一种基于Modelica的无人驾驶汽车VCU控制系统的模型库构建方法技术方案

本申请公开了一种基于Modelica的无人驾驶汽车VCU控制系统的模型库构建方法，该方法包括：确定无人驾驶汽车的车辆整车参数以及对应的VCU控制系统的整车控制原理图，并对VCU控制系统的功能需求进行划分，确定功能模块；确定不同行驶状态下输入信号与实际输出控制信号之间的对应关系，并根据对应关系和预设的电信号接口模块，建立逻辑判断模块；根据VCU控制系统的功能需求建立信号接口，将信号接口与逻辑判断模块进行连接，建立功能模块的功能模块模型；根据整车控制原理图，依次连接功能模块模型并进行闭环仿真测试，以调整功能模块模型。通过本申请中的技术方案，解决了相关技术中VCU控制系统建模中出现整车基本参数配置不全以及整车接口功能缺失的问题。全以及整车接口功能缺失的问题。全以及整车接口功能缺失的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于Modelica的无人驾驶汽车VCU控制系统的模型库构建方法


[0001]本申请涉及车辆仿真建模的
，具体而言，涉及一种基于Modelica的无人驾驶汽车VCU控制系统的模型库构建方法。

技术介绍

[0002]仿真技术是一门多领域应用的通用技术，通过计算机系统与物理设备的结合，极大的提高了各类生产研发工作的效率，具有专业性强，范围广，综合性大的特点。而作为仿真技术的基础，建模技术与建模方法很大程度上影响了仿真技术的发展，从模型建立到结果验证到模型应用，各类模型的交互与重用更加关键，建模在仿真技术中占据的地位越来越大。
[0003]而现有技术中，基于目前常用的无人驾驶汽车整车控制单元(Vehicle control unit，VCU)控制系统仿真建模方式,无人驾驶汽车VCU控制系统基础模型的交互性和重用性没有得到重视；并且，模型的类别归属不明确，导致目前的无人驾驶汽车VCU控制系统仿真建模效率较低、覆盖面较少，从建模到验证花费了较多时间。
[0004]另外，对于VCU控制系统的功能定义不明确，功能管理方式繁杂不清晰，对于VCU控制系统功能的新增和删减在实际建模中完成难度较大，经常出现接口遗漏、参数不全等问题，导致实车运行报错问题较多，极大的影响了VCU控制系统的建模效率。

技术实现思路

[0005]本申请的目的在于：通过定义无人驾驶汽车VCU控制系统功能，分解整个VCU控制系统的模型,以解决相关技术中VCU控制系统建模中出现整车基本参数配置不全以及整车接口功能缺失的问题，保证VCU控制系统建模精度，提供模型的可重用性。
[0006]本申请的技术方案是：提供了一种基于Modelica的无人驾驶汽车VCU控制系统的模型库构建方法，该方法包括：步骤1，确定无人驾驶汽车的车辆整车参数以及对应的VCU控制系统的整车控制原理图，并根据整车控制原理图，对VCU控制系统的功能需求进行划分，确定功能模块；步骤2，确定无人驾驶汽车不同行驶状态下输入信号与实际输出控制信号之间的对应关系，并根据对应关系和预设的电信号接口模块，对基础判断模块进行组合，建立逻辑判断模块，其中，输入信号为车辆传感器采集到的输入至VCU控制系统的信号，实际输出控制信号为不同行驶状态之间进行切换的实际控制信号；步骤3，根据VCU控制系统的功能需求建立信号接口，将信号接口与对应的逻辑判断模块进行连接，建立功能模块的功能模块模型；步骤4，根据整车控制原理图，依次连接功能模块模型并进行闭环仿真测试，获取实际车辆状态控制结果，并将实际车辆状态控制结果与预期结果进行对比，以调整功能模块模型。
[0007]上述任一项技术方案中，进一步地，步骤1具体包括：步骤11，确定车辆整车参数，其中，车辆整车参数至少包括车辆性能参数和车辆动力参数；步骤12，根据车辆整车参数，
确定VCU控制系统的整车控制原理图；步骤13，根据整车控制原理图，确定VCU控制系统的信号接口需求；步骤14，根据信号接口需求以及整车控制原理图，对VCU控制系统的功能需求进行划分，确定功能模块。
[0008]上述任一项技术方案中，进一步地，功能模块至少包括：电机控制器模块、能量管理模块、车辆指令模块、状态机模块、继电器管理模块以及系统控制监控模块。
[0009]上述任一项技术方案中，进一步地，步骤3中，状态机模块的功能模块模型建模过程，具体包括：步骤301，定义状态机模块的上层状态以及上层状态包括的底层状态，定义状态机模块需要的输入输出信号接口数量，并根据预设的电信号接口模块一一建立底层状态对应的只有输入输出信号接口的空状态模块，其中，上层状态至少包括初始状态、中间状态、终止状态；步骤302，将对应的逻辑判断模块添加至空状态模块中，并依次将空状态模块的接口与逻辑判断模块相连，建立底层状态的模型；步骤303，将相应的底层状态的模型按照初始状态、终止状态及相应的底层状态进行分类，并通过预设的电信号接口模块进行连接，生成初始状态的模型以及终止状态的模型；步骤304，将相应的逻辑判断模块以及底层状态的模型，按照车辆状态变化的触发事件需求进行添加，生成中间状态的模型；步骤305，将初始状态的模型、终止状态的模型以及中间状态的模型，通过相应的预设的电信号接口模块进行连接，生成状态机模块的功能模块模型。
[0010]上述任一项技术方案中，进一步地，步骤3中，能量管理模块的功能模块模型建模过程，具体包括：步骤311，用预设的电信号接口模块作为输入输出接口，建立一个空白的能量管理模块和一个空白的能量分配策略逻辑控制模块；步骤312，基于修正的安时积分法建立电池SOC的估算模块，并通过模糊逻辑控制方法，按各个输出接口的需求，建立能量分配模块；步骤313，将SOC估算模块和能量分配模块填充到空白的能量分配策略逻辑控制模块中，并连接好对应信号接口，生成整车能量分配策略模块；步骤314，将对应的逻辑模型添加到空白的能量管理模块的输入接口与整车能量分配策略模块中间，建立完整的能量管理模块。
[0011]本申请的有益效果是：
[0012]本申请中的技术方案通过基于Modelica软件建立的逻辑判断模块和提前定义好的整车控制功能需求、车辆整车参数，将VCU控制系统不同控制功能的实现进行剥离，并用相应的信号接口进行连接，减小整车VCU控制系统的建模过程中出现接口数量、功能遗漏或缺失的可能，解决了通道数量不对等、整车基本参数配置不全的问题，大大增加模型的精度，并且对VCU控制系统进行分层次的建模，还能大大提高模型闭环测试的迭代效果，提高模型互操作性和可重用性。
附图说明
[0013]本申请的上述和/或附加方面的优点在结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0014]图1是根据本申请的一个实施例的基于Modelica的无人驾驶汽车VCU控制系统的模型库构建方法的示意流程图；
[0015]图2是根据本申请的一个实施例的VCU控制系统的示意图；
[0016]图3是根据本申请的一个实施例的状态机建模的示意图；
[0017]图4是根据本申请的一个实施例的VCU控制系统建模的示意图。
具体实施方式
[0018]为了能够更清楚地理解本申请的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本申请进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互结合。
[0019]在下面的描述中，阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
[0020]如图1所示，本实施例提供了一种基于Modelica的无人驾驶汽车VCU控制系统的模型库构建方法，包括：
[0021]步骤1，确定无人驾驶汽车的车辆整车参数以及对应的VCU控制系统的整车控制原理图，并根据整车控制原理图，对VCU控制系统的功能需求进行划分，确定功能模块；
[0022]进一步的，步骤1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于Modelica的无人驾驶汽车VCU控制系统的模型库构建方法，其特征在于，该方法包括：步骤1，确定无人驾驶汽车的车辆整车参数以及对应的VCU控制系统的整车控制原理图，并根据所述整车控制原理图，对VCU控制系统的功能需求进行划分，确定功能模块；步骤2，确定所述无人驾驶汽车不同行驶状态下输入信号与实际输出控制信号之间的对应关系，并根据所述对应关系和预设的电信号接口模块，对基础判断模块进行组合，建立逻辑判断模块，其中，所述输入信号为车辆传感器采集到的输入至所述VCU控制系统的信号，所述实际输出控制信号为不同行驶状态之间进行切换的实际控制信号；步骤3，根据所述VCU控制系统的功能需求建立信号接口，将所述信号接口与对应的逻辑判断模块进行连接，建立所述功能模块的功能模块模型；步骤4，根据所述整车控制原理图，依次连接所述功能模块模型并进行闭环仿真测试，获取实际车辆状态控制结果，并将所述实际车辆状态控制结果与预期结果进行对比，以调整所述功能模块模型。2.如权利要求1所述的基于Modelica的无人驾驶汽车VCU控制系统的模型库构建方法，其特征在于，所述步骤1具体包括：步骤11，确定所述车辆整车参数，其中，所述车辆整车参数至少包括车辆性能参数和车辆动力参数；步骤12，根据所述车辆整车参数，确定所述VCU控制系统的整车控制原理图；步骤13，根据所述整车控制原理图，确定所述VCU控制系统的信号接口需求；步骤14，根据所述信号接口需求以及所述整车控制原理图，对所述VCU控制系统的功能需求进行划分，确定所述功能模块。3.如权利要求1所述的基于Modelica的无人驾驶汽车VCU控制系统的模型库构建方法，其特征在于，所述功能模块至少包括：电机控制器模块、能量管理模块、车辆指令模块、状态机模块、继电器管理模块以及系统控制监控模块。4.如权利要求3所述的基于Modelica的无人驾驶汽车VCU...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍铮，陈少伟，
申请(专利权)人：湖南湖大艾盛汽车技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：