Istraživanje metode testiranja hardvera u petlji za sistem kočnice električnih vozila

Brake-by-wire sistem (E-Booster) je važna komponenta za poboljšanje povrata energije i stabilnosti vozila pri kočenju električnih vozila. Ovaj dio ima mnogo interaktivnih komponenti i zahtijeva visoku radnu preciznost i tačnost. Stoga je na njemu potrebno izvršiti odgovarajuća ispitivanja. Ovaj članak govori o metodi testiranja kočionog sistema korištenjem simulacionog testa hardvera u petlji (HIL), koji može ostvariti sveobuhvatnu kontrolu sistema kočnice po žici izgradnjom simulacijskog testnog okruženja. bez pravih vozila ili stvarnih uzoraka. automatizovano testiranje.

Kočioni sistem tradicionalnih vozila na gorivo sastoji se od pedala kočnice, komponenti vakuumskog pojačivača (EVP) i komponenti za kontrolu proklizavanja (ESP, ABS), itd., bez funkcije povrata energije kočenja, ako se koristi na električnim vozilima, puno energije kočenja će biti izgubljena energija. Sistem kočnice po žici (E-Booster) koristi kontroler sistema kočnice po žici i aktuator kočnice (uglavnom sistem servo motora) za zamjenu komponenti vakuumskog pojačivača, što će efikasno riješiti problem koji energija kočenja tradicionalnog kočionog sistema ne može se povratiti. Bolne tačke. Kada vozač koči, kontroler kočionog sistema upravlja motorom kako bi implementirao električno kočenje u skladu sa radnim stanjem pogonskog sklopa i vozačevim zahtjevima kočenja, a nedovoljna sila kočenja motora je dopunjena hidrauličnim kočenjem. Tokom procesa kočenja, simulator hoda pedale će odvojiti silu pedale i pritisak u cilindru kotača, tako da se energija električnog kočionog dijela motora može povratiti, što poboljšava izdržljivost vozila i poboljšava udobnost vozača. tokom procesa kočenja. Osim toga, sistem kočnice preko žice stupa u interakciju sa komponentama inteligentne vožnje (ADAS) preko svog kontrolera, koji može odgovoriti na zahtjeve za kočenjem komponenti inteligentne vožnje.

Dijelovi koji su direktno povezani sa kočionim sistemom na električnim vozilima uključuju kontroler vozila (VCU), kontroler motora (MCU), komponente inteligentne vožnje (ADAS) i komponente protiv proklizavanja (ABS, ESC) itd. proces povrata energije kočenja u kočionom sistemu je sljedeći: kočioni sistem prikuplja zahtjeve vozača za kočenjem i šalje zahtjev kočionog momenta VCU, a VCU izračunava maksimalni kapacitet električnog kočenja motora i zatim ga šalje kontroloru kočionog sistema, zatim kontroler kočionog sistema izračunava manjak sile kočenja i kompenzuje hidrauličnim kočenjem. Na taj način električna kočnica zamjenjuje znatan dio mehaničke kočnice, smanjuje gubitak mehaničke energije trenja, povećava povrat energije motora, a samim tim povećava kilometražu vozila.

Testiranje hardvera u petlji koristi Matlab Simulink za modeliranje i simulaciju sistema delova (VCU, MCU, ADAS, itd.) za povezivanje i interakciju. Na ovaj način se može kontrolisati tačnost testa u skladu sa stvarnom situacijom testiranja, a ekstremni radni uslovi i testovi ubrizgavanja kvara takođe mogu biti potpuno simulirani, a automatizovani testovi se mogu realizovati i pisanjem automatizovanih test skripti.

Metoda testiranja hardvera u petlji sistema kočnice po žici predložena u ovom radu uglavnom uključuje:

(1) razvoj test modela kroz Matlab Simulink;

(2) korišćenje softvera Configuration Desk kompanije Dspace za izvođenje I/O testiranja delova koji su u interakciji sa kočionim sistemom;

(3) Povežite kontroler sistema kočnice po žici sa sistemom simulacije u realnom vremenu preko vanjskog kabelskog svežnja i kompajlirajte testni model;

(4) Uvezite kompajlirani test model u gornji kompjuterski softver ControlDesk kompanije Dspace, a zatim simulacioni sistem u realnom vremenu kontroliše glavni računar kako bi se realizovao interaktivni test kontrolisanih komponenti i kočionog sistema.

3.1-Konstrukcija test modela

Hardware-in-the-loop test model kočionog sistema podijeljen je u četiri modula za konstrukciju, a to su Simulator, E-booster, BusSystems i MDL. Izgradnja modela simulatora se uglavnom koristi za kontrolu i praćenje stanja simulacionog ormara u realnom vremenu, kao što su napon napajanja ormarića, gornje i donje granične vrijednosti struje, otpuštanje stanja isključenja, naredba izlazne snage, prikupljanje napona u ormaru, prikupljanje struje u ormaru i prikupljanje statusa napajanja i druga stanja; Booster modul se koristi za izgradnju modela hardverskog interfejsa. Ovaj modul će realizovati konfiguraciju interaktivnih svojstava hardverskih pinova sistema za simulaciju u realnom vremenu i sistema kočnice po žici; BusSystems je osnovni modul za izgradnju modela. svojstva tekstualnih signala. MDL je također osnovni modul izgradnje modela. To je simulacijski modul kontroliranog objekta cijelog vozila. Za kontrolisani objekat kočionog sistema, u ovaj modul je potrebno ugraditi modele VCU, MCU, ADAS i delova protiv klizanja kočnica.

3.2-Konfiguracija I/O interfejsa

Test hardvera u petlji sistema kočenja po žici realizuje konfiguraciju ulaznih i izlaznih portova sistema za testiranje hardvera u petlji putem softvera ConfigurationDesk. Sadržaj konfiguracije uključuje: konfiguraciju hardverskog porta kočionog sistema, konfiguraciju porta na ploči simulacionog sistema u realnom vremenu i konfiguraciju porta modela.

(1) Konfiguracija hardverskog porta kočionog sistema. Prvo, upravljajte tipovima portova u grupama, kao što su portovi digitalnog tipa, portovi analognog tipa i PWM valni portovi, itd., a zatim definirajte naziv, opis i tip uređaja porta, kao što je definiranje ulaza i izlaza, broj porta, tip porta, itd., i definirajte ova svojstva i prevucite je u radni prostor za konfiguraciju.

(2) Konfiguracija hardverskog porta sistema za simulaciju u realnom vremenu. Izaberite port koji odgovara hardverskom portu kočionog sistema iz postojećih hardverskih resursa sistema u realnom vremenu, prevucite ga u konfiguracioni radni prostor, a zatim konfigurišite svojstva porta, kao što su broj porta, opis , potencijal i ubrizgavanje greške. Zatim, prema broju atributa, upotrijebite vanjski kabelski svežanj da povežete kontroler sistema kočnice po žici sa simulacijskim sistemom u realnom vremenu. Do sada je završena veza između kočionog sistema i simulacionog sistema u realnom vremenu.

(3) Konfiguracija interfejsa modela, desnim klikom na hardverski port simulacionog sistema u realnom vremenu da se generiše odgovarajući interfejs modela, koji je most za interakciju između test modela i sistema za simulaciju u realnom vremenu, preko kojeg test model može realizovati kontrolu simulacionog sistema u realnom vremenu.

Kada su testni model i konfiguracija I/O sučelja završeni, koristite softver Configuration Desk za kompajliranje cijelog projekta i generirajte odgovarajuću SDF datoteku nakon što je kompilacija završena.

3.3-Implementacija testa

Test hardvera u petlji sistema kočenja po žici implementiran je u softver ControlDesk. Otvorite softver ControlDesk, uvezite kompajliranu SDF datoteku modela testnog okruženja opisanu u 2.1.2 ovog članka i pokrenite model i koristite softver da Dinamički sistem simulira slanje kontrolnih informacija. Povratne informacije iz kočionog sistema se takođe mogu prikazati u softveru ControlDesk.

(1) Test ulaznog signala hardverskog hardverskog hardverskog sistema kočnice: Uzmite test ulaza papučice kočnice kao primjer, pronađite port modela papučice kočnice konfiguriran u 2.1.2 u softveru ControlDesk, prevucite ga na testni interfejs i povežite relevantne dodatke, a zatim upravljajte simulacijskim sistemom u realnom vremenu da simulira i šalje hod papučice kočnice u kontroler kočionog sistema promjenom vrijednosti varijable, a zatim posmatra rezultate izvršenja kočnice -by-wire sistem, koji realizuje testiranje ulaznog signala hardvera sistema.

(2) Test ulaznog signala CAN mreže kočionog sistema: Uzmite analogni VCU da pošalje test signala CAN poruke "maksimalnog električnog kočenja dozvoljenog od strane motora" sistemu kočnice po žici kao primjer, pronađite BusSystems modul VCU "motor Dozvoli maksimalno električno kočenje" signal, prevucite ga na testni interfejs da se poveže sa relevantnim dodacima, a zatim promenite vrednost ove varijable da kontrolišete sistem simulacije u realnom vremenu za izlaz " motor maksimalno električno kočenje" CAN poruku signalizira žično kontrolisanom kočionom sistemu, a zatim se posmatraju rezultati izvršenja kočionog sistema, odnosno realizuje se testiranje ulaznog signala CAN mreže sistema.

Što se tiče povratnih informacija o kočionom sistemu, potrebno je samo pronaći varijablu koju treba promatrati u modelu i prevući je na testni interfejs kako biste uočili promjenu varijable. Za obradu rezultata testa, povratna informacija dobijena testom može se analizirati u skladu sa rezultatom predviđanja VCU testnog slučaja, u kombinaciji sa snimljenim podacima CAN signala i podacima o signalu hard-wire, ako je kontrolna logika kočnice po- Žičani sistem je zadovoljan, test će biti položen. U suprotnom, neće proći.

Kako se automobili razvijaju prema elektrifikaciji i inteligenciji, u automobilima će biti sve više elektronskih komponenti, a zahtjevi za preciznošću testiranja, pokrivenošću i ciklusom testiranja također će postajati sve veći i veći. Stoga je neophodno razviti testiranje hardvera u petlji. Zasnovan na sistemu kočnice električnim vozilom, ovaj rad razmatra njegovu implementaciju u testu hardvera u petlji. Nakon stvarne verifikacije projekta, ova metoda ispunjava zahtjeve testiranja kao što su tačnost ispitivanja i pokrivenost testom kočionog sistema električnog vozila, te skraćuje vrijeme projekta. Ciklus razvoja smanjuje stvarno vrijeme verifikacije vozila.