[0001] 本发明涉及新能源电控技术领域，具体涉及一种整车控制器与电机试验台远程联调测试系统及方法。

[0002] 整车/域控控制器开发HIL(Hardware‑in‑the‑Loop)测试，为控制器层面验证，采用实时处理器运行仿真模型来模拟受控对象的运行状态，通过1/0接口与被测的整车/域控控制器（ECU）连接，对被测控制器进行测试。整车/域控控制器在HIL测试系统中，除了VCU/域控制器是真实控制器，被控对象均为搭建的虚拟的模型。VCU被控对象模型包括电机模型、动力电池模型、车辆动力学模型及车辆环境模型。

[0003] HIL试验台要达到较好的测试效果，需要运行被控对象高精度仿真模型来模拟受控对象的运行状态，建立被控对象高精度仿真模型，对HIL试验台操作员技术水平要求高。以电机模型为例，高精度电机模型搭建比较复杂，且随着电机系统开发迭代越来越快，电机品种越来越多，HIL试验台中的电机模型与实际被控电机系统偏差越来越大，导致被测整车/域控控制器接受的电机系统仿真信号与实际电机系统信号有偏差，尤其是不同温湿度环境下真实电机系统与模型更是差别更大；故使用HIL系统中的不准确的电机系统模型，来测试整车/域控控制器对模拟整车在不同温湿度环境/工况下动力性、经济性时，模拟结果会与实际整车差别较大，失去仿真意义。因此，现有技术中存在测试结果误差较大，测试不准确的技术问题。

[0018] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0019] 在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

[0020] 本发明实施例中术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或模块的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或模块，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块。

[0021] 在本发明实施例中出现的对步骤进行的命名或者编号，并不意味着必须按照命名或者编号所指示的时间/逻辑先后顺序执行方法流程中的步骤，已经命名或者编号的流程步骤可以根据要实现的技术目的变更执行次序，只要能达到相同或者相类似的技术效果即可。

[0022] 在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

[0023] 本发明提供了一种整车控制器与电机试验台远程联调测试系统及方法，以下分别进行说明。

[0024] 图1为本发明提供的整车控制器与电机试验台102远程联调测试系统的一个实施例流程示意图及图2为本发明提供的整车控制器与电机试验台102远程联调测试系统的一个实施例的真实电机的测试原理图，包括：整车控制器101，用于发送电机制动所需要的转速和扭矩值，以及基于仿真信号，得到电机的测试结果；
电机试验台102，与整车控制器101通过CAN通信连接，用于基于转速和扭矩值，得到执行指令；
MCU控制器103，用于基于执行指令控制电机进行制动测试，得到电机的制动数据，并将制动数据发送至测功机105；
测功机105，与电机试验台及MCU控制器103通信连接，用于基于制动数据，得到仿真数据，并通过电机试验台102将仿真数据发送至整车控制器101。

[0025] 可以理解的是，本发明提供一种整车VCU（Vehicle Controller Unit，整车控制器101）/域控HIL与电机试验台102远程联调测试方法及装置，用真实的MCU，替换虚拟（MCU+电机），将之前VCU/域控控制器与HIL试验台中电机104系统模型间的信号交互，经HIL试验台中转，直接与真实的MCU1+电机交互，避开高精度电机模型的建立。

[0026] 整车VCU/域控HIL试验台通过与电机台架主控系统交互，实现远程控制及采集交互，电机104台架提供安全矩阵、限值保护及本地控制/HIL远程控制切换按钮，保护台架安全；整车VCU/域控HIL联调试验台测试原理整车VCU/域控HIL负责生成控制信号以及动力学和能量流计算，被测电机系统和测功机105的直接控制由电机试验台102负责。

[0027] 本发明同时提供一种电机试验台102与HIL试验台远程联调测试方案，整车HIL试验台与电机试验台102，两者通过光电转换装置，将电信号转化为光信号，实现远距离信号传输，在靠近电机试验台102的一端连接联合仿真机箱，联合仿真机箱为整车VCU/域控HIL实时系统的远程延伸，是整车VCU/域控HIL实时系统的一部分，解决了整车HIL试验台与电机试验台102分开布置，相隔距离较远时两者之间的联调问题。

[0028] 可以进一步理解的是，当整车VCU/域控HIL与电机试验台102之间的通讯距离相距较近时（<40m），可通过以太网、CAN通讯或反射内存网络等，实现两个台架间的信号交互；反射内存网络是一种特殊类型的共享内存系统，旨在使整车VCU/域控HIL主控与电机试验台102主控之间共享通用数据集。反射内存网络可在每个子系统中保存整个共享内存的独立备份。每个子系统均享有充分且不受限制的访问权限，还能以较高的本地内存写入，修改本地数据集，反射内存是一种高效、实时的数据共享解决方案，适用于需要高度一致性和低延迟的环境。

[0029] 当整车VCU/域控HIL与电机试验台102联调时，整车VCU/域控HIL将发送给真实MCU+电机的总线信号、低压唤醒、高压上下电请求、ON\OFF控制等信号，整车VCU/域控HIL发送给电机试验台102的HIL和台架握手信号以及急停信号，整车VCU/域控HIL发送给电机试验台102的HIL和台架握手信号以及急停信号，测功机105目标转速，负载扭矩等信号，全部通过以太网/CAN/反射内存等，发送给电机试验台102的主控制系统，然后分发至电机104MCU控制器103及电机试验台102测功机105系统；同时电机试验台102运行起来后，电机试验台102主控，将被测真实MCU控制器103发送的总线信号，电机104测功机105等台架运行状态信号，包含故障信号HIL和台架握手信号，被测电机实际扭矩和电机实际转速等信号；通过以太网/CAN/反射内存等，发送给整车VCU/域控HIL试验台；
为更好的模拟实际整车启动时MCU低压唤醒场景，电机试验台102配低压24V/12V低压电源及I/0端口，整车VCU/域控HIL主控系统，可远程通过以太网/CAN/反射内存等，经电机试验台102主控，远程控制I0端口通断，来给被测电机104系统MCU上电、唤醒（KL15/KL30）。

[0030] 以上整车VCU/域控HIL试验台通过与电机台架主控系统交互，实现整车VCU/域控HIL与电机试验台联调控制及采集交互，电机104台架提供安全矩阵、限值保护及本地控制/HIL远程控制切换按钮，保护台架安全；整车VCU/域控HIL，负责生成控制信号以及动力学和能量流计算，被测电机系统和测功机105的直接控制由电机试验台102负责，电机试验台102与VCU/域控HIL之间的通讯须具备信号安全校验机制（如CRC，Rolling Counter），确保通讯的实时性和准确性；整车VCU/域控HIL上位机，编译整车车辆动力学模型，并编译下载在整车VCU/域控HIL下位机中。

[0031] 图3为本发明提供的整车控制器与电机试验台102远程联调测试系统的一实施例的本发明的测试原理图，包括：电机试验台102与联合仿真机箱、第一光电转换模块、第二光电转换模块及整车控制器101依次串联。

[0032] 可以理解的是，为给真实电机系统高压上下电，模拟真实电机系统的使用环境温湿度，并测量不同工况下电机的转速、扭矩、温度等，整车VCU/域控HIL及VCU/域控控制器所需的信号，本发明为真实的MCU+电机搭建了一套电机104测功机105系统，并将之前整车VCU/域控HIL与被测真实MCU+电机系统的交互信号，先发给电机试验台102主控，然后由电机试验台102主控，分别发送至相应的MCU+电机104及电机试验台102测功机105系统，具体如图3所示。

[0033] 图4为本发明提供的整车控制器与电机试验台102远程联调测试系统的一实施例的联调流程图，包括：联合机箱与第一光电转换模块通过以太网通信连接。

[0034] 可以理解的是，本发明同时提供一种电机试验台102与HIL试验台远程联调测试方案，与整车VCU/域控HIL与电机试验台102之间的通讯距离相距较近（<40m）方案不同的是，在整车VCU/域控HIL试验台与电机104测试仪之间，新增光电转换装置，将电信号转化为光信号，实现远距离信号传输，在靠近电机试验台102，新增联合仿真机箱，联合仿真机箱为整车VCU/域控HIL实时系统的远程延伸，是整车VCU/域控HIL实时系统的一部分；联合仿真机箱，内含实时处理单元，整车VCU/域控HIL上位机可以远程在联合仿真机箱加载车辆动力学模型，搭建功能逻辑。联合仿真机箱与电机试验台102，通过反射内存，或者EtherCAT（Ethemet for Control Automation Technology，以太网控制自动化技术）或者高速CAN，满足联合仿真机箱与电机试验台102之间高速、大数据实时传输要求；仿真机箱放置在靠近台架，与HIL试验台联动，减少数据时延。

[0035] 整车VCU/域控HIL上位机，编译整车车辆动力学模型，并同步下载在联合仿真机箱和整车VCU/域控HIL下位机中，上位机对整车VCU/域控下位机整车动力学模型参数的改变，同步改变联合仿真机箱中的整车动力学模型参数。

[0036] 在本发明的一些实施例中，第一光电转换模块与第二光电转换模块通过光纤通信连接。

[0037] 可以理解的是，整车VCU/域控HIL通过以太网，光纤、联合仿真机箱、电机试验台102，给被控MCU控制器103MCU控制器103低压上电、唤醒，台架间的通讯校验正常后，由整车VCU/域控HIL或外界油门/制动踏板向VCU/域控控制器发送油门/制动信号，VCU/域控控制器计算出满足模拟整车车辆动力学模型要求的电机104需求转速、扭矩值，然后经整车HIL通讯端口，经以太网、光纤、联合仿真机箱，发送给电机试验台102主控电脑，经电机试验台
102主控电脑分配，发送给真实电机104MCU+电机执行相应的转速/扭矩指令，同时将负载扭矩/转速信号发送给电机104测功机105，台架传感器测量实际电机104系统的实际转速/扭矩及对应的电功率、机械功率值，MCU反馈控制器的内部参数，汇总到电机试验台102主控，然后反馈到联合仿真机箱的车辆动力学模型，观测模拟整车响应；同时将车辆动力学信息反馈给整车/域控HIL整车动力学模型，使整车/域控HIL与联合仿真机箱中的车辆动力学模型同步，将VCU/域控控制器所需的电机104反馈信息反馈给VCU/域控控制器。

[0038] 在本发明的一些实施例中，第二光电转换模块与整车控制器101通过以太网通信连接。

[0039] 可以理解的是，整车VCU/域控HIL通过以太网，光纤、联合仿真机箱、电机试验台102，给被控MCU控制器103低压上电、唤醒，台架间的通讯校验正常后，由整车VCU/域控HIL或外界油门/制动踏板向VCU/域控控制器发送油门/制动信号，VCU/域控控制器计算出满足模拟整车车辆动力学模型要求的电机104需求转速、扭矩值，然后经整车HIL通讯端口，经以太网、光纤、联合仿真机箱，发送给电机试验台102主控电脑，经电机试验台102主控电脑分配，发送给真实电机104MCU+电机执行相应的转速/扭矩指令，同时将负载扭矩/转速信号发送给电机104测功机105，台架传感器测量实际电机104系统的实际转速/扭矩及对应的电功率、机械功率值，MCU反馈控制器的内部参数，汇总到电机试验台102主控，然后反馈到联合仿真机箱的车辆动力学模型，观测模拟整车响应；同时将车辆动力学信息反馈给整车/域控HIL整车动力学模型，使整车/域控HIL与联合仿真机箱中的车辆动力学模型同步，将VCU/域控控制器所需的电机104反馈信息反馈给VCU/域控控制器。

[0040] 图5为本发明提供的整车控制器与电机试验台102的一实施例的远程联调系统架构图及图6为本发明提供的整车控制器与电机试验台102的一实施例的远程联调流程图，包括：域控HIL，用于发送制动信号，并接收转速和扭矩值；
域控控制器，与域控HIL通信连接，用于基于制动信号计算电机制动所需要的转速和扭矩值，得到转速和扭矩值，并将转速和扭矩值发送至域控HIL。

[0041] 可以理解的是，HIL整车/域控模拟整车部分，如电池包模型，TCU与变速箱模型，减速器与传动轴模型，道路阻力模型，VCU扭矩分配控制模型，驾驶员模型，整车环境及循环工况模型等。

[0042] 在本发明的一些实施例中，域控控制器与域控HIL通信连接，包括：域控控制器与域控HIL通过CAN通信连接。

[0043] 可以理解的是，联调被测VCU/域控控制器，在接收到HIL试验台远程低压上电、唤醒信号（KL15/KL30），并反馈MCU状态信号给VCU/域控HIL及VCU/域控控制器，并对电机试验台102与整车HIL之间的通讯进行类似CAN通讯CRC校验的安全校验，确保通讯的实时性和准确性，且整个过程中，这种通讯校验一直并行进行，当一方接收的数据/信号实时性、完整性低于一定限制或出现危及自身台架安全的故障，告知对方并按各自台架流程断开联调；MCU低压上电、唤醒，且台架间的通讯正常，由整车VCU/域控HIL或外界油门/制动踏板向VCU/域控控制器发送油门/制动信号，控制器计算出满足模拟整车车辆动力学模型要求的电机104需求转速、扭矩值，然后经整车HIL通讯端口，经以太网或CAN或反射内存网络等，发送给电机试验台102主控电脑，经电机试验台102主控电脑分配，发送给真实电机
104MCU+电机执行相应的转速/扭矩指令，同时将负载扭矩/转速信号发送给电机104测功机
105，台架传感器测量实际电机104系统的实际转速/扭矩及对应的电功率、机械功率值，MCU反馈控制器的内部参数，汇总到电机试验台102主控，然后经太网或CAN或反射内存网络等，返回VCU/域控HIL，输出入HIL试验台车辆动力学模型，观测模拟整车响应，并同时将对应信号，通过CAN或硬线信号，返回被测VCU/域控控制器；
如果模拟整车动力学响应出现偏离，比如加速不够/制动力不足，则加大油门/制动信号，直至模拟整车加速/制动响应满足设计要求。

[0044] 在本发明的一些实施例中，电机试验台102与MCU控制器103通过CAN通信连接。

[0045] 可以理解的是，当整车VCU/域控HIL与电机试验台102之间的通讯距离相距较远时（＞40m），两个台架间用以太网、CAN通讯或反射内存网络等的信号交互，则会出现信号延迟，通讯抗干扰能力大大减弱；无法在确保各自试验台安全的前提下，实现HIL试验台与总成试验台如电机试验台的协同联调测试。

[0046] 在本发明的一些实施例中，电机试验台102与测功机105通过Ether CAT通信连接。

[0047] 可以理解的是，本发明提供的整车控制器101与电机试验台102远程联调测试系统，主要通过真实的电机试验台102与传统整车VCU/域控HIL虚拟（MCU+电机）远程联调，将之前VCU/域控控制器与HIL试验台中电机104模型间的信号交互，经HIL试验台中转，直接与真实的MCU+电机交互，避开高精度电机模型的建立，从而避免因电机模型导致的误差，从而影响测试结果的准确性；其次，本发明在整车HIL试验台与电机104测试仪，两者之间增加了光电转换装置，目的是将电信号转化为光信号，实现远距离信号传输，在靠近电机试验台102，新增联合仿真机箱，联合仿真机箱为整车VCU/域控HIL实时系统的远程延伸，解决了整车HIL试验台与电机试验台102分开布置，相隔距离较远时两者之间的联调问题。

[0048] 图7为本发明提供的整车控制器与电机试验台远程联调测试方法的一个实施例结构示意图，包括：S701、通过整车控制器发送电机制动所需要的转速和扭矩值；
S702、通过电机试验台基于转速和扭矩值，得到执行指令；
S703、通过MCU控制器基于执行指令控制电机进行制动测试，得到电机的制动数据；
S704、通过测功机基于制动数据，得到仿真数据；
S705、通过整车控制器基于仿真信号，得到电机的测试结果。

[0049] 本发明提供的整车控制器101与电机试验台102远程联调测试系统，主要通过真实的电机试验台102与传统整车VCU/域控HIL虚拟（MCU+电机）远程联调，将之前VCU/域控控制器与HIL试验台中电机104模型间的信号交互，经HIL试验台中转，直接与真实的MCU+电机交互，避开高精度电机模型的建立，从而避免因电机模型导致的误差，从而影响测试结果的准确性；其次，本发明在整车HIL试验台与电机104测试仪，两者之间增加了光电转换装置，目的是将电信号转化为光信号，实现远距离信号传输，在靠近电机试验台102，新增联合仿真机箱，联合仿真机箱为整车VCU/域控HIL实时系统的远程延伸，解决了整车HIL试验台与电机试验台102分开布置，相隔距离较远时两者之间的联调问题。

[0050] 电机试验台以上实施例仅用于说明本发明的设计思想和特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，本发明的保护范围不限于上述实施例。所以，凡依据本发明所揭示的原理、设计思路所做的等同变化或装饰，均在本发明的保护范围之内。