虚拟多ECU高保真汽车仿真系统

虚拟多ECU高保真汽车仿真系统

汽车电控系统的使用有助于改善汽车的动力性、经济性和舒适性。但电控系统的增加，使整车电路的复杂度升高，造成电控系统可靠性降低。目前，每辆汽车约使用超过50个电控单元（ECU），执行超过5000万条代码。此外，这些ECU还通过不同的网络传输协议进行连接和通信。在开发这样复杂的架构时，需要一个全面的、灵活的系统级开发、验证环境。目前采用Matlab/Simulink对ECU进行仿真，但该仿真系统只对单独的ECU进行仿真，不能对多ECU架构进行仿真。对此，本文建立了一个虚拟的、多ECU高保真汽车仿真系统。该系统可以对汽车多ECU下的通信和数据传输进行仿真，以此可对汽车多ECU架构进行软、硬件方面的优化。

构建的汽车仿真系统包含2个逆变器/电机ECU和1个控制器局域网络（CAN）总线ECU。所有的ECU软件开发在日本株式会社日立制作所（Hitachi）内部进行。同样，高保真的逆变器/电机模型也在Hitachi内部开发。所构建仿真系统的不同部分采用不同的仿真工具。逆变器/电机采用美国Analogy公司开发的Saber软件进行建模分析。CAN总线的负荷、通信采用德国Symtavision公司的SymTA/S软件进行建模分析。采用美国ChiasTek公司的CosiMate分布交互式多学科协同仿真计算平台将上述2种仿真软件联合。进行仿真时，将整车的ECU架构和整车级的CAN通信信息作为仿真系统的输入，优化ECU架构的软、硬件性能。对该系统进行验证时，采用飞思卡尔MPC5744P单片机作为逆变器/电机ECU；采用瑞萨科技RH850微控制器作为CAN总线ECU；采用美国通用汽车公司生产的2009欧宝麦瑞纳作为原型车。验证结果表明，建立的仿真系统能够对多ECU架构进行高保真仿真。同时，系统通过自动执行虚拟通信试验，对整车架构中ECU的数量进行优化。通过对多ECU架构执行上述整车系统级的优化，还可以大幅降低整车的早期开发时间。

Sujit S.Phatak et al.SAE 2016-01-0013.

编译：王祥