用于汽車動(dòng)力學(xué)控制仿真系統(tǒng)中的輪速模擬方法及其系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于汽車動(dòng)力學(xué)控制仿真系統(tǒng)中的輪速模擬方法及其系統(tǒng)，包括以下步驟：1)設(shè)置輪速模擬系統(tǒng)；2)車輛選型及工況設(shè)定，將四個(gè)車輪獨(dú)立輪速發(fā)送到整車模擬CAN總線；3)通訊模塊接收輪速數(shù)據(jù)信號(hào)，傳送給方波發(fā)生模塊；方波發(fā)生模塊產(chǎn)生PWM方波信號(hào)，發(fā)送到齒圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)器；4)齒圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)齒圈電機(jī)；5)15位絕對(duì)值編碼器向齒圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)器反饋齒圈電機(jī)的輪速信息；6)達(dá)到預(yù)先設(shè)定的輪速，進(jìn)入步驟7)；否則，進(jìn)入步驟5)；7)對(duì)齒圈輪速進(jìn)行測(cè)量，達(dá)到預(yù)先設(shè)定的輪速，進(jìn)入步驟8)；否則，診斷模塊發(fā)送診斷消息，實(shí)現(xiàn)二次反饋控制后，進(jìn)入步驟3)；8)霍爾式輪速傳感器將輪速信號(hào)發(fā)送給整車控制器ECU。
【專利說(shuō)明】
用于汽車動(dòng)力學(xué)控制仿真系統(tǒng)中的輪速模擬方法及其系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種車輛動(dòng)力學(xué)控制【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是關(guān)于一種用于汽車動(dòng)力學(xué)控制仿真系統(tǒng)中的輪速模擬方法及其系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]汽車動(dòng)力學(xué)控制仿真系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)支持企業(yè)對(duì)所開(kāi)發(fā)的ABS(防抱死剎車系統(tǒng))/ESP(電子穩(wěn)定程序)控制系統(tǒng)軟硬件向待匹配車型上進(jìn)行臺(tái)架標(biāo)定匹配，從而研發(fā)ABS/ESP控制下的整車動(dòng)力學(xué)軟硬件在環(huán)仿真建模技術(shù)，ABS/ESP控制算法模塊化與自匹配技術(shù)，全工況環(huán)境、道路、整車動(dòng)力學(xué)狀態(tài)多信息虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，ABS/ESP全工況模擬與性能檢測(cè)技術(shù)，以及開(kāi)發(fā)多種性能檢測(cè)的專家評(píng)價(jià)系統(tǒng)。支撐ABS/ESP控制器與執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行測(cè)試的重要條件是獲得整車動(dòng)力學(xué)狀態(tài)傳感信號(hào)、控制量輸出值等參數(shù)。因此，試驗(yàn)臺(tái)需要虛擬各種與實(shí)車一致的傳感信號(hào)與控制信號(hào)作為系統(tǒng)信號(hào)輸入，驅(qū)動(dòng)ABS/ESP控制器與執(zhí)行機(jī)構(gòu)，進(jìn)而完成ABS/ESP控制器與執(zhí)行機(jī)構(gòu)各種匹配、測(cè)試、算法標(biāo)定工作。因?yàn)锳BS齒圈存在實(shí)際輪齒加工誤差、傳感器間隙不均勻等問(wèn)題，因此，實(shí)車狀態(tài)下的輪速信號(hào)具有波動(dòng)性，而且會(huì)混入各種干擾信號(hào)。為了還原實(shí)車實(shí)際操作環(huán)境，汽車動(dòng)力學(xué)控制仿真系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)應(yīng)該能夠提供盡可能真實(shí)的輪速信號(hào)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種能夠?yàn)檩喫賯鞲衅魈峁捉鎸?shí)的輪速信號(hào)，保證整套試驗(yàn)臺(tái)控制及算法的真實(shí)性、可靠性，并且，可以進(jìn)行系統(tǒng)失效保護(hù)相關(guān)測(cè)試，測(cè)試ABS/ESP控制器在輪速異常及輪速傳感器失效等工況下的安全性和穩(wěn)定性的用于汽車動(dòng)力學(xué)控制仿真系統(tǒng)中的輪速模擬方法及其系統(tǒng)。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:一種用于汽車動(dòng)力學(xué)控制仿真系統(tǒng)中的輪速模擬方法，包括以下步驟:1)設(shè)置一用于汽車動(dòng)力學(xué)控制仿真系統(tǒng)中的輪速模擬，其包括輪速模擬系統(tǒng)控制器、齒圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、齒圈電機(jī)、齒圈、霍爾式輪速傳感器和直流穩(wěn)壓電源；所述輪速模擬系統(tǒng)控制器、齒圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、齒圈電機(jī)、齒圈和霍爾式輪速傳感器使用汽車動(dòng)力學(xué)控制仿真系統(tǒng)的輪速模擬運(yùn)行柜進(jìn)行安裝定位；所述齒圈電機(jī)和齒圈使用齒圈連接盤(pán)進(jìn)行連接；所述直流穩(wěn)壓電源為所述輪速模擬系統(tǒng)控制器和齒圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)器供電；2)在汽車動(dòng)力學(xué)控制仿真系統(tǒng)的上位機(jī)中進(jìn)行車輛選型及工況設(shè)定，上位機(jī)控制器根據(jù)預(yù)置的控制算法實(shí)時(shí)計(jì)算四個(gè)車輪獨(dú)立輪速，并將計(jì)算所得數(shù)據(jù)發(fā)送到整車模擬CAN總線；3)輪速模擬系統(tǒng)控制器的通訊模塊從整車模擬CAN總線接收上位機(jī)輪速數(shù)據(jù)信號(hào)，主控模塊實(shí)時(shí)解析輪速數(shù)據(jù)，并結(jié)合診斷模塊傳輸至主控模塊內(nèi)的反饋控制數(shù)據(jù)，通過(guò)內(nèi)置算法計(jì)算控制用輪速信息并將其傳送給方波發(fā)生模塊；方波發(fā)生模塊獲得精確輪速數(shù)值信號(hào)及方向信號(hào)，通過(guò)設(shè)置兩個(gè)16位定時(shí)器和一組雙功能16位捕獲/比較寄存器產(chǎn)生PWM方波信號(hào)，將PWM方波信號(hào)通過(guò)單片機(jī)通用1 口發(fā)送到齒圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，同時(shí)，主控模塊向齒圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)器發(fā)送車輪輪速方向信號(hào)，實(shí)現(xiàn)車輪全工況模擬；4)齒圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)器接收PWM方波信號(hào)及輪速方向信號(hào)，并通過(guò)位置控制方式驅(qū)動(dòng)齒圈電機(jī)；5) 15位絕對(duì)值編碼器向齒圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)器反饋齒圈電機(jī)的輪速信息；6)齒圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)器判斷齒圈電機(jī)的輪速是否達(dá)到了預(yù)先設(shè)定的輪速，如果達(dá)到了，則進(jìn)入步驟7);如果沒(méi)有達(dá)到，則通過(guò)齒圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)器內(nèi)置的PID調(diào)節(jié)模塊調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，進(jìn)入步驟5);帶動(dòng)實(shí)車齒圈，實(shí)現(xiàn)對(duì)四個(gè)車輪獨(dú)立輪速的精確模擬；7)實(shí)車用霍爾式輪速傳感器對(duì)齒圈輪速進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，并將測(cè)量的輪速信號(hào)發(fā)送給輪速模擬系統(tǒng)控制器的診斷模塊，診斷模塊判斷齒圈的輪速是否達(dá)到預(yù)先設(shè)定的輪速，如果達(dá)到了，則進(jìn)入步驟8);否則，診斷模塊通過(guò)通訊模塊向上位機(jī)發(fā)送相關(guān)診斷信息；診斷模塊將接收到的輪速信號(hào)進(jìn)行解析后與上位機(jī)輸出的輪速數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，實(shí)現(xiàn)二次反饋，生成反饋控制數(shù)據(jù)，并將反饋控制數(shù)據(jù)傳輸至主控模塊，進(jìn)入步驟3) ；8)霍爾式輪速傳感器對(duì)齒圈的輪速進(jìn)行測(cè)量，將得到的輪速信號(hào)發(fā)送給整車控制器ECU，使整車控制器ECU獲得真實(shí)的輪速信號(hào)。
[0005]用于汽車動(dòng)力學(xué)控制仿真系統(tǒng)中的輪速模擬方法的輪速模擬系統(tǒng)，它包括輪速模擬系統(tǒng)控制器、齒圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、齒圈電機(jī)、齒圈、霍爾式輪速傳感器和直流穩(wěn)壓電源；所述輪速模擬系統(tǒng)控制器通過(guò)CAN總線接收上位機(jī)傳輸至的由輪速數(shù)值信號(hào)和輪速方向信號(hào)構(gòu)成的輪速數(shù)據(jù)信號(hào)，并將接收到的輪速數(shù)值信號(hào)生成PWM方波信號(hào)后，輸出PWM方波信號(hào)和轉(zhuǎn)速方向信號(hào)；所述齒圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)器接收所述輪速模擬系統(tǒng)控制器發(fā)送的PWM方波信號(hào)及輪速方向信號(hào)，通過(guò)位置控制方式驅(qū)動(dòng)所述齒圈電機(jī)模擬四輪獨(dú)立輪速；所述齒圈電機(jī)帶動(dòng)所述齒圈轉(zhuǎn)動(dòng)；所述霍爾式輪速傳感器采集所述齒圈的輪速信號(hào)，并將該輪速信號(hào)傳輸至所述輪速模擬系統(tǒng)控制器，為所述輪速模擬系統(tǒng)控制器提供輪速信號(hào)，所述輪速模擬系統(tǒng)控制器診斷實(shí)測(cè)輪速信號(hào)并將診斷信息經(jīng)CAN總線傳輸至上位機(jī)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)二次反饋控制；所述霍爾式輪速傳感器將采集到的輪速信號(hào)還傳輸至整車控制器ECU ;所述直流穩(wěn)壓電源為所述輪速模擬系統(tǒng)控制器和齒圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)器供電。
[0006]所述齒圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)器內(nèi)設(shè)置有PID調(diào)節(jié)模塊，所述齒圈電機(jī)內(nèi)設(shè)置有絕對(duì)值編碼器，所述齒圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)器內(nèi)置PID調(diào)節(jié)模塊結(jié)合所述齒圈電機(jī)的絕對(duì)值編碼器反饋信號(hào)進(jìn)行閉環(huán)控制。
[0007]所述輪速模擬系統(tǒng)控制器采用英飛凌公司的汽車級(jí)XC2364型16位單片機(jī)芯片。
[0008]所述齒圈電機(jī)米用無(wú)刷直流伺服電機(jī)，內(nèi)置15位絕對(duì)值編碼器。
[0009]所述齒圈為取自各種車型使用的實(shí)車齒圈。
[0010]所述直流穩(wěn)壓電源采用S400型直流穩(wěn)壓電源。
[0011]本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn):1、本發(fā)明由于所用關(guān)鍵模擬部件，如齒圈、輪速傳感器等，均為實(shí)車用部件，模擬再現(xiàn)實(shí)車狀態(tài)下的運(yùn)行環(huán)境，因此，能夠?yàn)槠噭?dòng)力學(xué)控制仿真系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)提供真實(shí)的輪速信號(hào)，能夠真實(shí)的模擬輪齒加工誤差、傳感器間隙不均勻等因素，同時(shí)兼具實(shí)際輪速信號(hào)的波動(dòng)性，實(shí)現(xiàn)了汽車輪速及輪速傳感器的硬件在環(huán)，大幅度減少了輪速傳感器以及整套電子汽車穩(wěn)定控制系統(tǒng)(ESC)在研發(fā)、匹配進(jìn)程中的工作時(shí)間和成本，加快了匹配、測(cè)試、算法標(biāo)定工作進(jìn)度。2、本發(fā)明由于所用齒圈、輪速傳感器等部件可根據(jù)實(shí)際車輛選型匹配，因此，更具有針對(duì)性，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)特定車型的測(cè)試與標(biāo)定等工作，也可以模擬輪速傳感器失效狀態(tài)(如輪速信號(hào)的短路、斷路，輪速傳感器安裝位置誤差)等故障，測(cè)試整車控制器ECU(發(fā)動(dòng)機(jī)控制器)等的穩(wěn)定性和安全保障機(jī)制。3、本發(fā)明由于PWM(脈寬調(diào)制)頻率范圍廣，因此適用于多種電機(jī)精確控制，便于算法及系統(tǒng)的更新和移植。同時(shí)，模擬誤差控制在7km/h之內(nèi)，完全符合ABS等控制器控制精度，滿足汽車動(dòng)力學(xué)控制仿真系統(tǒng)的性能指標(biāo)。4、本發(fā)明由于通訊網(wǎng)絡(luò)為車輛實(shí)際CAN總線，因此具有更好的兼容性，符合整車CAN通訊標(biāo)準(zhǔn)，便于汽車動(dòng)力學(xué)控制仿真系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通訊管理。通過(guò)內(nèi)部診斷模塊，輪速模擬系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)比對(duì)實(shí)際模擬輪速與上位機(jī)輸出的輪速數(shù)據(jù)信號(hào)差異，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部二次反饋調(diào)節(jié)控制，并經(jīng)由CAN總線向上位機(jī)發(fā)送診斷信息。本發(fā)明可以廣泛應(yīng)用于汽車動(dòng)力學(xué)控制仿真系統(tǒng)中。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本發(fā)明用于汽車動(dòng)力學(xué)控制仿真系統(tǒng)中的輪速模擬系統(tǒng)示意圖；
[0013]圖2是本發(fā)明用于汽車動(dòng)力學(xué)控制仿真系統(tǒng)中的輪速模擬方法流程示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0015]如圖1所示，本發(fā)明提出的用于汽車動(dòng)力學(xué)控制仿真系統(tǒng)的輪速模擬系統(tǒng)，包括輪速模擬系統(tǒng)控制器1、齒圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)器2、齒圈電機(jī)3、齒圈4、霍爾式輪速傳感器5和直流穩(wěn)壓電源6。其中，輪速模擬系統(tǒng)控制器1、齒圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)器2、齒圈電機(jī)3、齒圈4和霍爾式輪速傳感器5使用汽車動(dòng)力學(xué)控制仿真系統(tǒng)的輪速模擬運(yùn)行柜進(jìn)行安裝定位。齒圈電機(jī)3和齒圈4使用齒圈連接盤(pán)進(jìn)行連接。
[0016]輪速模擬系統(tǒng)控制器I通過(guò)CAN總線接收上位機(jī)傳輸至的由輪速數(shù)值信號(hào)和輪速方向信號(hào)構(gòu)成的輪速數(shù)據(jù)信號(hào)，并將接收到的輪速數(shù)值信號(hào)生成PWM方波信號(hào)后，輸出PWM方波信號(hào)和輪速方向信號(hào)。齒圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)器2接收輪速模擬系統(tǒng)控制器I發(fā)送的PWM方波信號(hào)及輪速方向信號(hào)，通過(guò)位置控制方式驅(qū)動(dòng)齒圈電機(jī)3精確模擬四輪獨(dú)立輪速。齒圈電機(jī)3帶動(dòng)齒圈4轉(zhuǎn)動(dòng)；霍爾式輪速傳感器5采集齒圈4的輪速信號(hào)，并將輪速信號(hào)傳輸至輪速模擬系統(tǒng)控制器I，為輪速模擬系統(tǒng)控制器I提供輪速信號(hào)，輪速模擬系統(tǒng)控制器I診斷實(shí)測(cè)輪速信號(hào)并將診斷信息經(jīng)CAN總線傳輸至上位機(jī)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)二次反饋控制；同時(shí)霍爾式輪速傳感器5將采集到的輪速信號(hào)傳輸至整車控制器ECU。直流穩(wěn)壓電源6為輪速模擬系統(tǒng)控制器I和齒圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)器2供電。其中，在齒圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)器2內(nèi)設(shè)置有PID調(diào)節(jié)模塊21，在齒圈電機(jī)3內(nèi)設(shè)置有絕對(duì)值編碼器31，齒圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)器2內(nèi)置PID調(diào)節(jié)模塊21結(jié)合齒圈電機(jī)3的絕對(duì)值編碼器31反饋信號(hào)進(jìn)行閉環(huán)控制，產(chǎn)生精確的輪速信號(hào)，保證產(chǎn)生的輪速有很好的跟隨性。
[0017]上述實(shí)施例中，輪速模擬系統(tǒng)控制器I包括供電模塊11、方波發(fā)生模塊12、通訊模塊13、診斷模塊14和主控模塊15。其中，供電模塊11通過(guò)對(duì)直流穩(wěn)壓電源6輸入的電壓進(jìn)行濾波，將輸入電壓轉(zhuǎn)換為輪速模擬系統(tǒng)控制器I的工作電壓，保證輪速模擬系統(tǒng)控制器I正常運(yùn)行。方波發(fā)生模塊12通過(guò)產(chǎn)生PWM方波，控制齒圈電機(jī)3的輪速。通訊模塊13通過(guò)CAN總線與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，接收上位機(jī)發(fā)送的輪速數(shù)據(jù)信號(hào)并將其傳輸給主控模塊15，同時(shí)，向上位機(jī)發(fā)送診斷模塊14生成的診斷信息等。診斷模塊14接收霍爾式輪速傳感器5發(fā)送的信號(hào)，并將信號(hào)進(jìn)行解析后對(duì)比上位機(jī)輸出的輪速數(shù)據(jù)信號(hào)，生成診斷信息，同時(shí)實(shí)現(xiàn)二次反饋控制。主控模塊15用于監(jiān)控方波發(fā)生模塊12、通訊模塊13和診斷模塊14的正常運(yùn)行，同時(shí)，綜合各種信號(hào)(如上位機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)、二次反饋控制數(shù)據(jù))，通過(guò)算法實(shí)現(xiàn)優(yōu)化控制。
[0018]上述各實(shí)施例中，主控模塊15采用英飛凌公司的汽車級(jí)XC2364型16位單片機(jī)芯片。該單片機(jī)芯片的CAPCOM模塊組成方波發(fā)生模塊11，首先，主控模塊15解析上位機(jī)發(fā)送的輪速數(shù)值信息，通過(guò)設(shè)置單片機(jī)內(nèi)部CAPCOM模塊，配置控制用PWM方波。其中，PWM方波的產(chǎn)生采用獨(dú)立內(nèi)置計(jì)時(shí)器單元提供基準(zhǔn)頻率，產(chǎn)生的方波頻率最高可達(dá)40MHz，精度為25ns，完全滿足控制需求。其次，主控模塊15解析上位機(jī)發(fā)送的輪速方向信息，通過(guò)單片機(jī)的通用1 口(輸入輸出口)向齒圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)器2發(fā)送輪速方向信號(hào)。最后，診斷模塊14接收霍爾式輪速傳感器5的實(shí)測(cè)輪速信號(hào)，經(jīng)解析后對(duì)比上位機(jī)輸出的輪速控制信號(hào)，經(jīng)通訊模塊13發(fā)送診斷信息，同時(shí)生成反饋控制數(shù)據(jù)發(fā)送給主控模塊15，最終實(shí)現(xiàn)二次反饋控制。
[0019]上述各實(shí)施例中，齒圈電機(jī)3米用無(wú)刷直流伺服電機(jī)，內(nèi)置15位絕對(duì)值編碼器31,可提供精確的位置反饋信息用于閉環(huán)控制。
[0020]上述各實(shí)施例中，齒圈4取自不同車型使用的實(shí)車齒圈，滿足對(duì)不同車型的模擬。
[0021]上述各實(shí)施例中，直流穩(wěn)壓電源6采用S400型直流穩(wěn)壓電源。
[0022]如圖2所示，本發(fā)明用于汽車動(dòng)力學(xué)控制仿真系統(tǒng)的輪速模擬方法，包括以下步驟:
[0023]I)在汽車動(dòng)力學(xué)控制仿真系統(tǒng)的上位機(jī)中進(jìn)行車輛選型及工況(包括傳感器失靈等工況)設(shè)定，上位機(jī)中控制器根據(jù)預(yù)置的控制算法實(shí)時(shí)計(jì)算四個(gè)車輪獨(dú)立輪速，并將計(jì)算所得數(shù)據(jù)發(fā)送到整車模擬CAN總線；
[0024]2)輪速模擬系統(tǒng)控制器I的通訊模塊13從整車模擬CAN總線接收上位機(jī)輪速數(shù)據(jù)信號(hào)，主控模塊15實(shí)時(shí)解析輪速數(shù)據(jù)，并結(jié)合診斷模塊14傳輸至主控模塊15內(nèi)的反饋控制數(shù)據(jù)，通過(guò)內(nèi)置算法計(jì)算控制用輪速信息并將其傳送給方波發(fā)生模塊12 ;方波發(fā)生模塊12獲得精確輪速數(shù)值信號(hào)及方向信號(hào)，通過(guò)設(shè)置兩個(gè)16位定時(shí)器(T0/T1，T7/T8)和一組(16個(gè))雙功能16位捕獲/比較寄存器(CCy)等寄存器，實(shí)現(xiàn)PWM方波的產(chǎn)生，將PWM方波通過(guò)單片機(jī)通用1 口發(fā)送到齒圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)器2，與此同時(shí)，主控模塊15向齒圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)器2發(fā)送車輪輪速方向信號(hào),實(shí)現(xiàn)車輪全工況模擬；
[0025]3)齒圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)器2接收PWM方波信號(hào)及輪速方向信號(hào)，并通過(guò)位置控制方式驅(qū)動(dòng)齒圈電機(jī)3 ;
[0026]4) 15位絕對(duì)值編碼器31向齒圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)器2反饋齒圈電機(jī)3的輪速信息；
[0027]5)齒圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)器2判斷齒圈電機(jī)3的輪速是否達(dá)到了預(yù)先設(shè)定的輪速，如果達(dá)到了，則進(jìn)入步驟6);如果沒(méi)有達(dá)到，則通過(guò)齒圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)器2內(nèi)置的PID調(diào)節(jié)模塊調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，進(jìn)入步驟4);從而帶動(dòng)實(shí)車齒圈4，實(shí)現(xiàn)對(duì)四個(gè)車輪獨(dú)立輪速的精確模擬；
[0028]6)實(shí)車用霍爾式輪速傳感器5對(duì)齒圈4輪速進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，并將測(cè)量的輪速信號(hào)發(fā)送給輪速模擬系統(tǒng)控制器I的診斷模塊14，診斷模塊14判斷齒圈4的輪速是否達(dá)到預(yù)先設(shè)定的輪速，如果達(dá)到了，則進(jìn)入步驟7);否則，診斷模塊14通過(guò)通訊模塊13向上位機(jī)發(fā)送相關(guān)診斷信息；診斷模塊14將接收到的輪速信號(hào)進(jìn)行解析后與上位機(jī)輸出的輪速數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，實(shí)現(xiàn)二次反饋，生成反饋控制數(shù)據(jù)，并將反饋控制數(shù)據(jù)傳輸至主控模塊15，進(jìn)入步驟2)；
[0029]7)霍爾式輪速傳感器5對(duì)齒圈4的輪速進(jìn)行測(cè)量，將得到的輪速信號(hào)發(fā)送給整車控制器ECU，使整車控制器ECU獲得真實(shí)的輪速信號(hào)。
[0030]上述各實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明，其中各個(gè)步驟都是可以有所變化的，凡是在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行的等同變換和改進(jìn)，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護(hù)范圍之外。
【權(quán)利要求】
1.一種用于汽車動(dòng)力學(xué)控制仿真系統(tǒng)中的輪速模擬方法，包括以下步驟: 1)設(shè)置一用于汽車動(dòng)力學(xué)控制仿真系統(tǒng)中的輪速模擬，其包括輪速模擬系統(tǒng)控制器、齒圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、齒圈電機(jī)、齒圈、霍爾式輪速傳感器和直流穩(wěn)壓電源；所述輪速模擬系統(tǒng)控制器、齒圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、齒圈電機(jī)、齒圈和霍爾式輪速傳感器使用汽車動(dòng)力學(xué)控制仿真系統(tǒng)的輪速模擬運(yùn)行柜進(jìn)行安裝定位；所述齒圈電機(jī)和齒圈使用齒圈連接盤(pán)進(jìn)行連接；所述直流穩(wěn)壓電源為所述輪速模擬系統(tǒng)控制器和齒圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)器供電； 2)在汽車動(dòng)力學(xué)控制仿真系統(tǒng)的上位機(jī)中進(jìn)行車輛選型及工況設(shè)定，上位機(jī)控制器根據(jù)預(yù)置的控制算法實(shí)時(shí)計(jì)算四個(gè)車輪獨(dú)立輪速，并將計(jì)算所得數(shù)據(jù)發(fā)送到整車模擬CAN總線.3)輪速模擬系統(tǒng)控制器的通訊模塊從整車模擬CAN總線接收上位機(jī)輪速數(shù)據(jù)信號(hào)，主控模塊實(shí)時(shí)解析輪速數(shù)據(jù)，并結(jié)合診斷模塊傳輸至主控模塊內(nèi)的反饋控制數(shù)據(jù)，通過(guò)內(nèi)置算法計(jì)算控制用輪速信息并將其傳送給方波發(fā)生模塊；方波發(fā)生模塊獲得精確輪速數(shù)值信號(hào)及方向信號(hào)，通過(guò)設(shè)置兩個(gè)16位定時(shí)器和一組雙功能16位捕獲/比較寄存器產(chǎn)生PWM方波信號(hào)，將PWM方波信號(hào)通過(guò)單片機(jī)通用1 口發(fā)送到齒圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，同時(shí)，主控模塊向齒圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)器發(fā)送車輪輪速方向信號(hào)，實(shí)現(xiàn)車輪全工況模擬； 4)齒圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)器接收PWM方波信號(hào)及輪速方向信號(hào)，并通過(guò)位置控制方式驅(qū)動(dòng)齒圈電機(jī)； 5)15位絕對(duì)值編碼器向齒圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)器反饋齒圈電機(jī)的輪速信息； 6)齒圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)器判斷齒圈電機(jī)的輪速是否達(dá)到了預(yù)先設(shè)定的輪速，如果達(dá)到了，則進(jìn)入步驟7);如果沒(méi)有達(dá)到，則通過(guò)齒圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)器內(nèi)置的PID調(diào)節(jié)模塊調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，進(jìn)入步驟5);帶動(dòng)實(shí)車齒圈，實(shí)現(xiàn)對(duì)四個(gè)車輪獨(dú)立輪速的精確模擬； 7)實(shí)車用霍爾式輪速傳感器對(duì)齒圈輪速進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，并將測(cè)量的輪速信號(hào)發(fā)送給輪速模擬系統(tǒng)控制器的診斷模塊，診斷模塊判斷齒圈的輪速是否達(dá)到預(yù)先設(shè)定的輪速，如果達(dá)到了，則進(jìn)入步驟8);否則，診斷模塊通過(guò)通訊模塊向上位機(jī)發(fā)送相關(guān)診斷信息；診斷模塊將接收到的輪速信號(hào)進(jìn)行解析后與上位機(jī)輸出的輪速數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，實(shí)現(xiàn)二次反饋，生成反饋控制數(shù)據(jù)，并將反饋控制數(shù)據(jù)傳輸至主控模塊，進(jìn)入步驟3)； 8)霍爾式輪速傳感器對(duì)齒圈的輪速進(jìn)行測(cè)量，將得到的輪速信號(hào)發(fā)送給整車控制器E⑶，使整車控制器E⑶獲得真實(shí)的輪速信號(hào)。
2.實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1所述用于汽車動(dòng)力學(xué)控制仿真系統(tǒng)中的輪速模擬方法的輪速模擬系統(tǒng)，其特征在于:它包括輪速模擬系統(tǒng)控制器、齒圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、齒圈電機(jī)、齒圈、霍爾式輪速傳感器和直流穩(wěn)壓電源；所述輪速模擬系統(tǒng)控制器通過(guò)CAN總線接收上位機(jī)傳輸至的由輪速數(shù)值信號(hào)和輪速方向信號(hào)構(gòu)成的輪速數(shù)據(jù)信號(hào)，并將接收到的輪速數(shù)值信號(hào)生成PWM方波信號(hào)后,輸出PWM方波信號(hào)和轉(zhuǎn)速方向信號(hào)；所述齒圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)器接收所述輪速模擬系統(tǒng)控制器發(fā)送的PWM方波信號(hào)及輪速方向信號(hào)，通過(guò)位置控制方式驅(qū)動(dòng)所述齒圈電機(jī)模擬四輪獨(dú)立輪速；所述齒圈電機(jī)帶動(dòng)所述齒圈轉(zhuǎn)動(dòng)；所述霍爾式輪速傳感器采集所述齒圈的輪速信號(hào)，并將該輪速信號(hào)傳輸至所述輪速模擬系統(tǒng)控制器，為所述輪速模擬系統(tǒng)控制器提供輪速信號(hào)，所述輪速模擬系統(tǒng)控制器診斷實(shí)測(cè)輪速信號(hào)并將診斷信息經(jīng)CAN總線傳輸至上位機(jī)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)二次反饋控制；所述霍爾式輪速傳感器將采集到的輪速信號(hào)還傳輸至整車控制器ECU;所述直流穩(wěn)壓電源為所述輪速模擬系統(tǒng)控制器和齒圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)器供電。
3.如權(quán)利要求2所述的用于汽車動(dòng)力學(xué)控制仿真系統(tǒng)中的輪速模擬系統(tǒng)，其特征在于:所述齒圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)器內(nèi)設(shè)置有PID調(diào)節(jié)模塊，所述齒圈電機(jī)內(nèi)設(shè)置有絕對(duì)值編碼器，所述齒圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)器內(nèi)置PID調(diào)節(jié)模塊結(jié)合所述齒圈電機(jī)的絕對(duì)值編碼器反饋信號(hào)進(jìn)行閉環(huán)控制。
4.如權(quán)利要求2所述的用于汽車動(dòng)力學(xué)控制仿真系統(tǒng)中的輪速模擬系統(tǒng)，其特征在于:所述輪速模擬系統(tǒng)控制器采用英飛凌公司的汽車級(jí)XC2364型16位單片機(jī)芯片。
5.如權(quán)利要求3所述的用于汽車動(dòng)力學(xué)控制仿真系統(tǒng)中的輪速模擬系統(tǒng)，其特征在于:所述輪速模擬系統(tǒng)控制器采用英飛凌公司的汽車級(jí)XC2364型16位單片機(jī)芯片。
6.如權(quán)利要求2或3或4或5所述的用于汽車動(dòng)力學(xué)控制仿真系統(tǒng)中的輪速模擬系統(tǒng)，其特征在于:所述齒圈電機(jī)采用無(wú)刷直流伺服電機(jī)，內(nèi)置15位絕對(duì)值編碼器。
7.如權(quán)利要求2或3或4或5所述的用于汽車動(dòng)力學(xué)控制仿真系統(tǒng)中的輪速模擬系統(tǒng)，其特征在于:所述齒圈為取自各種車型使用的實(shí)車齒圈。
8.如權(quán)利要求6所述的用于汽車動(dòng)力學(xué)控制仿真系統(tǒng)中的輪速模擬系統(tǒng)，其特征在于:所述齒圈為取自各種車型使用的實(shí)車齒圈。
9.如權(quán)利要求2或3或4或5或8所述的用于汽車動(dòng)力學(xué)控制仿真系統(tǒng)中的輪速模擬系統(tǒng)，其特征在于:所述直流穩(wěn)壓電源采用S400型直流穩(wěn)壓電源。
10.如權(quán)利要求6所述的用于汽車動(dòng)力學(xué)控制仿真系統(tǒng)中的輪速模擬系統(tǒng)，其特征在于:所述直流穩(wěn)壓電源采用S400型直流穩(wěn)壓電源。
【文檔編號(hào)】G05B17/02GK104360604SQ201410662609
【公開(kāi)日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月19日
【發(fā)明者】李亮, 劉力福, 冉旭, 趙洵, 李晨風(fēng) 申請(qǐng)人:清華大學(xué)