车载控制器测试平台及测试方法与流程

1.本发明涉及电子测试技术领域，具体地指一种车载控制器测试平台及测试方法。


背景技术：

2.目前的车载控制器测试平台，大多数都是用一台测试系统解决一个控制器或两个控制器的测试问题。如果遇到新能源三电测试这样的系统，采用分别用不同机柜测试三电控制器，再将同一平台的三台机柜级联完成测试。
3.如中国专利《燃料动力电池冷却系统硬件在环测试平台》cn213878167u：此实用新型涉及燃料动力电池测试领域，具体涉及一种燃料动力电池冷却系统硬件在环测试平台，提供的燃料动力电池冷却系统硬件在环测试平台中的燃料动力电池冷却系统仿真模型将冷却系统划分若干腔体，并将若干腔体形成串联回路，其创建的模型更符合真实温度连续的变化过程；搭建的仿真模型更精简、搭建方法更简单；而且，将燃料动力电池冷却系统控制算法烧写到燃料动力电池控制器中，使燃料动力电池控制器与测试平台连接测试，提升了算法运行载体真实。另外，此测试平台可以模拟发动机零部件模拟输出，也可以连接真实零部件输出，能够根据测试需求做选择应用，在不需要真实发动机台架的条件下，拓宽了测试范围，降低测试成本，消除了测试风险。此专利用一套硬件在环平台，实现了燃料动力电池，并且带有发动机零部件模拟输出，也可以连接真实零部件输出。进一步拓展了测试的范围。但是，此平台只涉及到发动机与动力电池之间的测试，且没有考虑到原有机柜硬件资源不够，或者不同平台测试需求变化后的测试环境平台变更问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的就是要提供一种车载控制器测试平台及测试方法，本发明可以满足将一种或者多种动力域控制器在一台硬件机柜上进行测试。
5.为实现此目的，本发明所设计的车载控制器测试平台，它包括初始化模型、控制器模型、发动机模型、传动系统模型和车辆纵向动力学模型；
6.所述初始化模型用于输入整车模型选定的关键参数，并用于进行被测试控制器型号选择，还用于模拟驾驶员实际状态；
7.所述控制器模型包括ems(engine management system，发动机管理系统)策略模型，ems策略模型用于根据驾驶员实际状态信息以及车辆纵向动力学模型输出的车辆风阻、滚阻和坡道阻力模拟发动机输出扭矩、发动机转速、消耗汽油的过程；
8.所述发动机模型包括发动机精算模型、发动机简易模型和第二选择开关，所述发动机精算模型根据发动机转速查询转速与扭矩二维表获取发动机输出扭矩，根据车辆纵向动力学模型中的车速信息计算曲轴转速，根据车辆纵向动力学模型中的车辆启动受到的风阻和滚阻计算克服阻力需要的启动扭矩，根据消耗汽油的过程信息计算车载控制器测试所需的油耗信息；所述发动机简易模型用于根据车载控制器测试的需求直接输出所需的发动机转速、扭矩和油耗；第二选择开关用于根据车载控制器测试需要在发动机精算模型和发
动机简易模型中进行选择；
9.所述传动系统模型包括离合器模型、齿轮箱模型和第三选择开关，所述离合器模型用于根据车载控制器测试所属车型、发动机输出扭矩和曲轴转速模拟离合器换挡的状态和计算扭转减震特性，并在无离合器情况下直接输出发动机输出扭矩；齿轮箱模型用于根据换挡点模拟换挡时序；第三选择开关用于根据车载控制器测试需要在离合器模型和齿轮箱模型中进行选择；
10.所述车辆纵向动力学模型用于根据车载控制器测试所属车型计算车辆的风阻、滚阻和坡道阻力，还用于根据车辆运行中需要克服的阻力，以及离合器换挡的状态或齿轮箱换挡时序计算制动力、车辆加速度和车速。
11.本发明的有益效果：
12.本发明在硬件上，可以满足将一种，或者多种动力域控制器在一台硬件机柜上进行测试；可以用一台机柜实现多动力域多控制器的测试，不仅从硬件实现多动力域多控制器开发调试，还可以在软件上用模块化的方式，实现动力域多控制器开发调试。
13.本发明将测试的环境进行了模块化的设计，可根据被测控制器所在车型的需要，选择测试环境的相应模型，相应的参数，即可完成测试环境得转换，大大节约了测试环境搭建的时间。
附图说明
14.图1为本发明的结构示意图；
具体实施方式
15.以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：
16.如图1所示的车载控制器测试平台，它包括初始化模型、控制器模型、发动机模型、传动系统模型和车辆纵向动力学模型；
17.所述初始化模型用于输入整车模型选定的关键参数，并用于进行被测试控制器型号选择，还用于模拟驾驶员实际状态；
18.所述控制器模型包括ems策略模型，ems策略模型用于根据驾驶员实际状态信息以及车辆纵向动力学模型输出的车辆风阻、滚阻和坡道阻力模拟发动机输出扭矩、发动机转速、消耗汽油的过程；所述发动机模型包括发动机精算模型、发动机简易模型和第二选择开关，所述发动机精算模型根据发动机转速查询转速与扭矩二维表(横轴为转速，纵轴为转矩)获取发动机输出扭矩，根据车辆纵向动力学模型中的车速信息计算曲轴转速，根据车辆纵向动力学模型中的车辆启动受到的风阻和滚阻计算克服阻力需要的启动扭矩，根据消耗汽油的过程信息计算车载控制器测试所需的油耗信息；所述发动机简易模型用于根据车载控制器测试的需求直接输出所需的发动机转速、扭矩和油耗；第二选择开关用于根据车载控制器测试需要在发动机精算模型和发动机简易模型中进行选择(简单模型可以用来进行策略的逻辑验证，精算模型不仅可以做逻辑验证还可以做标定工作)；
19.所述传动系统模型包括离合器模型、齿轮箱模型和第三选择开关，所述离合器模型用于根据车载控制器测试所属车型、发动机输出扭矩和曲轴转速模拟离合器换挡的状态和计算扭转减震特性，并在无离合器情况下直接输出发动机输出扭矩；齿轮箱模型用于根
据换挡点模拟换挡时序；第三选择开关用于根据车载控制器测试需要在离合器模型和齿轮箱模型中进行选择；
20.所述车辆纵向动力学模型用于根据车载控制器测试所属车型计算车辆的风阻、滚阻和坡道阻力，还用于根据车辆运行中需要克服的阻力，以及离合器换挡的状态或齿轮箱换挡时序计算制动力、车辆加速度和车速，初始化模型根据制动力判断当前驾驶员踩下制动踏板是否满足制动力需求。
21.上述技术方案中，所述控制器模型还包括mcu(microcontroller unit，微控制单元)策略模型，mcu策略模型用于根据驾驶员实际状态信息以及车辆纵向动力学模型输出的车辆风阻、滚阻和坡道阻力模拟电机输出的扭矩、转速及耗电量，输出需要电机发出的扭矩。
22.所述控制器模型还包括bms策略模型，bms策略模型用于根据驾驶员实际状态信息模拟动力电池充放电过程、动力电池实际回收的电能和使用的电能，输出电池需要输出的电流值。
23.所述控制器模型还包括dcdc(直流变换器)策略模型和第一选择开关，dcdc策略模型用于根据驾驶员实际状态信息模拟整车状态交流电与直流电的转换过程(将充电的直流电转换为动力电机使用的交流电)；第一选择开关用于根据车载控制器测试需要在ems策略模型、mcu策略模型、bms策略模型和dcdc策略模型之间进行选择，上述设计可以将传统车与新能源车在一个平台上测试，只要选择需要的模型即可。
24.本发明还包括电机模型，所述电机模型包括电机精算模型，电机精算模型用于根据控制器模型输出的需要电机发出的扭矩、车轮的扭矩并结合温度对能量损耗的影响以及克服传动力系统的摩擦用到的扭矩计算出电机输出的扭矩、转速和电耗。
25.所述电机模型还包括电机简算模型和第四选择开关；
26.电机简算模型用于根据控制器模型输出的需要电机发出的扭矩、车轮的扭矩计算出电机输出的扭矩、转速和电耗；
27.第四选择开关用于根据车载控制器测试需要在电机精算模型和电机简算模型中进行选择。
28.本发明还包括动力电池模型，动力电池模型包括动力电池精算模型，所述动力电池精算模型用于根据单体电池的温度计算电池电压和电流的损耗，并结合控制器模型输出的电池需要输出的电流值采用安时积分法计算动力电池soc(荷电状态)，还用于根据动力电池单体的电压与温度的对应关系曲线计算动力电池soe(state of energy，电池剩余电量)，还用于根据整车用电设备的功率计算负载电压；
29.动力电池模型还包括动力电池简易模型和第五选择开关；
30.动力电池简易模型用于根据车载控制器测试的需求直接输出动力电池soc需求值、动力电池soe需求值和负载电压需求值；
31.第五选择开关用于根据车载控制器测试需要在动力电池精算模型和动力电池简易模型中进行选择。
32.上述技术方案中，初始化模型、控制器模型、发动机模型、传动系统模型、车辆纵向动力学模型、电机模型、动力电池模型和选择开关采用matlab软件，利用matlab模型库搭建。
33.上述技术方案中，所述整车模型选定的关键参数包括车重量、迎风面积、轮胎半径、车辆类型、车辆驱动形式、电机的转速与扭矩二维表、电池单体电压、电池个数和变速箱的档位。
34.举例说明：测试一辆纯电动、减速箱的整车控制器。
35.此台设备规划的硬件资源，整车控制器测试需要：电源、can/lin板卡、故障注入板卡、模拟量板卡、数字量板卡、电阻板卡。根据被测整车控制器的引脚定义，连上相应的板卡，让整车控制器与机柜形成闭环。
36.测试环境是基于模块化开发的闭环测试环境。
37.在初始化模型中，根据车辆选择减速箱，即根据模块化设计，传动系统模型中，走模块“无离合器直接输出扭矩”38.在控制器模型中，因是纯电动车，与vcu相关的动力域控制器选择mcu\bms\dcdc，此时将ems控制器屏蔽，没有发动机的相关策略。
39.在动力域模型中，选择电机模型、电池模型，屏蔽发动机模型。因整车控制器与电机和电池控制器策略强相关。
40.在传动系统模型中，因为是减速箱，离合器模型，直接采用“无离合器直接输出扭矩”41.在车辆纵向动力学模型中，根据的初始化模型中，选择的车辆参数，作为全局变量，计算的车辆纵向动力学模型参数(制动力、车辆加速度和车速)。
42.在此套测试平台中，包含可以进行整车控制器、电机控制器低压部分、电池管理系统、can/lin、发动机控制器的硬件资源。而且因其模块化设计的测试环境，可以应对不同车型的测试，只需要在相应的模块中，选择相应的参数，即可完成测试环境的再建。
43.本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。