-汽车集团整车控制器HIL实例介绍课件

****汽车集团整车控制器HIL****汽车集团整车控制器HIL1待测控制器介绍待测控制器介绍2****整车控制器概况01PART22路DI23路DO6路AI3路AO80PIN2路Can4路PWM****整车控制器概况01PART22路DI23路DO6路A3整车CAN通信网络拓扑结构01PART车身CAN动力CANCANBus1CANBus2数字仪表电机控制器BMS监控终端转向助力油泵整车CAN通信网络拓扑结构01PART车身CAN动力CANC4整车控制器基本功能与用途01PART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功能与用途01PART接收、处理驾驶员的驾驶操5整车控制器基本控制策略01PART①ACC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②③ON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④整车控制器基本控制策略01PART①ACC上电，整车低压设备6系统结构介绍系统结构介绍7机柜总成结构02PART供电箱及开关工控机PXI机箱适配器信号调理箱负载箱机柜总成结构02PART供电箱及开关工控机PXI机箱适配器信8操作台结构挂板待测控制器接线导轨上位机界面操作台02PART操作台结构挂板待测控制器接线导轨上位机界面操作台02PART9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8GBPXIe-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02PART硬件组成介绍PXIe-1082机箱4个混合插槽PXIe主机控10整车simulink模型①在simulink中搭建整车动力学模型，如下图②通过NI工具包将simulink模型导成.dll文件，最终导入PXI机箱运行02PART整车simulink模型①在simulink中搭建整车动力学11软件界面介绍（主界面）02PART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①②③④⑤软件界面介绍（主界面）02PART实验模型控制①②③④⑤12软件界面介绍（副界面）02PART控制器输出状态VCU报文输入VCU报文输出①②③软件界面介绍（副界面）02PART控制器输出状态①②③13系统运行实况02PART系统运行实况02PART14现场介绍及培训02PART现场介绍及培训02PART15现场介绍及培训02PART现场介绍及培训02PART16现场介绍及培训02PART现场介绍及培训02PART17测试用例1VCU上电过程测试测试用例1VCU上电过程测试18VCU上电过程测试03PART踩刹车并换D档，松刹车，换档完成START启动1sON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(0x10242E27)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(0xCFF08EF)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VCU上电过程测试03PART踩刹车并换D档，松刹车，换档完19测试用例2满载最高时速测试测试用例2满载最高时速测试20已知参数04PART参数名称符号数值单位01满载总质量m4460kg02空载总质量mk3100kg03减速器速比iz5.1

04设定机械传动效率ηt0.9

05设定车辆轮半径r0.365m06设定车辆迎风面积area4.6m^207设定车辆风阻系数Cd0.45

08设定车辆行使摩擦系数（100km/h）fk0.014

已知参数04PART参数名称符号数值单位01满载总质量m4421测试系统初始状态HILDNRVCU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（0xCFF08EF）的电机控制器使能位为1档位位于D档04PART测试系统初始状态HILDNRVCU和HILVCU系统整车控制22测试过程①②③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（0xCFF08EF）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04PART测试过程①②③输入加速踏板到最大值，电压达到4.2V观察整车23测试过程④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04PART测试过程④车辆加速，在前面板可以实时观测车速，电机转速等数据24测试过程⑤得到车辆的加速过程速度时间曲线如下图所示04PART测试过程⑤得到车辆的加速过程速度时间曲线04PART25测试过程⑥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04PART测试过程⑥随着车速升高，整车控制器发出的指令转矩减小，整车控26测试过程⑦HIL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（0xCFF08EF）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04PART测试过程⑦HIL测试得到结果：最高车速为80Km/h，加速时27测试用例3辅助系统工作测试用例3辅助系统工作28空调开启和关闭05PART①②③④⑤⑥⑦整车系统状态2报文（0xCF101D0）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空调开启和关闭05PART①②③④⑤⑥⑦整车系统状态2报文（29暖风开启和关闭①②③④⑤整车系统状态2报文（0xCF101D0）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05PART暖风开启和关闭①②③④⑤整车系统状态2报文（0xCF101D30测试用例4故障诊断测试用例4故障诊断31高温报警06PART动力状态位置电池故障报警信息报文（0x18F214F3）电机控制器控制指令报文（0Xcff08EF）整车系统状态1报文（0xCF100D0）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高温报警06PART动力状态位置电池故障报警信息报文（0x132电机故障06PART过压报警过流报警电机过热报警控制器过热报警旋变故障报警CAN通讯故障报警绕组温度故障报警IPM硬件故障报警IPM欠压故障报警位置1指令转矩降为0Nm禁止动力输出当电机状态3报文（0Xcff0208）处于以下状态时……电机故障06PART过压