纯电动客车整车控制器硬件在环仿真测试及标定系统开发

【摘要】：纯电动客车整车控制器作为纯电动客车整车控制的核心，对纯电动客车的安全、稳定、可靠运行具有重要的作用。在纯电动汽车整车控制单元的开发过程中，整车控制器的测试和标定作为电控单元开发过程中不可缺少的一步，所以开发功能可靠的硬件在环仿真测试及标定系统越来越重要。 本文采用基于xPC-Target进行硬件在环仿真测试系统开发，硬件在环仿真测试及标定系统可以模拟整车控制器的运行环境，提供相应的输入信号给整车控制器，同时可以接收整车控制器的输出信号，检测整车控制器的输入输出性能；模拟整车控制器所处的通讯环境，模拟其他整车CAN节点给整车控制器发送CAN信息报文，同时可接收整车控制器发出的报文。另外，在整车驱动控制策略测试时，将搭建的Simunlik整车模型编译之后运行到实时系统xPC-Target目标机上，模拟整车控制器的控制对象，对整车控制器中运行的驱动控制策略的性能进行测试。同时进行标定系统的开发，将开发的标定系统与硬件在环仿真测试系统结合，实现对整车控制器中关键参数变量的修改及采集，从而实现对整车驱动控制策略的优化，提高整车驱动行驶的性能，从而提高整车的性能。 结合项目研究的实际，本文的主要研究内容主要包括： (1)首先，分析纯电动客车整车控制器对外的软硬件接口，确定整车控制器需要测试的选项和项目。结合整车控制器测试及标定的功能需求，考虑国内外主流硬件在环仿真测试及标定系统的主流技术方案，制定硬件在环测试及标定系统的总体架构。 (2)根据系统的整体架构中的xPC-Target的双机模式，选择硬件在环接口测试和控制策略测试时，系统的软硬件实现方式。硬件方面包括上位机和目标机的选型、数据采集卡和CAN通讯卡的选型、程控电源的选型、信号调理板和自检板的设计开发及实现；软件方面包括xPC环境下数据采集卡和程控电源模块驱动的编写、Simunk环境下测试模块和控制策略的搭建以及测试过程协调控制的LabVIEW的人机交互测试界面的开发。 (3)根据标定系统实现的功能，选取基于CCP的整车控制器的标定系统的开发方式，完成对整车控制器中变量实时在线修改及关键参数信息的采集显示。主要的开发工作包括：由于CCP协议是通过CAN总线通讯的方式来实现的，因此硬件方面只需要VCU具备CAN总线接口，并可以实现与上位机信息的交互，本文在综合考虑的基础上，选用USBCAN设备卡实现整车控制器与上位机的信息交换；软件方面的开发工作有ECU端CCP驱动的开发及其与应用程序的融合、上位机端的CCP驱动的开发及标定平台软件的开发，在软件开发过程中ASAP2文件的打包和解析作为实现VCU标定的重要组成部分，是上位机获得ECU中相关变量的存储地址的关键。 (4)在完成系统的开发和设计工作之后，完成对开发的子模块驱动，包括xPC环境下数据采集卡驱动、程控电源驱动的测试；测试整车控制器的硬件接口特性，验证硬件在环测试系统的功能测试模块的性能；完成对整车驱动控制策略的测试；利用标定系统改变控制器中的参数以及采集变量的信息，验证标定系统的工作性能；最后利用标定系统改变驱动控制策略的控制参数，完成对驱动控制策略的优化，同时验证硬件在环测试和标定系统的集成工作性能。