Abstracto
El sistema de freno por cable (E-Booster) es un componente importante para mejorar la recuperación de energía y la estabilidad de frenado de los vehículos eléctricos. Esta pieza tiene muchos componentes interactivos y requiere alta precisión y exactitud operativa. Por tanto, es necesario realizarle pruebas adecuadas. Este artículo analiza un método para probar el sistema de freno por cable mediante la prueba de simulación de hardware-in-the-loop (HIL), que puede lograr un control integral del sistema de freno por cable mediante la construcción de un entorno de prueba de simulación. sin vehículos reales ni muestras reales. pruebas automatizadas.
1.Introducción al sistema de freno por cable
El sistema de frenado de los vehículos de combustible tradicionales consta de pedales de freno, componentes de refuerzo de vacío (EVP) y componentes de control antideslizante (ESP, ABS), etc., sin función de recuperación de energía de frenado, si se usa en vehículos eléctricos, mucha energía de frenado. será energía desperdiciada. El sistema de freno por cable (E-Booster) utiliza el controlador del sistema de freno por cable y el actuador de freno por cable (principalmente el sistema de servomotor) para reemplazar los componentes del refuerzo de vacío, lo que resolverá eficazmente el problema que La energía de frenado del sistema de frenado tradicional no se puede recuperar. Puntos de dolor. Cuando el conductor frena, el controlador del sistema de freno por cable controla el motor para implementar el frenado eléctrico de acuerdo con el estado de funcionamiento del tren motriz y la demanda de frenado del conductor, y la fuerza de frenado insuficiente del motor se complementa con el frenado hidráulico. Durante el proceso de frenado, el simulador de carrera del pedal desacoplará la fuerza del pedal y la presión del cilindro de la rueda, de modo que se pueda recuperar la energía de la parte de frenado eléctrico del motor, lo que mejora la resistencia del vehículo y mejora la comodidad del conductor. durante el proceso de frenado. Además, el sistema de freno por cable interactúa con los componentes de conducción inteligente (ADAS) a través de su controlador, que puede responder a la demanda de frenado de los componentes de conducción inteligente.
Las piezas directamente relacionadas con el sistema de freno por cable de los vehículos eléctricos incluyen el controlador del vehículo (VCU), el controlador del motor (MCU), los componentes de conducción inteligentes (ADAS) y los componentes de control antideslizante (ABS, ESC), etc. El proceso de recuperación de energía de frenado en el sistema de freno por cable es el siguiente: el sistema de freno por cable recopila la demanda de frenado del conductor y envía la solicitud de par de frenado a la VCU, y la VCU calcula la capacidad máxima de frenado eléctrico del motor y luego lo envía al controlador del sistema de freno por cable, luego el controlador del sistema de freno por cable calcula el déficit en la fuerza de frenado y lo compensa con frenado hidráulico. De esta forma, el freno eléctrico sustituye una parte considerable del freno mecánico, reduce la pérdida de energía de fricción mecánica, aumenta la recuperación de energía del motor y, por tanto, aumenta el kilometraje del vehículo.
2.Pruebas de hardware en el circuito del sistema de freno por cable
Las pruebas de hardware-in-the-loop utilizan Matlab Simulink para modelar y simular piezas del sistema (VCU, MCU, ADAS, etc.) para conectarse e interactuar. De esta manera, la precisión de la prueba se puede controlar de acuerdo con la situación de prueba real, y las condiciones de trabajo extremas y las pruebas de inyección de fallas también se pueden simular completamente, y también se pueden realizar pruebas automatizadas escribiendo scripts de prueba automatizados.
3.Arquitectura general del sistema
El método de prueba hardware-in-the-loop del sistema de freno por cable propuesto en este artículo incluye principalmente:
(1) desarrollar el modelo de prueba a través de Matlab Simulink;
(2) utilizar el software Configuration Desk de Dspace Company para realizar pruebas de E/S de piezas que interactúan con el sistema de freno por cable;
(3) Conecte el controlador del sistema de freno por cable con el sistema de simulación en tiempo real a través del arnés de cableado externo y compile el modelo de prueba;
(4) Importe el modelo de prueba compilado al software superior ControlDesk de Dspace Company y luego el sistema de simulación en tiempo real es controlado por la computadora host para realizar la prueba interactiva de los componentes controlados y el sistema de freno por cable.
3.1-Construcción del modelo de prueba
El modelo de prueba hardware-in-the-loop del sistema de freno por cable se divide en cuatro módulos para su construcción: Simulator, E-booster, BusSystems y MDL. La construcción de modelos de simulador se utiliza principalmente para controlar y monitorear el estado del gabinete de simulación en tiempo real, como el voltaje de la fuente de alimentación del gabinete, los valores límite superior e inferior de la corriente, la liberación del estado de apagado, el comando de salida de energía, recopilación de voltaje del gabinete, recopilación de corriente del gabinete y recopilación del estado de la fuente de alimentación y otros estados; El módulo Booster se utiliza para construir el modelo de interfaz de hardware. Este módulo realizará la configuración de las propiedades interactivas de los pines del hardware del sistema de simulación en tiempo real y el sistema de freno por cable; BusSystems es el módulo central para la construcción de modelos. Propiedades de las señales de texto. MDL es también el módulo central de la construcción de modelos. Es el módulo de simulación del objeto controlado de todo el vehículo. Para el objeto controlado del sistema de freno por cable, en este módulo se deben construir modelos de VCU, MCU, ADAS y piezas antideslizantes de freno.
3.2-Configuración de la interfaz de E/S
La prueba de hardware en el circuito del sistema de freno por cable realiza la configuración de los puertos de entrada y salida del sistema de prueba de hardware en el circuito a través del software ConfigurationDesk. El contenido de la configuración incluye: la configuración del puerto de hardware del sistema de freno por cable, la configuración del puerto de la placa del sistema de simulación en tiempo real y la configuración del puerto del modelo.
(1) Configuración del puerto de hardware del sistema de freno por cable. Primero, administre los tipos de puertos en grupos, como puertos de tipo digital, puertos de tipo analógico y puertos de forma de onda PWM, etc., y luego defina el nombre, la descripción y el tipo de dispositivo del puerto, como definir entrada y salida. número de puerto y tipo de puerto, etc., defina estas propiedades y arrástrelas al espacio de trabajo de configuración.
(2) Configuración del puerto de hardware del sistema de simulación en tiempo real. Seleccione el puerto correspondiente al puerto de hardware del sistema de freno por cable de los recursos de hardware existentes del sistema en tiempo real, arrástrelo al espacio de trabajo de configuración y luego configure las propiedades del puerto, como el número de puerto y la descripción. , potencial y falla de inyección. Luego, según el número de atributo, utilice el mazo de cables externo para conectar el controlador del sistema de freno por cable con el sistema de simulación en tiempo real. Hasta ahora, se ha completado la conexión entre el sistema de freno por cable y el sistema de simulación en tiempo real.
(3) Configuración de la interfaz del modelo, haga clic derecho en el puerto de hardware del sistema de simulación en tiempo real para generar la interfaz del modelo correspondiente, que es un puente para la interacción entre el modelo de prueba y el sistema de simulación en tiempo real, a través del cual el modelo de prueba puede realizar el control del sistema de simulación en tiempo real.
Cuando se complete el modelo de prueba y la configuración de la interfaz de E/S, utilice el software Configuration Desk para compilar todo el proyecto y genere el archivo SDF correspondiente una vez completada la compilación.
3.3-Implementación de prueba
La prueba de hardware en el circuito del sistema de freno por cable se implementa en el software ControlDesk. Abra el software ControlDesk, importe el archivo SDF del modelo de entorno de prueba compilado descrito en 2.1.2 de este artículo, ejecute el modelo y utilice el software para El sistema dinámico simula el envío de información de control. La información de retroalimentación del sistema de freno por cable también se puede mostrar en el software ControlDesk.
(1) Prueba de señal de entrada de hardware del sistema de freno por cable: tome la prueba de entrada de carrera del pedal de freno como ejemplo, busque el puerto del modelo de pedal de freno configurado en 2.1.2 en el software ControlDesk, arrástrelo a la interfaz de prueba y asocie el complementos relevantes, y luego controlar el sistema de simulación en tiempo real para simular y enviar un golpe de pedal de freno al controlador del sistema de freno por cable cambiando el valor de la variable, y luego observar los resultados de la ejecución del freno. -Sistema por cable, que realiza la prueba de la señal de entrada del hardware del sistema.
(2) Prueba de señal de entrada de red CAN del sistema de freno por cable: tome la VCU analógica para enviar la prueba de señal de mensaje CAN de "frenado eléctrico máximo permitido por el motor" al sistema de freno por cable como ejemplo, busque la señal "motor Permitir el frenado eléctrico máximo" de la VCU del módulo BusSystems, arrástrela a la interfaz de prueba para asociarla con los complementos relevantes y luego cambie el valor de esta variable para controlar el sistema de simulación en tiempo real para generar el " "frenado eléctrico máximo del motor" envía la señal de mensaje CAN al sistema de freno controlado por cable y luego observa los resultados de la ejecución del sistema de freno por cable, es decir, se realiza la prueba de la señal de entrada de la red CAN del sistema.
En cuanto a la información de retroalimentación del sistema de freno por cable, solo necesita encontrar la variable que debe observarse en el modelo y arrastrarla a la interfaz de prueba para observar el cambio de la variable. Para el procesamiento del resultado de la prueba, la retroalimentación obtenida de la prueba se puede analizar de acuerdo con el resultado de predicción del caso de prueba de VCU, combinado con los datos de la señal CAN registrados y los datos de la señal de cableado, si la lógica de control del freno por El sistema de cables está satisfecho, se pasará la prueba. De lo contrario, no pasará.
4. Conclusión
A medida que los automóviles avancen hacia la electrificación y la inteligencia, habrá cada vez más componentes electrónicos en los automóviles y los requisitos de precisión, cobertura y ciclo de prueba de las pruebas también serán cada vez más altos. Por lo tanto, es necesario desarrollar pruebas de hardware en el bucle. Basado en el sistema de freno por cable de un vehículo eléctrico, este artículo analiza su proceso de implementación en la prueba de hardware-in-the-loop. Después de la verificación real del proyecto, este método cumple con los requisitos de prueba, como la precisión de la prueba y la cobertura de la prueba del sistema de freno por cable del vehículo eléctrico, y acorta el tiempo del proyecto. El ciclo de desarrollo reduce el tiempo real de verificación del vehículo.