Ricerca sul metodo di test hardware-in-the-loop per il sistema Brake-by-Wire dei veicoli elettrici

Il sistema Brake-by-wire (E-Booster) è un componente importante per migliorare il recupero di energia e la stabilità in frenata dei veicoli elettrici. Questa parte ha molti componenti interattivi e richiede elevata precisione e accuratezza operativa. Pertanto è necessario effettuare adeguati test su di esso. Questo articolo illustra un metodo per testare il sistema Brake-by-Wire utilizzando il test di simulazione hardware-in-the-loop (HIL), che può realizzare un controllo completo del sistema Brake-by-Wire costruendo un ambiente di test di simulazione senza veicoli reali o campioni reali. test automatizzati.

Il sistema frenante dei tradizionali veicoli a carburante è costituito da pedali dei freni, componenti del servofreno (EVP) e componenti di controllo antiscivolo (ESP, ABS), ecc., Senza funzione di recupero dell'energia di frenata, se utilizzato su veicoli elettrici, molta energia di frenata saranno energie sprecate. Il sistema Brake-by-Wire (E-Booster) utilizza il controller del sistema Brake-by-Wire e l'attuatore Brake-by-Wire (principalmente il sistema servomotore) per sostituire i componenti del moltiplicatore di vuoto, risolvendo efficacemente il problema che l'energia frenante del sistema frenante tradizionale non può essere recuperata. Punti dolenti. Quando il conducente frena, il controller del sistema Brake-by-Wire controlla il motore per implementare la frenatura elettrica in base allo stato di funzionamento del gruppo propulsore e alla richiesta di frenata del conducente, e la forza frenante insufficiente del motore è integrata dalla frenatura idraulica. Durante il processo di frenata, il simulatore della pedalata disaccoppia la forza del pedale e la pressione del cilindro della ruota, in modo che l'energia della parte frenante elettrica del motore possa essere recuperata, migliorando la resistenza del veicolo e il comfort del conducente. durante il processo di frenata. Inoltre, il sistema Brake-by-Wire interagisce con i componenti di guida intelligente (ADAS) attraverso il suo controller, che può rispondere alla richiesta di frenata dei componenti di guida intelligente.

Le parti direttamente correlate al sistema Brake-by-Wire sui veicoli elettrici includono il controller del veicolo (VCU), il controller del motore (MCU), i componenti di guida intelligente (ADAS) e i componenti di controllo antiscivolo (ABS, ESC), ecc. Il processo di recupero dell'energia frenante nel sistema Brake-by-Wire è il seguente: il sistema Brake-by-Wire raccoglie la richiesta di frenata del conducente e invia la richiesta di coppia frenante alla VCU, e la VCU calcola la massima capacità di frenatura elettrica del motore e quindi lo invia al controller del sistema Brake-by-Wire, quindi il controller del sistema Brake-by-Wire calcola la carenza di forza frenante e compensa con la frenatura idraulica. In questo modo il freno elettrico sostituisce gran parte del freno meccanico, riduce la perdita di energia di attrito meccanico, aumenta il recupero energetico del motore, e quindi aumenta il chilometraggio del veicolo.

I test hardware-in-the-loop utilizzano Matlab Simulink per modellare e simulare parti del sistema (VCU, MCU, ADAS, ecc.) per connettersi e interagire. In questo modo, l'accuratezza del test può essere controllata in base alla situazione reale del test e le condizioni di lavoro estreme e i test di iniezione dei guasti possono anche essere completamente simulati e i test automatizzati possono anche essere realizzati scrivendo script di test automatizzati.

Il metodo di test hardware-in-the-loop del sistema Brake-by-Wire proposto in questo documento comprende principalmente:

(1) sviluppo del modello di test tramite Matlab Simulink;

(2) utilizzare il software Configuration Desk della Dspace Company per eseguire test I/O delle parti che interagiscono con il sistema Brake-by-Wire;

(3) Collegare il controller del sistema Brake-by-Wire al sistema di simulazione in tempo reale tramite il cablaggio esterno e compilare il modello di test;

(4) Importare il modello di test compilato nel software del computer superiore ControlDesk della Dspace Company, quindi il sistema di simulazione in tempo reale viene controllato dal computer host per realizzare il test interattivo dei componenti controllati e del sistema Brake-by-Wire

3.1-Costruzione del modello di prova

Il modello di test hardware-in-the-loop del sistema Brake-by-Wire è suddiviso in quattro moduli per la costruzione, vale a dire Simulator, E-booster, BusSystems e MDL. La costruzione del modello del simulatore viene utilizzata principalmente per controllare e monitorare lo stato dell'armadio di simulazione in tempo reale, come la tensione di alimentazione dell'armadio, i valori limite superiore e inferiore della corrente, il rilascio dello stato di spegnimento, il comando dell'uscita di potenza, raccolta della tensione dell'armadio, raccolta della corrente dell'armadio e raccolta dello stato dell'alimentatore e altri stati; Il modulo Booster viene utilizzato per costruire il modello di interfaccia hardware. Questo modulo realizzerà la configurazione delle proprietà dei pin hardware interattivi del sistema di simulazione in tempo reale e del sistema Brake-by-Wire; BusSystems è il modulo principale per la costruzione di modelli. proprietà dei segnali testuali. MDL è anche il modulo principale della costruzione di modelli. È il modulo di simulazione dell'oggetto controllato dell'intero veicolo. Per l'oggetto controllato del sistema Brake-by-Wire, in questo modulo devono essere integrati modelli di VCU, MCU, ADAS e parti antiscivolo del freno.

3.2-Configurazione dell'interfaccia I/O

Il test hardware-in-the-loop del sistema Brake-by-wire realizza la configurazione delle porte di ingresso e uscita del sistema di test hardware-in-the-loop tramite il software ConfigurationDesk. Il contenuto della configurazione comprende: la configurazione della porta hardware del sistema Brake-by-Wire, la configurazione della porta scheda del sistema di simulazione in tempo reale e la configurazione della porta modello.

(1) Configurazione della porta hardware del sistema Brake-by-Wire. Innanzitutto, gestire i tipi di porte in gruppi, come porte di tipo digitale, porte di tipo analogico e porte di forma d'onda PWM, ecc., quindi definire il nome, la descrizione e il tipo di dispositivo della porta, ad esempio definendo ingresso e uscita, numero di porta, tipo di porta, ecc., definire queste proprietà e trascinarle nell'area di lavoro di configurazione.

(2) Configurazione della porta hardware del sistema di simulazione in tempo reale. Selezionare la porta corrispondente alla porta hardware del sistema Brake-by-Wire dalle risorse hardware esistenti del sistema in tempo reale, trascinarla nell'area di lavoro di configurazione, quindi configurare le proprietà della porta, come numero di porta, descrizione , potenziale e iniezione di guasto. Quindi, in base al numero di attributo, utilizzare il cablaggio esterno per collegare il controller del sistema Brake-by-Wire al sistema di simulazione in tempo reale. Finora è stata completata la connessione tra il sistema Brake-by-Wire e il sistema di simulazione in tempo reale.

(3) Configurazione dell'interfaccia del modello, fare clic con il pulsante destro del mouse sulla porta hardware del sistema di simulazione in tempo reale per generare l'interfaccia del modello corrispondente, che è un ponte per l'interazione tra il modello di test e il sistema di simulazione in tempo reale, attraverso il quale il modello di test può realizzare il controllo del sistema di simulazione in tempo reale.

Una volta completati il ​​modello di test e la configurazione dell'interfaccia I/O, utilizzare il software Configuration Desk per compilare l'intero progetto e generare il file SDF corrispondente al termine della compilazione.

3.3-Testare l'implementazione

Il test hardware-in-the-loop del sistema Brake-by-Wire è implementato nel software ControlDesk. Aprire il software ControlDesk, importare il file SDF del modello dell'ambiente di test compilato descritto nella sezione 2.1.2 di questo articolo ed eseguire il modello e utilizzare il software per Il sistema dinamico simula l'invio delle informazioni di controllo. Le informazioni di feedback del sistema Brake-by-Wire possono essere visualizzate anche nel software ControlDesk.

(1) Test del segnale di ingresso hardware del sistema Brake-by-wire: prendere come esempio il test dell'ingresso della corsa del pedale del freno, trovare la porta del modello del pedale del freno configurata in 2.1.2 nel software ControlDesk, trascinarla sull'interfaccia di test e associare il plug-in pertinenti, quindi controllare il sistema di simulazione in tempo reale per simulare e inviare la corsa del pedale del freno al controller del sistema Brake-by-Wire modificando il valore della variabile, quindi osservare i risultati di esecuzione del freno sistema -by-wire, che realizza il test del segnale di ingresso hardware del sistema.

(2) Test del segnale di ingresso della rete CAN del sistema Brake-by-Wire: utilizzare la VCU analogica per inviare come esempio il test del segnale del messaggio CAN della "frenatura elettrica massima consentita dal motore" al sistema Brake-by-Wire. trovare il segnale "motore Consenti la massima frenatura elettrica" ​​del modulo BusSystems VCU, trascinarlo sull'interfaccia di test per associarlo ai relativi plug-in, quindi modificare il valore di questa variabile per controllare il sistema di simulazione in tempo reale per emettere il " massima frenatura elettrica del motore" segnale di messaggio CAN al sistema frenante controllato via cavo, quindi osservare i risultati di esecuzione del sistema Brake-by-Wire, ovvero viene realizzato il test del segnale di ingresso della rete CAN del sistema.

Per quanto riguarda le informazioni di feedback del sistema Brake By Wire, è sufficiente trovare la variabile che deve essere osservata nel modello e trascinarla sull'interfaccia di test per osservare il cambiamento della variabile. Per l'elaborazione dei risultati del test, il feedback ottenuto dal test può essere analizzato in base al risultato previsto del test case VCU, combinato con i dati del segnale CAN registrati e i dati del segnale hard-wire, se la logica di controllo del freno by- il sistema di cablaggio è soddisfatto, il test sarà superato. Altrimenti non passerà.

Man mano che le automobili si sviluppano verso l’elettrificazione e l’intelligenza, ci saranno sempre più componenti elettronici nelle automobili e anche i requisiti per l’accuratezza dei test, la copertura e il ciclo di test diventeranno sempre più elevati. Pertanto, è necessario sviluppare test hardware-in-the-loop. Basato sul sistema Brake-by-Wire del veicolo elettrico, questo articolo ne discute il processo di implementazione nel test hardware-in-the-loop. Dopo l'effettiva verifica del progetto, questo metodo soddisfa i requisiti di test come l'accuratezza del test e la copertura del test del sistema Brake-by-Wire del veicolo elettrico e riduce i tempi del progetto. Il ciclo di sviluppo riduce il tempo effettivo di verifica del veicolo.