等信息生成嵌入式分布控制系统代码。数据文档包括控制系统中关键参数及中间状态的数据描述信息。领域规则由系统模型中的模块间连接信息或者正则表达式表述，并封装在生成的程序中。从Simulink模型中自动生成的代码通过编译链接，将可执行代码下载到目标板中，实现异构网络子系统的模拟仿真，并可以在线修改数学仿真模型，最后确定模型，实现异构网络的总线仿真，完成了整车系统的半实物仿真，验证异构网络仿真器的性能和各子系统协调正常运行。
[0039]如图3所示，模拟不同的总线网络构成了整车异构网络模拟系统，新能源汽车内部各类电气系统构成了复杂的异构网络。例如:电机控制器、ABS、自动变速器、发动机控制器等模拟节点构成了模拟CAN网络；车灯、车门、车窗等车身控制器模拟节点构成了模拟LIN网络；电池管理系统(BMS)、SD卡等模拟节点构成了模拟SPI网络；还有用于上位机、行车记录仪等模拟节点构成了模拟USB网络；以及用于远程监控设备等模拟节点的模拟Ethernet 网络。
[0040]子系统相对采用的总线也有所不同，不同总线网络的E⑶节点通过网关实现互联，交换必要的信息，形成一个覆盖整车所有节点的完整的车载异构网络。故障模拟用于模拟网络可能出现的各种故障，如干扰，短路、断路等状况。
[0041]如图4所示，图中虚线框表示标准实物子系统，里面连接的是电机、发动机、车身控制单元、BMS等系统，构成的是实物测试台架。而实线框表示的是可以替代实物的实时仿真系统，可实时模拟电机、发动机、电池、车身等子系统的并行运行。C28x核上模仿BMS的SPI通信，体现电池BMS的运行状态；ARM核上模仿控制系统的CAN、LIN通信，CAN_A上模拟运行电机控制器，CAN_B上模拟运行发动机控制器，LIN上模拟运行车身控制器。即实时仿真各电气子系统的运行，检测外部新能源车各控制子系统的协调运行。同时，经过对发动机、电池、电机和车身单元的仿真计算与故障模拟，反映各大部分各种故障的模型，根据改变上位机simulink模块设置，相应改变信号点信号的特性，从而代表所发生的故障。在不同核上并发运行KWP2000和J1939通信协议，检验车载网络故障诊断功能。
[0042]如图5所示:以电池组温度为例的故障模拟原理示意图，由异构网络仿真器根据命令控制继电器打开与闭合，仿真器根据温度传感器的变化模型计算得到一个模拟的温度传感器信号，通过控制该模拟信号的变化规律模拟各种温度传感器故障。
[0043]如图6所示:本质是依据表征电池系统、发动机各部件动态运行规律的微分方程，计算出相应的BMS、发动机信号，主要有充电状态(SOC)、健康状态(SOH)、功能状态(SOF)、发动机动态转速、进气歧管气压、氧传感器等信号。
[0044]在C2000内核上模拟BMS的启动过程，通过各类动态模型模拟出电池的重要运行状态，可通过电池故障模拟建立故障模型，改变相应信号点信号的特性，发出所产生的故障。并在C2000核上运行KWP2000协议，检验基于KWP2000协议的车载网络故障诊断功能。将相关信息传输到SPI网络。
[0045]ARM内核上模拟发动机的启动过程，根据踏板位置和设定的机械负荷计算发动机动态转速，通过各类动态模型实时模拟出发动机的重要信号，可通过发动机故障模拟建立故障模型，改变相应信号点信号的特性，发出所产生的故障。并在ARM核上运行J1939协议，检验基于J1939协议的车载网络故障诊断功能。将相关信息传输到CAN网络。
[0046]由此，异构网络仿真器实现了多核并发运行故障模拟仿真，并高速时效地并发运行KWP2000协议和J1939协议，完成整车产品的测试。
[0047]上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种新能源整车异构网络仿真器，其特征在于，包括多核单片机、E⑶功率输出驱动电路、E⑶信号调理输入电路、E⑶标准输入/输出接口 GP1、CAN接口、LIN接口、SPI接口、以太网接口以及USB接口 ；所述多核单片机上的SPI接口、USB接口、以太网接口、CAN接口、LIN接口通过物理网络相联；ECU功率输出驱动电路与多核单片机的ECU标准输入/输出接口 GP1相连，ECU信号调理输入电路与多核单片机的模/数转换通道相连。2.根据权利要求1所述的新能源整车异构网络仿真器，其特征在于，所述多核单片机为F28M35X，所述F28M35X内部由C2000子系统与ARM Cortex M子系统构成，C2000子系统与ARM Cortex M子系统通过片内的IPC RAM共享信息。3.根据权利要求1所述的新能源整车异构网络仿真器，其特征在于，所述异构网络仿真器包括二路CAN、二路LIN、二路SP1、一路Ethernet以及一路USB的通讯接口。4.根据权利要求1所述的新能源整车异构网络仿真器，其特征在于，根据需求在MATLAB/Simulink环境下建立整个系统的仿真模型，依据子系统各部件动态运行规律的微分方程及模拟算法，模拟出相应子系统的传感器信号；并将自定义的高层协议库加载到对应的仿真需求模型中；通过自动代码生成技术从Simulink模型中生成可在自定义的硬件目标下运行的代码，再通过编译链接，将可执行代码下载到目标板中，从而将仿真模型替代实物控制器和总线子系统，实现整车系统的半实物仿真。5.根据权利要求1所述的新能源整车异构网络仿真器，其特征在于，异构网络仿真器，可实现多个核间的模拟仿真系统的实时并行运行，C28x核上模仿BMS的SPI通信，体现电池BMS的运行状态；CAN_A1模拟运行电机控制器；CAN_B上模拟运行发动机控制器；LIN上模拟运行车身控制器，通过仿真模块替代实物，实时仿真各电气子系统的运行，检测外部新能源车各控制子系统的协调运行，实现整车产品联合测试。6.根据权利要求1所述的新能源整车异构网络仿真器，其特征在于，所述异构网络仿真器上通过并行运行KWP2000协议和J1939协议，完成CAN总线上的车载网络诊断和消息的通信。7.根据权利要求1-6中任一项所述的新能源整车异构网络仿真器的控制方法，其特征在于，包括下述步骤: (1)根据需求在MATLAB/Simulink环境下建立控制系统的纯仿真模型，并完成数学仿真模型定型； (2)根据第(I)步完成的数学仿真模型，通过对模型进行修改、设计定型、将模型中部分数学化的模型用实物代替作半实物实时仿真，原来的用数学方法表达的输入、输出信号模型用实际的I/O板替换，然后对硬件目标进行描述；即完成异构网络仿真器上部分子系统的模拟仿真，为实现整车系统的半实物仿真打下基础； (3)将自定义的高层协议库，并将自定义的协议加载到MATLAB中的集成库里； (4)通过自动代码生成技术从Simulink模型中生成可在自定义的硬件目标下运行的代码，再通过编译链接，将可执行代码下载到目标板中，即的异构网络仿真器中，由多核单片机实时计算各仿真模型，并可以在线修改数学仿真模型，最后确定模型，实现异构网络的总线仿真，完成了整车系统的半实物仿真，验证异构网络仿真器的性能和各子系统协调正常运行。8.根据权利要求7所述的新能源整车异构网络仿真器的控制方法，其特征在于，步骤(1)中，所述纯仿真模型包括发动机控制模型、BMS模型、电机控制模型、车身控制模型等仿真模型。9.根据权利要求7所述的新能源整车异构网络仿真器的控制方法，其特征在于，步骤(2)中，采用代码生成器根据Simulink模型、数据文档和领域规则等信息生成嵌入式分布控制系统代码；所述数据文档包括控制系统中关键参数及中间状态的数据描述信息；所述领域规则由系统模型中的模块间连接信息或者正则表达式表述，并封装在生成的程序中。10.根据权利要求7所述的新能源整车异构网络仿真器的控制方法，其特征在于，步骤(3)中，所述高层协议包括KWP2000、J1939及XCP协议。
【专利摘要】本发明公开了一种新能源整车异构网络仿真器及控制方法，仿真器包括多核单片机、ECU功率输出驱动电路、ECU信号调理输入电路、ECU标准输入/输出接口GPIO、CAN接口、LIN接口、SPI接口、以太网接口以及USB接口；本发明在MATLAB/Simulink模型中集成子系统控制模型和高层协议库，建立对应控制器的仿真模型，并实时运算实现，通过自动代码生成编译下载至多核单片机上，完成整车系统的半实物仿真。在异构网络仿真器上，实时仿真不同总线网络上电气子系统的运行，基于多核实时并发运行，检测外部各控制子系统的协调运行，实现实时模拟故障仿真，检测KWP2000和J1939通信协议的并行运行，完成车载网络故障诊断功能。为新能源汽车设计、开发阶段，提供整车产品的功能和性能测试平台。
【IPC分类】G05B19/042
【公开号】CN105159188
【申请号】CN201510501364
【发明人】刘落实, 肖兵, 张俊峰
【申请人】广州智维电子科技有限公司
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年8月14日