汽车集团整车控制器HIL实例介绍

汽车集团整车控制器HIL实例介绍

作者:admin    来源:未知    发布时间:2019-11-22 03:28    浏览量:

  ****汽车集团整车控制器HIL 待测控制器介绍 ****整车控制器概况 PART 01 22路DI 6路AI 80PIN 2路Can 23路DO 3路AO 4路PWM 整车CAN通信网络拓扑结构 PART 01 数字仪表 BMS 监控终端 CAN Bus 2 车身CAN CAN Bus 1 动力CAN 电机 控制器 转向助力 油泵 整车控制器基本功能与用途 PART 01 接收、处理驾驶员的驾驶 与 电 机 、 DC/DC 、 BMS 等 接收处理各个零部件信息, 系统故障的判断和存储, 协调管理其他车载电器设备 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 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 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 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 整车控制器基本控制策略 PART 01 ① ? 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 ③ ? 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 ? 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 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 ② ? 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 , ④ ? 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 轮胎半径360mm 等;最后断开低压自保控制 系统结构介绍 机柜总成结构 PART 02 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 PART 02 待测控制器 接线导轨 操作台 上位机界面 硬件组成介绍 PART 02 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 PXIe-6363模块 ? 32路DIO ? 10MHz频率 PXI-8513模块 ? 双路CAN ? 高低速兼容 整车simulink模型 ① 在simulink中搭建整车动力学模型,如下图 PART 02 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 软件界面介绍(主界面) PART 02 ③ ① ① 实验模型控制 ② 整车控制输入 ② ④ ⑤ ③ 仪表显示 ④ 故障报警 ⑤ 整车综合信息 软件界面介绍(副界面) ① PART 02 ② ③ ① 控制器输出状态 ② VCU报文输入 ③ VCU报文输出 系统运行实况 PART 02 现场介绍及培训 PART 02 现场介绍及培训 PART 02 现场介绍及培训 PART 02 VCU上电过程测试 测试用例1 VCU上电过程测试 PART 03 ACC上电 ON上电 START启动1s 踩刹车并换 D 档, 松刹车,换档完成 ① 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。 ① 低压上电 ② 整车控制器收发报文 ③ HIL 可以实时收发并显示报 文 ① 低压自保输出 ② 电机控制器启动 ③ 预充电开始 ④ DC/DC接触器线控输出 ⑤ 待预充电完成后主接触器 吸合 ⑥ DC/DC使能控制 ⑦ 电机控制器准备就绪灯亮 ⑧ 动力系统准备就绪灯亮 ① 转向助力泵控制 ② 油 泵 DCAC 控 制 报 文 (0x10242E27) 的 启 动 命 令为置1,即启动 ③ 仪表板READY灯亮 ④ 电机控制器启动输出灯亮 满载最高时速测试 测试用例2 已知参数 参数名称 01 02 满载总质量 空载总质量 PART 04 符号 m mk 数值 4460 3100 单位 kg kg 03 04 05 06 07 08 减速器速比 设定机械传动效率 设定车辆轮半径 设定车辆迎风面积 设定车辆风阻系数 设定车辆行使摩擦系数(100km/h) iz ηt r area Cd fk 5.1 0.9 0.365 4.6 0.45 0.014 m m^2 测试系统初始状态 PART 04 D N R HIL 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 (0xCFF08EF)的电 机控制器使能位为1 档位位于D档 测试过程 PART 04 ① 输入加速踏板到最大值,电压达到4.2V ② 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 ③ 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 测试过程 PART 04 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 测试过程 PART 04 ⑤ 得到车辆的加速过程速度时间曲线 如下图所示 测试过程 PART 04 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 测试过程 PART 04 ⑦ 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(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 辅助系统工作 测试用例3 空调开启和关闭 PART 05 在系统准备就绪状态下 按下空调开关 水冷风扇控制有效 即水冷风扇控制灯亮 断开空调开关 水冷风扇控制无效 即水冷风扇控制灯灭 ① ③ ⑤ ⑦ ② 电动空调接触器线控输出 即空调接触器灯亮 ④ 整车系统状态2报文(0xCF101D0) 的空调控制状态位置1 即启动 ⑥ 电动空调接触器线控输出禁止 即空调接触器灯灭 暖风开启和关闭 PART 05 除霜机接触器线控输出 即除霜接触器灯亮 断开暖风开关 ② ④ ① 在系统准备就绪状态下 按下暖风开关 ③ 整车系统状态2报文(0xCF101D0) 的暖风控制状态位置1 即启动 ⑤ 除霜机接触器线控输出禁止 即除霜接触器灯灭 故障诊断 测试用例4 高温报警 初始状态为整车正常行驶,电机指令扭矩260Nm PART 06 动力状态位置 电池故障报警信息报文 电机控制器控制指令报文 整车系统状态1报文 (0x18F214F3) (0Xcff08EF) 指令扭矩 (0xCF100D0) 输入高温报警位置 (一般故障报警) 且动力状态位置 2 降为 1 181Nm 指令扭矩 输入高温报警位置 (一般故障报警) 且动力状态位置 3 降为 由0置3 1 104Nm 指令扭矩 系统故障 输入高温报警位置 (一般故障报警) 且动力状态位置 4 降为 1 0Nm 禁止动力输出 电机故障 当电机状态3报文(0Xcff0208)处于以下状态时…… PART 06 过压报警 过流报警 电机过热报警 指令转矩降为0Nm 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 禁止动力输出 VCU下电过程测试 测试用例5 VCU下电过程测试 PART 07 ON断电 DC/DC接触器线控输出 低压自保输出 DC/DC使能控制 主接触器 转向助力泵控制 禁止 禁止 禁止 断开 禁止 ACC断电 电机控制器 低压 整车控制器 断电 断电 停止收发报文 THANKS

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