Abstraktní
Systém Brake-by-wire (E-Booster) je důležitou součástí pro zlepšení rekuperace energie a brzdné stability elektromobilů. Tato část má mnoho interaktivních komponent a vyžaduje vysokou provozní přesnost a přesnost. Proto je nutné na něm provést odpovídající testování. Tento článek pojednává o metodě testování systému brake-by-wire pomocí simulačního testu hardware-in-the-loop (HIL), který může realizovat všestranné ovládání systému brake-by-wire vytvořením simulačního testovacího prostředí. bez skutečných vozidel nebo skutečných vzorků. automatizované testování.
1.Úvod do systému brake-by-wire
Brzdový systém tradičních palivových vozidel se skládá z brzdových pedálů, komponentů podtlakového posilovače (EVP) a protiskluzových komponent (ESP, ABS) atd., bez funkce rekuperace brzdné energie, pokud se používá na elektrických vozidlech, velké množství brzdné energie bude zbytečná energie. Systém brake-by-wire (E-Booster) využívá ovladač systému brake-by-wire a ovladač brake-by-wire (zejména systém servomotoru) k výměně součástí podtlakového posilovače, což efektivně vyřeší problém, který brzdnou energii tradičního brzdového systému nelze rekuperovat. Místa bolesti. Když řidič brzdí, ovladač systému brake-by-wire řídí motor tak, aby se realizovalo elektrické brzdění podle pracovního stavu hnacího ústrojí a požadavku řidiče na brzdění a nedostatečná brzdná síla motoru je doplněna hydraulickým brzděním. Během procesu brzdění simulátor zdvihu pedálu oddělí sílu pedálu a tlak ve válci kola, takže lze obnovit energii elektrické brzdné části motoru, což zlepšuje odolnost vozidla a zlepšuje pohodlí řidiče. během procesu brzdění. Kromě toho systém brake-by-wire interaguje s komponentami inteligentního řízení (ADAS) prostřednictvím svého ovladače, který může reagovat na požadavky inteligentních jízdních komponent na brzdění.
Části přímo související se systémem brake-by-wire na elektrických vozidlech zahrnují řídicí jednotku vozidla (VCU), řídicí jednotku motoru (MCU), inteligentní komponenty řízení (ADAS) a komponenty protiskluzového řízení (ABS, ESC) atd. Proces rekuperace brzdné energie v systému brake-by-wire je následující: systém brake-by-wire shromažďuje požadavek řidiče na brzdění a posílá požadavek na brzdný moment do VCU a VCU vypočítává maximální elektrický brzdný výkon vozidla. motor a poté jej odešle do ovladače systému brake-by-wire, poté ovladač systému brake-by-wire vypočítá nedostatek brzdné síly a kompenzuje jej hydraulickým brzděním. Elektrická brzda tak nahrazuje značnou část mechanické brzdy, snižuje ztráty mechanické třecí energie, zvyšuje rekuperaci energie motoru a tím zvyšuje kilometrový výkon vozidla.
2.Hardware-in-the-loop testování systému brake-by-wire
Testování hardwaru ve smyčce využívá Matlab Simulink k modelování a simulaci systému dílů (VCU, MCU, ADAS, atd.) k propojení a interakci. Tímto způsobem lze přesnost testu řídit podle aktuální testovací situace a také zcela simulovat extrémní pracovní podmínky a testy injektáže chyb a automatizované testy lze také realizovat psaním automatizovaných testovacích skriptů.
3. Celková architektura systému
Metoda testování hardwaru in-the-loop systému brake-by-wire navrhovaná v tomto článku zahrnuje zejména:
(1) vývoj testovacího modelu prostřednictvím Matlab Simulink;
(2) pomocí softwaru Configuration Desk společnosti Dspace Company k provedení I/O testování částí interagujících se systémem brake-by-wire;
(3) Připojte ovladač systému brake-by-wire se systémem simulace v reálném čase prostřednictvím externího kabelového svazku a sestavte testovací model;
(4) Importujte zkompilovaný testovací model do horního počítačového softwaru ControlDesk společnosti Dspace Company a poté je systém simulace v reálném čase řízen hostitelským počítačem pro realizaci interaktivního testu řízených komponent a systému brake-by-wire.
3.1-Konstrukce testovacího modelu
Hardwarový testovací model systému brake-by-wire je pro konstrukci rozdělen do čtyř modulů, a to Simulátor, E-booster, BusSystems a MDL. Budování modelu simulátoru se používá hlavně pro řízení a sledování stavu simulační skříně v reálném čase, jako je napájecí napětí skříně, horní a dolní mezní hodnoty proudu, uvolnění stavu vypnutí, příkaz výkonu, sběr napětí skříně, sběr proudu skříně a sběr stavu napájení a další stavy ; Modul Booster se používá k vytvoření modelu hardwarového rozhraní. Tento modul bude realizovat konfiguraci vlastností interaktivních hardwarových pinů simulačního systému v reálném čase a systému brake-by-wire; BusSystems je základní modul pro stavbu modelů. vlastnosti textových signálů. MDL je také základní modul stavby modelů. Jedná se o simulační modul řízeného objektu celého vozidla. Pro řízený objekt systému brake-by-wire je potřeba do tohoto modulu zabudovat modely VCU, MCU, ADAS a brzdových protiskluzových dílů.
3.2-Konfigurace rozhraní I/O
Test hardware-in-the-loop systému brake-by-wire realizuje konfiguraci vstupních a výstupních portů testovacího systému hardware-in-the-loop prostřednictvím softwaru ConfigurationDesk. Obsah konfigurace zahrnuje: konfiguraci hardwarového portu systému brake-by-wire, konfiguraci portu desky simulačního systému v reálném čase a konfiguraci portu modelu.
(1) Konfigurace hardwarového portu systému brake-by-wire. Nejprve spravujte typy portů ve skupinách, jako jsou porty digitálního typu, porty analogového typu a porty PWM tvaru vlny atd., a poté definujte název, popis a typ zařízení portu, jako je definování vstupu a výstupu, číslo portu a typ portu atd. a definujte tyto vlastnosti a přetáhněte je do konfiguračního pracovního prostoru.
(2) Konfigurace hardwarového portu simulačního systému v reálném čase. Vyberte port odpovídající hardwarovému portu systému brake-by-wire ze stávajících hardwarových prostředků systému v reálném čase, přetáhněte jej do konfiguračního pracovního prostoru a poté nakonfigurujte vlastnosti portu, jako je číslo portu, popis , potenciál a injekce poruchy. Poté, podle čísla atributu, použijte externí kabelový svazek k propojení ovladače systému brake-by-wire se systémem simulace v reálném čase. Zatím je dokončeno propojení mezi systémem brake-by-wire a systémem simulace v reálném čase.
(3) Konfigurace rozhraní modelu, klikněte pravým tlačítkem na hardwarový port systému simulace v reálném čase pro vygenerování odpovídajícího rozhraní modelu, které je mostem pro interakci mezi testovacím modelem a systémem simulace v reálném čase, jehož prostřednictvím testovací model může realizovat řízení simulačního systému v reálném čase.
Po dokončení konfigurace testovacího modelu a I/O rozhraní použijte software Configuration Desk ke kompilaci celého projektu a po dokončení kompilace vygenerujte odpovídající soubor SDF.
3.3-Vyzkoušejte implementaci
Test hardware-in-the-loop systému brake-by-wire je implementován v softwaru ControlDesk. Otevřete software ControlDesk, importujte zkompilovaný soubor SDF modelu testovacího prostředí popsaný v 2.1.2 tohoto článku a spusťte model a použijte software k Dynamický systém simuluje odesílání řídicích informací. Informace o zpětné vazbě ze systému brake-by-wire lze zobrazit také v softwaru ControlDesk.
(1) Test vstupního signálu hardwaru systému Brake-by-wire: Vezměte si jako příklad vstupní test zdvihu brzdového pedálu, najděte port modelu brzdového pedálu nakonfigurovaný v 2.1.2 v softwaru ControlDesk, přetáhněte jej do testovacího rozhraní a přiřaďte příslušných zásuvných modulů a poté ovládejte systém simulace v reálném čase, aby simuloval a odeslal zdvih brzdového pedálu do ovladače systému brake-by-wire změnou hodnoty proměnné, a poté sledujte výsledky provedení brzdy -by-wire systém, který provádí test vstupního hardwarového signálu systému .
(2) Test vstupního signálu sítě CAN systému brake-by-wire: Použijte analogovou VCU k odeslání testu signálu zprávy CAN „maximálního elektrického brzdění povoleného motorem“ do systému brake-by-wire jako příklad, najděte signál VCU modulu BusSystems „Motor Povolit maximální elektrické brzdění“, přetáhněte jej do testovacího rozhraní, abyste jej přiřadili k příslušným zásuvným modulům, a poté změňte hodnotu této proměnné, abyste mohli ovládat systém simulace v reálném čase tak, aby vydával „ maximální elektrické brzdění motoru" signál zprávy CAN do drátem řízeného brzdového systému a poté sledujte výsledky provádění systému brake-by-wire, to znamená, že je realizován test vstupního signálu sítě CAN systému.
Pokud jde o zpětnovazební informace systému brake-by-wire, stačí pouze najít proměnnou, kterou je třeba v modelu pozorovat, a přetáhnout ji do testovacího rozhraní, abyste mohli pozorovat změnu proměnné. Pro zpracování výsledků testu lze zpětnou vazbu získanou z testu analyzovat podle výsledku predikce testovacího případu VCU v kombinaci se zaznamenanými daty signálu CAN a daty signálu z pevného drátu, pokud je logika řízení brzdového systému drátový systém je spokojen, test projde. Jinak to neprojde.
4.Závěr
Jak se automobily vyvíjejí směrem k elektrifikaci a inteligenci, bude v automobilech stále více elektronických součástek a požadavky na přesnost testu, pokrytí a testovací cyklus budou také stále vyšší a vyšší. Proto je nutné vyvinout testování hardware-in-the-loop. Tento článek, založený na systému brzdy po drátě elektrického vozidla, pojednává o jeho implementačním procesu v testu hardware-in-the-loop. Po skutečném ověření projektu tato metoda splňuje požadavky testu, jako je přesnost testu a testovací pokrytí systému brzd po drátě elektrického vozidla, a zkracuje dobu projektu. Vývojový cyklus snižuje skutečnou dobu ověření vozidla.