基于PXI和cRIO的ESP硬件在環(huán)仿真平臺的構(gòu)建

　　上位機監(jiān)控軟件主要分為兩個部分：仿真過程監(jiān)控和查看仿真數(shù)據(jù)。仿真過程監(jiān)控包括參數(shù)調(diào)用、仿真控制、參數(shù)實時監(jiān)控、仿真過程中駕駛員輸入等功能，并且可以對仿真模式、換檔策略、仿真時間等進行配置，方便靈活地實現(xiàn)各種情況的仿真。

　　查看仿真數(shù)據(jù)部分，可以觀察對比仿真數(shù)據(jù)，仿真過程中車輛運動回放、數(shù)據(jù)保存和調(diào)用情況。仿真過程控制界面如圖3所示。

　　圖3 仿真界面

　　其中，圖3(b)中可以觀察仿真過程中70個參數(shù)的變化曲線?？梢员４婧驼{(diào)用仿真數(shù)據(jù)，可以通過點擊右下方的“仿真回放”按鍵，圖像化顯示車輛運行軌跡。 圖3(c)中，可以將記錄下的轉(zhuǎn)向角信息在仿真過程中按照實際的時間間隔輸入給系統(tǒng)，仿真可以得到車輛的響應(yīng)情況。

　　下位機仿真軟件

　　下位機運行整車模型，采用了15自由度整車模型。這15個自由度分別為：車輛縱向、橫向、垂向的平動和轉(zhuǎn)動這6個自由度，四個車輪的轉(zhuǎn)動和垂向平動8個自由度，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的1個自由度。

　　在仿真過程中，下位機以1ms為周期通過數(shù)據(jù)采集卡采集主缸和4個輪缸的壓力信號，從而計算車輛受力，得到車輛運動狀態(tài)。并將狀態(tài)參數(shù)通過數(shù)據(jù)采集卡輸出給控制器。同時下位機將車輛運動狀態(tài)參數(shù)以10ms為周期將數(shù)據(jù)保存在下位機內(nèi)存中，仿真結(jié)束后上傳到上位機。并且下位機以10ms為周期不斷檢測上位機所發(fā)出的控制信號，比如轉(zhuǎn)向信號、換檔信號、油門信號等。這種并行結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)，使得復(fù)雜的功能得以方便地實現(xiàn)。
控制器軟件

　　控制器上運行的為ESP控制算法?？刂破魍ㄟ^接收各種傳感器的信號，判斷車輛狀態(tài)是否為危險工況，如果檢測到危險，就會輸出控制指令給執(zhí)行器，通過電機和電磁閥的動作來對制動系統(tǒng)進行主動干預(yù)，同時通過CAN通信發(fā)指令給發(fā)動機管理系統(tǒng)，控制車輛驅(qū)動，從而化解危機?？紤]試驗臺的兼容性，控制器部分可以采用NI cRIO作為控制器，并采用第一代ESP控制器(主控芯片為C167)，也可以采用第二代ESP控制器(主控芯片為XC164)。

　　仿真結(jié)果

　　將仿真結(jié)果與實車試驗結(jié)果相對比，兩者吻合程度很好，說明該硬件在環(huán)仿真平臺能有效地對車輛運動狀態(tài)進行仿真。該仿真平臺的搭建可以加速ESP控制算法的開發(fā)。

　　圖4為在某種參數(shù)下測試ABS功能的一組輪速數(shù)據(jù)，和實車試驗結(jié)果很類似，說明仿真平臺精度很高。

　　圖4 某種參數(shù)下測試AVS功能的一組輪速數(shù)據(jù)

　　結(jié)論

　　本文基于PXI和cRIO搭建了ESP硬件在環(huán)仿真平臺。平臺可以將控制器放在仿真回路中，方便對控制器中的算法進行測試。仿真試驗臺的搭建提高了ESP控制算法的開發(fā)速度。