-----汽车集团整车控制器HIL实例介绍

1、,*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,CAN Bus 1,CAN Bus 2,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

2、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

3、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PXI Express插槽 每插槽

4、1 GB/s的带宽,PXIe主机控制器,2.3 GHz四核Intel Core i7 内存8GB,PXIe-6356模块,8路同步AI 16位分辨率 250kS/s采样率,32路DIO 10MHz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

5、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

6、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

7、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，

8、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

9、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（0Xcff