一种用于车辆的实时仿真设备制造技术

一种用于车辆的实时仿真设备，所述实时仿真设备通过Ｉ／Ｏ接口与待测的车辆电子控制系统相连接，并通过通信接口与至少一个人机接口设备相连接，该实时仿真设备包括：至少一个执行简单仿真方案的第一ＣＰＵ处理单元、一个执行复杂仿真方案的第二ＣＰＵ处理单元以及至少一个用于存储不同仿真方案的存储器；所述存储器存储一个复杂仿真方案和一个简化仿真方案。上述用于车辆的实时仿真设备可以在通过相对简单的结构实现对待测试的车辆的汽车电子控制系统进行实时的仿真测试，其结果精确，能够确保一定的实时性。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

一种用于车辆的实时仿真设备
本技术涉及一种用于车辆的实时仿真设备，该仿真设备可以对车辆的诸如 发动机控制器、ABS或者ESP等电子控制系统进行实时的仿真测试。
技术介绍
典型的汽车电子控制系统，例如汽车电子控制器(ECU)等，是一种广泛应用于 汽车领域的电子控制装置，该装置通过测量汽车各部件的运行状态，对汽车进行调节和 校准。在研制和开发汽车电子控制器(ECU)的时候，广泛采用了如下的开发流程和/ 或开发方式在功能设计和开发阶段，借助于数学建模工具(Matlab/Simulink)抽象出汽 车电子控制器及其控制对象的数学模型，通过仿真的方式对设计进行验证。然后在快速控制原型(RCP)阶段，将前一个阶段抽象出来的汽车电子控制器模 型借助于代码生成器转换成一个可执行程序，该可执行程序在一个硬件平台上运行，该 硬件平台可以通过相应的I/O接口与实际控制对象相互作用。如果控制效果是满意的， 则由代码生成器将抽象出来的汽车电子控制器模型生成批量电子控制器硬件可执行的代 码。在批量汽车电子控制器与实际控制对象一起使用之前，需要进行详细的测试，通常 使用硬件在回路测试(Hardware-:tn-The-Loop，简称HIL测试)。在HIL测试中，批量汽车电子控制器与测试装置相连接，在测试装置上借助车 辆模型对被测电子控制器的功能进行仿真，车辆模型的状态通过传感器模拟传递给电子 控制器，同时采集电子控制器的输出，从而实现电子控制器和测试装置的交互联系。但是，上述现有的用于车辆的仿真设备很难做到实时仿真的效果，这是因为现 有的车辆外围设备极其庞大，数据模型非常复杂，难以做到仿真结果的实时性。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种用于车辆的实时仿真设备，以减少或 避免前面所提到的问题。为解决上述技术问题，本技术提出了一种用于车辆的实时仿真设备，所述 实时仿真设备通过I/O接口与待测的车辆电子控制系统相连接，并通过通信接口与至少 一个人机接口设备相连接，该实时仿真设备包括至少一个执行简单仿真方案的第一 CPU处理单元、一个执行复杂仿真方案的第二 CPU处理单元以及至少一个用于存储不同 仿真方案的存储器；所述存储器存储一个复杂仿真方案和一个简化仿真方案。本技术所提出的上述用于车辆的实时仿真设备可以在通过相对简单的结构 实现对待测试的车辆的汽车电子控制系统进行实时的仿真测试，其结果精确，能够确保 一定的实时性。附图说明以下附图仅旨在于对本技术做示意性说明和解释，并不限定本技术的3范围。其中，图1显示的是根据本技术的一个优选实施例的用于车辆的实时仿真设备的 结构示意图；图2表示第一 CPU处理单元及第二 CPU处理单元分别进行显式积分法和隐式积 分法计算时可能的计算时间的示例性示意图，以及所计算的状态量的选择；图3表示第一 CPU处理单元及第二 CPU处理单元分别进行显式积分法和隐式积 分法计算时可能的计算时间的另一个示例性示意图，以及所计算的状态量的选择；图4表示通过外插值计算该物理过程的将来的状态量的示意图。具体实施方式为了对本技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说 明本技术的具体实施方式。其中，相同的部件采用相同的标号。本技术涉及一种用于车辆的实时仿真设备，该仿真设备可以对车辆的诸如 发动机控制器、ABS或者ESP等电子控制系统进行实时的仿真测试。其中待测的车辆电 子控制系统通过I/O接口与该实时仿真设备相连接，仿真设备中实时运行着用来模拟汽 车的某一部分或者整个汽车运行状态的模型，该仿真设备能够模拟各种车用传感器信号 从而将汽车运行状态传递给电子控制系统；同时，通过测量电子控制系统的输出，按照 汽车运转的原理修改运行状态，通过电子控制器与测试设备的交互作用实现对电子控制 系统的各种功能进行测试。图1显示的是根据本技术的一个优选实施例的用于车辆的实时仿真设备的 结构示意图，其中，实时仿真设备1至少包括一个第一 CPU处理单元2、一个第二 CPU 处理单元3、以及对应的I/O接口 4。实时仿真设备1可用来运行实时模型，模拟待测的车辆电子控制系统5的各种传 感器信号，并接收所述待测的车辆电子控制系统5输出的执行器信号。该实时仿真设备 可以是一个工控机或者一个通用的计算机(只要具备实时运行对象模型功能的计算机都 可以)，其具有计算机通常所具备的部件，例如处理器，主板，处理器板卡以及各种I/O 接口板卡等，处理器板和I/O接口板之间通过总线相连，主板上还插有通讯卡，用于和 人机接口设备6通讯。如上所述，实时仿真设备1具有各种I/O接口板卡，因而具有多个接收/输出数 据信号的I/O接口，根据本技术的实时仿真设备的其他组件都可以通过这些I/O接口 与实时仿真设备1连接，用于与实时仿真设备1进行数据的交换。如图1所示，根据本技术的车辆实时仿真设备1通过I/O接口 4采集待测的 车辆电子控制系统5的一个以上的状态量Xp，然后输出至少一个控制量y给待测的车辆电 子控制系统5，以影响待测的车辆电子控制系统5的执行机构。基于需要测试的待测的车辆电子控制系统5的部件的复杂程度不同，存在不同 类型的仿真方案。例如，对于ABS来说，需要采取的状态量Xp可以包括制动压力和车 轮的转速，制动踏板的下压速度和/或松开油门踏板的速度，路面、车轮定位等信息的 信号和数据等。因此，为了在能够忍受的时间内得到实时的仿真结果，在本实施例中， 对于同一个仿真过程，提供了两种不同的仿真方案，用于同时对这两个仿真方案进行仿 真，以在设定的任务周期内获得至少一个可用的实时仿真结果。其中，至少一种仿真方案属于简化方案，其提供了粗略的计算结果；另一种仿真方案属于复杂方案，其提供了 相对第一种方案更精确的计算结果。也就是说，在本技术的车辆实时仿真设备1中，进一步可以包括至少一个 存储不同测试方案的存储器7。当需要对待测的车辆电子控制系统5进行多个不同的仿真 测试时，可以将这些测试方案顺序存储在该存储器7中。对于这些测试任务，根据与存储器7中存储的标准方案进行比较，可以估算出 各测试方案的仿真测试时间的长短，从而可以判断较长测试时间的仿真方案属于复杂方 案，而较短测试时间的仿真方案属于简化方案。具体来说，在本技术中，第一 CPU处理单元2可以针对复杂方案进行仿 真，例如，可以利用数学领域中的显式积分的方法计算车辆模型的状态量xM“。但是， 在计算车身等刚性过程模型的状态量时，显式积分法的应用在实时性条件方面是存在问 题的，因为为了确保特定精度，计算步长必须选择得很小，从而可能不能在实时条件下 执行计算。另外，如图2所示，在本技术中，第二 CPU处理单元3可以针对简化方案 进行仿真，例如，可以利用数学领域中的隐式积分法计算该车辆模型，计算模型的状态 量Xm, 这个第二 CPU处理单元3与第一 CPU处理单元2对车辆模型进行同步计算，以 校正第一 CPU处理单元2所进行的模型计算，如果计算过程是实时的，将以显式积分的 方法计算车辆模型的状态量XM, e作为模型的状态量Xm。在图1中的车辆实时仿真设备中，第一 CPU处理单元2及第二 CPU处理单元3 是车辆仿真计算机的多核CPU本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于车辆的实时仿真设备，其特征在于，所述实时仿真设备（１）通过Ｉ／Ｏ接口（４）与待测车辆（５）的电子控制系统相连接，并通过通信接口与至少一个人机接口设备（６）相连接，该实时仿真设备（１）包括：至少一个执行简单仿真方案的第一ＣＰＵ处理单元（２）、一个执行复杂仿真方案的第二ＣＰＵ处理单元（３）以及至少一个用于存储不同仿真方案的存储器（７），所述存储器（７）存储一个复杂仿真方案和一个简化仿真方案。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吉英存，
申请(专利权)人：北京经纬恒润科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]