汽车集团整车控制器HIL实例介绍专题培训课件

PXIe主机控制器
2.3 GHz四核Intel Core i7 内存8GB
PXIe-6356模块
8路同步AI 16位分辨率 250kS/s采样率
PXIe-6363模块
32路DIO 10MHz频率
PXI-8513模块
双路CAN 高低速兼容
整车simulink模型
①
为16s
车辆的最高速度除了受到驱动力和负载阻力的限制，还受到整车控制器发给 电机控制器指令报文（0xCFF08EF）的转速正值限制。目前电机工作在转矩模 式，通过该转速正值，限制电机的最高转速，同时限制车速。当为满载质量 时，最高速度是由转速正值限制，此时整车控制器发出的指令转矩是260Nm， HIL模型计算得到的电机的实际输出转矩130.3Nm，在该转矩下，电机转速保 持在3800rpm。
速等数据，如下图所示
04
PART
测试过程
⑤
得到车辆的加速过程速度时间曲线
如下图所示
04
PART
测试过程
随着车速升高，整车控制器发出的指令转矩减小，整车控制器发出的
⑥
指令转矩和实际车速的关系如下图所示。记录该转矩和转速的关系并
绘制曲线，判断该曲线是否合理
04
PART
04
测试过程
PART
⑦
HIL测试得到结果：最高车速为80Km/h，加速时间
01
整车控制器基本功能与用途
PART
接收、处理驾驶员的驾驶 操作指令，并向各个部件 控制器发送控制指令，使 车辆按驾驶期望行驶
与 电 机 、 DC/DC 、 BMS 等 进行可靠通讯，通过CAN 总线进行状态的采集输入 及控制指令量的输出
接收处理各个零部件信息， 系统故障的判断和存储，
结合BMS单元提供当前的 动态检测系统故障信息，
(0x10242E27) 的 启 动 命 令为置1，即启动 ③ 仪表板READY灯亮 ④ 电机控制器启动输出灯亮
① 电机控制器控制指令报文 (0xCFF08EF) 的 控 制 模 式 位置2，即电机转换为转矩 模式，车辆准备就绪，可 以运行。
测试用例2
满载最高时速测试
04
已知参数
PART
参数名称 01 满载总质量 02 空载总质量 03 减速器速比 04 设定机械传动效率 05 设定车辆轮半径 06 设定车辆迎风面积 07 设定车辆风阻系数 08 设定车辆行使摩擦系数（100km/h）
重大故障状态：VCU报警（紧急情况采
用紧急呼叫指令通知其他节点），必要
时切断主继电器电源，系统停车
VCU采集油门踏板信号，控制电机控制
②
器输出转矩，同时限制电机的最高转速，
最高车速限制为100km/h，主减比5.1，
轮胎半径360mm
ON断开：根据当前状态，进行电机负载
④
卸载；卸载后断开各高压回路；复位高
压故障诊断；保存故障代码、行驶参数
等；最后断开低压自保控制
系统结构介绍
02
机柜总成结构
PART
供电箱及开关 工控机 PXI机箱 适配器
信号调理箱 负载箱
02
操作台结构
PART
挂板 待测控制器 接线导轨
操作台 上位机界面
02
硬件组成介绍
PART
PXIe-1082机箱
4个混合插槽 3个PXI Express插槽 每插槽1 GB/s的带宽
档位位于D档
04
测试过程
PART
①
输入加速踏板到最大值，电压达到4.2V
观察整车控制器发给电机控制器指令报文
②
（0xCFF08EF）的指令转矩值，可以观察到当车速
为0时，指令转矩值为520Nm
③
整车动力学模型根据收到的指令转矩，计算得到驱
动电机的实际输出电磁转矩
测试过程
④
车辆加速，在前面板可以实时观测车速，电机转
汽车集团整车 控制器HIL实
例介绍
待测控制器介绍
****整车控制器概况
80PIN
22路DI 6路AI 2路Can 23路DO 3路AO 4路PWM
01
PAຫໍສະໝຸດ BaiduT
01
整车CAN通信网络拓扑结构
PART
数字仪表
BMS
监控终端
CAN Bus 2
车身CAN
CAN Bus 1
电机 控制器
转向助力 油泵
动力CAN
①
③
① 控制器输出状态 ② VCU报文输入 ③ VCU报文输出
02
系统运行实况
PART
02
现场介绍及培训
PART
02
现场介绍及培训
PART
02
现场介绍及培训
PART
测试用例1
VCU上电过程测试
03
VCU上电过程测试
PART
ACC上电
ON上电
START启动1s
踩刹车并换D档， 松刹车，换档完成
能源状况信息，实现整车 记录出现的故障，并依据
驱动控制、能量优化控制、 故障的级别对整车进行分
制动回馈控制和网络管理 级保护，如降额输出，紧
等功能
急情况直接切断动力
协调管理其他车载电器设备
01
整车控制器基本控制策略
PART
ACC上电，整车低压设备进行自检
①
ON上电，VCU输出低压自保控制信号，
在simulink中搭建整车动力学模型，如下图
02
PART
②
通过NI工具包将simulink模型导成 .dll文件，最终导 入PXI机箱运行
软件界面介绍（主界面）
③ ②
02
PART
①
① 实验模型控制 ② 整车控制输入 ③ 仪表显示 ④ 故障报警 ⑤ 整车综合信息
④
⑤
软件界面介绍（副界面）
②
02
PART
符号
m mk iz ηt r area Cd fk
数值
4460 3100 5.1 0.9 0.365 4.6 0.45 0.014
单位
kg kg
m m^2
04
测试系统初始状态
PART
HIL
VCU和HIL 连接正常
VCU系统 上电正常
D N R
整车控制器发给电机 控制器指令报文
（0xCFF08EF）的电 机控制器使能位为1
对高压上电设备进行故障监测和诊断，
如无故障则主接触器吸合，启动高压辅
助系统控制逻辑
START启动（1s以上）：开启电机控制器、
转向助力泵控制逻辑，无故障报警则点
亮绿色Ready灯
一般故障状态：VCU检测到一般故障，
③
整车控制器报警（报警灯闪烁、通过
CAN总线发送相关的报警信息，通知其
他的节点），整个系统降级运行。
① 低压上电 ② 整车控制器收发报文 ③ HIL可以实时收发并显示报
文
① 低压自保输出 ② 电机控制器启动 ③ 预充电开始 ④ DC/DC接触器线控输出 ⑤ 待预充电完成后主接触器
吸合 ⑥ DC/DC使能控制 ⑦ 电机控制器准备就绪灯亮 ⑧ 动力系统准备就绪灯亮
① 转向助力泵控制 ② 油 泵 DCAC 控 制 报 文