Дослідження методу тестування апаратного забезпечення в циклі для електромобільних гальмівних систем

Гальмівна система (E-Booster) є важливим компонентом для покращення рекуперації енергії та стабільності гальмування електромобілів. Ця частина має багато інтерактивних компонентів і вимагає високої точності роботи. Тому необхідно провести на ньому адекватне тестування. У цій статті обговорюється метод тестування системи гальм за допомогою дротів за допомогою тесту симуляції апаратного забезпечення в циклі (HIL), який може реалізувати всебічний контроль системи гальм за допомогою дротів шляхом побудови середовища тестування моделювання без реальних транспортних засобів або реальних зразків. автоматизоване тестування.

Гальмівна система традиційних транспортних засобів складається з педалей гальма, компонентів вакуумного підсилювача (EVP) і компонентів протиковзання (ESP, ABS) тощо, без функції рекуперації енергії гальмування, якщо використовується на електромобілях, багато енергії гальмування буде витрачена енергія. Система гальмування за проводами (E-Booster) використовує контролер системи гальм за дротами та привід гальм за дротами (переважно система серводвигуна) для заміни компонентів вакуумного підсилювача, що ефективно вирішить проблему, що гальмівна енергія традиційної гальмівної системи не може бути відновлена. Больові точки. Коли водій гальмує, контролер гальмівної системи керує двигуном для здійснення електричного гальмування відповідно до робочого стану трансмісії та вимоги водія до гальмування, а недостатня гальмівна сила двигуна доповнюється гідравлічним гальмуванням. Під час процесу гальмування симулятор ходу педалі роз’єднає зусилля на педалі та тиск у циліндрі колеса, щоб можна було відновити енергію частини електричного гальмування двигуна, що покращує витривалість автомобіля та покращує комфорт водія. під час процесу гальмування. Крім того, гальмівна система взаємодіє з компонентами інтелектуального водіння (ADAS) через свій контролер, який може реагувати на вимоги гальмування компонентів інтелектуального водіння.

Частини, безпосередньо пов’язані з гальмівною системою електромобілів, включають контролер транспортного засобу (VCU), контролер двигуна (MCU), компоненти інтелектуального керування (ADAS) і компоненти протиковзання (ABS, ESC) тощо. процес рекуперації енергії гальмування в системі гальмування за дротом виглядає наступним чином: система гальмування за дротом збирає запит водія на гальмування та надсилає запит гальмівного моменту до VCU, а VCU обчислює максимальну електричну гальмівну здатність двигуна, а потім надсилає його до контролера гальмівної системи, тоді контролер гальмівної системи обчислює недолік гальмівної сили та компенсує гідравлічне гальмування. Таким чином, електричне гальмо замінює значну частину механічного гальма, зменшує втрати енергії механічного тертя, збільшує рекуперацію енергії двигуна, а отже, збільшує пробіг автомобіля.

Тестування апаратного забезпечення в циклі використовує Matlab Simulink для моделювання та імітації частин (VCU, MCU, ADAS тощо) системи для підключення та взаємодії. Таким чином, точність тесту можна контролювати відповідно до фактичної тестової ситуації, а також можна повністю змоделювати екстремальні робочі умови та тести на виявлення несправностей, а автоматизовані тести також можна реалізувати шляхом написання автоматизованих сценаріїв тестування.

Запропонований у цьому документі метод тестування апаратного забезпечення в контурі системи гальм за допомогою проводів включає в себе:

(1) розробка тестової моделі через Matlab Simulink;

(2) використання програмного забезпечення Configuration Desk компанії Dspace для виконання тестування вводу/виводу частин, які взаємодіють із системою гальмування по проводах;

(3) З’єднайте контролер гальмівної системи з системою моделювання в реальному часі за допомогою зовнішнього джгута проводів і складіть тестову модель;

(4) Імпортуйте скомпільовану тестову модель у програмне забезпечення верхнього комп’ютера ControlDesk компанії Dspace, а потім системою моделювання в режимі реального часу керує головний комп’ютер, щоб реалізувати інтерактивне тестування контрольованих компонентів і системи гальмування по проводах.

3.1-Побудова тестової моделі

Тестова модель апаратного забезпечення в циклі системи гальмування по проводах розділена на чотири модулі для побудови, а саме Simulator, E-booster, BusSystems і MDL. Побудова симуляторної моделі в основному використовується для контролю та моніторингу стану шафи моделювання в режимі реального часу, наприклад напруги живлення шафи, верхнього та нижнього граничних значень струму, вимкнення стану вимкнення, команди вихідної потужності, збирання напруги в шафі, збору струму в шафі та збору даних про стан джерела живлення та інших станів; Модуль Booster використовується для побудови моделі апаратного інтерфейсу. Цей модуль реалізує конфігурацію інтерактивних апаратних властивостей штифтів системи моделювання в реальному часі та системи гальмування по проводах; BusSystems є основним модулем для створення моделей. властивості текстових сигналів. MDL також є основним модулем побудови моделі. Це модуль імітації керованого об'єкта всього автомобіля. Для керованого об'єкта гальмівної системи в цей модуль необхідно вбудувати моделі VCU, MCU, ADAS і гальмівні антиковзаючі частини.

3.2-Конфігурація інтерфейсу введення/виведення

Тест апаратного забезпечення в циклі системи гальмування за допомогою проводів реалізує конфігурацію вхідних і вихідних портів системи тестування апаратного забезпечення в циклі за допомогою програмного забезпечення ConfigurationDesk. Вміст конфігурації включає: конфігурацію апаратного порту системи гальмування по проводах, конфігурацію порту плати системи моделювання в реальному часі та конфігурацію порту моделі.

(1) Конфігурація апаратного порту гальмівної системи. Спочатку керуйте типами портів у групах, як-от порти цифрового типу, порти аналогового типу, порти ШІМ-сигналу тощо, а потім визначте ім’я, опис і тип пристрою порту, як-от визначення входу та виходу, номер порту, тип порту тощо, визначте ці властивості та перетягніть їх у робочу область конфігурації.

(2) Конфігурація апаратного порту системи моделювання в режимі реального часу. Виберіть порт, що відповідає апаратному порту системи гальмування за проводами, з існуючих апаратних ресурсів системи реального часу, перетягніть його в робочу область конфігурації, а потім налаштуйте властивості порту, такі як номер порту, опис , потенціал і ін'єкція несправності. Потім, відповідно до номера атрибута, використовуйте зовнішній джгут проводів, щоб з’єднати контролер системи гальмування по проводах із системою моделювання в реальному часі. Наразі завершено зв’язок між системою гальмування за проводами та системою моделювання в реальному часі.

(3) Конфігурація інтерфейсу моделі, клацніть правою кнопкою миші апаратний порт системи моделювання в реальному часі, щоб створити відповідний інтерфейс моделі, який є мостом для взаємодії між тестовою моделлю та системою моделювання в реальному часі, через який тестова модель може реалізувати керування системою моделювання в реальному часі.

Після завершення тестової моделі та конфігурації інтерфейсу вводу/виводу використовуйте програмне забезпечення Configuration Desk для компіляції всього проекту та створіть відповідний файл SDF після завершення компіляції.

3.3-Тестова реалізація

Апаратне тестування гальмівної системи реалізовано в програмному забезпеченні ControlDesk. Відкрийте програмне забезпечення ControlDesk, імпортуйте скомпільований SDF-файл моделі тестового середовища, описаний у 2.1.2 цієї статті, запустіть модель і використовуйте програмне забезпечення, щоб Динамічна система імітує надсилання керуючої інформації. Інформацію про зворотний зв’язок із системою гальмування за проводами також можна відобразити в програмному забезпеченні ControlDesk.

(1) Перевірка апаратного вхідного сигналу системи гальмування: візьміть як приклад перевірку вхідного сигналу ходу педалі гальма, знайдіть порт моделі педалі гальма, налаштований у 2.1.2 у програмному забезпеченні ControlDesk, перетягніть його до інтерфейсу тестування та зв’яжіть відповідні плагіни, а потім керуйте системою симуляції в реальному часі, щоб імітувати та виводити хід педалі гальма на контролер системи гальм за допомогою проводів, змінюючи значення змінної, а потім спостерігати за результатами виконання гальма -проводова система, яка реалізує перевірку апаратного вхідного сигналу системи.

(2) Перевірка вхідного сигналу мережі CAN системи гальмування по дроту: візьміть аналоговий VCU, щоб надіслати перевірку сигналу повідомлення CAN про «максимальне електричне гальмування, дозволене двигуном» до системи гальмування по дроту як приклад, знайдіть сигнал VCU модуля BusSystems «Дозволити максимальне електричне гальмування», перетягніть його до тестового інтерфейсу, щоб пов’язати з відповідними плагінами, а потім змініть значення цієї змінної, щоб керувати системою моделювання в реальному часі для виведення « Максимальне електричне гальмування двигуна" подає сигнал повідомлення CAN до гальмівної системи, керованої проводами, а потім спостерігає за результатами виконання системи гальмування за проводами, тобто здійснюється перевірка вхідного сигналу мережі CAN системи.

Що стосується інформації зворотного зв’язку системи гальмування за проводом, вам потрібно лише знайти змінну, яку потрібно спостерігати в моделі, і перетягнути її до тестового інтерфейсу, щоб спостерігати за зміною змінної. Для обробки результатів тесту зворотний зв’язок, отриманий під час тесту, може бути проаналізований згідно з результатом прогнозування тестового сценарію VCU у поєднанні із записаними даними сигналу CAN і даними сигналу жорсткого проводу, якщо керуюча логіка гальмування за допомогою дротяна система задоволена, тест пройдено. Інакше не пройде.

Оскільки автомобілі розвиваються в напрямку електрифікації та інтелекту, в автомобілях буде все більше і більше електронних компонентів, а вимоги до точності тестування, охоплення та циклу тестування також ставатимуть дедалі вищими. Тому необхідно розвивати апаратне тестування в циклі. У цьому документі, заснованому на гальмівній системі електромобіля, обговорюється процес її впровадження в тесті апаратного забезпечення в циклі. Після фактичної перевірки проекту цей метод відповідає вимогам випробувань, таким як точність випробування та охоплення випробувань гальмівної системи електромобіля, а також скорочує час проекту. Цикл розробки скорочує фактичний час перевірки автомобіля.