Cercetare privind metoda de testare hardware-in-the-loop pentru sistemul de frânare cu fir de vehicule electrice

Sistemul Brake-by-wire (E-Booster) este o componentă importantă pentru a îmbunătăți recuperarea energiei și stabilitatea la frânarea vehiculelor electrice. Această piesă are multe componente interactive și necesită precizie și acuratețe de operare ridicate. Prin urmare, este necesar să se efectueze teste adecvate asupra acestuia. Acest articol discută o metodă de testare a sistemului brake-by-wire prin utilizarea testului de simulare hardware-in-the-loop (HIL), care poate realiza un control complet al sistemului brake-by-wire prin construirea unui mediu de testare de simulare. fără vehicule reale sau mostre reale. testare automată.

Sistemul de frânare al vehiculelor tradiționale cu combustibil constă din pedale de frână, componente de amplificare a vidului (EVP) și componente de control anti-alunecare (ESP, ABS), etc., fără funcție de recuperare a energiei de frânare, dacă este utilizat la vehicule electrice, o mulțime de energie de frânare va fi energie risipită. Sistemul brake-by-wire (E-Booster) folosește controlerul sistemului brake-by-wire și actuatorul brake-by-wire (în principal sistemul servomotor) pentru a înlocui componentele amplificatorului de vid, ceea ce va rezolva eficient problema care energia de frânare a sistemului de frânare tradițional nu poate fi recuperată. Puncte dureroase. Când șoferul frânează, controlerul sistemului de frânare prin cablu controlează motorul pentru a implementa frânarea electrică în funcție de starea de lucru a grupului de propulsie și de cererea de frânare a șoferului, iar forța de frânare insuficientă a motorului este completată de frânarea hidraulică. În timpul procesului de frânare, simulatorul de cursă a pedalei va decupla forța pedalei și presiunea cilindrului roții, astfel încât energia părții de frânare electrică a motorului să poată fi recuperată, ceea ce îmbunătățește rezistența vehiculului și îmbunătățește confortul șoferului. în timpul procesului de frânare. În plus, sistemul brake-by-wire interacționează cu componentele de conducere inteligentă (ADAS) prin intermediul controlerului său, care poate răspunde cererii de frânare a componentelor de conducere inteligente.

Părțile legate direct de sistemul brake-by-wire de pe vehiculele electrice includ controlerul vehiculului (VCU), controlerul motorului (MCU), componentele de conducere inteligente (ADAS) și componentele de control anti-alunecare (ABS, ESC), etc. procesul de recuperare a energiei de frânare în sistemul brake-by-wire este următorul: sistemul brake-by-wire colectează cererea de frânare a șoferului și trimite cererea de cuplu de frânare către VCU, iar VCU calculează capacitatea maximă de frânare electrică a motor și apoi îl trimite controlerului sistemului brake-by-wire, apoi controlerul sistemului brake-by-wire calculează deficitul de forță de frânare și compensează cu frânare hidraulică. În acest fel, frâna electrică înlocuiește o parte considerabilă a frânei mecanice, reduce pierderea energiei de frecare mecanică, crește recuperarea de energie a motorului și, astfel, crește kilometrajul vehiculului.

Testarea hardware-in-the-loop folosește Matlab Simulink pentru a modela și simula piese (VCU, MCU, ADAS etc.) sistem pentru a se conecta și a interacționa. În acest fel, precizia testului poate fi controlată în funcție de situația reală a testului, iar condițiile extreme de lucru și testele de injectare a erorilor pot fi, de asemenea, simulate complet, iar testele automate pot fi realizate și prin scrierea de scripturi de testare automate.

Metoda de testare hardware-in-the-loop a sistemului brake-by-wire propusă în această lucrare include în principal:

(1) dezvoltarea modelului de testare prin Matlab Simulink;

(2) utilizarea software-ului Configuration Desk al companiei Dspace pentru a efectua teste I/O ale pieselor care interacționează cu sistemul de frână prin cablu;

(3) Conectați controlerul sistemului brake-by-wire cu sistemul de simulare în timp real prin cablajul extern și compilați modelul de testare;

(4) Importați modelul de testare compilat în software-ul superior ControlDesk al companiei Dspace, apoi sistemul de simulare în timp real este controlat de computerul gazdă pentru a realiza testul interactiv al componentelor controlate și al sistemului de frână cu fir.

3.1-Constructia modelului de testare

Modelul de testare hardware-in-the-loop al sistemului brake-by-wire este împărțit în patru module pentru construcție, și anume Simulator, E-booster, BusSystems și MDL. Construirea modelului de simulator este utilizată în principal pentru a controla și monitoriza starea cabinetului de simulare în timp real, cum ar fi tensiunea de alimentare a dulapului, valorile limită superioară și inferioară ale curentului, eliberarea stării de oprire, comanda de ieșire a puterii, colectarea tensiunii cabinetului, colectarea curentului cabinetului și colectarea stării sursei de alimentare și alte state; Modulul Booster este folosit pentru a construi modelul de interfață hardware. Acest modul va realiza configurarea proprietăților interactive de pin hardware ale sistemului de simulare în timp real și ale sistemului brake-by-wire; BusSystems este modulul de bază pentru construirea de modele. proprietățile semnalelor text. MDL este, de asemenea, modulul de bază al construcției de modele. Este modulul de simulare al obiectului controlat al întregului vehicul. Pentru obiectul controlat al sistemului brake-by-wire, modelele de VCU, MCU, ADAS și piese antiderapante de frână trebuie să fie construite în acest modul.

3.2-Configurarea interfeței I/O

Testul hardware-in-the-loop al sistemului brake-by-wire realizează configurarea porturilor de intrare și ieșire ale sistemului de testare hardware-in-the-loop prin intermediul software-ului ConfigurationDesk. Conținutul configurației include: configurația portului hardware al sistemului brake-by-wire, configurația portului de bord al sistemului de simulare în timp real și configurația portului modelului.

(1) Configurația portului hardware al sistemului brake-by-wire. Mai întâi, gestionați tipurile de porturi în grupuri, cum ar fi porturile de tip digital, porturile de tip analog și porturile de formă de undă PWM etc., apoi definiți numele, descrierea și tipul de dispozitiv al portului, cum ar fi definirea intrării și ieșirii, numărul de port și tipul de port etc. și definiți aceste proprietăți și trageți-le în spațiul de lucru de configurare.

(2) Configurarea portului hardware al sistemului de simulare în timp real. Selectați portul corespunzător portului hardware al sistemului brake-by-wire din resursele hardware existente ale sistemului în timp real, trageți-l în spațiul de lucru de configurare și apoi configurați proprietățile portului, cum ar fi numărul portului, descrierea , potențial și injecție defect. Apoi, în funcție de numărul de atribut, utilizați cablajul extern pentru a conecta controlerul sistemului de frână cu fir cu sistemul de simulare în timp real. Până acum, conexiunea dintre sistemul brake-by-wire și sistemul de simulare în timp real este finalizată.

(3) Configurarea interfeței modelului, faceți clic dreapta pe portul hardware al sistemului de simulare în timp real pentru a genera interfața modelului corespunzătoare, care este o punte pentru interacțiunea dintre modelul de testare și sistemul de simulare în timp real, prin care modelul de testare poate realiza controlul sistemului de simulare în timp real.

Când modelul de testare și configurarea interfeței I/O sunt finalizate, utilizați software-ul Configuration Desk pentru a compila întregul proiect și generați fișierul SDF corespunzător după finalizarea compilației.

3.3-Testați implementarea

Testul hardware-in-the-loop al sistemului brake-by-wire este implementat în software-ul ControlDesk. Deschideți software-ul ControlDesk, importați fișierul SDF al modelului de mediu de testare compilat descris în 2.1.2 din acest articol și rulați modelul și utilizați software-ul pentru a. Sistemul dinamic simulează trimiterea informațiilor de control. Informațiile de feedback de la sistemul brake-by-wire pot fi afișate și în software-ul ControlDesk.

(1) Testul semnalului de intrare hardware al sistemului de frână cu fir: luați ca exemplu testul de intrare a cursei pedalei de frână, găsiți portul modelului pedalei de frână configurat în 2.1.2 în software-ul ControlDesk, trageți-l la interfața de testare și asociați plug-in-uri relevante și apoi controlați sistemul de simulare în timp real pentru a simula și a transmite o lovitură a pedalei de frână către controlerul sistemului de frână prin cablu prin modificarea valorii variabilei și apoi observați rezultatele execuției frânei -by-wire system, care realizează testarea semnalului de intrare hardware al sistemului.

(2) Testul semnalului de intrare al rețelei CAN al sistemului brake-by-wire: luați VCU analogic pentru a trimite testul semnalului mesajului CAN de „frânare electrică maximă permisă de motor” către sistemul de frână cu fir, ca exemplu, găsiți modulul BusSystems VCU „motor Permite frânarea electrică maximă”, trageți-l în interfața de testare pentru a se asocia cu plug-in-urile relevante, apoi modificați valoarea acestei variabile pentru a controla sistemul de simulare în timp real pentru a scoate „ frânare electrică maximă a motorului" semnalul mesajului CAN către sistemul de frânare controlat prin cablu și apoi observați rezultatele execuției sistemului frână cu fir, adică se realizează testul semnalului de intrare al rețelei CAN a sistemului.

În ceea ce privește informațiile de feedback ale sistemului brake-by-wire, trebuie doar să găsiți variabila care trebuie observată în model și să o trageți în interfața de testare pentru a observa modificarea variabilei. Pentru procesarea rezultatului testului, feedback-ul obținut în urma testului poate fi analizat în funcție de rezultatul de predicție al cazului de testare VCU, combinat cu datele semnalului CAN înregistrate și datele semnalului hard-wire, dacă logica de control a frânei-by- sistemul de cabluri este satisfăcut, testul va fi trecut. Altfel, nu va trece.

Pe măsură ce automobilele se dezvoltă spre electrificare și inteligență, vor exista din ce în ce mai multe componente electronice în automobile, iar cerințele pentru acuratețea testelor, acoperirea și ciclul de testare vor deveni, de asemenea, din ce în ce mai mari. Prin urmare, este necesar să se dezvolte testarea hardware-in-the-loop. Pe baza sistemului de frânare prin cablu al vehiculului electric, această lucrare discută procesul de implementare a acestuia în testul hardware-in-the-loop. După verificarea propriu-zisă a proiectului, această metodă îndeplinește cerințele de testare, cum ar fi acuratețea testului și acoperirea testului a sistemului de frână prin cablu a vehiculului electric și scurtează timpul de proiect. Ciclul de dezvoltare reduce timpul efectiv de verificare a vehiculului.