CN114553759A - 新能源汽车虚拟网关功能测试方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新能源汽车虚拟网关功能测试方法及系统,包括上位机,该上位机为测试系统提供试验管理软件;HIL控制柜,该HIL控制柜与上位机连接;车辆台架,该车辆台架与HIL控制柜连接;转毂台架,该转毂台架与HIL控制柜连接;可调节充放电负载,该可调节充放电负载分别与车辆台架、HIL控制器连接。本发明用车辆台架虚拟网关进行整车功能测试,能够隔离、模拟特定模块、特定报文的CAN通讯,能够自由地、有效地验证整车功能。
Description
技术领域
本发明属于整车功能测试台架技术领域,具体涉及一种新能源汽车虚拟网关功能测试方法及系统。
背景技术
为了降低能耗、减少污染,节能型插电式、纯电动汽车等新能源汽车的设计与开发受世界各大汽车制造厂的关注。
整车功能测试可分为硬件测试、软件测试、软硬件集成测试、系统集成测试以及整车测试。硬件测试、软件测试、软硬件集成测试和系统集成测试一般在上位机、测试台架上开展。
整车的功能测试通常在骡子车、设计样车、试装车上进行。通过按键、挡位、踏板等实车的交互操作,来执行验证整车上下电、车门解闭锁、车窗升降等车身域、动力域、底盘域、娱乐域的相关功能。
现有测试方法存在的问题是:
(1)测试工作对试验车状态要求高(工程状态)、需等待车辆调试组装完成;
(2)对高低配置的试验车,需要更换对应的整车电子器件。
因此,有必要开发一种新的新能源汽车虚拟网关功能测试方法及系统。
发明内容
本发明提供一种新能源汽车虚拟网关功能测试方法及系统,用车辆台架虚拟网关进行整车功能测试,能隔离、模拟特定模块、特定报文的CAN通讯,能自由、有效验证整车功能。
第一方面,本发明所述的一种新能源汽车虚拟网关功能测试系统,包括:
上位机,该上位机为测试系统提供试验管理软件,用于配置试验参数;选取参与测试的整车网络域、整车电子器件节点、CAN信号ID;编辑板卡模拟的CAN信号,设定请求电机扭矩数值、设定碰撞触发信号;设定转毂台架负载、坡度;设定车辆台架行驶挡位、车速、油门和制动踏板深度、发动机转速;设定压缩机挡位、电池、电机及电控工作模式;以及设定可调节充电负载和放电负载的工作模式;
HIL控制柜,该HIL控制柜与上位机连接,用于链接试验管理软件和整车CAN网络;该HIL控制柜包括CAN通讯板卡、虚拟网关板卡和实时控制模块;实时控制模块用于控制转毂台架转速、坡度,控制负载对车辆的充电功率和放电功率;所述CAN通讯板卡用于接收整车网络的CAN信号,以及模拟生成电机、电控、电池对应的CAN信号;所述虚拟网关板卡用于实现整车电子器件节点、CAN信号的真实\虚拟实时切换;
车辆台架,该车辆台架与HIL控制柜连接,所述车辆台架上布置有整车电子电器、发动机、高压动力电池、紧急告警系统、汽车喇叭、电机、电池、电控,并为整车电子器件供电;
转毂台架,该转毂台架与HIL控制柜连接,用于为车辆提供道路载荷、行车坡度,模拟整车三电系统的真实工作负荷;
可调节充放电负载,该可调节充放电负载分别与车辆台架、HIL控制器连接,用于对车辆台架的电池进行充电、放电,调整车辆动力电池的SOC范围。
可选地,所述虚拟网关板卡,用于在试验过程中,实时切换电子器件节点的CAN网络;当电子器件在A网段时,CAN信号来自真实值,此节点的CAN信号在整车网络中正常发送和接收;当电子器件切换到B网段时,此节点被隔离,所述CAN信号经虚拟网关模型修改和处理,再由CAN通讯板卡发送到整车网络。
可选地,所述虚拟网关模型,用于在试验过程中,实时接收被隔离的电子器件节点CAN报文;模拟生成此节点的CAN报文、修改此节点CAN报文的物理值;最后由CAN通讯板卡把重新组织的此节点CAN报文发送到整车网络。
可选地,所述转毂台架采用四驱四电机的转毂设备,为车辆提供道路载荷、行车坡度,模拟整车三电系统的真实工作负荷。
第二方面,本发明所述的一种新能源汽车虚拟网关功能测试方法,采用如本发明所述的新能源汽车虚拟网关功能测试系统,其方法包括以下步骤:
步骤1、准备车辆台架:将待测整车电子器件安装到车辆台架上;
步骤2、HIL控制柜接线:连接车辆台架和HIL控制柜的电气线束、虚拟网关板卡、CAN通讯板卡;
步骤3、台架启动上电:完成接线后,接入低压蓄电池,连接高压;启动上位机、HIL控制柜、转毂台架;开启整车电源、启动发动机;
步骤4、上位机链接HIL控制柜;
步骤5、配置试验参数:
操作上位机,配置试验参数、编辑电子器件隔离节点、虚拟网关模型;
步骤6、电池充电或放电、执行实验参数:
动力电池充电或放点,保持动力电池充电工况或达到电池目标SOC;
HIL控制柜执行实验参数:控制车辆台架行驶挡位、行驶车速、油门踏板深度、制动踏板深度、发动机转速;控制转毂台架电机输出道路载荷、坡度;
步骤7、虚拟网关板卡切换、注入故障:
虚拟网关板卡切换:设定碰撞信号来源,包括来自车辆台架真实值,还是来自虚拟值;车辆碰撞传感器接A网段,则来自真实值;接入B网段,则此节点被隔离,整车碰撞CAN信号来自虚拟网关模型;
注入故障:HIL控制柜向车辆台架注入故障;
步骤8、分析数据:HIL控制柜全程记录数据,用上位机观测HIL控制柜、车辆台架、转毂台架的实时状态,试验结束后回放过程数据,分析测试中车辆台架现象。
可选地,所述步骤7中,注入故障具体为:
HIL控制柜通过虚拟网关模型生成对应的整车碰撞CAN信号,通过CAN通讯板卡发送到整车网络,整车台架执行碰撞解锁报警策略;
所述碰撞解锁报警策略为整车四车门立即解锁、车辆高压系统下电;电池、电机、电控进入故障模式;电机请求扭矩置0Nm;车辆紧急报警灯闪烁、车辆喇叭报警;观察车辆碰撞后的声光报警功能。
可选地,所述步骤6中,动力电池初始SOC>80%;车辆台架执行D挡,EPB释放,车速在60~100km/h自由变化;轮毂台架设置坡度设置为在0%~7%之间变化;测试时间持续20分钟以上。
可选地,所述步骤1中,先关闭整车电源、断开低压蓄电池、断开高压连接,然后将待测整车电子器件安装到车辆台架上。
本发明具有以下优点:本发明能够模拟动力域的电池、电机、电控CAN信号,控制动力电池充放电,验证电机扭矩响应策略、模拟车辆碰撞自动解锁报警。整车在转毂台架上行驶,HIL控制柜对整车电子器件进行CAN网络隔离、CAN信号模拟、CAN报文过滤,达到验证相关整车功能的目的。
附图说明
图1为整车虚拟网关测试系统的原理框图;
图2 为转毂台架转毂电机布置方式;
图3为虚拟网关板卡示意图;
图4为本发明的逻辑流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示,本实施例中,一种新能源汽车虚拟网关功能测试系统,包括:
上位机,该上位机为测试系统提供试验管理软件,用于配置试验参数;选取参与测试的整车网络域、整车电子器件节点、CAN信号ID;编辑板卡模拟的CAN信号,设定请求电机扭矩数值、设定碰撞触发信号;设定转毂台架负载、坡度;设定车辆台架行驶挡位、车速、油门和制动踏板深度、发动机转速;设定压缩机挡位、电池、电机及电控工作模式;以及设定可调节充电负载和放电负载的工作模式。
HIL控制柜,该HIL控制柜与上位机连接,用于链接试验管理软件和整车CAN网络;该HIL控制柜包括CAN通讯板卡、虚拟网关板卡和实时控制模块;实时控制模块用于控制转毂台架转速、坡度,控制负载对车辆的充电功率和放电功率;所述CAN通讯板卡用于接收整车网络的CAN信号,以及模拟生成电机、电控、电池对应的CAN信号;所述虚拟网关板卡用于实现整车电子器件节点、CAN信号的真实\虚拟实时切换。
车辆台架,该车辆台架与HIL控制柜连接,所述车辆台架上布置有整车电子电器、发动机、高压动力电池、紧急告警系统、汽车喇叭、电机、电池、电控,并为整车电子器件供电。
转毂台架,该转毂台架与HIL控制柜连接,用于为车辆提供道路载荷、行车坡度,模拟整车三电系统的真实工作负荷。
可调节充放电负载,该可调节充放电负载分别与车辆台架、HIL控制器连接,用于对车辆台架的电池进行充电、放电,调整车辆动力电池的SOC范围。
如图2所示,本实施例中,所述虚拟网关板卡,用于在试验过程中,实时切换电子器件节点的CAN网络;当电子器件在A网段时,CAN信号来自真实值,此节点的CAN信号在整车网络中正常发送和接收;当电子器件切换到B网段时,此节点被隔离,所述CAN信号经虚拟网关模型修改和处理,再由CAN通讯板卡发送到整车网络。
本实施例中,所述虚拟网关模型,用于在试验过程中,实时接收被隔离的电子器件节点CAN报文;模拟生成此节点的CAN报文、修改此节点CAN报文的物理值;最后由CAN通讯板卡把重新组织的此节点CAN报文发送到整车网络。
如图3所示,本实施例中,所述转毂台架采用四驱四电机的转毂设备,为车辆提供道路载荷、行车坡度,模拟整车三电系统的真实工作负荷。
如图4所示,本实施例中,一种新能源汽车虚拟网关功能测试方法,采用如本实施例中所述的新能源汽车虚拟网关功能测试系统,验证车辆碰撞解锁报警策略。整车在转毂台架上行驶。用HIL控制柜中的虚拟网关板卡,隔离电子器件节点,实现车辆电子器件节点CAN信号的真实\虚拟实时切换。分析测试过程数据,验证碰撞解锁报警相关策略。此设计为验证碰撞解锁报警功能提供了便捷。其方法包括以下步骤:
步骤1、准备车辆台架:关闭整车电源、断开低压蓄电池、断开高压连接,将待测整车电子器件安装到车辆台架上。
步骤2、HIL控制柜接线:连接车辆台架和HIL控制柜的电气线束、虚拟网关板卡、CAN通讯板卡。
步骤3、台架启动上电:完成接线后,接入低压蓄电池,连接高压;启动上位机、HIL控制柜、转毂台架;驾驶员开启整车电源、启动发动机。
步骤4、上位机链接HIL控制柜。
步骤5、配置试验参数:
操作上位机,配置试验参数、编辑电子器件隔离节点、虚拟网关模型。
步骤6、电池充电或放电、执行实验参数:
动力电池充电或放点,保持动力电池充电工况或达到电池目标SOC。动力电池初始SOC>80%。
HIL控制柜执行实验参数:控制车辆台架行驶挡位、行驶车速、油门踏板深度、制动踏板深度、发动机转速;控制转毂台架电机输出道路载荷、坡度。
本实施例中,车辆台架执行D挡,EPB释放,车速在60~100km/h自由变化;轮毂台架设置坡度设置为在0%~7%之间变化;测试时间持续20分钟以上。
步骤7、虚拟网关板卡切换、注入故障:
虚拟网关板卡切换:设定碰撞信号来源,包括来自车辆台架真实值,还是来自虚拟值;车辆碰撞传感器接A网段,则来自真实值;接入B网段,则此节点被隔离,整车碰撞CAN信号来自虚拟网关模型。
注入故障:HIL控制柜向车辆台架注入故障,其中,注入故障具体为:
HIL控制柜通过虚拟网关模型生成对应的整车碰撞CAN信号,通过CAN通讯板卡发送到整车网络,整车台架执行碰撞解锁报警策略。
本实施例中,所述碰撞解锁报警策略为整车四车门立即解锁、车辆高压系统下电;电池、电机、电控进入故障模式;电机请求扭矩置0Nm;车辆紧急报警灯闪烁、车辆喇叭报警;观察车辆碰撞后的声光报警功能。
步骤8、分析数据:HIL控制柜全程记录数据,用上位机观测HIL控制柜、车辆台架、转毂台架的实时状态。验证整车碰撞解锁报警功能、电机请求扭矩策略、模拟车辆碰撞报警。观测故障注入的整车台架现象。试验结束后回放过程数据,分析测试中车辆台架现象。
本实施例中,整车网络电子器件节点可实现真实\虚拟实时切换;使用虚拟网关模型生成整车碰撞CAN信号,验证整车碰撞解锁报警功能。采用转毂台架模拟道路负载、坡度,测试整车热管理功能。可测试车辆碰撞后的整车功能,比如自动解锁车门、电机请求扭矩置0。可模拟整车电子器件节点CAN信号,设定CAN信号真实\虚拟,可实时切换节点CAN信号源。
Claims (8)
1.一种新能源汽车虚拟网关功能测试系统,其特征在于,包括:
上位机,该上位机为测试系统提供试验管理软件,用于配置试验参数;选取参与测试的整车网络域、整车电子器件节点、CAN信号ID;编辑板卡模拟的CAN信号,设定请求电机扭矩数值、设定碰撞触发信号;设定转毂台架负载、坡度;设定车辆台架行驶挡位、车速、油门和制动踏板深度、发动机转速;设定压缩机挡位、电池、电机及电控工作模式;以及设定可调节充电负载和放电负载的工作模式;
HIL控制柜,该HIL控制柜与上位机连接,用于链接试验管理软件和整车CAN网络;该HIL控制柜包括CAN通讯板卡、虚拟网关板卡和实时控制模块;实时控制模块用于控制转毂台架转速、坡度,控制负载对车辆的充电功率和放电功率;所述CAN通讯板卡用于接收整车网络的CAN信号,以及模拟生成电机、电控、电池对应的CAN信号;所述虚拟网关板卡用于实现整车电子器件节点、CAN信号的真实\虚拟实时切换;
车辆台架,该车辆台架与HIL控制柜连接,所述车辆台架上布置有整车电子电器、发动机、高压动力电池、紧急告警系统、汽车喇叭、电机、电池、电控,并为整车电子器件供电;
转毂台架,该转毂台架与HIL控制柜连接,用于为车辆提供道路载荷、行车坡度,模拟整车三电系统的真实工作负荷;
可调节充放电负载,该可调节充放电负载分别与车辆台架、HIL控制器连接,用于对车辆台架的电池进行充电、放电,调整车辆动力电池的SOC范围。
2.根据权利要求1所述的新能源汽车虚拟网关功能测试系统,其特征在于:所述虚拟网关板卡用于在试验过程中实时切换电子器件节点的CAN网络;当电子器件在A网段时,CAN信号来自真实值,此节点的CAN信号在整车网络中正常发送和接收;当电子器件切换到B网段时,此节点被隔离,所述CAN信号经虚拟网关模型修改和处理,再由CAN通讯板卡发送到整车网络。
3.根据权利要求2所述的新能源汽车虚拟网关功能测试系统,其特征在于:所述虚拟网关模型用于在试验过程中实时接收被隔离的电子器件节点CAN报文;模拟生成此节点的CAN报文、修改此节点CAN报文的物理值;最后由CAN通讯板卡把重新组织的此节点CAN报文发送到整车网络。
4.根据权利要求1所述的新能源汽车虚拟网关功能测试系统,其特征在于:所述转毂台架采用四驱四电机的转毂设备,为车辆提供道路载荷、行车坡度,模拟整车三电系统的真实工作负荷。
5.一种新能源汽车虚拟网关功能测试方法,其特征在于:采用如权利要求1至4任一所述的新能源汽车虚拟网关功能测试系统,其方法包括以下步骤:
步骤1、准备车辆台架:将待测整车电子器件安装到车辆台架上;
步骤2、HIL控制柜接线:连接车辆台架和HIL控制柜的电气线束、虚拟网关板卡、CAN通讯板卡;
步骤3、台架启动上电:完成接线后,接入低压蓄电池,连接高压;启动上位机、HIL控制柜、转毂台架;开启整车电源、启动发动机;
步骤4、上位机链接HIL控制柜;
步骤5、配置试验参数:
操作上位机,配置试验参数、编辑电子器件隔离节点、虚拟网关模型;
步骤6、电池充电或放电、执行实验参数:
动力电池充电或放点,保持动力电池充电工况或达到电池目标SOC;
HIL控制柜执行实验参数:控制车辆台架行驶挡位、行驶车速、油门踏板深度、制动踏板深度、发动机转速;控制转毂台架电机输出道路载荷、坡度;
步骤7、虚拟网关板卡切换、注入故障:
虚拟网关板卡切换:设定碰撞信号来源,包括来自车辆台架真实值,还是来自虚拟值;车辆碰撞传感器接A网段,则来自真实值;接入B网段,则此节点被隔离,整车碰撞CAN信号来自虚拟网关模型;
注入故障:HIL控制柜向车辆台架注入故障;
步骤8、分析数据:HIL控制柜全程记录数据,用上位机观测HIL控制柜、车辆台架、转毂台架的实时状态,试验结束后回放过程数据,分析测试中车辆台架现象。
6.根据权利要求3所述的新能源汽车虚拟网关功能测试方法,其特征在于:所述步骤7中,注入故障具体为:
HIL控制柜通过虚拟网关模型生成对应的整车碰撞CAN信号,通过CAN通讯板卡发送到整车网络,整车台架执行碰撞解锁报警策略;
所述碰撞解锁报警策略为整车四车门立即解锁、车辆高压系统下电;电池、电机、电控进入故障模式;电机请求扭矩置0Nm;车辆紧急报警灯闪烁、车辆喇叭报警;观察车辆碰撞后的声光报警功能。
7.根据权利要求5或6所述的新能源汽车虚拟网关功能测试方法,其特征在于:所述步骤6中,动力电池初始SOC>80%;车辆台架执行D挡,EPB释放,车速在60~100km/h自由变化;轮毂台架设置坡度设置为在0%~7%之间变化;测试时间持续20分钟以上。
8.根据权利要求7所述的新能源汽车虚拟网关功能测试方法,其特征在于:所述步骤1中,先关闭整车电源、断开低压蓄电池、断开高压连接,然后将待测整车电子器件安装到车辆台架上。
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YANG XU: ""Design of Vehicle Gateway Automatic Test System Based on CANoe"", 《2019 CHINESE AUTOMATION CONGRESS (CAC)》 * |
刘德利;谷原野;节忠海;高洪伟;: "基于HIL的汽车电气功能测试系统设计", 汽车电器 * |
庄晓芳: "" 基于CAN网络的自动泊车控制器测试研究 "", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅱ辑》 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115378834A (zh) * | 2022-08-10 | 2022-11-22 | 东风柳州汽车有限公司 | 一种基于硬件在环设备的多网段网关路由测试方法及装置 |
CN115378834B (zh) * | 2022-08-10 | 2024-01-09 | 东风柳州汽车有限公司 | 一种基于硬件在环设备的多网段网关路由测试方法及装置 |
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CN114553759B (zh) | 2023-05-23 |
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