[发明专利]用于车辆线控转向测试系统的模拟器硬件在环架构及控制逻辑

说明书

本发明公开了一种用于线控转向(SBW)车辆系统的模拟器架构、用于制作和使用这种系统的方法以及用于操作模拟器测试系统的可编程控制逻辑。本发明公开了一种用于操作机动车辆SBW系统的模拟器测试系统的方法。该方法包括：中央处理单元工作站控制器(CWC)启动所述SBW系统的选定测试程序，并且向所述测试系统的马达控制器(MC)传输对应于所述被启动的测试程序的目标输入曲线。所述MC作出响应地命令驾驶员模拟器马达(DSM)以对应于所述目标输入曲线的功率输入操作。机械地联接至所述DSM的模拟器将源自操作所述DSM的模拟器状态数据传输至实时操作系统(RTOS)。所述RTOS使用对应于所述SBW系统的车辆动力学数学模型基于所述模拟器状态数据确定车辆响应。

背景技术

本发明总体上涉及一种用于机动车辆的线控驱动(DBW)系统。更具体地说，本发明的各方面涉及用于测试或校准车辆线控转向(SBW)系统的模拟器硬件在环(HIL)测试台及附带的控制算法。

目前如现代汽车等生产机动车辆最初配备有允许驾驶员为维持车辆的期望的航向及控制车辆的方向变化的转向系统。许多传统的转向系统使用由驾驶员操控的手控方向盘来为车辆输入期望的行进方向。方向盘通过中央轮毂安装到可伸缩的或不可伸缩的转向柱组件。可伸缩的转向柱的伸缩式轴例如将方向盘与最常见为齿轮齿条式转向结构的车辆的车轮转向机构相互连接。在该结构中，处于转向轴远端的小齿轮与被称为“齿条”的线性齿轮杆相互啮合。当方向盘被旋转时，小齿轮与旋转的转向轴一起旋转，从而导致齿条沿着车辆的横向平面以直线运动的方式进行移动。位于齿条每一端的拉杆与车轮主轴的转向臂连接；移动的齿条和拉杆枢转所述主轴以由此转动车轮。能够利用电动的、液压的或气动的助力转向(也被称为“PAS”，或更常被称为“动力转向”)来增强驾驶员输入，以便将辅助能量引至转向机构并且由此减少驾驶员工作量。

一些当代的转向系统设计消除了任何以驱动的方式将方向盘与车轮联接的直接式机械连接件，例如转向柱和挠性齿轮到柱的联接部，并利用已为大众所知的线控转向系统中的机电组件和人机接口(HIM)取代这些连接件。一种这样的线控转向系统采用了位置编码器、旋转传感器或其他监控位置、位移和/或方向盘转动角速度的方向盘传感器。位置编码器将这些输入转化为用于转动车辆的车轮的相应的位置、速率和位移值。接下来，传动系控制模块或专用的转向控制器向电动机输出命令信号，所述电动机使车辆车轮响应于所述命令信号而旋转。为了向驾驶员传达一种“路面感”，线控转向系统能够包括由电子转向控制器控制并在车辆运行期间产生能够控制的反馈的触觉传感器、线性致动器、电阻式制动器和/或步进马达。

由转向控制器发送到电动转向马达和路面感应装置的操作指令可适应于车辆的运行状况，如恶劣的天气状况、糟糕的道路状况或不太理想的转向系统状况。例如车载式电子控制单元能够参考校准表，该校准表将车辆的各种运行状况与用于线控转向系统的所期望的辅助性转矩值相关联。能够由常驻存储器设备存储在本地的所述校准表通常通过车辆系统测试和基准模拟试验产生，从而为各种运行状况中的每一个提供理想量的辅助性转矩。为校准表中的操作指令定义系统校准过的值能够被称作“调整”校准表，所述调整通常在车辆研发期间进行。过去，为车辆线控转向系统调整校准表需要在原型车上安装所有的电子及机电转向硬件和相关的控制逻辑，测试利用初始的校准表来驾驶所述原型车，并且然后基于原型车的测试驾驶员所观察到的主观感受来调整所述校准表。

发明内容