專利名稱：整車電子控制裝置集成半實物仿真測試平臺的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車電子電器系統(tǒng)的開發(fā)和測試技術(shù)，尤其涉及在汽車電子電器系統(tǒng)
開發(fā)測試階段，當已知汽車電控系統(tǒng)的特性參數(shù)時，在沒有進行電子電器系統(tǒng)裝車的條件 下進行整車電子電器系統(tǒng)集成的實時測試和驗證。
背景技術(shù)：
隨著汽車電子電器技術(shù)的飛速發(fā)展，電控單元的廣泛應用使得現(xiàn)代的汽車更加舒 適、安全、節(jié)能和環(huán)保。但另一方面帶來的是汽車電子電器系統(tǒng)日趨復雜，因此設計和測試 變得至關(guān)重要，所需的設計周期更長、成本更高。今天，更多的創(chuàng)新依賴于電子技術(shù)，而很多 功能的實現(xiàn)也日益依賴控制系統(tǒng)。復雜度的提高使得全面而高效的測試變得比以往任何時 候都更加重要。汽車上大量的電子電器系統(tǒng)的集成使用導致潛在錯誤源的數(shù)量急劇增多， 汽車電子電器系統(tǒng)故障已經(jīng)躍升為故障排名的第一位。 測試可以盡早發(fā)現(xiàn)并改正錯誤和降低成本，因此無論是在電子電器系統(tǒng)開發(fā)的哪 個環(huán)節(jié)它都是必不可或缺的。此外，只有將部件集成起來并運行于真實環(huán)境和實時條件下 時，一些系統(tǒng)缺陷才會暴露出來。這讓測試成為了一門跨部門和跨廠商的學科。問題發(fā)現(xiàn) 的越晚，對抬高成本產(chǎn)生的影響就越嚴重。而極端情況下由于修正錯誤而引起的產(chǎn)品召回 更加清楚地說明了這一點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決上述問題，提供了一種整車電子控制裝置集成半實物仿真
測試平臺的系統(tǒng)，可使整車電子電器系統(tǒng)在開發(fā)早期就能通過虛擬的實時整車環(huán)境進行便
捷、經(jīng)濟、高效、可靠和人性化的整車電子電器系統(tǒng)集成開發(fā)、測試和驗證。
本發(fā)明的技術(shù)方案為本發(fā)明揭示了一種整車電子控制裝置集成半實物仿真測試
平臺的系統(tǒng)，包括 整車環(huán)境仿真模型模塊，模擬真實的發(fā)動機、離合器、變速箱、車輛行駛、整車電子 系統(tǒng)； 整車電子控制裝置，包括發(fā)動機控制器、ABS控制器、變速箱控制器、車載網(wǎng)絡；
實時接口模塊，連接該整車環(huán)境仿真模型模塊和該整車電子控制裝置，用來為該 整車環(huán)境仿真模型模塊和該整車電子控制裝置之間提供實時數(shù)據(jù)交換。 根據(jù)本發(fā)明的整車電子控制裝置集成半實物仿真測試平臺的系統(tǒng)的一實施例，該 整車環(huán)境仿真模型模塊包括 發(fā)動機模型仿真單元，通過包括加速踏板開度、節(jié)氣門開度、噴油時間、點火角度、 制動踏板開度、環(huán)境溫度、環(huán)境壓力的輸入值、發(fā)動機特性曲線參數(shù)、以及包括發(fā)動機轉(zhuǎn)速、 發(fā)動機輸出扭矩、發(fā)動機油耗、發(fā)動機進氣溫度和壓力的輸出值來建立發(fā)動機模型以模擬 真實的發(fā)動機，其中發(fā)動機特性曲線參數(shù)是根據(jù)不同的發(fā)動機選擇對應的發(fā)動機特性曲 線。
根據(jù)本發(fā)明的整車電子控制裝置集成半實物仿真測試平臺的系統(tǒng)的一實施例，該 發(fā)動機模型仿真單元從該整車電子控制裝置采集加速踏板信號、制動踏板信號、電子節(jié)氣 門信號、碳罐電磁閥信號、噴油信號、點火信號，向該整車電子控制裝置提供轉(zhuǎn)向壓力信號、 發(fā)動機冷卻水溫信號、發(fā)動機油溫信號、曲軸信號、凸輪軸信號、氧傳感器信號、爆振信號、 進氣溫度壓力信號、空調(diào)壓力信號、發(fā)電機信號。 根據(jù)本發(fā)明的整車電子控制裝置集成半實物仿真測試平臺的系統(tǒng)的一實施例，該 整車環(huán)境仿真模型模塊包括 離合器模型仿真單元，通過包括發(fā)動機轉(zhuǎn)速、發(fā)動機輸出扭矩、變速箱輸入扭矩、
變速箱輸入軸轉(zhuǎn)速的輸入值、離合器扭矩阻力曲線參數(shù)、以及離合器輸出扭矩的輸出值來
建立離合器模型以模擬真實的離合器，其中該離合器扭矩阻力曲線是可調(diào)整的參數(shù)，該離
合器模型所依據(jù)的離合器方程為 Mc = [f (M￡ + Mr, ) + 。 ， (w￡ + w加)]S MCAto 其中Mc是離合器摩擦扭矩，ME是發(fā)動機輸出扭矩，MTin是變速箱輸入扭矩，D是離 合器扭矩阻尼系數(shù)，"E是發(fā)動機角速度，" 11是變速箱輸入軸角速度，1,!￡是離合器所能 傳遞的最大摩擦扭矩。 根據(jù)本發(fā)明的整車電子控制裝置集成半實物仿真測試平臺的系統(tǒng)的一實施例，該 整車環(huán)境仿真模型模塊包括 液力變矩器模型仿真單元，通過包括泵輪轉(zhuǎn)速和渦輪轉(zhuǎn)速的輸入值、包括泵輪扭 矩曲線和變距比曲線的參數(shù)以及包括泵輪扭矩和渦輪扭矩的輸出值建立液力變矩器模型， 其中該泵輪扭矩曲線和該變距比曲線是可調(diào)整的參數(shù)，該液力變距比模型所依據(jù)的方程 為 <formula>formula see original document page 5</formula> 其中MP是泵輪傳動扭矩，MT是渦輪傳動扭矩，"p是泵輪角速度，"T是渦輪角速 度，u是變速比，f(u)是關(guān)于變速比的函數(shù)且是泵輪扭矩因素，g(u)是關(guān)于變速比的函 數(shù)且是變距比因素，其中變距比A =-MT/MP。 根據(jù)本發(fā)明的整車電子控制裝置集成半實物仿真測試平臺的系統(tǒng)的一實施例，該 整車環(huán)境仿真模型模塊包括 變速箱模型仿真單元，通過包括離合器輸出扭矩、變速箱傳動比、差速器扭矩和制 動扭矩的輸入值、包括變速箱速比表、變速箱輸入軸轉(zhuǎn)動慣量和變速箱輸出軸轉(zhuǎn)動慣量的 參數(shù)、包括變速箱輸入扭矩、變速箱輸入軸轉(zhuǎn)速和變速箱輸出軸轉(zhuǎn)速的輸出值來建立變速 箱模型，其中該變速箱速比表、該變速箱輸入軸轉(zhuǎn)動慣量和該變速箱輸出軸轉(zhuǎn)動慣量是可 調(diào)的參數(shù)，其中該變速箱模型所依據(jù)的變速箱傳動方程為 <formula>formula see original document page 5</formula> 其中"是變速箱輸出軸角速度，ig是變速箱傳動比，Mc是離合器摩擦扭矩，J^是 變速箱輸入軸轉(zhuǎn)動慣量，MD是差速器扭矩，MB是制動扭矩，JT。ut是變速箱輸出軸轉(zhuǎn)動慣量。
根據(jù)本發(fā)明的整車電子控制裝置集成半實物仿真測試平臺的系統(tǒng)的一實施例，該 變速箱模型仿真單元從該整車電子控制裝置采集檔位開關(guān)信號、換檔閥信號、鎖止閥信號， 向該整車電子控制裝置提供輸入軸轉(zhuǎn)速信號、輸出軸轉(zhuǎn)速信號、變速箱油溫。
根據(jù)本發(fā)明的 整車電子控制裝置集成半實物仿真測試平臺的系統(tǒng)的一實施例，該 整車環(huán)境仿真模型模塊包括 車輛行駛模型仿真單元，通過包括發(fā)動機輸出扭矩、制動踏板開度、變速箱傳動比
的輸入值、包括坡道阻力、汽車總重、車輪滾動半徑、主減速比、滾動阻力系數(shù)、傳動效率、車
輛轉(zhuǎn)動慣量、空氣密度、空氣阻力系數(shù)和車輛迎風面積的參數(shù)、車速的輸出值來建立車輛行
駛模型，其中該坡道阻力、該汽車總重、該車輪滾動半徑、該主減速比、該滾動阻力系數(shù)、該
傳動效率、該車輛轉(zhuǎn)動慣量、該空氣密度和該車輛迎風面積的參數(shù)是可調(diào)的參數(shù)，其中該車
輛行駛模型所依據(jù)的驅(qū)動力與行駛阻力之間的平衡方程為<formula>formula see original document page 6</formula>
式中ME是發(fā)動機輸出扭矩，ig是變速箱傳動比，i。是主減速器傳動比，nT是傳動 系的傳動效率，m是汽車總質(zhì)量，g是重力加速度，f是滾動阻力系數(shù)，a是路面坡度，e是 轉(zhuǎn)動慣量系數(shù)，a是行駛加速度，P是空氣密度，C。是空氣阻力系數(shù)，A是迎風面積，v是行 駛車速。 根據(jù)本發(fā)明的整車電子控制裝置集成半實物仿真測試平臺的系統(tǒng)的一實施例，該 整車環(huán)境仿真模型模塊包括 整車電子系統(tǒng)模型仿真單元，從該整車電子控制裝置采集CAN總線信號、點火開 關(guān)信號、手剎開關(guān)信號，向該整車電子控制裝置提供油箱油位信號、環(huán)境溫度信號、機油壓 力信號、剎車液位低信號、發(fā)動機冷卻液低信號、剎車片磨損信號。 本發(fā)明對比現(xiàn)有技術(shù)有如下的有益效果本發(fā)明的整車電子控制裝置集成半實物 仿真測試平臺的系統(tǒng)是以一臺計算機作為硬件基礎，采用RTI(Real Timelnterface)實時 接口作為硬件支撐，軟件開發(fā)平臺是基于Matlab/Simulink。本發(fā)明的仿真測試平臺是以 發(fā)動機、離合器或液力變矩器、變速箱、車輪等多個動態(tài)系統(tǒng)計算模型來代替實際車輛動力 系統(tǒng)的運行，與真實的整車線束、控制器和部分執(zhí)行器構(gòu)成了整車電子電器系統(tǒng)的集成運 行環(huán)境，以對整車電子電器系統(tǒng)進行測試和評估。并在實際使用過程中，可根據(jù)具體的車型 配置方案對模型參數(shù)進行調(diào)整。對比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的仿真測試平臺系統(tǒng)可以帶來如下 的效果(l)將電子電器系統(tǒng)裝車測試和部分道路試驗轉(zhuǎn)化為臺架實驗，縮短了開發(fā)周期， 節(jié)約了開發(fā)成本；(2)可以第一時間暴露出系統(tǒng)缺陷，將問題解決在驗收測試之前，縮短了 解決問題的時間，提高了解決問題的效率；(3)可以減少一半原型車的組裝，且測試平臺可 以循環(huán)利用；(4)基于微機和臺架的測試操作使得操作簡單，使用靈活。當然，本發(fā)明的仿 真測試平臺最顯著的優(yōu)點是可以對實際的汽車環(huán)境進行模擬，而不會產(chǎn)生實際危險。利用 該平臺可以模擬在真實世界中不能實現(xiàn)的極端條件下對整車電子電器系統(tǒng)進行的集成測 試；可以幫助找出整車電子電器系統(tǒng)中的不足，即使它們只在特定情況下發(fā)生；可以在整 車電子電器系統(tǒng)未準備好的條件下對單個子系統(tǒng)進行測試，使得測試成為開發(fā)流程的一個 有效組成部分；可幫助在有充分證據(jù)的條件下對特殊的汽車電子電器設計替代方案做出早 期決策，這樣汽車電子單元在將來的應用環(huán)境中就能有效運行；該平臺同樣具有良好的使 用界面。整車電子電器系統(tǒng)集成半實物仿真測試平臺功能強大，不僅通過縮短開發(fā)周期加 快了整車上市時間，還由于測試期間無需使用實際硬件而降低了設備成本以及相關(guān)的維護 成本，并有很強的實用性和經(jīng)濟性。


圖1是本發(fā)明的整車電子控制裝置集成半實物仿真測試平臺的系統(tǒng)的較佳實施 例的原理圖。
圖2是本發(fā)明的發(fā)動機模型仿真單元的結(jié)構(gòu)簡圖。
圖3是本發(fā)明的離合器模型仿真單元的結(jié)構(gòu)簡圖。
圖4是本發(fā)明的液力變距器模型仿真單元的結(jié)構(gòu)簡圖。
圖5是本發(fā)明的變速箱模型仿真單元的結(jié)構(gòu)簡圖。
圖6是本發(fā)明的車輛行駛模型仿真單元的結(jié)構(gòu)簡圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的描述。
終申，先鵬誠轉(zhuǎn)驗翩i式賴隨充 圖1示出了本發(fā)明的整車電子控制裝置集成半實物仿真測試平臺的系統(tǒng)的較佳 實施例的結(jié)構(gòu)。請參見圖l，本實施例的仿真測試平臺的系統(tǒng)主要包括三大塊整車環(huán)境仿 真模型模塊1、 RTI實時接口模塊2、整車電子控制裝置3。它們之間的連接關(guān)系是RTI實 時接口模塊2連接整車環(huán)境仿真模型模塊1和整車電子控制裝置3，用來為整車環(huán)境仿真模 型模塊1和整車電子控制裝置3提供實時數(shù)據(jù)交換。整車電子控制裝置包括車輛上的一些 硬件電子設備，例如發(fā)動機控制器、ABS控制器、變速箱控制器、空調(diào)控制器、車載網(wǎng)絡以及 其他控制器等。三者構(gòu)成了一個閉環(huán)的整車電子電器系統(tǒng)集成環(huán)境。 整車環(huán)境仿真模型模塊1用于模擬真實的發(fā)動機、離合器、變速箱、車輛行駛、整 車電子系統(tǒng)。整車環(huán)境仿真模型模塊l中的所有單元都是用Matlab/Simulink軟件建立的。 整車環(huán)境仿真模型模塊1包括發(fā)動機模型仿真單元、離合器模型仿真單元、液力變距器模 型仿真單元、變速箱模型仿真單元(包括手動或自動)、車輛行駛模型仿真單元以及整車電 子系統(tǒng)模型仿真單元。這些模型通過RTI實時接口 2和車輛的整車電子控制裝置3連接。
圖2示出了本發(fā)明的發(fā)動機模型仿真單元的原理。請參見圖2，發(fā)動機模型仿真單 元分為輸入值、可調(diào)參數(shù)以及輸出值三塊。其中輸入值有加速踏板開度、節(jié)氣門開度、噴油 時間、點火角度、制動踏板開度、環(huán)境溫度和環(huán)境壓力?？烧{(diào)參數(shù)是發(fā)動機特性曲線。輸出 值有發(fā)動機轉(zhuǎn)速、發(fā)動機輸出扭矩、發(fā)動機油耗、發(fā)動機進氣溫度和壓力。發(fā)動機特性曲線 作為可調(diào)參數(shù)，是根據(jù)不同的發(fā)動機選擇對應的發(fā)動機特性曲線。發(fā)動機模型仿真單元通 過建立發(fā)動機模型來模擬車輛真實的發(fā)動機。 發(fā)動機模型仿真單元和整車電子控制裝置交互數(shù)據(jù)，其中發(fā)動機模型仿真單元從 整車電子控制裝置處采集到模擬信號輸入的加速踏板信號、數(shù)字信號輸入的制動踏板信 號、模擬信號輸入的電子節(jié)氣門信號、數(shù)字信號輸入的碳罐電磁閥信號、噴油信號和點火信 號。對于RTI實時接口 2來說，上述的模擬信號輸入的接口是A/D接口 ，數(shù)字信號輸入的 接口是I/0接口。發(fā)動機模型仿真單元為整車電子控制裝置提供模擬信號輸出的轉(zhuǎn)向壓力 信號、發(fā)動機冷卻水溫信號、發(fā)動機油溫信號、氧傳感器信號、爆振信號、進氣溫度壓力信號 (TMAP)、空調(diào)壓力信號以及數(shù)字信號輸出的曲軸信號、凸輪軸信號、發(fā)電機信號。對于RTI 實時接口 2來說，上述的模擬信號輸出的接口是D/A接口 ，數(shù)字信號輸出的接口是I/O接 □。
圖3示出了本發(fā)明的離合器模型仿真單元的原理。請參見圖3，離合器模型仿真單
元分為輸入值、可調(diào)參數(shù)以及輸出值三塊。其中輸入值有發(fā)動機轉(zhuǎn)速、發(fā)動機輸出扭矩、變
速箱輸入扭矩、變速箱輸入軸轉(zhuǎn)速，可調(diào)參數(shù)是離合器扭矩阻力曲線，輸出值是離合器輸出
扭矩。離合器模型仿真單元通過建立離合器模型來模擬真實車輛的離合器。 離合器模型所依據(jù)的離合器方程為 =[f(Mft- + M77 ) + D.O/!- +"r, )]SMCAte 其中Mc是離合器摩擦扭矩，ME是發(fā)動機輸出扭矩，MTin是變速箱輸入扭矩，D是離 合器扭矩阻尼系數(shù)，"E是發(fā)動機角速度，" 11是變速箱輸入軸角速度，1,!￡是離合器所能 傳遞的最大摩擦扭矩。 圖4示出了本發(fā)明的液力變矩器模型仿真單元的原理。請參見圖4，液力變矩器模 型仿真單元分為輸入值、可調(diào)參數(shù)以及輸出值三塊。其中輸入值有泵輪轉(zhuǎn)速和渦輪轉(zhuǎn)速，可
調(diào)參數(shù)包括泵輪扭矩曲線和變距比曲線，輸出值有泵輪扭矩和渦輪扭矩。液力變矩器模型 所依據(jù)的方程為 MP ，MT = MP g( u)， 其中MP是泵輪傳動扭矩，MT是渦輪傳動扭矩，"p是泵輪角速度，"T是渦輪角速 度，u是變速比，f(u)是關(guān)于變速比的函數(shù)且是泵輪扭矩因素，g(u)是關(guān)于變速比的函 數(shù)且是變距比因素，其中變距比A =-MT/MP。 圖5示出了本發(fā)明的變速箱模型仿真單元的原理。請參見圖5，變速箱模型仿真單 元分為輸入值、可調(diào)參數(shù)以及輸出值三塊。其中輸入值有離合器輸出扭矩、變速箱傳動比、 差速器扭矩和制動扭矩，可調(diào)參數(shù)有變速箱速比表、變速箱輸入軸轉(zhuǎn)動慣量和變速箱輸出 軸轉(zhuǎn)動慣量，輸出值有變速箱輸入扭矩、變速箱輸入軸轉(zhuǎn)速和變速箱輸出軸轉(zhuǎn)速。變速箱模 型仿真單元通過變速箱模型來模擬真實的車輛變速器(手動或自動)。 變速箱模型所依據(jù)的變速箱傳動方程為W =々"C, 其中"是變速箱輸出軸角速度，ig是變速箱傳動比，Mc是離合器摩擦扭矩，J^是 變速箱輸入軸轉(zhuǎn)動慣量，MD是差速器扭矩，MB是制動扭矩，JT。ut是變速箱輸出軸轉(zhuǎn)動慣量。
變速箱模型仿真單元和整車電子控制裝置交互數(shù)據(jù)。變速箱模型仿真單元從整車 電子控制裝置采集到數(shù)字信號輸入的檔位開關(guān)信號、換檔閥信號、鎖止閥信號，上述數(shù)字信 號輸入的接口是I/O接口 。變速箱模型仿真單元向整車電子控制裝置提供數(shù)字信號輸出的 輸入軸轉(zhuǎn)速信號、輸出軸轉(zhuǎn)速信號和模擬信號輸出的變速箱油溫。上述的數(shù)字信號輸出的 接口是I/0接口，而模擬信號輸出的接口是D/A接口。 圖6示出了車輛行駛模型仿真單元的原理。請參見圖6，車輛行駛模型仿真單元包 括輸入值、可調(diào)參數(shù)以及輸出值三塊。其中輸入值有發(fā)動機輸出扭矩、制動踏板開度、變速 箱傳動比，可調(diào)參數(shù)有坡道阻力、汽車總重、車輪滾動半徑、主減速比、滾動阻力系數(shù)、傳動 效率、車輛轉(zhuǎn)動慣量、空氣密度車輛迎風面積，輸出值是車速。車輛行駛模型仿真單元建立
車輛行駛模型所依據(jù)的驅(qū)動力和行駛阻力之間的平衡方程為M/;..平 7',=附 g' /. cos a + w' g. sin or + e. 7 a + +. p' CD 丄v2式中ME是發(fā)動機輸出扭矩，ig是變速箱傳動比，i。是主減速器傳動比，nT是傳動
系的傳動效率，m是汽車總質(zhì)量，g是重力加速度，f是滾動阻力系數(shù)，a是路面坡度，e是轉(zhuǎn)動慣量系數(shù)6 = 1 + ^ (J轉(zhuǎn)動慣量，kg，m2，r輪胎動力半徑，m)， a是行駛加速度，p是 空氣密度，C。是空氣阻力系數(shù)，A是迎風面積，v是行駛車速。車輛行駛模型仿真單元從ABS 控制器接收數(shù)字信號輸出的四個車輪的信號。 整車電子系統(tǒng)模型仿真單元與整車電子控制裝置交互數(shù)據(jù)。整車電子系統(tǒng)模型仿 真單元從整車電子控制裝置采集CAN總線信號(通過從車載網(wǎng)絡采集，CAN總線信號通過 RTI實時接口模塊中的CAN接口來傳輸)、數(shù)字信號輸入形式的點火開關(guān)信號和手剎開關(guān)信 號。這些數(shù)字信號瑜入是通過RTI實時接口模塊中的I/0接口完成的。整車電子系統(tǒng)模型 仿真單元向整車電子控制采集裝置提供CAN總線信號(向車載網(wǎng)絡傳輸，通過CAN接口來
傳輸)、模擬信號輸出的油箱油位信號、環(huán)境溫度信號以及數(shù)字信號輸出的機油壓力信號、 剎車液位低信號、發(fā)動機冷卻液位低信號、剎車片磨損信號等。這些模擬信號輸出是通過D/ A接口完成的，數(shù)字信號輸出是通過1/0接口完成。 本發(fā)明中所指的可調(diào)參數(shù)，應該理解為根據(jù)具體的型號選取對應的匹配參數(shù)，例 如滾動阻力系數(shù)參數(shù)可調(diào)，應理解為根據(jù)不同的路面情況，選擇對應的路面滾動阻力系數(shù)， 達到調(diào)參的效果。 當然，除了上述主要的控制器之外，整車電子電器系統(tǒng)中還有空調(diào)控制器、ABS控 制器等，在整車環(huán)境仿真模型模塊中還有對應的仿真模型例如空調(diào)模型和空調(diào)控制器關(guān) 聯(lián)。它們之間模擬信號形式的傳輸蒸發(fā)器溫度信號。 使用本發(fā)明的整車電子控制裝置集成半實物仿真測試平臺的系統(tǒng)，仿真測試過程 如同測試人員在實車上測試一樣，如通過點火鑰匙啟動車輛，加油門發(fā)動機轉(zhuǎn)速上升，車輛 掛檔前行，當車速到達一定程度時車門自動鎖上，雨刮器開啟，大燈打開等電子電器系統(tǒng)功 能。另外，可以在臺架上實現(xiàn)一些極端條件的測試而不帶來任何危險，如車輛加速到最高時 速，車輛碰撞后的電子電器系統(tǒng)相關(guān)的反應等等。所有這些都可以通過本發(fā)明的平臺來實 現(xiàn)，實際效果等同于或接近于真實環(huán)境。 上述實施例是提供給本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來實現(xiàn)或使用本發(fā)明的，本領(lǐng)域普通技 術(shù)人員可在不脫離本發(fā)明的發(fā)明思想的情況下，對上述實施例做出種種修改或變化，因而 本發(fā)明的保護范圍并不被上述實施例所限，而應該是符合權(quán)利要求書提到的創(chuàng)新性特征的 最大范圍。
權(quán)利要求
一種整車電子控制裝置集成半實物仿真測試平臺的系統(tǒng)，包括整車環(huán)境仿真模型模塊，模擬真實的發(fā)動機、離合器、變速箱、車輛行駛、整車電子系統(tǒng)；整車電子控制裝置，包括發(fā)動機控制器、ABS控制器、變速箱控制器、車載網(wǎng)絡；實時接口模塊，連接該整車環(huán)境仿真模型模塊和該整車電子控制裝置，用來為該整車環(huán)境仿真模型模塊和該整車電子控制裝置之間提供實時數(shù)據(jù)交換。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的整車電子控制裝置集成半實物仿真測試平臺的系統(tǒng)，其特征 在于，該整車環(huán)境仿真模型模塊包括發(fā)動機模型仿真單元，通過包括加速踏板開度、節(jié)氣門開度、噴油時間、點火角度、制動 踏板開度、環(huán)境溫度、環(huán)境壓力的輸入值、發(fā)動機特性曲線參數(shù)、以及包括發(fā)動機轉(zhuǎn)速、發(fā)動 機輸出扭矩、發(fā)動機油耗、發(fā)動機進氣溫度和壓力的輸出值來建立發(fā)動機模型以模擬真實 的發(fā)動機，其中發(fā)動機特性曲線參數(shù)是根據(jù)不同的發(fā)動機選擇對應的發(fā)動機特性曲線。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的整車電子控制裝置集成半實物仿真測試平臺的系統(tǒng)，其特征 在于，該發(fā)動機模型仿真單元從該整車電子控制裝置采集加速踏板信號、制動踏板信號、電 子節(jié)氣門信號、碳罐電磁閥信號、噴油信號、點火信號，向該整車電子控制裝置提供轉(zhuǎn)向壓 力信號、發(fā)動機冷卻水溫信號、發(fā)動機油溫信號、曲軸信號、凸輪軸信號、氧傳感器信號、爆 振信號、進氣溫度壓力信號、空調(diào)壓力信號、發(fā)電機信號。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的整車電子控制裝置集成半實物仿真測試平臺的系統(tǒng)，其特征 在于，該整車環(huán)境仿真模型模塊包括離合器模型仿真單元，通過包括發(fā)動機轉(zhuǎn)速、發(fā)動機輸出扭矩、變速箱輸入扭矩、變速 箱輸入軸轉(zhuǎn)速的輸入值、離合器扭矩阻力曲線參數(shù)、以及離合器輸出扭矩的輸出值來建立 離合器模型以模擬真實的離合器，其中該離合器扭矩阻力曲線是可調(diào)整的參數(shù)，該離合器 模型所依據(jù)的離合器方程為K' = [HM￡ + Mr," ) + ". K. + )] SM,其中Mc是離合器摩擦扭矩，ME是發(fā)動機輸出扭矩，MTin是變速箱輸入扭矩，D是離合器 扭矩阻尼系數(shù)，"E是發(fā)動機角速度，"^是變速箱輸入軸角速度，MeM^是離合器所能傳遞 的最大摩擦扭矩。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的整車電子控制裝置集成半實物仿真測試平臺的系統(tǒng)，其特征 在于，該整車環(huán)境仿真模型模塊包括液力變矩器模型仿真單元，通過包括泵輪轉(zhuǎn)速和渦輪轉(zhuǎn)速的輸入值、包括泵輪扭矩曲 線和變距比曲線的參數(shù)以及包括泵輪扭矩和渦輪扭矩的輸出值建立液力變矩器模型，其中該泵輪扭矩曲線和該變距比曲線是可調(diào)整的參數(shù)，該液力變距比模型所依據(jù)的方程為MP ，mt = mp g( u)，其中Mp是泵輪傳動扭矩，MT是渦輪傳動扭矩，Op是泵輪角速度，G^是渦輪角速度，u是變速比，f(u)是關(guān)于變速比的函數(shù)且是泵輪扭矩因素，g(u)是關(guān)于變速比的函數(shù)且是 變距比因素，其中變距比a =-mt/mp。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的整車電子控制裝置集成半實物仿真測試平臺的系統(tǒng)，其特征 在于，該整車環(huán)境仿真模型模塊包括變速箱模型仿真單元，通過包括離合器輸出扭矩、變速箱傳動比、差速器扭矩和制動扭 矩的輸入值、包括變速箱速比表、變速箱輸入軸轉(zhuǎn)動慣量和變速箱輸出軸轉(zhuǎn)動慣量的參數(shù)、 包括變速箱輸入扭矩、變速箱輸入軸轉(zhuǎn)速和變速箱輸出軸轉(zhuǎn)速的輸出值來建立變速箱模 型，其中該變速箱速比表、該變速箱輸入軸轉(zhuǎn)動慣量和該變速箱輸出軸轉(zhuǎn)動慣量是可調(diào)的 參數(shù)，其中該變速箱模型所依據(jù)的變速箱傳動方程為其中o是變速箱輸出軸角速度，ig是變速箱傳動比，Mc是離合器摩擦扭矩，J^是變速 箱輸入軸轉(zhuǎn)動慣量，MD是差速器扭矩，MB是制動扭矩，JT。ut是變速箱輸出軸轉(zhuǎn)動慣量。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的整車電子控制裝置集成半實物仿真測試平臺的系統(tǒng)，其特征 在于，該變速箱模型仿真單元從該整車電子控制裝置采集檔位開關(guān)信號、換檔閥信號、鎖止 閥信號，向該整車電子控制裝置提供輸入軸轉(zhuǎn)速信號、輸出軸轉(zhuǎn)速信號、變速箱油溫。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的整車電子控制裝置集成半實物仿真測試平臺的系統(tǒng)，其特征 在于，該整車環(huán)境仿真模型模塊包括車輛行駛模型仿真單元，通過包括發(fā)動機輸出扭矩、制動踏板開度、變速箱傳動比的輸 入值、包括坡道阻力、汽車總重、車輪滾動半徑、主減速比、滾動阻力系數(shù)、傳動效率、車輛轉(zhuǎn) 動慣量、空氣密度、空氣阻力系數(shù)和車輛迎風面積的參數(shù)、車速的輸出值來建立車輛行駛模 型，其中該坡道阻力、該汽車總重、該車輪滾動半徑、該主減速比、該滾動阻力系數(shù)、該傳動 效率、該車輛轉(zhuǎn)動慣量、該空氣密度和該車輛迎風面積的參數(shù)是可調(diào)的參數(shù)，其中該車輛行駛模型所依據(jù)的驅(qū)動力與行駛阻力之間的平衡方程為<formula>formula see original document page 3</formula>式中ME是發(fā)動機輸出扭矩，ig是變速箱傳動比，i。是主減速器傳動比，nT是傳動系的傳動效率，m是汽車總質(zhì)量，g是重力加速度，f是滾動阻力系數(shù)，a是路面坡度，e是轉(zhuǎn)動 慣量系數(shù)，a是行駛加速度，P是空氣密度，C。是空氣阻力系數(shù)，A是迎風面積，v是行駛車 速。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的整車電子控制裝置集成半實物仿真測試平臺的系統(tǒng)，其特征 在于，該整車環(huán)境仿真模型模塊包括整車電子系統(tǒng)模型仿真單元，從該整車電子控制裝置采集CAN總線信號、點火開關(guān)信 號、手剎開關(guān)信號，向該整車電子控制裝置提供油箱油位信號、環(huán)境溫度信號、機油壓力信 號、剎車液位低信號、發(fā)動機冷卻液低信號、剎車片磨損信號。
全文摘要
本發(fā)明公開了整車電子控制裝置集成半實物仿真測試平臺的系統(tǒng)，可使整車電子電器系統(tǒng)在開發(fā)早期就能通過虛擬的實時整車環(huán)境進行便捷、經(jīng)濟、高效、可靠和人性化的整車電子電器系統(tǒng)集成開發(fā)、測試和驗證。其技術(shù)方案為系統(tǒng)包括整車環(huán)境仿真模型模塊，模擬真實的發(fā)動機、離合器、變速箱、車輛行駛、整車電子系統(tǒng)；整車電子控制裝置，包括發(fā)動機控制器、ABS控制器、變速箱控制器、車載網(wǎng)絡；實時接口模塊，連接該整車環(huán)境仿真模型模塊和該整車電子控制裝置，用來為該整車環(huán)境仿真模型模塊和該整車電子控制裝置之間提供實時數(shù)據(jù)交換。
文檔編號G05B23/02GK101739024SQ200910199480
公開日2010年6月16日 申請日期2009年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月27日
發(fā)明者張海濤, 翟輝冬, 胡朝峰, 郝飛, 馬謙 申請人:上海汽車集團股份有限公司