[发明专利]一种电动车辆电、液制动快速控制原型

说明书

技术领域

本发明涉及一种电动车辆电、液制动快速控制原型，属于电、液制动控制技术领域。

背景技术

随着人们对汽车安全性、舒适性、操纵稳定性等要求的越来越高，提高和改善其电子控制系统的性能已经成为汽车行业的热点。但是汽车电子控制系统涉及机械、液压、电子、软硬件系统等，开发程度十分复杂，而使用快速控制原型对电子控制系统进行开发则可提高效率，缩短开发周期。

在系统开发的初期阶段，快速地建立控制器模型，并对整个系统进行多次离线和在线的测试来验证控制方案的可行性，这个过程称为快速控制原型。

快速控制原型仿真是实时仿真的一种，它实现于产品研发的算法设计阶段与具体实现阶段之间。快速控制原型就是利用某种手段将工程师开发的算法下载到某个计算机硬件平台中，该计算机硬件平台在实时条件下运行，模拟控制器，通过实际I/O设备与被控对象实物连接，验证算法的可靠性和准确度。

要实现快速控制原型，必须有集成良好、便于使用的建模、设计、离线仿真、实时开发及测试工具。实时系统允许反复修改模型设计，进行离线及实时仿真。这样，就可以将错误及不当之处消除于设计初期，使设计修改费用减至最小。

传统开发方法至少存在三大问题：

(1)在控制方案的控制效果还不确定的情况下，硬件电路已经制造，此时还不确定所设计方案是否满足要求，但已经产生较大的硬件投入资本。

(2)由于采用手工编程，所以会产生代码不可靠的问题，这样，在测试过程中如果出现问题，很难确定是控制方案不满足要求还是手工编写代码错误。此外手工编程会占用大量时间，导致虽然有了控制方案，却要等待很长时间才能对其进行验证和测试，从而在不知道方案是否可行的情况下就浪费了大量的时间、人力和物力，带来不必要的经济损失。

(3)即使软件编程不存在问题，如果在测试过程中发现控制方案不满足要求，需要进行修改，则新的一轮工作又将开始。在软件的修改和调试上将耗费大量时间。另外，由于涉及部门多，加上管理不善所引入的种种不协调，导致开发周期长增加，最终导致产品虽然研制成功了，但初始需求已经发生了变化，市场机会已经错过，产品已没有了销路，从而使整个开发以失败告终。

发明内容

本发明的目的是提出一种电动车辆电、液制动快速控制原型，适用于模拟控制系统软件、调试产品级系统，尤其适用于电动车辆电、液制动控制器开发。

为实现上述目的，本发明采用的技术的方案为一种电动车辆电、液制动快速控制原型，该模型包括显示器、工控机、接线端子板、信号驱动电路、制动硬件系统、信号处理电路、信号采集系统。

所述显示器与工控机串联，实现串口通信，用于显示工控机运行的结果；

所述工控机与接线端子板通过串口线相连，其扩展槽中内嵌研华数据采集卡PCI1712，用于数据的采集与处理。工控机中建立快速控制原型模型，整个快速控制原型包括车辆动力学模型、控制器模型、电池管理系统模型，输入信号处理模块，输出信号处理模块。所述辆动力学模型、电池管理系统模型分别与控制器模型连接，把信号输入给控制器模型；

所述接线端子板采用一种DIN导轨安装的68芯SCSI-II型，通过导线与信号驱动电路相连，用于信号的输入与输出。

所述制动硬件系统包括电磁阀、ABS电机。通过电磁阀的工作，可以实现轮缸压力的变化，从而调节车轮制动压力；ABS电机的工作也可以实现车辆的制动。

所述信号驱动电路包含电磁阀驱动电路、电机驱动电路，通过导线与制动硬件系统中的电磁阀、电机连接，旨在驱动液压系统的12路电磁阀、泵电机和ABS电机。

所述信号处理电路一端与信号采集系统连接，一端与接线端子板连接，旨在把采集到的信号滤波、标定。

所述信号采集系统包括轮缸压力传感器、轮速传感器、制动踏板位移传器，用于把采集的信号经接线端子板、研华数据采集卡输给工控机中的控制器模型。

所述输入信号处理模块，输出信号处理模块分别与车辆动力学模型、控制器模型连接，旨在把采集到的信号输给车辆动力学模型，把控制器输出的信号输出到外部制动硬件系统。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果。

1、本发明能够快速实现多种算法开发与验证，提高控制器开发效率；

2、本发明允许快速建模，将控制系统设计错误消除设计初期，减小设计开发费用；

3、本发明在系统规模上有较大简化，使用置信度高的数学模型、实际被控硬件系统、工控机，结构简单，满足实时仿真要求；

4、本发明允许在线反复修改参数，可即时得到仿真结果和控制效果；