專利名稱：實車駕駛模擬艙輔助混合動力總成硬件在環(huán)測試系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
實車駕駛模擬艙輔助混合動力總成硬件在環(huán)測試系統(tǒng)技術領域[0001]本實用新型涉及一種實車駕駛模擬艙輔助混合動力總成硬件在環(huán)(HIL)測試系統(tǒng)。
背景技術：
[0002]隨著新能源汽車的快速發(fā)展，對整車動力總成的整體性能和可靠性的要求越來越高。為了保證開發(fā)設計后新能源汽車動力總成的安全性，可靠性，耐用性，關鍵零部件及控制器的測試都需要先后經過模型在環(huán)(MIL)測試，軟件在環(huán)(SIL)測試，硬件在環(huán)(HIL)測試，臺架測試，實車測試這幾個環(huán)節(jié)。為了在縮短產品設計周期和降低研發(fā)成本的同時保證產品質量，HIL測試是控制系統(tǒng)設計開發(fā)周期中就成為不可分割的一部分。只有在HIL測試階段運行良好的控制器才可以進行下一階段的測試。[0003]HIL測試中可以對虛擬運行環(huán)境中的設備進行非常逼真的模擬。一個典型的HIL 系統(tǒng)包括用于從控制系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)的傳感器、用于發(fā)送數(shù)據(jù)的傳動器、一個用于處理數(shù)據(jù)的控制器、一個人機界面(HMI)以及一個開發(fā)后仿真分析平臺。[0004]混合動力總成HIL測試的對象是動力總成中真實的控制器整車控制器，電機控制器，鋰電池控制器和變速箱控制器?；旌蟿恿偝蒆IL測試的目的是驗證上述關鍵控制器在實時同步運行中協(xié)調工作，在實現(xiàn)綜合功能的條件下保證整體性能良好。某些真實測試條件極具危險性，如高車速，大轉向角，鋰電池故障，此類極端條件下的測試，HIL測試卻可輕松完成?；旌蟿恿偝蒆IL測試的理念與快速原型開發(fā)類似，即在目標階段開發(fā)出的控制器與整車系統(tǒng)其它部分集成之前，需要將控制器作為實際系統(tǒng)的一部分進行測試。[0005]目前，絕大部分混合動力總車的HIL測試實驗中使用的整車模型都是縱向動力學模型，無法得到在當前混合動力總成作用下的橫向動力學數(shù)據(jù)，更無法讓測試人員在視覺， 聽覺，知覺上實時感受在任意駕駛員行為輸入下的主觀感受。傳統(tǒng)動力總成開發(fā)中，整車的動力性，經濟性等主觀感受只能在實車上才能實現(xiàn)；無法在HIL測試階段去體驗這些性能。 因為一般的HIL測試都是在事先設定好的幾個工況下虛擬運行，沒有提供給測試人員真實的剎車踏板，油門踏板，方向盤，駕駛座椅等設備，更無法提供逼真交通道路仿真場景。在培養(yǎng)新的測試工程師和接待各級領導的參觀等特殊場合，參觀者只能看到電腦顯示屏上的圖片信息和數(shù)據(jù)信息，沒有身臨其境的駕駛操縱。精密復雜且高度集成的測試設備無法給人感性認識和主觀體驗，讓測試以外人員不能在第一時間生動，逼真，快速有效地體驗新能源混動總成的動力性，經濟性,操控性。實用新型內容[0006]本實用新型的目的是提供一種實車駕駛模擬艙輔助混合動力總成硬件在環(huán)測試系統(tǒng)，使混合動力總成的駕駛體驗與HIL系統(tǒng)測試有效的結合在一起，并克服目前現(xiàn)有技術存在的上述不足。[0007]本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)[0008]一種實車駕駛模擬艙輔助混合動力總成硬件在環(huán)測試系統(tǒng)，包括模擬艙工控機和 HIL實時運算系統(tǒng)，所述模擬艙工控機與工控機接口板卡連接，工控機接口辦卡分別與HIL 實時運算系統(tǒng)、總線通訊裝置、信號同步采集板卡和LED顯示器連接，總線通通訊裝置分別與回正力矩阻尼器和混動儀表連接，信號同步采集板卡分別與剎車踏板、油門踏板、電子手剎按鈕以及安全帶開關連接。所述工控機接口板卡還分別與CAN收發(fā)器卡和多聲道音響連接。所述信號同步采集板卡還分別與多功能觸摸屏和排擋面板連接。[0009]本實用新型的有益效果為實現(xiàn)了在HIL測試階段就可以讓測試人員在視覺、聽覺、知覺上實時獲得在任意駕駛員行為輸入下新能源車動力性，經濟性的主觀感受；身臨其境的主觀感知擴展并加深了 HIL測試中的人機交互界面，將枯燥無味的測試過程變得感性化，開放化，人性化；同時讓參觀者對混動系統(tǒng)的工作原理和混動功能有更加感性深刻的認識，使混合動力總成的駕駛體驗與HIL系統(tǒng)測試有效的結合在一起。


[0010]下面根據(jù)附圖對本實用新型作進一步詳細說明。[0011]圖I是本實用新型實施例所述的實車駕駛模擬艙輔助混合動力總成硬件在環(huán)測試系統(tǒng)的結構框圖。[0012]圖中[0013]I、模擬艙工控機；2、HIL實時運算系統(tǒng)；3、工控機接口辦卡；4、總線通訊裝置；5、 信號同步采集板卡；6、LED顯示器；7、回正力矩阻尼器；8、混動儀表；9、剎車踏板；10、油門踏板；11、電子手剎按鈕；12、安全帶開關；13、CAN收發(fā)器卡；14、多聲道音響；15、多功能觸摸屏；16、排擋面板。
具體實施方式
[0014]如圖I所示，本實用新型實施例所述的一種實車駕駛模擬艙輔助混合動力總成硬件在環(huán)測試系統(tǒng)，包括模擬艙工控機I和HIL實時運算系統(tǒng)2，所述模擬艙工控機I與工控機接口板卡3連接，工控機接口辦卡3分別與HIL實時運算系統(tǒng)2、總線通訊裝置4、信號同步采集板卡5和LED顯示器6連接，總線通通訊裝置4分別與回正力矩阻尼器7和混動儀表8連接，信號同步采集板卡5分別與剎車踏板9、油門踏板10、電子手剎按鈕11以及安全帶開關12連接。所述工控機接口板卡3還分別與CAN收發(fā)器卡13和多聲道音響14連接。 所述信號同步采集板卡5還分別與多功能觸摸屏15和排擋面板16連接。[0015]所述模擬艙工控機I可安裝駕駛三維視景仿真軟件；所述剎車踏板9、油門踏板 10、排擋面板11、電子手剎按鈕11、安全帶開關12、混動儀表8均采用原車零部件，并且其安裝布置均參照同車型的參數(shù)進行安裝，已達到人機界面的高度和諧統(tǒng)一與自然。還可采用高精度傳感器采集駕駛人的操控信息，包括方向盤轉角、方向盤扭矩、制動踏板行程、制動踏板加速度、油門踏板行程、油門踏板加速度，并可根據(jù)要求指定加裝特別精度或樣式的傳感器；精確采集轉向、制動、加速等駕駛操作，能逼真的模擬駕駛汽車時的轉向盤阻力，回正力矩。[0016]所述的信號同步采集板卡5用于將模擬艙中各個傳感器的數(shù)據(jù)實時采集并通過所述的工控機接口板卡3轉發(fā)給模擬艙工控機I的。[0017]所述回正力矩阻尼器7是指方向盤采用ASWS主動轉向輪系統(tǒng)模擬駕駛過程中方向盤的回正力矩，助力轉向等操作手感，從而讓操控感更加接近實車?；卣刈枘崞?中的轉向角度，力矩等信息是通過所述的總線通訊裝置4及工控機接口板卡3轉發(fā)給模擬艙工控機I的。[0018]所述的多功能觸摸屏15，可以在駕駛艙中手動啟動模擬艙工控機1，以及手動選擇實時同步/離線駕駛/上電自檢等模式。[0019]所述多聲道音箱14是模擬艙工控機I的音頻執(zhí)行器，運行在工控機中的仿真分析單元通過多通道音箱將各種路況聲音，整車轉彎制動的聲音播放出來。各個執(zhí)行器件在不同轉速和工況下的噪音會事先在實車上錄制下來，當在HIL測試中，根據(jù)某個執(zhí)行器所處的工況會自動調用相應的音頻文件進行播放，完成環(huán)境和實車噪音的還原。[0020]所述LED顯示器6可提供單屏、三屏、弧形環(huán)幕、折幕等多種顯示方案，可根據(jù)HIL 測試實驗室場地及駕駛體驗的需求來具體選擇。[0021]工作時，啟動模擬艙工控機I和HIL實時運算系統(tǒng)2及所有其他控制器與執(zhí)行器。 通過多功能觸摸屏2設置當前模式為“同步運行”。隨著坐在模擬駕駛艙中的測試人員通過回正力矩阻尼器7、剎車踏板9、油門踏板10、排擋面板16、電子手剎按鈕11以及安全帶開關12輸入了實時的駕駛員意圖，上述信號通過總線通訊裝置4和信號同步采集板卡5輸入到工控機接口板卡3進而輸入到模擬艙工控機I，模擬艙工控機I在進行數(shù)據(jù)處理之后通過工控機接口板卡3上的網線將信號傳送給HIL實時運算系統(tǒng)2 ；HIL實時運算系統(tǒng)2將這些信號輸入到被測對象控制器，之后被測對象控制器根據(jù)駕駛員意圖進行扭矩解析，動力分配，同時通過HIL實時運算系統(tǒng)反饋給駕駛員。[0022]本實用新型不局限于上述最佳實施方式，任何人在本實用新型的啟示下都可得出其他各種形式的產品，但不論在其形狀或結構上作任何變化，凡是具有與本申請相同或相近似的技術方案，均落在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.一種實車駕駛模擬艙輔助混合動力總成硬件在環(huán)測試系統(tǒng)，包括模擬艙工控機(I)和HIL實時運算系統(tǒng)(2)，其特征在于所述模擬艙工控機(I)與工控機接口板卡(3)連接，工控機接口辦卡(3)分別與HIL實時運算系統(tǒng)(2)、總線通訊裝置(4)、信號同步采集板卡(5)和LED顯示器(6)連接，總線通通訊裝置(4)分別與回正力矩阻尼器(7)和混動儀表(8)連接，信號同步采集板卡(5)分別與剎車踏板(9)、油門踏板(10)、電子手剎按鈕(11)以及安全帶開關(12)連接。
2.根據(jù)權利要求I所述的實車駕駛模擬艙輔助混合動力總成硬件在環(huán)測試系統(tǒng)，其特征在于所述工控機接口板卡(3)還分別與CAN收發(fā)器卡(13)和多聲道音響(14)連接。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的實車駕駛模擬艙輔助混合動力總成硬件在環(huán)測試系統(tǒng)，其特征在于所述信號同步采集板卡(5)還分別與多功能觸摸屏(15)和排擋面板(16)連接。
專利摘要本實用新型涉及一種實車駕駛模擬艙輔助混合動力總成硬件在環(huán)測試系統(tǒng)，包括模擬艙工控機和HIL實時運算系統(tǒng)，所述模擬艙工控機與工控機接口板卡連接，工控機接口辦卡分別與HIL實時運算系統(tǒng)、總線通訊裝置、信號同步采集板卡和LED顯示器連接，總線通通訊裝置分別與回正力矩阻尼器和混動儀表連接，信號同步采集板卡分別與剎車踏板、油門踏板、電子手剎按鈕以及安全帶開關連接。所述工控機接口板卡還分別與CAN收發(fā)器卡和多聲道音響連接。本實用新型的有益效果為實現(xiàn)了在HIL測試階段就可以讓測試人員實時獲得在任意駕駛員行為輸入下新能源車動力性；使混合動力總成的駕駛體驗與HIL系統(tǒng)測試有效的結合在一起。
文檔編號G05B23/02GK202815582SQ20122044633
公開日2013年3月20日 申請日期2012年9月3日 優(yōu)先權日2012年9月3日
發(fā)明者崔海龍, 高史貴 申請人:北京智行鴻遠汽車技術有限公司