Istraživanje metode ispitivanja hardvera u petlji za sustav kočnice pomoću žice za električna vozila

Brake-by-wire sustav (E-Booster) važna je komponenta za poboljšanje povrata energije i kočione stabilnosti električnih vozila. Ovaj dio ima mnogo interaktivnih komponenti i zahtijeva visoku radnu preciznost i točnost. Stoga je potrebno na njemu provesti odgovarajuća ispitivanja. Ovaj članak raspravlja o metodi testiranja sustava kočnica pomoću žice korištenjem simulacijskog testa hardvera u petlji (HIL), koji može ostvariti sveobuhvatnu kontrolu sustava kočnica pomoću žice izgradnjom okoline za testiranje simulacije bez pravih vozila ili stvarnih uzoraka. automatizirano testiranje.

Kočioni sustav vozila s tradicionalnim gorivom sastoji se od papučica kočnice, komponenata 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 bit će izgubljena energija. Sustav kočnice po žici (E-Booster) koristi upravljač sustava kočnice po žici i aktuator kočnice po žici (uglavnom sustav servo motora) za zamjenu komponenti vakuumskog pojačivača, što će učinkovito riješiti problem koji energija kočenja tradicionalnog sustava kočenja ne može se povratiti. Bolne točke. Kada vozač koči, kontroler sustava kočnica po žici upravlja motorom za provedbu električnog kočenja u skladu s radnim stanjem pogonskog sklopa i zahtjevima vozača za kočenjem, a nedovoljna sila kočenja motora nadopunjuje se hidrauličkim kočenjem. Tijekom procesa kočenja, simulator hoda papučice će razdvojiti silu papučice i pritisak cilindra kotača, tako da se energija električnog kočnog dijela motora može povratiti, što poboljšava izdržljivost vozila i udobnost vozača. tijekom procesa kočenja. Osim toga, sustav kočnice putem žice komunicira s komponentama inteligentne vožnje (ADAS) putem svog upravljača, koji može odgovoriti na zahtjeve kočenja komponenti inteligentne vožnje.

Dijelovi koji su izravno povezani sa sustavom kočnica po žici na električnim vozilima uključuju kontroler vozila (VCU), kontroler motora (MCU), komponente inteligentne vožnje (ADAS) i komponente protiv proklizavanja (ABS, ESC), itd. Radni proces povrata energije kočenja u sustavu kočenja po žici je sljedeći: sustav kočenja po žici prikuplja vozačev zahtjev za kočenjem i šalje zahtjev za momentom kočenja VCU-u, a VCU izračunava maksimalni kapacitet električnog kočenja motor i zatim ga šalje kontroleru sustava kočnice po žici, zatim kontroler sustava kočnice po žici izračunava manjak sile kočenja i kompenzira hidrauličkim kočenjem. Na taj način električna kočnica zamjenjuje značajan dio mehaničke kočnice, smanjuje gubitak mehaničke energije trenja, povećava povrat energije motora, a samim time i povećava kilometražu vozila.

Testiranje hardvera u petlji koristi Matlab Simulink za modeliranje i simulaciju dijelova (VCU, MCU, ADAS, itd.) sustava za povezivanje i interakciju. Na ovaj način, točnost testa može se kontrolirati u skladu sa stvarnom testnom situacijom, a ekstremni radni uvjeti i testovi ubrizgavanja grešaka također se mogu potpuno simulirati, a automatizirani testovi također se mogu realizirati pisanjem automatiziranih test skripti.

Metoda ispitivanja hardvera u petlji sustava kočnica po žici predložena u ovom radu uglavnom uključuje:

(1) razvoj testnog modela kroz Matlab Simulink;

(2) korištenje softvera Configuration Desk tvrtke Dspace za izvođenje I/O testiranja dijelova koji su u interakciji sa sustavom kočnica po žici;

(3) Spojite kontroler sustava kočnica po žici sa sustavom simulacije u stvarnom vremenu putem vanjskog kabelskog svežnja i sastavite ispitni model;

(4) Uvezite kompajlirani testni model u gornji računalni softver ControlDesk tvrtke Dspace, a zatim sustavom simulacije u stvarnom vremenu upravlja glavno računalo kako bi se realizirao interaktivni test kontroliranih komponenti i sustava kočnica po žici

3.1-Izrada testnog modela

Model testiranja hardvera u petlji sustava kočnica po žici podijeljen je u četiri modula za konstrukciju, naime Simulator, E-pojačivač, BusSystems i MDL. Izgradnja modela simulatora uglavnom se koristi za kontrolu i praćenje stanja simulacijskog ormara u stvarnom vremenu, kao što su napon napajanja ormara, gornja i donja granična vrijednost struje, otpuštanje stanja isključenosti, naredba izlazne snage, prikupljanje napona kabineta, prikupljanje struje kabineta i prikupljanje statusa napajanja i druga stanja; Booster modul se koristi za izgradnju modela hardverskog sučelja. Ovaj modul će realizirati konfiguraciju interaktivnih hardverskih svojstava pinova sustava za simulaciju u stvarnom vremenu i sustava kočnica po žici; BusSystems je temeljni modul za izradu modela. svojstva tekstualnih signala. MDL je također temeljni modul izgradnje modela. To je simulacijski modul kontroliranog objekta cijelog vozila. Za kontrolirani objekt brake-by-wire sustava, modeli VCU, MCU, ADAS i kočni protuklizni dijelovi moraju biti ugrađeni u ovaj modul.

3.2-Konfiguracija I/O sučelja

Test hardvera u petlji sustava brake-by-wire ostvaruje konfiguraciju ulaznih i izlaznih priključaka sustava za testiranje hardvera u petlji putem softvera ConfigurationDesk. Sadržaj konfiguracije uključuje: konfiguraciju hardverskog porta brake-by-wire sustava, konfiguraciju porta ploče sustava za simulaciju u stvarnom vremenu i konfiguraciju porta modela.

(1) Konfiguracija hardverskog priključka sustava kočnica po žici. Prvo upravljajte vrstama portova u grupama, kao što su portovi digitalnog tipa, portovi analognog tipa i portovi PWM valnog oblika, itd., a zatim definirajte naziv, opis i vrstu uređaja porta, kao što je definiranje ulaza i izlaza, broj priključka i tip priključka, itd., te definirajte ta svojstva i povucite ih u konfiguracijski radni prostor.

(2) Konfiguracija hardverskog priključka sustava simulacije u stvarnom vremenu. Odaberite priključak koji odgovara hardverskom priključku sustava brake-by-wire iz postojećih hardverskih resursa sustava u stvarnom vremenu, povucite ga u konfiguracijski radni prostor, a zatim konfigurirajte svojstva priključka, kao što su broj priključka, opis , potencijal i ubacivanje greške. Zatim, prema broju atributa, upotrijebite vanjski kabelski svežanj za povezivanje kontrolera sustava kočnica po žici sa sustavom simulacije u stvarnom vremenu. Do sada je završena veza između brake-by-wire sustava i simulacijskog sustava u stvarnom vremenu.

(3) Konfiguracija sučelja modela, desni klik na hardverski priključak sustava simulacije u stvarnom vremenu za generiranje odgovarajućeg sučelja modela, koji je most za interakciju između testnog modela i sustava simulacije u stvarnom vremenu, preko kojeg ispitni model može ostvariti kontrolu simulacijskog sustava u stvarnom vremenu.

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

3.3-Testna implementacija

Hardware-in-the-loop test brake-by-wire sustava 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 te koristite softver za Dinamički sustav simulira slanje kontrolnih informacija. Povratne informacije iz brake-by-wire sustava također se mogu prikazati u softveru ControlDesk.

(1) Test ulaznog signala hardvera sustava kočnice pomoću žice: Uzmite test ulaznog signala papučice kočnice kao primjer, pronađite port modela papučice kočnice konfiguriran u 2.1.2 u softveru ControlDesk, povucite ga na testno sučelje i povežite relevantne dodatke, a zatim upravljajte simulacijskim sustavom u stvarnom vremenu za simulaciju i izlazni hod papučice kočnice upravljaču sustava kočnica po žici promjenom vrijednosti varijable, a zatim promatrajte rezultate izvršenja kočnice -by-wire sustav, koji ostvaruje test ulaznog signala hardvera sustava.

(2) Test ulaznog signala CAN mreže sustava kočnica putem žice: uzmite analogni VCU da pošalje test signala CAN poruke o "maksimalnom električnom kočenju koje dopušta motor" sustavu kočnice putem žice kao primjer, pronađite signal VCU modula BusSystems "motor Dopusti maksimalno električno kočenje", povucite ga na testno sučelje kako biste ga povezali s relevantnim dodacima, a zatim promijenite vrijednost ove varijable za kontrolu sustava simulacije u stvarnom vremenu za izlaz " maksimalno električno kočenje motora" signal CAN poruke žičano upravljanom kočionom sustavu, a zatim promatrati rezultate rada brake-by-wire sustava, odnosno realizira se test ulaznog signala CAN mreže sustava.

Što se tiče povratnih informacija sustava brake-by-wire, trebate samo pronaći varijablu koju je potrebno promatrati u modelu i povući je na testno sučelje kako biste promatrali promjenu varijable. Za obradu rezultata testa, povratna informacija dobivena iz testa može se analizirati prema rezultatu predviđanja slučaja VCU testa, u kombinaciji sa snimljenim podacima CAN signala i podacima signala hard-wire, ako je kontrolna logika kočnice po- žičani sustav je zadovoljen, test će biti položen. Inače, neće proći.

Kako se automobili budu razvijali prema elektrifikaciji i inteligenciji, bit će sve više i više elektroničkih komponenti u automobilima, a zahtjevi za točnost ispitivanja, pokrivenost i ciklus ispitivanja također će postajati sve veći i viši. Stoga je potrebno razviti testiranje hardvera u petlji. Utemeljen na sustavu kočnica po žici za električno vozilo, ovaj rad raspravlja o procesu njegove implementacije u testu hardvera u petlji. Nakon stvarne verifikacije projekta, ova metoda ispunjava zahtjeve ispitivanja kao što su točnost ispitivanja i pokrivenost ispitivanja sustava kočnica po žici električnog vozila i skraćuje vrijeme projekta. Razvojni ciklus smanjuje stvarno vrijeme provjere vozila.