-----汽车集团整车控制器HIL实例介绍.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*汽车,集团整车控制器,HIL,待测控制器介绍,*整,车控制器概况,01,PART,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,01,PART,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,01,PART,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/DCBMS,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,整车控制器基本控制策略,01,PART,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,02,PART,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,02,PART,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,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,02,PART,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,02,PART,软件界面介绍,（主界面）,02,PART,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）,02,PART,控制器输出状态,VCU,报文输入,VCU,报文输出,系统运行实况,02,PART,现场介绍及培训,02,PART,现场介绍及培训,02,PART,现场介绍及培训,02,PART,测试用例,1,VCU,上电过程测试,VCU,上电过程测试03,PART,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,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,04,PART,参数名称,符号,数值,单位,01,满载总质量,m,4460,kg,02,空载总质量,mk,3100,kg,03,减速器速比,iz,5.1,04,设定机械传动效率,t,0.9,05,设定车辆轮半径,r,0.365,m,06,设定车辆迎风面积,area,4.6,m2,07,设定车辆风阻系数,Cd,0.45,08,设定车辆行使摩擦系数（,100km/h,）,fk,0.014,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,04,PART,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,04,PART,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,04,PART,测试过程,得到车辆的加速过程速度时间曲线,如下图所示,04,PART,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,04,PART,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,，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,04,PART,测试用例,3,辅助系统工作,空调开启和关闭,05,PART,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,05,PART,测试用例,4,故障诊断,高温报警,06,PART,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,06,PART,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,测试用例,5,VCU,下电过程测试,VCU,下电过程测试,07,PART,低压自保输出,禁止,DC/DC,接触器线控输出,禁止,DC/DC,使能控制,禁止,主接触器,断开,转向助力泵控制,禁止,电机控制器,断电,低压,断电,整车控制器,停止收发报文,ON,断电,ACC,断电,THANKS,