تحقیق در مورد روش تست سخت افزاری در حلقه برای سیستم ترمز به سیم خودروی الکتریکی

سیستم ترمز با سیم (E-Booster) یک جزء مهم برای بهبود بازیابی انرژی و پایداری ترمز خودرو در خودروهای الکتریکی است. این قطعه دارای اجزای تعاملی زیادی است و به دقت و دقت عملیاتی بالایی نیاز دارد. بنابراین لازم است آزمایشات کافی روی آن انجام شود. این مقاله روشی برای آزمایش سیستم ترمز با سیم با استفاده از تست شبیه‌سازی سخت‌افزار در حلقه (HIL) مورد بحث قرار می‌دهد که می‌تواند با ساختن یک محیط آزمایش شبیه‌سازی، کنترل همه جانبه سیستم ترمز به سیم را محقق کند. بدون وسایل نقلیه واقعی یا نمونه واقعی. تست خودکار

سیستم ترمز خودروهای سوخت سنتی شامل پدال های ترمز، اجزای تقویت کننده خلاء (EVP) و اجزای کنترل ضد لغزش (ESP، ABS) و غیره است، بدون عملکرد بازیابی انرژی ترمز، در صورت استفاده در خودروهای الکتریکی، انرژی ترمز زیادی دارد. انرژی هدر خواهد رفت سیستم ترمز با سیم (E-Booster) از کنترل کننده سیستم ترمز به سیم و محرک ترمز به سیم (عمدتاً سیستم سروو موتور) برای جایگزینی اجزای تقویت کننده خلاء استفاده می کند که به طور موثر این مشکل را حل می کند. انرژی ترمز سیستم ترمز سنتی قابل بازیابی نیست. نقاط درد هنگامی که راننده ترمز می کند، کنترل کننده سیستم ترمز با سیم، موتور را کنترل می کند تا ترمز الکتریکی را با توجه به وضعیت کار پیشرانه و تقاضای ترمز راننده انجام دهد و نیروی ترمز ناکافی موتور با ترمز هیدرولیک تکمیل می شود. در طول فرآیند ترمز، شبیه‌ساز حرکت پدال نیروی پدال و فشار سیلندر چرخ را جدا می‌کند، به طوری که انرژی قسمت ترمز الکتریکی موتور می‌تواند بازیابی شود، که استقامت خودرو را بهبود می‌بخشد و راحتی راننده را بهبود می‌بخشد. در طول فرآیند ترمز. علاوه بر این، سیستم ترمز با سیم با اجزای رانندگی هوشمند (ADAS) از طریق کنترلر خود تعامل دارد، که می تواند به تقاضای ترمز اجزای رانندگی هوشمند پاسخ دهد.

قطعاتی که مستقیماً به سیستم ترمز با سیم در وسایل نقلیه الکتریکی مربوط می شود شامل کنترل کننده خودرو (VCU)، کنترل کننده موتور (MCU)، اجزای رانندگی هوشمند (ADAS) و اجزای کنترل ضد لغزش (ABS، ESC) و غیره است. فرآیند بازیابی انرژی ترمز در سیستم ترمز با سیم به شرح زیر است: سیستم ترمز با سیم تقاضای ترمز راننده را جمع آوری می کند و درخواست گشتاور ترمز را به VCU ارسال می کند و VCU حداکثر ظرفیت ترمز الکتریکی را محاسبه می کند. موتور و سپس آن را به کنترل کننده سیستم ترمز به سیم می فرستد، سپس کنترل کننده سیستم ترمز به سیم، کمبود نیروی ترمز را محاسبه کرده و با ترمز هیدرولیک جبران می کند. به این ترتیب ترمز برقی جایگزین بخش قابل توجهی از ترمز مکانیکی می شود، اتلاف انرژی اصطکاک مکانیکی را کاهش می دهد، بازیابی انرژی موتور را افزایش می دهد و در نتیجه مسافت پیموده شده خودرو را افزایش می دهد.

تست سخت‌افزار در حلقه از Matlab Simulink برای مدل‌سازی و شبیه‌سازی قطعات (VCU، MCU، ADAS و غیره) سیستم برای اتصال و تعامل استفاده می‌کند. به این ترتیب می توان دقت تست را با توجه به وضعیت واقعی آزمایش کنترل کرد و شرایط کاری شدید و تست های تزریق خطا را نیز می توان به طور کامل شبیه سازی کرد و با نوشتن اسکریپت های تست خودکار نیز می توان به تست های خودکار پی برد.

روش تست سخت افزاری در حلقه سیستم ترمز با سیم پیشنهاد شده در این مقاله عمدتاً شامل موارد زیر است:

(1) توسعه مدل تست از طریق Matlab Simulink.

(2) استفاده از نرم افزار Configuration Desk شرکت Dspace برای انجام تست I/O قطعاتی که با سیستم ترمز با سیم در تعامل هستند.

(3) کنترل‌کننده سیستم ترمز به سیم را با سیستم شبیه‌سازی بلادرنگ از طریق دسته سیم‌کشی خارجی وصل کنید و مدل آزمایشی را تدوین کنید.

(4) مدل آزمایشی کامپایل شده را به نرم افزار رایانه بالایی ControlDesk شرکت Dspace وارد کنید و سپس سیستم شبیه سازی بلادرنگ توسط رایانه میزبان کنترل می شود تا آزمایش تعاملی اجزای کنترل شده و سیستم ترمز به سیم انجام شود.

3.1-ساخت مدل آزمایشی

مدل تست سخت افزاری سیستم ترمز با سیم به چهار ماژول شبیه ساز، تقویت کننده الکترونیکی، BusSystems و MDL تقسیم می شود. ساختمان مدل شبیه ساز عمدتاً برای کنترل و نظارت بر وضعیت کابینت شبیه سازی بلادرنگ استفاده می شود، مانند ولتاژ منبع تغذیه کابینت، مقادیر حدی بالا و پایین جریان، انتشار حالت خاموش، فرمان خروجی توان، جمع آوری ولتاژ کابینت، جمع آوری جریان کابینت و جمع آوری وضعیت منبع تغذیه و سایر حالت ها. ماژول Booster برای ساخت مدل رابط سخت افزاری استفاده می شود. این ماژول پیکربندی ویژگی های پین سخت افزاری تعاملی سیستم شبیه سازی بلادرنگ و سیستم ترمز به سیم را درک می کند. BusSystems ماژول اصلی برای ساخت مدل است. ویژگی های سیگنال های متنی MDL همچنین ماژول اصلی ساخت مدل است. این ماژول شبیه سازی شی کنترل شده کل وسیله نقلیه است. برای شیء کنترل شده سیستم ترمز با سیم، مدل هایی از VCU، MCU، ADAS و قطعات ضد لغزش ترمز باید در این ماژول ساخته شوند.

3.2-پیکربندی رابط ورودی/خروجی

تست سخت افزار در حلقه سیستم ترمز با سیم، پیکربندی پورت های ورودی و خروجی سیستم تست سخت افزاری در حلقه را از طریق نرم افزار ConfigurationDesk محقق می کند. محتوای پیکربندی شامل: پیکربندی پورت سخت افزاری سیستم ترمز با سیم، پیکربندی پورت برد سیستم شبیه سازی بلادرنگ و پیکربندی پورت مدل است.

(1) پیکربندی پورت سخت افزاری سیستم ترمز با سیم. ابتدا انواع پورت ها را به صورت گروهی مدیریت کنید مانند پورت های نوع دیجیتال، پورت های نوع آنالوگ و پورت های شکل موج PWM و غیره و سپس نام، توضیحات و نوع دستگاه پورت را تعریف کنید، مانند تعریف ورودی و خروجی. شماره پورت و نوع پورت و غیره، و این ویژگی را تعریف کرده و به فضای کاری پیکربندی بکشید.

(2) پیکربندی پورت سخت افزاری سیستم شبیه سازی بلادرنگ. پورت مربوط به پورت سخت افزاری سیستم brake-by-wire را از منابع سخت افزاری موجود سیستم بلادرنگ انتخاب کنید، آن را به فضای کاری پیکربندی بکشید و سپس ویژگی های پورت، مانند شماره پورت، توضیحات را پیکربندی کنید. ، تزریق پتانسیل و خطا. سپس با توجه به شماره مشخصه، از دسته سیم خارجی برای اتصال کنترل کننده سیستم ترمز به سیم به سیستم شبیه سازی بلادرنگ استفاده کنید. تا کنون، ارتباط بین سیستم ترمز با سیم و سیستم شبیه سازی بلادرنگ تکمیل شده است.

(3) پیکربندی رابط مدل، روی پورت سخت افزاری سیستم شبیه سازی بلادرنگ کلیک راست کنید تا رابط مدل مربوطه ایجاد شود، که پلی برای تعامل بین مدل آزمایشی و سیستم شبیه سازی بلادرنگ است، که از طریق آن مدل آزمایشی می تواند کنترل سیستم شبیه سازی بلادرنگ را تحقق بخشد.

هنگامی که مدل آزمایشی و پیکربندی رابط ورودی/خروجی تکمیل شد، از نرم افزار Configuration Desk برای کامپایل کل پروژه استفاده کنید و پس از تکمیل کامپایل، فایل SDF مربوطه را تولید کنید.

3.{1}}اجرای آزمایش

تست سخت افزاری در حلقه سیستم ترمز با سیم در نرم افزار ControlDesk پیاده سازی شده است. نرم افزار ControlDesk را باز کنید، فایل SDF مدل محیط تست کامپایل شده را که در 2.1.2 این مقاله توضیح داده شده است وارد کنید و مدل را اجرا کنید و از نرم افزار برای شبیه سازی سیستم پویا برای ارسال اطلاعات کنترلی استفاده کنید. اطلاعات بازخورد از سیستم ترمز با سیم نیز می تواند در نرم افزار ControlDesk نمایش داده شود.

(1) تست سیگنال ورودی سخت‌افزار سیستم ترمز با سیم: تست ورودی ضربه پدال ترمز را به عنوان مثال در نظر بگیرید، پورت مدل پدال ترمز را که در 2.1.2 پیکربندی شده است در نرم‌افزار ControlDesk پیدا کنید، آن را به رابط تست بکشید و با آن ارتباط برقرار کنید. پلاگین های مربوطه، و سپس سیستم شبیه سازی بلادرنگ را کنترل کنید تا با تغییر مقدار متغیر، یک ضربه پدال ترمز را شبیه سازی و خروجی به کنترل کننده سیستم ترمز با سیم برسانید و سپس نتایج اجرای ترمز را مشاهده کنید. سیستم -by-wire، که آزمایش سیگنال ورودی سخت افزار سیستم را انجام می دهد.

(2) آزمایش سیگنال ورودی شبکه CAN سیستم ترمز با سیم: از VCU آنالوگ استفاده کنید تا آزمایش سیگنال پیام CAN "حداکثر ترمز الکتریکی مجاز توسط موتور" را به عنوان مثال به سیستم ترمز با سیم ارسال کنید. ماژول BusSystems ماژول VCU "motor Allow the حداکثر ترمز الکتریکی" را بیابید، آن را به رابط آزمایشی بکشید تا با افزونه های مربوطه مرتبط شود، و سپس مقدار این متغیر را برای کنترل سیستم شبیه سازی بلادرنگ تغییر دهید تا خروجی " حداکثر ترمز الکتریکی موتور" پیام CAN را به سیستم ترمز کنترل شده با سیم می دهد و سپس نتایج اجرای سیستم ترمز به سیم را مشاهده می کند، یعنی تست سیگنال ورودی شبکه CAN سیستم محقق می شود.

در مورد اطلاعات بازخورد سیستم ترمز با سیم، فقط باید متغیری را که باید در مدل مشاهده شود پیدا کنید و آن را به رابط تست بکشید تا تغییر متغیر را مشاهده کنید. برای پردازش نتیجه آزمایش، بازخورد به‌دست‌آمده از آزمایش را می‌توان با توجه به نتیجه پیش‌بینی مورد آزمایش VCU، همراه با داده‌های سیگنال CAN ثبت‌شده و داده‌های سیگنال سیم سخت، تجزیه و تحلیل کرد، اگر منطق کنترل ترمز توسط- سیستم سیم راضی است، آزمون گذرانده خواهد شد. در غیر این صورت نمیگذرد.

همانطور که خودروها به سمت برق و هوشمند شدن پیش می روند، قطعات الکترونیکی بیشتری در خودروها وجود خواهد داشت و الزامات مربوط به دقت تست، پوشش و چرخه تست نیز بالاتر و بالاتر می رود. بنابراین، توسعه تست سخت افزاری در حلقه ضروری است. این مقاله بر اساس سیستم ترمز با سیم خودروی الکتریکی، فرآیند اجرای آن را در تست سخت‌افزار در حلقه مورد بحث قرار می‌دهد. پس از تایید پروژه واقعی، این روش الزامات تست مانند دقت تست و پوشش تست سیستم ترمز به سیم خودروی الکتریکی را برآورده می کند و زمان پروژه را کوتاه می کند. چرخه توسعه زمان واقعی تأیید خودرو را کاهش می دهد.