一种AFS控制器的硬件在环仿真系统技术方案

本发明专利技术公开了一种AFS控制器的硬件在环仿真系统，包括方向盘转角信号采集子系统、通讯及传感器信号复现子系统、车辆动力学仿真子系统、左右前照灯子系统，所述方向盘转角信号采集子系统用于采集驾驶员转动方向盘的信号；所述通讯及传感器信号复现子系统用于接收方向盘转角信号并将信号发送给车辆动力学仿真子系统、接收及转化车辆动力学仿真子系统计算数据至AFS控制器；所述车辆动力学仿真子系统用于计算车辆行驶信息；所述左右前照灯子系统用于接收和执行AFS控制器控制指令。本发明专利技术可对汽车AFS控制器进行各种测试，解决了在汽车AFS控制器开发后期通过实车安装进行试验时危险系数高、花费高、周期长、重复性差的问题。

A hardware in loop simulation system for AFS controller

The invention discloses a hardware in the loop simulation system of a AFS controller, including steering wheel angle sensor signal acquisition and communication subsystem, signal reproducing system, vehicle dynamics simulation subsystem, left headlight subsystem, the steering wheel angle signal acquisition subsystem is used to signal the driver turns the steering wheel; the the communication and sensor signal reproducing subsystem for receiving the steering wheel angle and send signals to the vehicle dynamics simulation subsystem, receiving and transforming the vehicle dynamics simulation system to calculate the data to the AFS controller; the vehicle dynamics simulation system for the calculation of vehicle information; the left headlight subsystem for receiving and execution the AFS controller control instruction. The invention can carry out various tests on the automobile AFS controller, and solves the problems of high risk coefficient, high cost, long cycle and poor repeatability when the vehicle is installed in the automobile development of the AFS controller at the latter stage of the test.

【技术实现步骤摘要】
一种AFS控制器的硬件在环仿真系统
本专利技术涉及一种用于汽车零部件开发测试的硬件在环仿真系统(hardwareintheLoopsimuLation),特别是涉及一种AFS(AdaptiveFront-LightingSystem，自适应前照灯系统)控制器的硬件在环仿真系统。
技术介绍
随着社会不断发展，人们对现代汽车的安全、环保、节能以及舒适度不断提出高要求，而汽车前照灯系统是汽车整个体系中不可或缺的一部分，故而前照灯的智能化控制迫切需要。传统的前照灯照射角度固定，在转弯工况时无法给弯道内侧的区域提供照明，导致驾驶员对弯道上的障碍发现不及时，影响行车安全；此外，在汽车上下坡时前照灯无法提供充足的照明，给夜间行车带来了不便和交通隐患，极大地威胁了驾驶员的夜间行车安全。自适应前照灯系统(AdaptiveFront-LightingSystem，简称AFS)，可以根据汽车行驶状态信息和前方道路环境信息，自动调整光型与照射区域，进而改善前方道路的照明条件，增强夜间驾驶的安全性，是目前道路交通安全和汽车主动安全设计领域的重点研究方向之一。AFS控制器作为AFS的核心，对AFS性能有重要的影响。AFS控制器从系统架构设计,单个功能的开发、测试,到软件集成、系统测试和标定,需要一个长期的过程。在其软件开发流程中,通常采取概念设计—建模与仿真—代码生成—软件集成—测试的做法。整个开发过程忽略了一些实际因素的影响(例如车灯转动的滞后性)，增加了对AFS控制效果的不确定性，因此在对AFS控制器批产之前,对于软件及硬件的测试是必不可少的。目前这种测试一般是实际车辆装配控制器后进行道路试验从而延长了整个开发周期，提高了开发成本，加大了开发测试的难度，而且测试重复性差。此外对于有些极限测试工况由于较为危险，因此难以进行测试。目前未有自适应前照灯硬件在环仿真实验系统的相关专利。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述现象，本专利技术提供了一种AFS控制器的硬件在环仿真系统,该系统不仅能较好地模拟真实车辆对AFS控制器进行测试，而且可以对AFS控制器进行批量生产前的硬件、软件测试。本专利技术为解决其技术问题所采用的技术方案是：一种AFS控制器的硬件在环仿真系统，包括有方向盘转角信号采集子系统、通讯及传感器信号复现子系统、车辆动力学仿真子系统、左右前照灯子系统，所述方向盘转角信号采集子系统用于采集驾驶员转动方向盘的信号；所述通讯及传感器信号复现子系统与方向盘转角信号采集子系统相连，与车辆动力学仿真子系统相连，以及与左右前照灯子系统相连，用于接收方向盘转角信号，并将方向盘转角信号发送给车辆动力学仿真子系统，并接收车辆动力学仿真子系统计算数据，并将计算数据转化为传感器信号发送给AFS控制器；所述车辆动力学仿真子系统用于计算车辆在某方向盘转角下的车辆行驶信息，并以动画的形式表现；所述左右前照灯子系统用于接收和执行AFS控制器控制指令。进一步地，所述方向盘转角信号采集子系统包括方向盘模块、方向盘转角信号采集模块，所述方向盘模块用以将驾驶员转动方向盘的转角转换为模拟量信号反映方向盘转动状况；所述方向盘转角信号采集模块用于采集方向盘模块产生的转角信号，并进行模数转换，并通过RS232串口通讯发送给通讯及传感器信号复现子系统2。所述方向盘转角信号采集模块采用单片机开发，进一步地，所述通讯及传感器信号复现子系统包括方向盘转角信号采集系统通讯模块、车辆动力学仿真系统通讯模块、传感器信号复现模块，所述方向盘转角信号采集系统通讯模块用于所述方向盘转角信号采集系统通讯模块通过串口接收方向盘转角信号采集模块发送的方向盘转角信号，并将其发送给车辆动力学仿真系统通讯模块；所述车辆动力学仿真系统通讯模块用于接收方向盘转角信号采集模块发送的方向盘转角信号，并将车辆在某方向盘转角下的行驶信息发送给传感器信号复现模块，所述传感器信号复现模块用于接收车辆动力学仿真系统通讯模块22发送的车辆行驶信息，并将其转化为模拟量信号发送给AFS控制器4。所述通讯及传感器信号复现子系统中各模块采用Labview软件编写。进一步地，所述车辆动力学仿真子系统包括驾驶员模块、道路模块、整车模块，所述驾驶员模块用于根据道路工况信息，对整车模块进行加速，换挡、自动、转向操作；所述道路模块用于输入道路工况信息；所述整车模块用于计算车辆当前行驶状态数据。进一步地，所述整车模块包括发动机子模块、传动系子模块、轮胎子模块、底盘子模块，所述发动机子模块用于计算发动机的输出转矩，输出转速；所述传动系子模块用于计算车速；所述轮胎子模块用于计算行驶阻力；所述底盘子模块用于计算方向盘转角、车身俯仰角、以及车身的横摆角速度。所述车辆动力学仿真子系统中各模块采用汽车动力学模拟软件中相应模块搭建。进一步地，所述左右前照灯子系统包括左右前照灯照明模块、左右前照灯水平驱动模块、左右前照灯俯仰驱动模块、左右前照灯水平位移反馈模块、左右前照灯俯仰位移反馈模块，所述左右前照灯照明模块用于打出光型；所述左右前照灯水平驱动模块用于驱动左右前照灯水平摆动；所述左右前照灯俯仰驱动模块用于驱动左右前照灯俯仰摆动；所述左右前照灯水平位移反馈模块，采用激光位移传感器，用于反馈左右前照灯水平摆动位移；所述左右前照灯俯仰位移反馈模块，采用直线位移传感器，用于反馈左右前照灯俯仰摆动位移。相比现有技术，本专利技术的优点在于：本专利技术可以真实地模拟驾驶员—车辆—AFS三者交互控制及反馈,从而可对汽车AFS控制器进行各种测试，解决了在汽车AFS控制器开发后期通过实车安装进行试验时危险系数高、花费高、周期长、重复性差的问题。附图说明图1是本专利技术一种汽车AFS控制器的硬件在环仿真系统的结构示意图。图2是图1中方向盘转角采集子系的结构示意图。图3是图1中通讯及传感器信号复现子系统的结构示意图。图4是图1中车辆动力学仿真子系统的结构示意图。图5是图4中整车模型的结构示意图。图6是图1中左右前照灯子系统的结构示意图。图7是本专利技术AFS控制器的硬件在环仿真系统的工作原理示意图。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术的目的作进一步详细地描述，实施例不能在此一一赘述，但本专利技术的实施方式并不因此限定于以下实施例。请参阅图1,一种AFS控制器的硬件在环仿真系统，包括方向盘转角信号采集子系统1、车辆动力学仿真子系统3、通讯与传感器信号复现子系统2，以及执行AFS控制器控制指令的左右前照灯子系统5。所述方向盘转角信号采集子系统1用来采集驾驶员转动方向盘的转角信号。所述通讯及传感器信号复现子系统2用于接收方向盘转角采集子系统1发送的方向盘转角信号，并将其发送给车辆动力学仿真子系统3，并接收车辆动力学仿真子系统3计算数据，并将计算数据转化为传感器信号发送给AFS控制器4。所述车辆动力学仿真子系统3用于计算车辆在某方向盘转角下的车辆行驶信息，并以动画的形式表现。所述AFS控制器4为待测的实际硬件产品。所述左右前照灯子系统5用于接收和执行AFS控制器4控制指令。请参阅图2，所述方向盘转角采集子系统1包括方向盘模块11和方向盘转角信号采集模块12。所述方向盘模块11为采用光电数字式转角传感器，能精确测量转动角度，用以将驾驶员转动方向盘的转角转换为模拟量信号反映方向盘转动状况。所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种AFS控制器的硬件在环仿真系统，包括有方向盘转角信号采集子系统、通讯及传感器信号复现子系统、车辆动力学仿真子系统、左右前照灯子系统、其特征在于：所述方向盘转角信号采集子系统用于采集驾驶员转动方向盘的信号；所述通讯及传感器信号复现子系统与方向盘转角信号采集子系统相连，与车辆动力学仿真子系统相连，以及与左右前照灯子系统相连，用于接收方向盘转角信号，并将方向盘转角信号发送给车辆动力学仿真子系统，并接收车辆动力学仿真子系统计算数据，并将计算数据转化为传感器信号发送给AFS控制器；所述车辆动力学仿真子系统用于计算车辆在某方向盘转角下的车辆行驶信息，并以动画的形式表现；所述左右前照灯子系统用于接收和执行AFS控制器控制指令。

【技术特征摘要】
1.一种AFS控制器的硬件在环仿真系统，包括有方向盘转角信号采集子系统、通讯及传感器信号复现子系统、车辆动力学仿真子系统、左右前照灯子系统、其特征在于：所述方向盘转角信号采集子系统用于采集驾驶员转动方向盘的信号；所述通讯及传感器信号复现子系统与方向盘转角信号采集子系统相连，与车辆动力学仿真子系统相连，以及与左右前照灯子系统相连，用于接收方向盘转角信号，并将方向盘转角信号发送给车辆动力学仿真子系统，并接收车辆动力学仿真子系统计算数据，并将计算数据转化为传感器信号发送给AFS控制器；所述车辆动力学仿真子系统用于计算车辆在某方向盘转角下的车辆行驶信息，并以动画的形式表现；所述左右前照灯子系统用于接收和执行AFS控制器控制指令。2.根据权利要求1所述的一种AFS控制器的硬件在环仿真系统，其特征在于：所述方向盘转角信号采集子系统包括方向盘模块、方向盘转角信号采集模块；所述方向盘模块用以将驾驶员转动方向盘的转角转换为模拟量信号反映方向盘转动状况；所述方向盘转角信号采集模块用于采集方向盘模块产生的转角信号，并进行模数转换，并通过RS232串口通讯发送给通讯及传感器信号复现子系统2。3.根据权利要求1所述的一种AFS控制器的硬件在环仿真系统，其特征在于：所述通讯及传感器信号复现子系统包括方向盘转角信号采集系统通讯模块、车辆动力学仿真系统通讯模块、传感器信号复现模块，所述方向盘转角信号采集系统通讯模块用于所述方向盘转角信号采集系统通讯模块通过串口接收方向盘转角信号采集模块发送的方向盘转角信号，并将其发送给车辆动力学仿真系统通讯模块；所述车辆动力学仿真系统通讯模块用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：李礼夫，龚定旺，张忠波，侯俊伟，杨明俊，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44