CN202815582U - 实车驾驶模拟舱辅助混合动力总成硬件在环测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种实车驾驶模拟舱辅助混合动力总成硬件在环测试系统，包括模拟舱工控机和HIL实时运算系统，所述模拟舱工控机与工控机接口板卡连接，工控机接口办卡分别与HIL实时运算系统、总线通讯装置、信号同步采集板卡和LED显示器连接，总线通通讯装置分别与回正力矩阻尼器和混动仪表连接，信号同步采集板卡分别与刹车踏板、油门踏板、电子手刹按钮以及安全带开关连接。所述工控机接口板卡还分别与CAN收发器卡和多声道音响连接。本实用新型的有益效果为：实现了在HIL测试阶段就可以让测试人员实时获得在任意驾驶员行为输入下新能源车动力性；使混合动力总成的驾驶体验与HIL系统测试有效的结合在一起。

Description

实车驾驶模拟舱辅助混合动力总成硬件在环测试系统

技术领域

本实用新型涉及一种实车驾驶模拟舱辅助混合动力总成硬件在环（HIL）测试系统。

背景技术

随着新能源汽车的快速发展，对整车动力总成的整体性能和可靠性的要求越来越高。为了保证开发设计后新能源汽车动力总成的安全性，可靠性，耐用性，关键零部件及控制器的测试都需要先后经过模型在环（MIL）测试，软件在环（SIL）测试，硬件在环（HIL）测试，台架测试，实车测试这几个环节。为了在缩短产品设计周期和降低研发成本的同时保证产品质量，HIL测试是控制系统设计开发周期中就成为不可分割的一部分。只有在HIL测试阶段运行良好的控制器才可以进行下一阶段的测试。

HIL测试中可以对虚拟运行环境中的设备进行非常逼真的模拟。一个典型的HIL系统包括用于从控制系统接收数据的传感器、用于发送数据的传动器、一个用于处理数据的控制器、一个人机界面（HMI）以及一个开发后仿真分析平台。

混合动力总成HIL测试的对象是动力总成中真实的控制器：整车控制器，电机控制器，锂电池控制器和变速箱控制器。混合动力总成HIL测试的目的是验证上述关键控制器在实时同步运行中协调工作，在实现综合功能的条件下保证整体性能良好。某些真实测试条件极具危险性，如高车速，大转向角，锂电池故障，此类极端条件下的测试，HIL测试却可轻松完成。混合动力总成HIL测试的理念与快速原型开发类似，即在目标阶段开发出的控制器与整车系统其它部分集成之前，需要将控制器作为实际系统的一部分进行测试。

目前，绝大部分混合动力总车的HIL测试实验中使用的整车模型都是纵向动力学模型，无法得到在当前混合动力总成作用下的横向动力学数据，更无法让测试人员在视觉，听觉，知觉上实时感受在任意驾驶员行为输入下的主观感受。传统动力总成开发中，整车的动力性，经济性等主观感受只能在实车上才能实现；无法在HIL测试阶段去体验这些性能。因为一般的HIL测试都是在事先设定好的几个工况下虚拟运行，没有提供给测试人员真实的刹车踏板，油门踏板，方向盘，驾驶座椅等设备，更无法提供逼真交通道路仿真场景。在培养新的测试工程师和接待各级领导的参观等特殊场合，参观者只能看到电脑显示屏上的图片信息和数据信息，没有身临其境的驾驶操纵。精密复杂且高度集成的测试设备无法给人感性认识和主观体验，让测试以外人员不能在第一时间生动，逼真，快速有效地体验新能源混动总成的动力性，经济性，操控性。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种实车驾驶模拟舱辅助混合动力总成硬件在环测试系统，使混合动力总成的驾驶体验与HIL系统测试有效的结合在一起，并克服目前现有技术存在的上述不足。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现：

一种实车驾驶模拟舱辅助混合动力总成硬件在环测试系统，包括模拟舱工控机和HIL实时运算系统，所述模拟舱工控机与工控机接口板卡连接，工控机接口办卡分别与HIL实时运算系统、总线通讯装置、信号同步采集板卡和LED显示器连接，总线通通讯装置分别与回正力矩阻尼器和混动仪表连接，信号同步采集板卡分别与刹车踏板、油门踏板、电子手刹按钮以及安全带开关连接。所述工控机接口板卡还分别与CAN收发器卡和多声道音响连接。所述信号同步采集板卡还分别与多功能触摸屏和排挡面板连接。

本实用新型的有益效果为：实现了在HIL测试阶段就可以让测试人员在视觉、听觉、知觉上实时获得在任意驾驶员行为输入下新能源车动力性，经济性的主观感受；身临其境的主观感知扩展并加深了HIL测试中的人机交互界面，将枯燥无味的测试过程变得感性化，开放化，人性化；同时让参观者对混动系统的工作原理和混动功能有更加感性深刻的认识，使混合动力总成的驾驶体验与HIL系统测试有效的结合在一起。

附图说明

下面根据附图对本实用新型作进一步详细说明。

图1是本实用新型实施例所述的实车驾驶模拟舱辅助混合动力总成硬件在环测试系统的结构框图。

图中：

1、模拟舱工控机；2、HIL实时运算系统；3、工控机接口办卡；4、总线通讯装置；5、信号同步采集板卡；6、LED显示器；7、回正力矩阻尼器；8、混动仪表；9、刹车踏板；10、油门踏板；11、电子手刹按钮；12、安全带开关；13、CAN收发器卡；14、多声道音响；15、多功能触摸屏；16、排挡面板。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型实施例所述的一种实车驾驶模拟舱辅助混合动力总成硬件在环测试系统，包括模拟舱工控机1和HIL实时运算系统2，所述模拟舱工控机1与工控机接口板卡3连接，工控机接口办卡3分别与HIL实时运算系统2、总线通讯装置4、信号同步采集板卡5和LED显示器6连接，总线通通讯装置4分别与回正力矩阻尼器7和混动仪表8连接，信号同步采集板卡5分别与刹车踏板9、油门踏板10、电子手刹按钮11以及安全带开关12连接。所述工控机接口板卡3还分别与CAN收发器卡13和多声道音响14连接。所述信号同步采集板卡5还分别与多功能触摸屏15和排挡面板16连接。

所述模拟舱工控机1可安装驾驶三维视景仿真软件；所述刹车踏板9、油门踏板10、排挡面板11、电子手刹按钮11、安全带开关12、混动仪表8均采用原车零部件，并且其安装布置均参照同车型的参数进行安装，已达到人机界面的高度和谐统一与自然。还可采用高精度传感器采集驾驶人的操控信息，包括方向盘转角、方向盘扭矩、制动踏板行程、制动踏板加速度、油门踏板行程、油门踏板加速度，并可根据要求指定加装特别精度或样式的传感器；精确采集转向、制动、加速等驾驶操作，能逼真的模拟驾驶汽车时的转向盘阻力，回正力矩。

所述的信号同步采集板卡5用于将模拟舱中各个传感器的数据实时采集并通过所述的工控机接口板卡3转发给模拟舱工控机1的。

所述回正力矩阻尼器7是指方向盘采用ASWS主动转向轮系统模拟驾驶过程中方向盘的回正力矩，助力转向等操作手感，从而让操控感更加接近实车。回正力矩阻尼器7中的转向角度，力矩等信息是通过所述的总线通讯装置4及工控机接口板卡3转发给模拟舱工控机1的。

所述的多功能触摸屏15，可以在驾驶舱中手动启动模拟舱工控机1，以及手动选择实时同步/离线驾驶/上电自检等模式。

所述多声道音箱14是模拟舱工控机1的音频执行器，运行在工控机中的仿真分析单元通过多通道音箱将各种路况声音，整车转弯制动的声音播放出来。各个执行器件在不同转速和工况下的噪音会事先在实车上录制下来，当在HIL测试中，根据某个执行器所处的工况会自动调用相应的音频文件进行播放，完成环境和实车噪音的还原。

所述LED显示器6可提供单屏、三屏、弧形环幕、折幕等多种显示方案，可根据HIL测试实验室场地及驾驶体验的需求来具体选择。

工作时，启动模拟舱工控机1和HIL实时运算系统2及所有其他控制器与执行器。通过多功能触摸屏2设置当前模式为“同步运行”。随着坐在模拟驾驶舱中的测试人员通过回正力矩阻尼器7、刹车踏板9、油门踏板10、排挡面板16、电子手刹按钮11以及安全带开关12输入了实时的驾驶员意图，上述信号通过总线通讯装置4和信号同步采集板卡5输入到工控机接口板卡3进而输入到模拟舱工控机1，模拟舱工控机1在进行数据处理之后通过工控机接口板卡3上的网线将信号传送给HIL实时运算系统2；HIL实时运算系统2将这些信号输入到被测对象控制器，之后被测对象控制器根据驾驶员意图进行扭矩解析，动力分配，同时通过HIL实时运算系统反馈给驾驶员。

本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种实车驾驶模拟舱辅助混合动力总成硬件在环测试系统，包括模拟舱工控机（1）和HIL实时运算系统（2），其特征在于：所述模拟舱工控机（1）与工控机接口板卡（3）连接，工控机接口办卡（3）分别与HIL实时运算系统（2）、总线通讯装置（4）、信号同步采集板卡（5）和LED显示器（6）连接，总线通通讯装置（4）分别与回正力矩阻尼器（7）和混动仪表（8）连接，信号同步采集板卡（5）分别与刹车踏板（9）、油门踏板（10）、电子手刹按钮（11）以及安全带开关（12）连接。

2.根据权利要求1所述的实车驾驶模拟舱辅助混合动力总成硬件在环测试系统，其特征在于：所述工控机接口板卡（3）还分别与CAN收发器卡（13）和多声道音响（14）连接。

3.根据权利要求1或2所述的实车驾驶模拟舱辅助混合动力总成硬件在环测试系统，其特征在于：所述信号同步采集板卡（5）还分别与多功能触摸屏（15）和排挡面板（16）连接。