系统的针对性与定制性很强使得其通用性差，即便是在国内外占据垄断地位的一些成熟的硬件在环测试系统供应商也无法兼顾不同测试目的的在环系统的通用性问题，且软硬件改线成本高。二是，面向开发和研发测试的硬件在环测试系统被国外几家企业垄断且实时性要求高，使得此类系统价格极为昂贵，对典型多发的事故电动汽车整车控制器的检验鉴定针对性差。如已实现商业化的硬件在环测试系统：德国博世旗下的 LABCAR 硬件在环系统、德国 dSPACE公司的dSPACE 硬件在环系统、美国国家仪器（NI）有限公司的Lab VIEW RT硬件在环测试系统、美国 ADI 公司的 RTS 硬件在环系统等。三是，面向开发的硬件在环测试系统需要实现的功能较多，其系统的机构体积庞大、测试机柜线路复杂，这样大大降低了使用的灵活性与实用性。

而本发明是利用半实物仿真技术，面向交通事故鉴定，对整车控制器进行深度检验鉴定，填补目前针对交通事故致因分析的电动汽车整车控制器深度检验鉴定的空白。实现了针对事故鉴定需求的整车控制器半实物仿真通用性强、测试对象具体、成本大幅降低、灵活性强的目标。

发明内容

为了解决现有技术中存在的不足，本发明提供一种电动汽车整车控制器半实物仿真事故鉴定方法及系统，所述电动汽车整车控制器半实物仿真事故鉴定方法及系统模拟工况可根据测试需求进行测试用例设计，从而实现模拟仿真事发时段所处工况。

根据本发明提供的技术方案，作为本发明的第一方面，提供一种电动汽车整车控制器半实物仿真事故鉴定方法，所述电动汽车整车控制器半实物仿真事故鉴定方法具体包括：

搭建模拟实车仿真工作环境：搭建整车模型，设置测试用例的参数边界；

整车模型接收并处理所述测试用例发送的测试工况信号，得到虚拟车辆仿真输出信号；

整车模型将虚拟车辆仿真输出信号通过接口转换单元将信号转换后传送给被测整车控制器；

被测整车控制器根据自身控制策略处理所接收到的虚拟车辆仿真输出信号得到执行结果；

分析所述执行结果。

进一步地，在整车模型将虚拟车辆仿真输出信号传送给被测整车控制器步骤具体为：

首先整车模型将虚拟车辆仿真输出信号通过接口转换单元将信号转换成被测整车控制器所能接收的信号形式；

然后接口转换单元将转换后的虚拟车辆仿真输出信号传送给被测整车控制器。

进一步地，依据电动汽车后台监控数据、电动汽车车载终端存储数据或事故现场取证资料中的任意一个或多个设置所述测试用例的参数边界。

作为本发明的第二方面，提供一种电动汽车整车控制器半实物仿真事故鉴定系统，所述电动汽车整车控制器半实物仿真事故鉴定系统包括：半实物仿真控制单元、半实物仿真测试单元和接口转换单元；

所述半实物仿真控制单元和半实物仿真测试单元连接，半实物仿真控制单元能够向所述半实物仿真测试单元发送测试工况信号，并能够接收所述半实物仿真测试单元发送的被测整车控制器的执行结果；

所述半实物仿真测试单元与所述接口转换单元连接，且所述半实物仿真测试单元通过所述接口转换单元能够与被测整车控制器进行信息交互；

所述接口转换单元用于将被测整车控制器与半实物仿真测试单元实现硬件连接及信号适配。

进一步地，所述半实物仿真控制单元包括测试用例模块和分析模块，所述测试用例模块用于存储预设的测试用例，所述分析模块用于分析被测整车控制器反馈的执行结果；

所述半实物仿真测试单元中预先搭建有整车模型，所述整车模型用于处理所述测试用例发送的测试工况信号，得到虚拟车辆仿真输出信号；

所述被测整车控制器能够根据所述虚拟车辆仿真输出信号输出执行结果给半实物仿真测试单元。

进一步地，所述接口转换单元包括数字量信号接口、模拟量信号接口和CAN信号接口。

从以上所述可以看出，本发明提供的电动汽车整车控制器半实物仿真事故鉴定方法及系统，与现有技术相比具备以下优点

其一，从以上所述可以看出，本发明提供的电动汽车整车控制器半实物仿真事故鉴定方法及系统，与现有技术相比具备以下优点： 本发明“电动汽车整车控制器半实物仿真事故鉴定系统”面向电动汽车事故，尤其是失控事故，对事故车辆的整车控制器进行深度检验鉴定，系统针对性强，且测试需求对实时性要求相对较低，普通PC机便可满足测试需求，由此系统成本可大幅降价。与整车控制器硬件在环测试系统相比，本发明的半实物仿真测试部分可实现小型化设计。

其二，本发明“电动汽车整车控制器半实物仿真事故鉴定系统”深度检验鉴定的目的决定其测试的关键是判断整车控制器在特定工况下的工作状态，关注反馈控制信号的趋势，对控制信号的具体数值不敏感，因此针对不同的待测整车控制器，本发明对系统运行的整车模型精度要求较低，减少了修改模型的时间，即模型改型简单、方便。

其三，本发明的测试用例是针对电动汽车事故发生时段的车辆运行工况进行设置的，可充分利用电动汽车后台监控数据、电动汽车车载终端存储数据、事故现场取证资料进行测试用例的边界设置，测试用例将新能源汽车大数据应用于本发明的测试用例设置中，具有独特优势。

其四，本发明的接口转换部分，采用独立设计且具有标准的硬件信号接口，可根据实际测试需要方便扩展接口数量，既可对单个事故车辆的整车控制器进行检验鉴定，又可以对多个整车控制器进行对比测试，扩展性非常高。

其五，本发明的接口转换部分保证了扩展性高，又由于面向事故鉴定的实际需求使得本发明对系统运行的整车模型精度较低，这两个特点使得本系统针对不同被测整车控制器的通用性非常高，使得本系统与研发型硬件在环测试系统相比在通用性程度上具有先天优势。

其六，本发明方便添加更多的实物部件代替数字模型，使半实物仿真更贴近事故车辆的实际工况。

其七，本发明在接口转换部分设置了硬件中断开关，有利于及时停止实时仿真中突发情况，有利于保护软硬件设备及前期存储的数据。

附图说明

图1为本发明第一方面的流程示意图。

图2为本发明第二方面的结构拓扑图。

100. 半实物仿真控制单元，110. 测试用例模块，120. 分析模块，200. 半实物仿真测试单元，210. 整车模型，300. 接口转换单元，310. 数字量信号接口，320. 模拟量信号接口，330. CAN信号接口，400. 被测整车控制器。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向。使用的词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

作为本发明的第一方面，如图1所示，提供一种电动汽车整车控制器半实物仿真事故鉴定系统的测试方法，所述电动汽车整车控制器半实物仿真事故鉴定系统的测试方法具体包括以下步骤：

步骤1: 搭建模拟实车仿真工作环境：在半实物仿真控制单元100中设置测试用例的参数边界，将整车模型210下载至半实物仿真测试单元200中；

步骤2: 半实物仿真控制单元100中的的测试用例模块110发送测试工况信号给半实物仿真测试单元200的整车模型210；

步骤3:所述半实物仿真测试单元200中的整车模型210接收所述测试工况信号，根据所述测试工况信号计算出与所述测试工况信号相对应的虚拟车辆仿真输出信号；

步骤4:半实物仿真测试单元200将所述虚拟车辆仿真输出信号通过接口转换单元300转换传送给被测整车控制器400；

步骤5：所述被测整车控制器400根据自身控制策略处理所接收到的虚拟车辆仿真输出信号，并通过接口转换单元300反馈执行结果给半实物仿真测试单元200；

步骤6：半实物仿真测试单元200将执行结果输出给半实物仿真控制单元100；

步骤7：半实物仿真控制单元100分析所述执行结果中的反馈数据，判断执行结果中的反馈数据是否满足需求，若不满足则修改测试用例后修改上述过程。

可以理解的是，通过观测分析所显示的信号数据即可判断整车控制器在当下的运行是否正常，即检验鉴定被测整车控制器400能否将驾驶员命令准确解析与传输，从而实现闭环测试并作出检验鉴定结果判定。

需要解释的是，依据电动汽车后台监控数据、电动汽车车载终端存储数据或事故现场取证资料中的任意一个或多个设置所述测试用例的参数边界。所述测试用例为模拟驾驶员行为和驾驶的环境，例如开关、挡位、加速踏板开度和制动踏板位置等信号的输入值，以及车辆行驶的阻力信息，可根据测试需求进行用例配置，从而实现模拟仿真事发时段所处工况，解决传统方法无法对整车控制器进行深度测试、测试用例边界不清晰及工况再现难的问题。

发明建立的测试用例完全针对事故发生时段的运行工况进行边界设置，主要利用事故调查获取的电动汽车后台监控数据、电动汽车车载终端存储数据、事故现场取证资料进行有针对性的测试用例设置，充分利用了新能源车辆特有的后台大数据资源。

作为本发明的第二方面，如图2所示，提供一种电动汽车整车控制器半实物仿真事故鉴定系统，所述电动汽车整车控制器半实物仿真事故鉴定系统包括：半实物仿真控制单元100、半实物仿真测试单元200和接口转换单元300；

所述半实物仿真控制单元100和半实物仿真测试单元200连接，半实物仿真控制单元100能够向所述半实物仿真测试单元200发送测试工况信号，并能够接收所述半实物仿真测试单元200发送的被测整车控制器400的执行结果；

所述半实物仿真测试单元200与所述接口转换单元300连接，且所述半实物仿真测试单元200通过所述接口转换单元300能够与被测整车控制器400进行信息交互；一方面半实物仿真测试单元200能够接收被测整车控制器400通过接口转换单元300传送的信号，另一方面，所述半实物仿真测试单元200能够提供虚拟车辆环境，所述虚拟车辆环境能够运行半实物仿真控制单元100发送的测试工况信号，从而实现半实物仿真测试。半实物仿真测试单元200，可由普通PC机实现，其处理器最低要求为Inter i3或其他同级别处理器。

所述接口转换单元300用于将被测整车控制器400与半实物仿真测试单元200实现硬件连接及信号适配，从而实现在测试过程的信息交互；所述接口转换单元300包括数字量信号接口310、模拟量信号接口320和CAN信号接口330；需要解释的是，所述被测整车控制器400即被检验鉴定的对象，由于其为事故车辆所需检验鉴定的真实部件，也是半实物仿真鉴定系统的实物部分。

接口转换单元300是半实物仿真测试单元200与被测整车控制器400实现连接的“桥梁”，其主要功能是将被测整车控制器400发出的真实信号，转换成半实物仿真测试单元200各采集卡可以接收的信号，并同时提供多种类型信号的转换方式及足够的信号通道，以满足不同待测整车控制器不同的信号数量和大小的需求。针对常见整车控制器发出的信号，接口转换部分主要实现数字量、模拟量和CAN信号的转换。CAN信号是整车控制器中最重要的一类信号，由于 CAN信号有很强的抗干扰能力，不需要滤波等复杂处理，直接引到接口电路部分的CAN接口便可，由接口电路部分的CAN卡进行采集处理，可选用CAN通信板卡PCI-1680，该卡具有独立的两路CAN通道。

具体地，所述半实物仿真控制单元100包括测试用例模块110和分析模块120，所述测试用例模块110用于存储预设的测试用例，所述分析模块120用于分析被测整车控制器400反馈的执行结果；

所述半实物仿真测试单元200中预先搭建有整车模型210，所述整车模型210用于处理所述测试用例发送的测试工况信号，得到虚拟车辆仿真输出信号；

所述被测整车控制器400能够根据所述虚拟车辆仿真输出信号输出执行结果给半实物仿真测试单元200。

需要解释的是，所述整车模型210为被测整车控制器400提供虚拟车辆环境，所述虚拟车辆环境能够根据事故鉴定的需求设计，例如：整车模型210包括轮胎模型、电机模型以及车身模型中的一个或几个的任意组合，其中所述电机模型用于提供虚拟车辆环境的动力输出，所述轮胎模型用于提供轮胎模型的阻力信息，车身模型用于提供虚拟车辆外部的信息。所述其对仿真测试的实时性要求相对较低，且仿真测试的测试点针对性强，即集中测试事故车辆在事发时段的各种工况；所述测试用例为所述整车模型210提供虚拟车辆的工况。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的主旨之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.电动汽车整车控制器半实物仿真事故鉴定方法，其特征在于，所述电动汽车整车控制器半实物仿真事故鉴定方法具体包括：

搭建模拟实车仿真工作环境：搭建整车模型（210），设置测试用例的参数边界；

整车模型（210）接收并处理所述测试用例发送的测试工况信号，得到虚拟车辆仿真输出信号；

整车模型（210）将虚拟车辆仿真输出信号通过接口转换单元（300）将信号转换后传送给被测整车控制器（400）；

被测整车控制器（400）根据自身控制策略处理所接收到的虚拟车辆仿真输出信号得到执行结果；

分析所述执行结果。

2.如权利要求1所述的电动汽车整车控制器半实物仿真事故鉴定方法，其特征在于，在整车模型（210）将虚拟车辆仿真输出信号传送给被测整车控制器（400）步骤具体为：

首先整车模型（210）将虚拟车辆仿真输出信号通过接口转换单元（300）将信号转换成被测整车控制器（400）所能接收的信号形式；

然后整车模型（210）将通过接口转换单元（300）转换后的虚拟车辆仿真输出信号传送给被测整车控制器（400）。

3.如权利要求1所述的电动汽车整车控制器半实物仿真事故鉴定方法，其特征在于，依据电动汽车后台监控数据、电动汽车车载终端存储数据或事故现场取证资料中的任意一个或多个设置所述测试用例的参数边界。

4.电动汽车整车控制器半实物仿真事故鉴定系统，其特征在于，所述电动汽车整车控制器半实物仿真事故鉴定系统包括：半实物仿真控制单元（100）、半实物仿真测试单元（200）和接口转换单元（300）；

所述半实物仿真控制单元（100）和半实物仿真测试单元（200）连接，半实物仿真控制单元（100）能够向所述半实物仿真测试单元（200）发送测试工况信号，并能够接收所述半实物仿真测试单元（200）发送的被测整车控制器（400）的执行结果；

所述半实物仿真测试单元（200）与所述接口转换单元（300）连接，且所述半实物仿真测试单元（200）通过所述接口转换单元（300）能够与被测整车控制器（400）进行信息交互；

所述接口转换单元（300）用于将被测整车控制器（400）与半实物仿真测试单元（200）实现硬件连接及信号适配。

5.如权利要求3所述的电动汽车整车控制器半实物仿真事故鉴定系统，其特征在于，

所述半实物仿真控制单元（100）包括测试用例模块（110）和分析模块（120），所述测试用例模块（110）用于存储预设的测试用例，所述分析模块（120）用于分析被测整车控制器（400）反馈的执行结果；

所述半实物仿真测试单元（200）中预先搭建有整车模型（210），所述整车模型（210）用于处理所述测试用例发送的测试工况信号，得到虚拟车辆仿真输出信号；

所述被测整车控制器（400）能够根据所述虚拟车辆仿真输出信号输出执行结果给半实物仿真测试单元（200）。

6.如权利要求3所述的电动汽车整车控制器半实物仿真事故鉴定系统，其特征在于，所述接口转换单元（300）包括数字量信号接口（310）、模拟量信号接口（320）和CAN信号接口（330）。