汽车电子电器硬件在环仿真实验系统的研究

胡丕杰 韩保仓 吴强

(三一车身有限公司研究院电气所,湖南长沙 410100)

汽车电子电器硬件在环仿真实验系统的研究

胡丕杰 韩保仓 吴强

(三一车身有限公司研究院电气所,湖南长沙 410100)

汽车行业的发展,使得汽车技术对电子电器硬件的要求越来越高。本文主要研究汽车电子电器硬件在环仿真实验系统的应用。借助仿真实验系统实现电子电器件的实时接口。

电子电器硬件 仿真实验 系统

随着电子电器硬件在汽车行业中广泛的应用,电子电器硬件使得汽车朝着更安全和更舒适的方向发展。但是,在汽车电子电器硬件发展日益复杂的过程中,电子电器硬件的设计和测试对后期的应用至为重要。现今,设计电子电器硬件的时间更久、成本更高。使得电子电器硬件大部分依赖于测的试成功。而随着电子电器硬件复杂程度的提升,使得全面高效的测试对整个电子电器硬件的应用比以往更为重要。电子电器检测时能够及时的发现错误,可以最大可能的降低生产成本。可见,无论电子电器件发展在哪个阶段,对电子电器硬件的测试都是不可或缺的一步操作[1]。同时,若能够将汽车各有效部件集合起来运行于仿真试验中,系统中的错误就更容易的暴露出来。在现今科技不断发展的时候,问题发现的越早,对产品生产成本的影响就更小。因此,为确保设计的可靠性,需要增加测试的有效性。本文就汽车电子电器硬件在环仿真实验系统进行分析。

1 仿真实验系统技术方案

汽车电子电器硬件在环仿真实验系统的方案始终以“软”代“硬”、“虚”与“实”的设计理念。在强调系统效益性和实用性的同时还应当最大限度的创建一个仿真的实验室。仿真实验系统技术方案通过试验台的虚拟化,将测试工作在微机上进行操作。但是,微机上原有的实验操作环境应当保持不变,使得仿真环境更具真实性和开放性。在虚拟环境下,测试工程师还能够根据仿真环境完成一系列的预定测试目标,使得虚拟的实验操作能够取得与真实环境操作相同的结果。

1.1 软件平台

采用MATLAB/Simulink和dSPACEControlDesk作为该仿真实验系统的软件平台进行相应的操作[2]。由于MATLAB/Simulink能够为汽车动力系统提供一个稳定可靠的实验基础,同时其非常适合数据分析和数值计算,使得MATLAB/Simulink作为反震动态系统、建模、分析的交互平台。dSPACE的实验工具软件以ControlDesk为主,因为ControlDesk能够对整个实验的操作进行管理,实现虚拟环境下图形的实际管理和应用。在测试的过程中提供虚拟仪表,使得实验中各个参数和变量能够进行规划和管理,促进整个实验操作的自动化管理。减小实验操作中一些人为因素造成的误差。

1.2 硬件平台

图1 MATLAB/Simulink仿真模型

在硬件平台实验进行中采用PC机作为其硬件平台。在硬件平台操作中,dSPACE Simulink能够实现硬件系统各个硬件的对接。dSPACE Simulink开始是由德国dSPACE公司为dSPACE Simulink的控制系统能够在真实环境下进行测试操作而研发的。该技术的开发实现了dSPACE Simulink与MATLAB/Simulink的无缝对接。dSPACE Simulink在与汽车电子器件实时对接时,其基本操作原理是根据角度信号的处理,实现信号对接、模拟信号以及模拟信号的输入等。汽车电子电器硬件在环仿真实验系统中的应用操作,实际上是根据汽车的动力系统进行操作的。在操作的过程中采用MATLAB/Simulink可以建立相应的平衡方程式,使得汽车各部件能够实现自动操作[3]。环仿真实验系统主要是根据汽车各部件集合操作实现测试工作,使得在仿真环境下及时发现错误,减少在实际操作中因错误而引发的损失。

2 数学模型

在实际的操作中,汽车发动机主要是根据环仿真实验中相应的组成数据而得出的。其中主要包括转速、转矩以及效率等数据。汽车发动机的工作特点主要由点火正时、节气门开度以及喷油时间所决定。发动机中的液力变矩器则是根据它所特有的性质之所决定。在仿真实验中,应当要充分考虑各种能够影响变速器的因素,确保汽车在实际运行中实现经济换挡。汽车发动机的模拟操作具有多样性,能够影响其实际操作的因素具有多种。在模拟实验中,车辆的动力模拟实验主要是用计算汽车行驶的阻力和速度。采用MATLAB /Simulink建立的仿真实验图形如图1。

3 仿真实验系统的构建

汽车电子电器硬件在环仿真实验系统主要由虚拟的整车模型与实时汽车,进行系统构建。通过仿真实验系统的构建能够测试出电子电器硬件的整个操作过程以及相应的可行性。仿真实验系统的构建主要是通过dSPACE RTI实现了模拟与实时环境下汽车的对接,使得模拟操作不脱离实际的汽车构造[4]。在仿真实验构建中主要由MATLAB/Simulink建立整个汽车的模型。构成一个完整的汽车电子电器硬件系统仿真实验。

4 仿真实验

汽车电子电器硬件在环仿真实验中,相关的操作技术员应当在操作中做好相应的准备工作。准备工作操作前还应作相应的测试,确保整个仿真实验操作的可靠性。例如,通过点火开关启动汽车,应当在加油门内是发动机能够快速的上升,车辆保持挂档前行。当车速达到一定状态时车门能够自动锁上,启用刮水器,前照灯打开等一些列的电子电器硬件的功能,使得仿真实验跟真实环境操作一样。在仿真环境下,可以适当引用极端环境来测试该环境下可能会产生的危险情况。汽车在仿真环境下的相关操作,都能够在微机上可以实现,使得仿真环境与真实环境更加接近于真实环境。

5 结语

笔者根据汽车电子电器硬件在环仿真实验中的相关操作可以看出,汽车电子电器硬件对于电子系统的开发和测试都具有至为重要的作用。在实际中能够进行相应的操作可以确保汽车运行的安全与错误的减少。保障汽车的安全行驶。

[1]余志生.汽车理论(第3版)[M].北京：机械工业出版社,2010.

[2]Susanne K觟hl,Dirk Jegminat.How to Do Hardware -in-the-Loop Simulation Right[J].SAE Paper,2010,10(1)：1657.

[3]付畅,过学迅,胡朝峰,等.金属带式CVT电控单元硬件在环仿真研究[J].汽车工程,2012,10(3)：255-259.

[4]SHOJI Inagaki,IKOU Kshiro,MASAKI Yamamoto.Analysis on vehicle stability in critical cornering usingphase-plane method[J].SAE Paper,2012,3(8)：411-419.