-----汽车集团整车控制器HIL实例介绍.ppt

汽车集团整车控制器HIL 待测控制器介绍 整车控制器概况 22路DI 23路DO 6路AI 3路AO 80PIN 2路Can 4路PWM 整车CAN通信网络拓扑结构 车身CAN 动力CAN CANBus1 CANBus2 数字仪表 电机控制器 BMS 监控终端 转向助力油泵 整车控制器基本功能与用途 接收 处理驾驶员的驾驶操作指令 并向各个部件控制器发送控制指令 使车辆按驾驶期望行驶 与电机 DC DC BMS等进行可靠通讯 通过CAN总线进行状态的采集输入及控制指令量的输出 接收处理各个零部件信息 结合BMS单元提供当前的能源状况信息 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 系统故障的判断和存储 动态检测系统故障信息 记录出现的故障 并依据故障的级别对整车进行分级保护 如降额输出 紧急情况直接切断动力 协调管理其他车载电器设备 整车控制器基本控制策略 ACC上电 整车低压设备进行自检ON上电 VCU输出低压自保控制信号 对高压上电设备进行故障监测和诊断 如无故障则主接触器吸合 启动高压辅助系统控制逻辑START启动 1s以上 开启电机控制器 转向助力泵控制逻辑 无故障报警则点亮绿色Ready灯 VCU采集油门踏板信号 控制电机控制器输出转矩 同时限制电机的最高转速 最高车速限制为100km h 主减比5 1 轮胎半径360mm 一般故障状态 VCU检测到一般故障 整车控制器报警 报警灯闪烁 通过CAN总线发送相关的报警信息 通知其他的节点 整个系统降级运行 重大故障状态 VCU报警 紧急情况采用紧急呼叫指令通知其他节点 必要时切断主继电器电源 系统停车 ON断开 根据当前状态 进行电机负载卸载 卸载后断开各高压回路 复位高压故障诊断 保存故障代码 行驶参数等 最后断开低压自保控制 系统结构介绍 机柜总成结构 供电箱及开关 工控机 PXI机箱 适配器 信号调理箱 负载箱 操作台结构 挂板 待测控制器 接线导轨 上位机界面 操作台 硬件组成介绍 PXIe 1082机箱 4个混合插槽3个PXIExpress插槽每插槽1GB s的带宽 PXIe主机控制器 2 3GHz四核IntelCorei7内存8GB PXIe 6356模块 8路同步AI16位分辨率250kS s采样率 32路DIO10MHz频率 PXIe 6363模块 双路CAN高低速兼容 PXI 8513模块 整车simulink模型 在simulink中搭建整车动力学模型 如下图 通过NI工具包将simulink模型导成 dll文件 最终导入PXI机箱运行 软件界面介绍 主界面 实验模型控制整车控制输入仪表显示故障报警整车综合信息 软件界面介绍 副界面 控制器输出状态VCU报文输入VCU报文输出 系统运行实况 现场介绍及培训 现场介绍及培训 现场介绍及培训 测试用例1 VCU上电过程测试 VCU上电过程测试 踩刹车并换D档 松刹车 换档完成 START启动1s ON上电 低压自保输出电机控制器启动预充电开始DC DC接触器线控输出待预充电完成后主接触器吸合DC DC使能控制电机控制器准备就绪灯亮动力系统准备就绪灯亮 转向助力泵控制油泵DCAC控制报文 0 x10242E27 的启动命令为置1 即启动仪表板READY灯亮电机控制器启动输出灯亮 电机控制器控制指令报文 0 xCFF08EF 的控制模式位置2 即电机转换为转矩模式 车辆准备就绪 可以运行 低压上电整车控制器收发报文HIL可以实时收发并显示报文 ACC上电 测试用例2 满载最高时速测试 已知参数 测试系统初始状态 HIL D N R VCU和HIL连接正常 VCU系统上电正常 整车控制器发给电机控制器指令报文 0 xCFF08EF 的电机控制器使能位为1 档位位于D档 测试过程 输入加速踏板到最大值 电压达到4 2V 观察整车控制器发给电机控制器指令报文 0 xCFF08EF 的指令转矩值 可以观察到当车速为0时 指令转矩值为520Nm 整车动力学模型根据收到的指令转矩 计算得到驱动电机的实际输出电磁转矩 测试过程 车辆加速 在前面板可以实时观测车速 电机转速等数据 如下图所示 测试过程 得到车辆的加速过程速度时间曲线如下图所示 测试过程 随着车速升高 整车控制器发出的指令转矩减小 整车控制器发出的指令转矩和实际车速的关系如下图所示 记录该转矩和转速的关系并绘制曲线 判断该曲线是否合理 测试过程 HIL测试得到结果 最高车速为80Km h 加速时间为16s 车辆的最高速度除了受到驱动力和负载阻力的限制 还受到整车控制器发给电机控制器指令报文 0 xCFF08EF 的转速正值限制 目前电机工作在转矩模式 通过该转速正值 限制电机的最高转速 同时限制车速 当为满载质量时 最高速度是由转速正值限制 此时整车控制器发出的指令转矩是260Nm HIL模型计算得到的电机的实际输出转矩130 3Nm 在该转矩下 电机转速保持在3800rpm 可以在3100kg到4460kg之间任意输入整车质量 进行上述过程测试计算 测试用例3 辅助系统工作 空调开启和关闭 整车系统状态2报文 0 xCF101D0 的空调控制状态位置1即启动 在系统准备就绪状态下按下空调开关 电动空调接触器线控输出即空调接触器灯亮 水冷风扇控制有效即水冷风扇控制灯亮 断开空调开关 电动空调接触器线控输出禁止即空调接触器灯灭 水冷风扇控制无效即水冷风扇控制灯灭 暖风开启和关闭 整车系统状态2报文 0 xCF101D0 的暖风控制状态位置1即启动 在系统准备就绪状态下按下暖风开关 除霜机接触器线控输出即除霜接触器灯亮 断开暖风开关 除霜机接触器线控输出禁止即除霜接触器灯灭 测试用例4 故障诊断 高温报警 动力状态位置 电池故障报警信息报文 0 x18F214F3 电机控制器控制指令报文 0Xcff08EF 整车系统状态1报文 0 xCF100D0 输入高温报警位置2 一般故障报警 且动力状态位置1 输入高温报警位置3 一般故障报警 且动力状态位置1 输入高温报警位置4 一般故障报警 且动力状态位置1 指令扭矩降为181Nm 指令扭矩降为104Nm 指令扭矩降为0Nm禁止动力输出 由0置3系统故障 初始状态为整车正常行驶 电机指令扭矩260Nm 电机故障 位置1 指令转矩降为0Nm 禁止动力输出 当电机状态3报文