汽車集團整車控制器HIL實例介紹(專用課件)

****汽車集團整車控制器HIL1行業(yè)參考待測控制器介紹2行業(yè)參考****整車控制器概況01PART22路DI23路DO6路AI3路AO80PIN2路Can4路PWM3行業(yè)參考整車CAN通信網(wǎng)絡拓撲結構01PART車身CAN動力CANCANBus1CANBus2數(shù)字儀表電機控制器BMS監(jiān)控終端轉向助力油泵4行業(yè)參考整車控制器基本功能與用途01PART接收、處理駕駛員的駕駛操作指令，并向各個部件控制器發(fā)送控制指令，使車輛按駕駛期望行駛與電機、DC/DC、BMS等進行可靠通訊，通過CAN總線進行狀態(tài)的采集輸入及控制指令量的輸出接收處理各個零部件信息，結合BMS單元提供當前的能源狀況信息，實現(xiàn)整車驅動控制、能量優(yōu)化控制、制動回饋控制和網(wǎng)絡管理等功能系統(tǒng)故障的判斷和存儲，動態(tài)檢測系統(tǒng)故障信息，記錄出現(xiàn)的故障，并依據(jù)故障的級別對整車進行分級保護，如降額輸出，緊急情況直接切斷動力協(xié)調(diào)管理其他車載電器設備5行業(yè)參考整車控制器基本控制策略01PART①ACC上電，整車低壓設備進行自檢ON上電，VCU輸出低壓自?？刂菩盘枺瑢Ω邏荷想娫O備進行故障監(jiān)測和診斷，如無故障則主接觸器吸合，啟動高壓輔助系統(tǒng)控制邏輯START啟動（1s以上）：開啟電機控制器、轉向助力泵控制邏輯，無故障報警則點亮綠色Ready燈VCU采集油門踏板信號，控制電機控制器輸出轉矩，同時限制電機的最高轉速，最高車速限制為100km/h，主減比5.1，輪胎半徑360mm一般故障狀態(tài)：VCU檢測到一般故障，整車控制器報警（報警燈閃爍、通過CAN總線發(fā)送相關的報警信息，通知其他的節(jié)點），整個系統(tǒng)降級運行。重大故障狀態(tài)：VCU報警（緊急情況采用緊急呼叫指令通知其他節(jié)點），必要時切斷主繼電器電源，系統(tǒng)停車②③ON斷開：根據(jù)當前狀態(tài)，進行電機負載卸載；卸載后斷開各高壓回路；復位高壓故障診斷；保存故障代碼、行駛參數(shù)等；最后斷開低壓自?？刂脾?行業(yè)參考系統(tǒng)結構介紹7行業(yè)參考機柜總成結構02PART供電箱及開關工控機PXI機箱適配器信號調(diào)理箱負載箱8行業(yè)參考操作臺結構掛板待測控制器接線導軌上位機界面操作臺02PART9行業(yè)參考硬件組成介紹PXIe-1082機箱4個混合插槽3個PXIExpress插槽每插槽1GB/s的帶寬PXIe主機控制器2.3GHz四核IntelCorei7內(nèi)存8GBPXIe-6356模塊8路同步AI16位分辨率250kS/s采樣率32路DIO10MHz頻率PXIe-6363模塊雙路CAN高低速兼容PXI-8513模塊02PART10行業(yè)參考整車simulink模型①在simulink中搭建整車動力學模型，如下圖②通過NI工具包將simulink模型導成.dll文件，最終導入PXI機箱運行02PART11行業(yè)參考軟件界面介紹（主界面）02PART實驗模型控制整車控制輸入儀表顯示故障報警整車綜合信息①②③④⑤12行業(yè)參考軟件界面介紹（副界面）02PART控制器輸出狀態(tài)VCU報文輸入VCU報文輸出①②③13行業(yè)參考系統(tǒng)運行實況02PART14行業(yè)參考現(xiàn)場介紹及培訓02PART15行業(yè)參考現(xiàn)場介紹及培訓02PART16行業(yè)參考現(xiàn)場介紹及培訓02PART17行業(yè)參考測試用例1VCU上電過程測試18行業(yè)參考VCU上電過程測試03PART踩剎車并換D檔，松剎車，換檔完成START啟動1sON上電低壓自保輸出電機控制器啟動預充電開始DC/DC接觸器線控輸出待預充電完成后主接觸器吸合DC/DC使能控制電機控制器準備就緒燈亮動力系統(tǒng)準備就緒燈亮轉向助力泵控制油泵DCAC控制報文(0x10242E27)的啟動命令為置1，即啟動儀表板READY燈亮電機控制器啟動輸出燈亮電機控制器控制指令報文(0xCFF08EF)的控制模式位置2，即電機轉換為轉矩模式，車輛準備就緒，可以運行。低壓上電整車控制器收發(fā)報文HIL可以實時收發(fā)并顯示報文ACC上電19行業(yè)參考測試用例2滿載最高時速測試20行業(yè)參考已知參數(shù)04PART參數(shù)名稱符號數(shù)值單位01滿載總質(zhì)量m4460kg02空載總質(zhì)量mk3100kg03減速器速比iz5.1

04設定機械傳動效率ηt0.9

05設定車輛輪半徑r0.365m06設定車輛迎風面積area4.6m^207設定車輛風阻系數(shù)Cd0.45

08設定車輛行使摩擦系數(shù)（100km/h）fk0.014

21行業(yè)參考測試系統(tǒng)初始狀態(tài)HILDNRVCU和HIL連接正常VCU系統(tǒng)上電正常整車控制器發(fā)給電機控制器指令報文（0xCFF08EF）的電機控制器使能位為1檔位位于D檔04PART22行業(yè)參考測試過程①②③輸入加速踏板到最大值，電壓達到4.2V觀察整車控制器發(fā)給電機控制器指令報文（0xCFF08EF）的指令轉矩值，可以觀察到當車速為0時，指令轉矩值為520Nm整車動力學模型根據(jù)收到的指令轉矩，計算得到驅動電機的實際輸出電磁轉矩04PART23行業(yè)參考測試過程④車輛加速，在前面板可以實時觀測車速，電機轉速等數(shù)據(jù)，如下圖所示04PART24行業(yè)參考測試過程⑤得到車輛的加速過程速度時間曲線如下圖所示04PART25行業(yè)參考測試過程⑥隨著車速升高，整車控制器發(fā)出的指令轉矩減小，整車控制器發(fā)出的指令轉矩和實際車速的關系如下圖所示。記錄該轉矩和轉速的關系并繪制曲線，判斷該曲線是否合理04PART26行業(yè)參考測試過程⑦HIL測試得到結果：最高車速為80Km/h，加速時間為16s車輛的最高速度除了受到驅動力和負載阻力的限制，還受到整車控制器發(fā)給電機控制器指令報文（0xCFF08EF）的轉速正值限制。目前電機工作在轉矩模式，通過該轉速正值，限制電機的最高轉速，同時限制車速。當為滿載質(zhì)量時，最高速度是由轉速正值限制，此時整車控制器發(fā)出的指令轉矩是260Nm，HIL模型計算得到的電機的實際輸出轉矩130.3Nm，在該轉矩下，電機轉速保持在3800rpm?？梢栽?100kg到4460kg之間任意輸入整車質(zhì)量，進行上述過程測試計算04PART27行業(yè)參考測試用例3輔助系統(tǒng)工作28行業(yè)參考空調(diào)開啟和關閉05PART①②③④⑤⑥⑦整車系統(tǒng)狀態(tài)2報文（0xCF101D0）的空調(diào)控制狀態(tài)位置1即啟動在系統(tǒng)準備就緒狀態(tài)下按下空調(diào)開關電動空調(diào)接觸器線控輸出即空調(diào)接觸器燈亮水冷風扇控制有效即水冷風扇控制燈亮斷開空調(diào)開關電動空調(diào)接觸器線控輸出禁止即空調(diào)接觸器燈滅水冷風扇控制無效即水冷風扇控制燈滅29行業(yè)參考暖風開啟和關閉①②③④⑤整車系統(tǒng)狀態(tài)2報文（0xCF101D0）的暖風控制狀態(tài)位置1即啟動在系統(tǒng)準備就緒狀態(tài)下按下暖風開關除霜機接觸器線控輸出即除霜接觸器燈亮斷開暖風開關除霜機接觸器線控輸出禁止即除霜接觸器燈滅05PART30行業(yè)參考測試用例4故障診斷31行業(yè)參考高溫報警06PART動力狀態(tài)位置電池故障報警信息報文（0x18F214F3）電機控制器控制指令報文（0Xcff08EF）整車系統(tǒng)狀態(tài)1報文（0xCF100D0）輸入高溫報警位置2（一般故障報警）且動力狀態(tài)位置1輸入高溫報警位置3（一般故障報警）且動力狀態(tài)位置1輸入高溫報警位置4（一般故障報警）且動力狀態(tài)位置1指令扭矩降為181Nm指令扭矩降為104Nm指令扭矩降為0Nm禁止動力輸出由0置3系統(tǒng)故障初始狀態(tài)為整車正常行駛，電機指令扭矩260Nm32行業(yè)參考電機故障06PART過壓報警過流報警電機過熱報警控制器過熱報警旋變故障報警CAN通訊故障報警繞組溫度故障報警IPM硬件故障報警IPM欠壓故障報警位置1指令轉矩降為0Nm禁止動力輸出當電機狀態(tài)3報文（0Xcf