轉(zhuǎn)向系統(tǒng)硬件在環(huán)HIL測試臺架解決方案

1、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)硬件在環(huán)（HIL ）測試臺架解決方案背景背景汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)作為汽車底盤四大系統(tǒng)之一， 從傳統(tǒng)的液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（HPS 逐漸發(fā)展到現(xiàn)在的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS o在伺服電機(jī)和大量輔助系統(tǒng)支持下，已不再單純的用于轉(zhuǎn)向目的，隨著智能駕駛技術(shù)的發(fā)展，ADAS/A疏統(tǒng)也離不開EPS的參與，例如LKAS智能糾偏避障控制等一系列功能的實現(xiàn)。隨著越來越多軟件功能集成，新的駕駛輔助系統(tǒng)的加入，極大的增加了對轉(zhuǎn) 向系統(tǒng)的穩(wěn)定性，高性能開發(fā)測試的需求?；贖iL的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)測試臺架可以實現(xiàn)實車試驗條件下難以達(dá)到的測試條件，比如安全保障、外部環(huán)境條件、邊界極限，事故重現(xiàn)和故障注入等?；?HIL的 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)測

2、試臺架，可以在整車試裝前高效重復(fù)調(diào)試轉(zhuǎn)向系統(tǒng)性能， 測試更加接 近實車，從而加快我們的開發(fā)測試流程和效率。挑戰(zhàn)挑戰(zhàn)現(xiàn)今轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）在開發(fā)和測試流程中存在主要挑戰(zhàn)是基于轉(zhuǎn)向模型的高效精準(zhǔn)開發(fā)不同的車輛配置的性能操縱感調(diào)試三、解決方案適用于汽車智能化電氣化的新型轉(zhuǎn)向系統(tǒng)開發(fā)解決方案 ? MXsteering model :可深入到模塊層面的實時反饋三自由度模型精準(zhǔn)的轉(zhuǎn)向模型為前期系統(tǒng)開發(fā)或設(shè)計提供至關(guān)重要的基礎(chǔ)。MdynamiX自主開發(fā)的“Pfeffer MXsteering Model可以模擬傳統(tǒng)液壓和新型電機(jī)轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng) （管 柱助力型、小齒輪助力型和齒條助力型）的運作。擁有三個自由度的

3、實時反饋模 型可以深入到模塊層面，全面反映出在高低頻區(qū)域下的機(jī)械摩擦、剛度以及阻尼 參數(shù)對轉(zhuǎn)向手感的影響。與此同時，轉(zhuǎn)向力矩會被極其精準(zhǔn)地預(yù)測出來，這對于開發(fā)和優(yōu)化轉(zhuǎn)向手感也是非常重要的。Steering WheelTorsion bar, Upper ColumnHardy disc, Mesh, Lower ColumnRackmRSymbol of a friction elementSteering WheelTorsion bar, Upper ColumnHardy disc, Mesh, Lower ColumnRackmRSymbol of a friction element

4、該轉(zhuǎn)向模型已經(jīng)在 dSPACE ASM,、IPG CarMaker和 VI-CarRealTime的整車模 型中運用。用戶也可以集成在MATLAB/Simulink中與其他模塊比如個性化的ECU控制系統(tǒng)集成或者結(jié)合ADAS控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真試驗。當(dāng)然也可以基于電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）轉(zhuǎn)向應(yīng)用軟件MXASWsteering來重新開發(fā)控制策略，或者在開發(fā)早期進(jìn)行 ADAS控制系統(tǒng)對于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的干擾分 析。? MXASWsteering :電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) （EPS）轉(zhuǎn)向應(yīng)用軟件Mdynamix自主開發(fā)的轉(zhuǎn)向應(yīng)用軟件包含了對電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向操縱感的 控制以及安全措施的實施，每個組件都可以靈活結(jié)

5、合及按照客戶要求校準(zhǔn)調(diào)試。Power AssistSteering： Feel CampofierrtEProtettiori CcmpcmerTtsSdnccehi 即 FQUU LrniijrtiqfiEK OutputIkPower AssistSteering： Feel CampofierrtEProtettiori CcmpcmerTtsSdnccehi 即 FQUU LrniijrtiqfiEK OutputIk轉(zhuǎn)向應(yīng)用軟件架構(gòu)靈活的個性化測試臺架配置? 針對不同的用戶需求可以提供個性化的測試臺架方案，比如對不同的測試范圍可以提供緊湊型到高性能的測試臺架。下文簡單介紹了幾種測試臺

6、架方案,具體的執(zhí)行器選型和參數(shù)可根據(jù)需求另選配置。Option 1:緊湊型測試臺架，經(jīng)濟(jì)實惠，大部分性能指標(biāo)測試都能夠覆蓋， 組 成部件：線性執(zhí)行器：采用主軸驅(qū)動器方向盤致動器：采用交流伺服電機(jī)和固定轉(zhuǎn)向系統(tǒng)底座進(jìn)行機(jī)械連接以實現(xiàn)整體臺架方案，其參數(shù)如下所示：Unesir3 Sp4nd*c driveTyppMasiimijm iurceMki Hi uh urn WEflmit,Strode1班坳TaE d電后臺GSX t 8.8 kN-1 13.0 kN t ISA ihim/s.AbsoluTi* encoder (t Sum)RoUry aetutitar ：專電Hn, rMnofTy

7、peConlin LKtg ImqueMsinmuirn 158口Ma 疝 mum vlocll：yInt靦就聞出依依/- L-I V . IT Jl；.i- 1L4J Nni J7 Nm i 9000 7s 內(nèi)mIwn entodf口 q g, jDimeFirsion& L 也 h);L Ne 0.4m.-AWfeliCi = j舊陰S MeaiUfement iOption 2:相比第一種方案，因為增加了萬向節(jié)，按照車?yán)锏陌惭b位置，更加 能夠接近車試的結(jié)果，類似齒條，萬向節(jié)的震動摩擦可以進(jìn)行深層分析，組 成部件如下：1個線性執(zhí)行器：采用主軸驅(qū)動器方向盤致動器：采用交流伺服電機(jī)和靈活可調(diào)轉(zhuǎn)

8、向系統(tǒng)底座柔性連接，方便后期調(diào)整位置，其參數(shù)如下所示:j Linuc icTualiQf ; Sipnidlv drivvtypeNominalMaximum IoictMawmum v IccilyStroke11ntpdmeddpvic.E3 S.tf kN1110 kNi SO mm/s200 mm Abwlule pCM.ilion Bncdder + 小時JTypeAC seruo mole*Corrtinuous torque 14.3 NmMajamum torque 3 A8 NmMaramum vlocriy 9000 */lIrrLtAf jiidRotion encode

9、rH 0,0511(Angle MaMJrrrnpnt)IKm也國口 4 h): *n3-xvciDil=* u;p21.5m. 1V. EDml 13,Brnii 1,5m aw Inrri IvuiriOption 3:第三種方案增加了一個負(fù)載電機(jī)，是第二種的方案的升級版，在齒 條左右各連接了一個電機(jī)，可以 進(jìn)行更高負(fù)荷范圍測試和耐久性的實驗，組 成部件如下：2個線性執(zhí)行器：采用主軸驅(qū)動器方向盤致動器：采用交流伺服電機(jī)靈活可調(diào)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)底座柔性連接，方便后期調(diào)整其參數(shù)如下所示:Tvp*M而*k FT 才 Tvp*M而*k FT 才 與 工 pindgMurnirMil Frwc：!tK |t

10、N，Maximum torce:118 IkNM.jjciinLiim gluMjlt ?S0 rri m/s.% oke;JOOrrwn.In修”獻(xiàn)M（曠Abwlut psitin encoder (1 印eFort*1嗯 iK CUQCy 根加3)4iE：lufltaf Spindle TypeAC &ew mr*oWr ConlinuoU5 tDrqLie 143 N m Mdsmum 3rqi 優(yōu)i 37 B NmM 苗 MimiJin Mocitvi 90OT 7s InleTatedi dE*vice5Position encoder仕口附ArigiF Mswrmpnl)HiL （

11、硬件在環(huán)）系統(tǒng) 以上臺架可以實現(xiàn)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的特性測試，也可以結(jié)合整車模型進(jìn)行硬件在環(huán)的性能測試HiL系統(tǒng)硬件組成有實時處理器，豐富的IO資源板卡、通信板卡和故障注入板 卡等。HiL硬件與轉(zhuǎn)向測試臺架通過IO通道、總線等進(jìn)行配置和映射。IHILS RTMX MinnSteenng T&st Benchgsjuew- U0-EQC3EEOQ 與 WEUQJQ8UQaQdM PWltB尸口地飆FtchIHILS RTMX MinnSteenng T&st Benchgsjuew- U0-EQC3EEOQ 與 WEUQJQ8UQaQdM PWltB尸口地飆Fm岷Mb酎沁后DynamicsSimulaho

12、nLHiL系統(tǒng)與試驗臺系統(tǒng)原理通過HiL與試驗臺的配置和映射，實現(xiàn) EPS試驗臺的控制和相關(guān)信號的采集HiL系統(tǒng)軟件層面包括：整車系統(tǒng)模型，主要包括車輛動力學(xué)、道路環(huán)境以及駕 駛員模型。模型基于 Matlab/Simulink環(huán)境建立，根據(jù)車輛相關(guān)特性數(shù)據(jù)，可以 通過模型參數(shù)化軟件對車輛模型進(jìn)行參數(shù)化，使實時車輛模型能夠正確模擬車輛 運動，被控對象能夠及時準(zhǔn)確響應(yīng)控制器的控制動作，并把車輛的運動狀態(tài)提供給待測控制器。極其緊湊的硬件在環(huán)對因器向系統(tǒng)測試 合.滿足做客的所有研發(fā)需求運用MK$t砥Ingbench可以極其高效的開 發(fā)EPS控制系疣.提高轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的性能 及研發(fā)新型轉(zhuǎn)向系統(tǒng)MXstee

13、ringtestbench也可以直接連接到君球模擬播卜以宜實反映轉(zhuǎn)向燮,MXsteeringbench 示例四、優(yōu)勢模塊化軟件開發(fā)平臺，保障連貫穩(wěn)定的早期開發(fā)環(huán)境；依據(jù)實車調(diào)整安裝位置，更加能夠接近車試的結(jié)果不同的線性電機(jī)組合和參數(shù)范圍選擇：得益于精準(zhǔn)的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)角、齒條力和 位置的控制，最終達(dá)到精確的實時測試結(jié)果滿足需求的定制化車輛模型參數(shù)，實現(xiàn)接近實車測試的閉環(huán)HIL測試環(huán)境；轉(zhuǎn)向測試臺架靈活開放，用戶可以輕松根據(jù)具體需求對轉(zhuǎn)向測試臺架進(jìn)行 包括控制器、EC曲面的調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換，也可以實現(xiàn)電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制器和自動 駕駛功能相結(jié)合的前期測試可以輕松轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)向模擬器，實現(xiàn)早期的駕駛感分析五、相關(guān)服務(wù)EP

14、S系統(tǒng)測試平臺領(lǐng)域提供的全面技術(shù)支持服務(wù)包括定制化方案和臺架選型咨詢控制系統(tǒng)，轉(zhuǎn)向模型到整車模型的開發(fā)及參數(shù)化經(jīng)驗共享交鑰匙服務(wù)，與現(xiàn)有轉(zhuǎn)向系統(tǒng)總成集成進(jìn)行半實物閉環(huán)仿真測試測試服務(wù)咨詢和測試臺架維護(hù)新型轉(zhuǎn)向系統(tǒng)或新型控制方案的開發(fā)六、總結(jié)針對EPS系統(tǒng)的開發(fā)測試流程提供完整的全流程測試方案，包括軟件層面的以 控制策略為測試目的的信號級測試 （MiL和SiL測試），軟件層面的測試一般由 整車廠的ECU供應(yīng)商進(jìn)行。另外就是對EPS系統(tǒng)總成的測試，系統(tǒng)級測試方案的待測對象為整套轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。把ECU控制策略和電機(jī)驅(qū)動執(zhí)行部分一同測試，其控制器和轉(zhuǎn)向助力總成都是 實物，借助測試臺架對EPS系統(tǒng)在最接近于

15、真實EPS在實車工況下的測試進(jìn)行 性能或系統(tǒng)的release （通關(guān)）測試，這些都是 OEM在對比各個轉(zhuǎn)向系統(tǒng)必須要 進(jìn)行的測試方案。X*IN-THELOOP development processWe haw everything you need along the development process校？也環(huán)軟件在環(huán)硬件在環(huán)rnodelMX designerSteering imhMsniper modeiiSuipen*ion h-iction oiodd? lifKldee /r&metrSM隹畫香號樓P主獎卷帙工&宣*依0B桂H毛年EMXASWsteering .、1# tl”-% MX controlVehicle贊車實驗 MX,匚ubeBdnx lunctMm d且 Mtweca idvinccd 口 m 曲鼻 piJll dr#fi reoi牌伯力 b也riHI fuFions e 匹 Lun*V.加展帕海闈句序如打總奔兩 百尊丈品尋苴%h除 動阻尼，公上中號撲窗，*串慎嚀功*母學(xué)Mc&kwe deMtlM 也，ClMWWlWlCM 蝴禮 15fcsi bmeh d“.n: Fterrint cMsw, wxmvtic ie4i henthei Stirl A就主支保丸晶裙 酬試 SldfeiStrf M 向.4 我聲學(xué)才|自“”-De